混合动力汽车动力总成故障诊断的研究

【摘要】：混合动力汽车采用内燃机和电机作为动力源,已经成为解决环境污染和能源短缺最具市场潜力的车型。许多国家的政府部门、汽车公司和零部件厂商都投入巨资进行混合动力汽车的研制开发以及关键技术研究,目前已有多种产品问世。 本文以吉林大学承担的国家科技部“863”计划课题“解放牌混合动力城市客车多能源动力总成控制系统的开发”为依托,结合解放牌混合动力城市客车的动力总成的实车调试,对混合动力汽车动力总成的故障诊断进行了研究。 首先,在研究混合动力客车动力总成各动力元件的基础上,分析了动力总成各动力元件的故障类型、故障诊断技术及其各自的容错措施,研究了CAN总线的故障类型,提出了CAN 总线故障的解决方案。分析了混合动力总成系统的故障模式,分类研究了在混合动力控制系统中动力总成各动力元件出现的故障及混合动力多能源控制系统在动力总成各动力元件出现故障时采取的容错措施。 其次,结合解放牌混合动力城市客车分析并联混合动力城市客车在不同工况下的能量流动方式。介绍了并联混合动力总成控制系统的功能要求及工作原理,提出了对并联混合动力总成控制系统采用逻辑门限值的控制策略。阐述了并联混合动力城市客车在不同工况下动力总成控制单元(HCU)采取的不同控制策略模式。通过MATLAB/SIMUlink 和STATEFLOW 实现整车动力总成控制策略的建模,并加入了对各个动力元件的故障诊断模块,结合控制模块阐述了各动力元件出现故障时HCU 采取的控制策略。 最后,本文分析了在混合动力控制器开发过程中采用硬件在环仿真系统的实际意义,研究了硬件在环仿真系统的硬件和软件设计,并结合解放牌混合动力城市客车动力总成控制器开发过程,研究了硬件在环仿真系统在控制器开发过程中的应用。通过吉林大学混合动力课题组建立的基于dSPACE 系统的硬件在环仿真系统验证了文中建立的具有故障诊断功能的混合动力总成控制策略。 【关键词】：混合动力汽车 控制策略 逻辑门限值 故障诊断 硬件在环仿真 dSPACE
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 第一章 绪论8-21
• 1.1 混合动力汽车概述8-12
• 1.1.1 混合动力汽车概念8-9
• 1.1.2 混合动力汽车的特点9
• 1.1.3 混合动力汽车的分类9-12
• 1.2 故障诊断技术概述12-15
• 1.2.1 故障诊断的含义12-13
• 1.2.2 故障诊断技术的发展13-15
• 1.3 混合动力汽车故障诊断概述15-20
• 1.3.1 汽车故障诊断的定义15-16
• 1.3.2 汽车故障诊断技术的发展16-17
• 1.3.3 汽车故障诊断的方法及特点17-18
• 1.3.4 车载诊断系统(OBD)简介18-19
• 1.3.5 混合动力客车实施故障诊断的意义19-20
• 1.4 论文主要研究内容20-21
• 第二章 混合动力汽车各动力元件的故障诊断21-47
• 2.1 混合动力汽车各动力元件的故障诊断21-40
• 2.1.1 发动机的故障诊断21-26
• 2.2.1.1 发动机故障诊断技术的应用21-23
• 2.2.1.2 发动机的故障分类和分析23
• 2.2.1.3 发动机故障诊断层次及相应诊断策略23-26
• 2.1.2 机械式自动变速器(AMT)的故障诊断26-30
• 2.1.2.1 AMT 的基本控制原理及实施故障诊断的意义26-27
• 2.1.2.2 AMT 系统主要故障现象及原因27-28
• 2.1.2.3 AMT 容错系统的组成28-30
• 2.1.3 电机的故障诊断30-34
• 2.1.3.1 电机故障诊断的特点及实施电机故障诊断的意义30-31
• 2.1.3.2 电机的故障诊断方法及典型故障诊断分析31-34
• 2.1.4 电池组的故障诊断34-38
• 2.1.4.1 电池组实施故障诊断的意义及常见的故障34
• 2.1.4.2 电池故障的检测34-38
• 2.1.5 CAN 总线的故障诊断38-40
• 2.1.5.1 CAN 总线在混合动力车上的应用及其特性38
• 2.1.5.2 CAN 总线的故障类型及其解决方法38-40
• 2.2 混合动力总成故障模式分析及其容错40-46
• 2.2.1 通信故障及容错40-42
• 2.2.2 传感器故障42
• 2.2.3 整车多能源控制器(HCU)故障及容错42-43
• 2.2.4 混合动力系统各元件出现的故障及其容错43-46
• 2.3 本章小结46-47
• 第三章 并联混合动力总成故障诊断在控制策略中的实现47-65
• 3.1 并联混合动力汽车的能量流动47-48
• 3.2 并联混合动力总成控制系统48-50
• 3.2.1 混合动力总成控制系统的功能要求48-49
• 3.2.2 混合动力总成控制系统的工作原理49-50
• 3.3 并联混合动力总成的控制策略50-56
• 3.3.1 控制策略概述50-51
• 3.3.2 控制策略的分类51-52
• 3.3.3 并联混合动力控制策略52-56
• 3.4 混合动力总成故障诊断在整车控制策略中的实现56-64
• 3.4.1 混合动力总成控制策略模块57-59
• 3.4.2 混合动力总成故障诊断模块59-64
• 3.5 本章小结64-65
• 第四章 混合动力总成故障诊断的硬件在环仿真分析65-78
• 4.1 混合动力总成故障诊断的硬件在环仿真系统65-69
• 4.1.1 硬件在环仿真技术概述65-67
• 4.1.2 硬件在环仿真系统的硬件/软件设计67-69
• 4.2 混合动力总成故障诊断硬件在环仿真结果分析69-77
• 4.2.1 动力总成正常情况时69-71
• 4.2.2 动力总成出现故障时71-77
• 4.3 本章小结77-78
• 第五章 全文总结与研究展望78-80
• 5.1 论文研究内容总结78
• 5.2 研究展望78-80
• 参考文献80-83
• 摘要83-87
• 致谢87-88
• 导师及作者简介88

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