混合动力汽车E-H模式切换中扭矩协调控制策略研究

在混合动力汽车进行E(electric drive mode,纯电动模式)-H(hybrid drive mode,混合驱动模式)切换时,针对2个动力源响应特性差异、离合器接合等原因造成动力传递不平稳及整车冲击的问题,文章制定了扭矩协调控制策略。整个扭矩协调控制策略按发动机的起动、调速和动力接入等3个不同阶段制定,采用Matlab/Simulink搭建混合动力汽车模式切换控制策略模型和整车模型,对该策略的有效性进行验证。仿真结果表明,该策略能够减小扭矩波动和整车冲击度,有效提高模式切换过程的平顺性。     

强混合动力汽车驱动模式切换扭矩协调控制策略

在对强混合动力系统工作特性分析的基础上,以车辆行驶平顺性为目标,通过对系统在不同驱动模式切换过程中发动机、电机及离合器和变速器参数变化的分析,制定了针对不同模式切换过程扭矩波动的扭矩协调控制策略。建立了基于该控制策略的强混合动力汽车动力学仿真模型,进行了典型驱动模式切换过程的仿真与分析。结果表明,提出的扭矩协调控制策略能够减小驱动模式切换过程中的扭矩波动,有效提高强混合动力汽车在模式切换过程中的动力传递的平稳性。     

基于回流无级变速传动的混合动力汽车 运行模式转换控制策略

搭载回流无级变速传动装置的插电混合动力汽车在动力切换过程中存在两种切换形式：动力源之间的驱动模式切换和纯无级状态与回流状态之间的调速模式切换,两种切换都会导致动力耦合系统扭矩突变,影响汽车平顺性。在对回流式混合动力系统工作特性分析的基础上,制定了针对不同切换过程的扭矩协调控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真平台进行了验证。结果表明,该策略能够有效地减少该系统切换过程中的转矩波动和冲击。     

混合动力汽车模式切换协调控制

针对混合动力汽车模式切换过程中出现的冲击度大、平顺性差等问题,以双行星排式混合动力汽车为对象,进行了发动机启动过程控制策略的研究。首先,对双行星排式动力系统结构和特性进行了分析,并采用隔离法建立了动力系统的动力学模型;然后,以减少车辆纵向冲击度为目标,基于模型预测控制算法,制定了模式切换时的动态协调控制策略;最后,利用仿真模型对动态协调控制策略进行仿真验证。仿真结果表明:相比于无协调控制和传统比例-积分-微分控制,采用模型预测控制方法时,发动机启动时间从0.7 s缩短至0.4 s,模式切换时,整车纵向冲击度的峰值由15.43 m/s~3降至3.12 m/s~3,最大车速偏差从1.98 km/h减小至0.28 km/h,此控制方法有效地保证了汽车的动力性和行驶平顺性。     

基于模型参考控制的混合动力汽车模式切换

根据模型参考控制(MRC)的思路,针对混联式混合动力汽车由纯电动机驱动至发动机-电动机共同驱动的模式切换过程,建立了混合动力传动系统动力学模型,以纯电动机驱动作为参考模型,推导稳定条件,选择前馈和反馈控制参数,实现转矩稳定过渡,避免剧烈冲击.研究表明,与传统的快速切换方法相比,MRC既能降低冲击度,又能减少滑摩功耗.并应用敏感性分析给出了前馈参数、转矩干扰和惯量比对控制品质的影响.     

基于系统效率的PHEV动力与控制参数优化

针对搭载无级变速器的单电机插电式混合动力汽车,提出了一种新的动力参数与控制参数设计方法.建立插电式混合动力汽车各工作模式的系统效率模型,得到基于系统效率的工作模式切换规律,并对模式切换曲线乘以控制参数以实现模式切换规律的调整.充分考虑燃油经济性的影响因素,以动力源功率、电池数目以及主减速器速比作为动力系统设计参数.利用Matlab/Simulink建立整车经济性仿真模型,构建"城市-城郊-高速-城郊-城市"综合行驶工况,以降低等效燃油消耗为目标,采用遗传算法对插电式混合动力汽车动力系统参数与模式切换规律控制参数进行综合优化.结果表明:采用本文所提出的方法能够优化出一组合理的动力与控制系统参数,使整车等效燃油消耗更低,比优化前的百公里等效油耗降低了7.2%.     

