并联式混合动力汽车模式切换控制策略研究

并联式混合动力汽车模式切换时离合器会介入传动系统，容易引起较明显的冲击感，是影响整车驾驶舒适性的主要因素。为此，提出了基于离合器双模糊和电机转矩协调的模式切换控制策略。首先建立混合动力汽车模式切换过程的动力学模型，以减小离合器滑磨功为目标，对模式切换时的离合器接合过程进行划分；其次，结合混合动力汽车模式切换的基本要求和驾驶意图，制定离合器双模糊控制策略，分别对滑摩阶段的接合时长和转矩同步阶段的压力变化率进行控制；然后以离合器滑磨功和整车冲击度为优化目标，采用二次型最优控制算法对滑摩阶段的接合压力进行优化，从而获取模式切换过程中离合器的最优接合压力轨迹；在此基础上，通过实时计算离合器传递转矩，根据电机转矩响应快的特点，制定电机转矩协调控制策略；最后，基于某混合动力试验样车，在底盘测功机上分别进行缓加速、中等加速和急加速下的模式切换试验，对所提出的控制策略进行验证。试验结果表明：该策略能较好地反映驾驶人驾驶意图，保证离合器的使用寿命，所产生的整车冲击度均处于合理范围之内，改善了整车模式切换过程中的驾驶舒适性。     

基于参考模型的复合功率分流系统模式切换中的转矩协调控制

针对双行星排复合功率分流混合动力系统纯电动和电动-无级变速器混合动力模式之间切换时车辆平顺性较差的问题,提出了一种转矩协调控制策略。通过系统动力学分析,建立了模式切换过程的动态模型。基于参考模型设计模式切换转矩分配策略和冲击度补偿控制策略,动态分配不同阶段的动力源转矩,并根据平顺性目标调节电机转矩变化率,补偿系统转矩波动。仿真和台架试验结果表明,所提出的策略可满足模式切换过程车辆动力性和发动机起动性要求,并将冲击度降低至15. 5m/s3以内,满足国家标准要求。     

双行星排式混合动力汽车的模式切换协调控制

以一款基于双行星排式动力耦合机构的混合动力汽车为研究对象,针对其模式切换过程中因发动机和电机的动态响应时间悬殊较大而引起的驱动转矩波动太大和整车冲击大等不良现象,提出了"转矩分配+发动机转矩监测+电动机转矩补偿"的动态协调控制策略,并在Matlab/Simulink平台中搭建了控制策略模型,联合LMS. AMESim平台中建立的整车模型进行了联合仿真,以纯电动模式向联合驱动模式切换过程为例进行了模式切换瞬间的舒适性分析。结果表明,动态协调控制策略能有效减小模式切换过程中的驱动转矩波动和整车冲击度,提高了车辆的行驶平顺性,同时冲击度的幅频特性表明,该混合动力汽车模式切换瞬间的整车冲击能量主要集中在1～2 Hz,所提出的满意度评价指标在经过动态协调控制后获得较大提升。     

基于参考模型的复合功率分流系统模式切换中的转矩协调控制EI北大核心CSCD

针对双行星排复合功率分流混合动力系统纯电动和电动-无级变速器混合动力模式之间切换时车辆平顺性较差的问题,提出了一种转矩协调控制策略。通过系统动力学分析,建立了模式切换过程的动态模型。基于参考模型设计模式切换转矩分配策略和冲击度补偿控制策略,动态分配不同阶段的动力源转矩,并根据平顺性目标调节电机转矩变化率,补偿系统转矩波动。仿真和台架试验结果表明,所提出的策略可满足模式切换过程车辆动力性和发动机起动性要求,并将冲击度降低至15. 5m/s3以内,满足国家标准要求。     

伴随发动机起动的混合动力模式切换控制

插电式混合动力客车有两种动力源,不同动力源之间切换会导致纵向冲击,影响车辆的动力性和舒适性。以同轴并联混合动力客车为研究对象,分析了其从纯电动模式向混合驱动模式的动态切换过程,基于状态空间理论将模式转换过程划分为4个子状态,设计了动态协调控制策略。以整车运行纵向冲击度和模式切换时间为评价指标,通过台架实验对所提出的动态协调控制策略进行验证,并与传统的电机转矩补偿策略进行对比,实验结果表明,所设计的控制策略有效抑制了转速波动,缩短了模式切换时间,减小了整车纵向冲击度,改善了驾驶性能。     

机电无级传动混合动力驱动系统的模式切换协调控制

开发了一种由双转子电机和双排行星齿轮机构组成的机电无级传动混合动力驱动系统,建立了整车动力学模型,提出了"转矩分配+发动机转矩估计+电动机转矩补偿+补偿系数修正"的协调控制策略;最后分别对由纯电动模式切换到混合驱动模式的定工况和全工况进行仿真,结果表明:所提出的控制策略能有效地抑制驱动模式切换过程中因不同动力源动态特性差异所造成的整车纵向冲击,提高了汽车行驶平顺性。     

