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研究生:蔡易珊
研究生(外文):Yi-Shan Tsai
論文名稱:複合動力車行車模式切換扭力平順化方法研究
論文名稱(外文):Studies of Mode Switching Smoothing Method for a Hybrid Electric Vehicle
指導教授:鄭榮和
口試委員:劉霆陳明彥
口試日期:2019-07-19
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:機械工程學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:複合動力車模式切換液壓離合器扭力平順化軟體迴路模擬
DOI:10.6342/NTU201903440
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本研究以複合動力系統為研究對象,模擬動力模式切換間的動態響應,並針對不同的扭力震盪因素,設計相對應之扭力平順化方法,以提升車輛乘坐舒適性。首先利用Matlab/ Simulink軟體建立行車動力模型,元件包含馬達、引擎、離合器、輪端與行車阻力。由於不同動力模式為不同的動力元件組合,依據模式間的切換條件與流程,設計完整之模式切換模擬架構,整合模擬出動力模式切換過程之動態行為。接著針對模式切換過程之輪端急衝度(Jerk)進行分析,研究發現離合器摩擦扭矩、動力方程式機械係數變化,以及模式切換之條件設定皆會影響急衝度的震盪幅度。本研究藉由動力元件補償產生震盪之扭矩,以及調整模式切換條件,可消弱大部分之急衝度震盪,且滿足乘適性標準,有效提升車輛乘坐舒適性。最後,針對動力方程式中的機械係數進行敏感動分析,了解複合動力系統元件之機械係數與急衝度震盪關係。
This study aims to develop methods to reduce undesirable jerk of a hybrid electric vehicle, when it is switching between modes. The ultimate goal is to improve the comfortability of passengers. In the beginning of this study, building a hybrid powertrain model represented by dynamic functions in Simulink software. It is composed of two motors, engine, clutch, driveline, and tractive resistance. Due to different combinations of power units in various modes, the approach used in this study is to design an integrated mode switching process to unify the whole hybrid powertrain model and factually simulate the dynamic response of the mode switching. Then, the study begins to focus on the jerk response and analyze results bring about oscillation. Method that is used to eliminate vibration in this research mainly relys on motors to compensate the torque which generates the fluctuations. In addition, modifying mode switching conditions can also smooth the jerk. These methods not only meet the comfortability criterion, but also improve vehicle drivability. At last, this research analyzes the system’s sensitivity of coefficients of dynamic equations about powertrain on the jerk response.
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 XI
參數表 XII
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機與目的 5
1.3研究流程與方法 8
1.4本文架構 10
第二章 理論背景與文獻回顧 11
2.1複合動力系統模型建立方法 11
2.1.1模型建立方式 12
2.1.2模型細化程度 12
2.1.3模型計算方法 13
2.1.4模型相互連結關係 15
2.2離合器種類介紹與模型建立 15
2.2.1離合器種類介紹 16
2.2.2液壓多片式離合器作動原理 20
2.3複合動力系統模式切換平順化設計 22
2.3.1車輛乘適性評估標準 22
2.3.2模式切換平順化方法 23
2.4小結 24
第三章 行車動力模型子系統建立 25
3.1複合動力系統規格與架構 25
3.2複合動力系統模型建立 26
3.2.1行車阻力 26
3.2.2 TM馬達 28
3.2.3引擎與ISG 32
3.2.4離合器 34
3.3 小結 45
第四章 模式切換模型整合 46
4.1模擬架構設計與模組功能介紹 46
4.2模擬架構模組模型建立 47
4.2.1車速需求 47
4.2.2駕駛者模型 48
4.2.3動力元件性能計算 49
4.2.4車輛總扭矩需求計算 51
4.2.5模式切換邏輯判斷 51
4.2.6動力元件扭力分配 61
4.2.7模擬結果分析 65
4.3小結 68
第五章 MiL模擬分析與平順化設計 69
5.1急衝度震盪原因分析 69
5.1.1離合器摩擦扭矩 69
5.1.2動力方程式機械係數變化 70
5.1.3 RE與BOOST模式之切換 72
5.2扭力平順化方法設計 73
5.2.1以動力元件補償震盪之扭矩 73
5.2.2修改RE與BOOST模式切換條件 75
5.2.3調整引擎扭矩輸出型態 77
5.3平順化結果分析 78
5.4小結 80
第六章 複合動力系統敏感度分析 81
6.1 TM馬達機械係數敏感度分析 82
6.1.1 TM轉動慣量JTM 82
6.1.2 TM阻尼係數bTM 84
6.2引擎與ISG機械係數敏感度分析 86
6.2.1引擎與ISG轉動慣量JEI 86
6.2.2引擎與ISG阻尼係數bEI 88
6.3傳動軸與輪端機械係數敏感度分析 89
6.3.1傳動軸與輪端轉動慣量JDW 89
6.3.2傳動軸與輪端阻尼係數bDW 91
6.3.3傳動軸與輪端彈性係數kDW 92
6.4小結 93
第七章 結論與未來方向 95
7.1研究結論 95
7.2未來方向 96
參考文獻 97
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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