双电机混合动力汽车起步与换挡过程协调控制

针对采用自动变速箱(AMT)的混合动力汽车存在换挡动力中断问题,提出一种新型双电机混合动力驱动系统,该系统主要包括1台发动机、2个电机和1个四挡变速箱。通过控制发动机、电机、离合器与同步器的工作状态,该混合动力系统可实现纯电动驱动、发动机和电机并联驱动、串联驱动、制动能量回收以及行车发电等多种工作模式。采用集中质量法和牛顿第二定律对该驱动系统进行动力学分析,将其等效为质量-弹簧-阻尼系统,并建立动力学方程。通过查表法建立了发动机和电机模型。结合混合动力驱动系统结构特点,设计模式切换和换挡过程的控制策略,在模式切换和换挡过程中,结合发动机和电机的扭矩响应特性,对发动机和电机输出扭矩进行协调控制。采用基于发动机输出扭矩的电机扭矩补偿策略维持汽车驱动扭矩,避免出现换挡动力中断现象。基于AMESim和MATLAB/Simulink软件平台搭建整车模型及控制策略模型,并对模式切换和换挡过程进行仿真分析。研究结果表明:双电机混合动力驱动系统可实现车辆换挡过程中输出扭矩平顺变化,无动力中断现象;通过限制发动机和电机的扭矩变化率,以及离合器和同步器等执行机构的分离接合速度,可将模式切换和换挡过程的冲击度控制在合理范围内。     

搭载回流式动力传动系统的PHEV参数优化

针对搭载回流式动力耦合传动系统的插电式混合动力汽车(PHEV,plug-in hybrid electric vehicle),提出了一种参数匹配优化设计方法。建立了整车各个模式下的等效输入功率模型,根据最小等效输入功率原则制定了各驱动模式间的切换规律,并设置控制参数系数对模式切换曲线进行调整。通过MATLAB/SIMULINK构建了整车经济性仿真模型,利用遗传算法对匹配的动力参数和控制参数系数进行了综合优化。仿真结果比较表明:此方法得到的一组参数能有效提升燃油经济性,百公里等效燃油消耗比优化前降低了4.8%。     

混合动力汽车分离离合器液压系统的滑模控制

文章在分析混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)分离离合器液压系统结构及工作原理的基础上,对其建立数学模型,设计了液压系统的滑模控制器并作稳定性分析;同时在Matlab/Simulink中搭建液压模型及滑模控制器,在HEV典型工作模式切换下作仿真分析并与PID控制进行对比。结果表明,滑模控制器对离合器液压系统的控制具有收敛速度快、控制精度高等特性,能有效提高系统的鲁棒性。     

搭载EM-CVT的MPV动力性仿真分析

无级变速器(CVT)没有普通自动挡变速箱的传动齿轮,所以就没有自动挡变速箱的换挡过程,由此带来的换档顿挫感也随之消失,动力输出呈线性,在实际驾驶中非常平顺.而机电控制式无级变速器(EM-CVT)的控制更加简单,响应更快,从而使整车性能、耗油、废气排放的平衡,都更容易达到.文中利用AVL Cruise仿真软件,进行了EM-CVT传动系统建模仿真分析.应用该软件建立的车辆动力传动系统模型更容易调试且直观性强,不仅可以节省大量时间,而且便于分析仿真结果以及修正参数,从而快速完成系统的设计.     

ISG混合动力再生制动系统压力协调控制策略

以ISG(integrated startor and generator)型混合动力长安轿车为原型,提出了基于HEV(hybrid electric vehicle)制动力分配的制动系统压力协调控制策略,建立了HEV再生制动离线仿真模型.研制了HEV摩擦制动液压实验系统,构建了dSPACE环境下的混合动力再生制动硬件在环仿真试验平台,进行了不同制动强度下的再生制动系统性能实验,验证了制动力分配和制动压力协调控制的正确有效性.     