基于新型动力耦合构型的HEV模式切换协调控制策略研究

受到不同动力源响应差异及离合器非连续工作特点的影响,混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)在模式切换过程中存在动力传递不连续及整车纵向冲击。针对一种采用新型动力耦合构型的混合动力汽车,研究了车辆由纯电动状态切换至发动机单独驱动的多动力源协调控制策略。此方案将模式切换过程分为5个阶段,确定了不同切换阶段的控制策略,并提出了基于模糊控制的离合器接合策略。仿真结果表明,提出的模式切换协调控制策略使整车冲击度减小了73.5%,提高了HEV模式切换过程的平顺性。     

双离合器协同的功率分流式混合动力汽车动态协调优化控制研究EI北大核心CSCD

针对集成多离合器的功率分流式混合动力汽车,研究了包含两个离合器状态协同切换的纯电动模式到混合动力模式的瞬态切换行为及动态协调优化控制策略。基于杠杆法和矩阵法建立系统不同切换阶段的动力学模型,根据发动机起停控制及模式切换需求对双离合器工作序列进行可行性分析并制定模式切换逻辑,在此基础上,针对双离合器协同滑摩导致的切换品质下降,以整车纵向冲击度、离合器滑摩功及模式切换时间为加权优化目标,基于模拟退火算法优化不同离合器接合和分离过程的滑摩行为,为解决固定发动机转速调节策略难以适应不同加速工况需求的难题,构建了混合动力模式下的发动机转速自适应调节策略,实现基于不同工况需求转矩的电机MG1转矩自适应调节。仿真测试和硬件在环测试结果表明,所设计的动态协调优化控制不仅能够有效地减小双离合器协同时的功率分流式HEV瞬态模式切换冲击度,而且具有优异的工况适应性,能够保证不同加速工况下的瞬态模式切换品质。     

单电机强混合动力电动车辆的动态协调控制

为减小或消除单电机式强混合动力电动车辆在纯电动模式与发动机驱动模式间切换时产生的动力系统冲击,提出了发动机起动过程的转矩协调控制策略和发动机退出过程的转矩补偿控制策略.转矩协调控制策略包括起动模式下的发动机起动阻力转矩补偿控制和调节模式下的发动机过冲转矩平衡控制,转矩补偿控制策略利用电机补偿发动机退出过程中动力系统转矩的变化.台架和实车试验结果表明了该动态协调控制策略可确保发动机的快速平稳起动和发动机退出时不产生动力系统冲击.     

Coordinated Torque Control of Power Sources for Driving Mode Switch of Full Hybrid Electric Vehicle

针对采用离合器和行星排作为动力耦合机构的重度混合动力汽车在模式切换过程中动力源输出转矩波动过大从而影响驾驶平顺性的问题,考虑模式切换过程中发动机和电机动态特性的差异,采用遗传算法结合BP神经网络建立了发动机转矩模型.在对离合器接合与分离前后发动机输出转矩准确估计的基础上,通过离合器接合压力的模糊控制和电机输出转矩对发动机转矩波动的补偿控制,减小了不同模式切换过程的输出转矩波动,以提高模式切换的平顺性.建立了该重度混合动力汽车的动力学仿真模型,并进行了不同混合驱动模式之间模式切换的仿真分析.结果表明,采用本文提出的转矩协调控制方法能够有效提高模式切换的平顺性.     

某型混合动力汽车协调换挡控制策略的研究EI北大核心CSCD

本文针对一款装有机械式自动变速器和后驱电机的混合动力汽车开发了协调换挡控制策略,对车辆冲击和离合器摩擦损失进行优化。控制策略将换挡过程分为发动机主动调速、离合器接合和恢复并联驱动3个阶段。采用模糊PID控制器和模糊控制器分别进行发动机转速调节和离合器接合速度调节,并用电机对动力系统转矩波动进行补偿。仿真和台架试验结果,采用虽然该协调控制策略虽然换挡时间相对延长,但能同时减小车辆冲击和离合器摩擦损失,将冲击度控制在±4 m/s^3范围内,并只产生很小的离合器摩擦损失,汽车的换挡品质得到明显改善。     

某型混合动力汽车协调换挡控制策略的研究

本文针对一款装有机械式自动变速器和后驱电机的混合动力汽车开发了协调换挡控制策略,对车辆冲击和离合器摩擦损失进行优化。控制策略将换挡过程分为发动机主动调速、离合器接合和恢复并联驱动3个阶段。采用模糊PID控制器和模糊控制器分别进行发动机转速调节和离合器接合速度调节,并用电机对动力系统转矩波动进行补偿。仿真和台架试验结果,采用虽然该协调控制策略虽然换挡时间相对延长,但能同时减小车辆冲击和离合器摩擦损失,将冲击度控制在±4 m/s~3范围内,并只产生很小的离合器摩擦损失,汽车的换挡品质得到明显改善。     