双离合器自动变速换挡品质分析与控制

干式双离合器自动变速系统中离合器扭矩控制是换挡品质控制的关键,在分析双离合器自动变速器换挡过程的基础上,建立了换挡过程系统动力学模型,分析了双离合器传递扭矩和切换时序对换挡品质的影响;提出了通过执行机构对换挡过程中干式双离合器压紧力进行控制以实现换挡品质控制的方法。针对一款干式双离合器自动变速车辆,建立了换挡过程系统Simulink仿真模型,对换挡控制特性进行了仿真和实验分析。结果表明,所提出的换挡控制策略较好实现了对换挡品质的控制。     

基于SVM-DTC的交流伺服驱动器的研究与设计

介绍了基于永磁同步电机的交流伺服系统。针对直接转矩控制的脉动问题,进行了分析,提出了基于SVM-DTC的控制策略,该策略利用电子电压在定子磁链坐标系的分量控制电磁转矩和磁链,结合空间矢量调制控制逆变器开关,并基于DSP2812搭建了硬件实验平台,通过MatLab仿真和实验波形表明,SVM-DTC的控制策略可以有效减小转矩、磁链脉动。     

并联混合动力汽车怠速停机控制策略研究

怠速停机是混合动力汽车主要节能途径之一,本文以并联式混合动力客车为研究平台,建立了怠速停机控制策略,在CRUISE环境下对发动机怠速时间、怠速转速与燃油经济性的关系进行了深入的研究,基于国内典型城市公交循环工况的仿真结果表明:采用怠速停机控制策略后,燃油经济性比原车得到显著改善。     

基于CRUISE的轻度ISG型HEV控制策略研究

控制策略是混合动力汽车(HEV)的关键技术,直接影响HEV整车性能。文章以整车动力性和燃油经济性为控制目标,分别设计了基于逻辑门限值的电力辅助控制策略和模糊逻辑控制策略,在CRUISE平台上搭建样车ISG混合动力汽车的模型,并分别在UDDS和NEDC 2种工况下进行仿真分析。仿真结果表明,与同类型传统燃油汽车相比,基于电力辅助控制策略和模糊逻辑控制策略的ISG型HEV的燃油经济性都有明显改善,模糊逻辑控制策略更为适合。     

基于MTS的混合动力汽车数据通信研究

通过分析固定优先级和动态优先级的优缺点,文章介绍了混合调度算法的原理,提出了控制器局域网络报文的一种新的截止期分区策略,并将该策略应用在MTS算法中,进行优先级分配,同时还利用TrueTime仿真和硬件在环仿真的方法来测试基于MTS的混合动力汽车CAN总线数据通信的可行性。     

混合动力汽车补偿模糊神经网络能量管理策略

以上海大众汽车公司某型号混合动力电动汽车(HEV)的设计要求为基础,提出了一种基于补偿模糊神经网络的能量控制策略,并采用动态调整步长的梯度下降法加快算法的收敛速度.分析了样本数据选取、输入、输出模糊分割和模糊规则提取对控制器性能的影响.利用ADVISOR2002仿真平台进行二次开发,完成了基于补偿模糊神经网络的控制策略、并联电力辅助控制策略和模糊控制策略的仿真比较.仿真结果表明,基于补偿模糊神经网络的控制器具有较强的自适应能力,可以较好提高混合动力汽车的燃油经济性和排放性.     

面向动态过程的HEV模糊PID控制方法

提出面向动态过程的混合动力电动汽车(HEV)多能源动力系统控制方法. 针对城市公交HEV,建立HEV动力驱动模型,通过优化PID控制器参数实现提高HEV动态特性的目的. 同时为了解决提高HEV动态特性而引起其动力能量消耗增大的问题,提出面向动态过程的HEV模糊PID控制方法,在线确定控制系统的PID离散控制参数的变化规律,控制HEV多能源动力总成工作. 仿真结果表明,该方法既能保证HEV动态特性良好,又能有效控制HEV动力源输出,使HEV节能目标得以真正实现.     

并联混合动力客车模式切换过程控制研究

针对单轴并联混合动力客车结合离合器的模式切换,设计了发动机已启动和未启动时模式切换的控制策略.对于发动机未启动的模式切换,考虑离合器滑磨功和驾驶员需求,提出了在挡启动发动机和空挡启动发动机的控制策略.在转矩恢复时利用电机对发动机转矩进行补偿,考虑驾驶员需求、电池状态和整车控制策略,制定电机补偿发动机转矩的策略. 通过台架和实车试验验证了策略的可行性与优越性.      

基于递阶监督的一类多模型自适应控制

针对包含多个子系统的复杂系统,在控制中若使整个系统及子系统的性能最优,常规的控制方法难以实现.在采用一类多模型方案后,提出一种递阶智能监督控制策略,利用模糊神经网络、模糊决策构成了递阶控制的组织级和协调级.经过对混合动力汽车(HEV)的多能源动力总成控制系统进行的仿真研究,表明了该方法的有效性.