基于补偿滑模控制的混合动力汽车协调控制

由于行星排功率分流式混合动力汽车的结构优势,双行星排功率分流式混合动力汽车已经成为各机构的研究重点。由纯电动模式到混合驱动模式切换的过程中存在发动机起动和发动机转矩引入,而发动机转矩瞬态响应存在迟滞,导致切换过程中动力系统的输出转矩会有较大波动。为减小波动,降低模式切换过程中的动态冲击度,本文中提出补偿滑模控制方法,对双行星排功率分流式混合动力汽车模式切换进行协调控制。首先,建立整车动力学模型,对切换过程每个模式进行分析;之后,针对发动机拖转阶段和混合驱动阶段分别采用补偿控制和基于固定边界层的自适应滑模控制,并对滑模控制进行稳定性分析;最后,结合Matlab/Simulink软件平台进行仿真验证。仿真结果表明,补偿滑模协调控制策略能够有效地减小从纯电动到混合驱动模式切换过程中的转矩波动和冲击度。     

双行星排式液驱混合动力汽车模式切换的协调控制

针对双行星排式液驱混合动力汽车这一构型,分析了它在运行模式切换时出现动力不足和冲击的原因,提出了提高动力性和减小冲击的协调控制算法,同时,为拉维娜氏结构提出其高、低速比切换时两个离合制动器的控制方法。用AMESim和Matlab搭建了联合仿真模型,进行仿真。结果表明,采用协调控制后的车辆在运行模式切换时动力性和冲击度都得到改善,拉维娜氏结构高、低速比切换也达到预期要求。     

双行星排式液驱混合动力汽车模式切换的协调控制EI北大核心CSCD

针对双行星排式液驱混合动力汽车这一构型,分析了它在运行模式切换时出现动力不足和冲击的原因,提出了提高动力性和减小冲击的协调控制算法,同时,为拉维娜氏结构提出其高、低速比切换时两个离合制动器的控制方法。用AMESim和Matlab搭建了联合仿真模型,进行仿真。结果表明,采用协调控制后的车辆在运行模式切换时动力性和冲击度都得到改善,拉维娜氏结构高、低速比切换也达到预期要求。     

新型混合动力汽车动力切换动态过程分析

为对基于行星齿轮机构的新型混合动力系统由纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动进行研究,建立了新型混合动力传动系统的动力学模型,对动力切换过程进行了分析.提出了该过程的转矩协调控制策略,并通过仿真和台架试验进行了验证.结果表明,该转矩协调控制策略能有效减小纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动和对整车的冲击.     

干式DCT换挡时间FAHP决策及转矩协调最优控制

基于6速干式DCT建立了换挡动力学模型,根据换挡品质要求量化了换挡控制目标,将DCT换挡过程分为转矩相、惯性相、微滑摩阶段及需求转矩切换阶段,实现了无冲击换挡。基于模糊层次分析法(FAHP)建立了换挡时间决策体系,并通过在线遗传算法实时优化转矩相和惯性相的时间分配,解决了DCT换挡过程中换挡时间决策问题及双离合器与发动机间的转矩协调控制问题,减少了换挡过程中滑摩功的产生。Matlab仿真结果表明,所提出的基于模型的转矩协调最优控制策略能有效提高DCT车辆的换挡品质。     

基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对混合动力汽车模式切换过程中动力传递不平稳引起的冲击和发动机转矩难以实时精确获得等问题,提出了基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略。采用基于斜率限制的发动机转矩控制方法,限制发动机转矩变化率,减小了发动机转矩突变造成的冲击;运用电机转速闭环控制方法,以容易实时精确测量的电机转速作为反馈控制量,解决了发动机转矩在线实时精确估计难题。利用Matlab/Simulink与AEMSim搭建了联合仿真平台。仿真结果表明,提出的动态协调控制策略能减小电机转速和车速的波动,有效提高混合动力汽车的行驶平顺性。     

双电机前后轴独立驱动电动车模式切换冲击度的测试分析

为研究双电机前后轴独立驱动电动车驱动模式切换过程的平顺性问题,搭建了双电机测试平台,设计了包括转速、转矩和协调控制时间的三因素试验方案,测试了单电机向双电机(单/双)、双电机向单电机(双/单)和单电机向单电机(单/单)3种模式切换的冲击度,分析了三因素主效应和交互效应的特征规律,归纳了双电机前后轴独立驱动电动车模式切换冲击度的关键影响因素,提出了降低冲击度的措施。结果表明,3种模式切换中,单/单电机模式切换过程的冲击最为严重;而3种因素中,协调控制时间对冲击度的影响最为显著;通过控制模式切换过程中双电机转矩分配系数变化率,可有效减小双电机前后轴独立驱动电动车模式切换的冲击度。     

插电式混合动力汽车双离合动力系统发动机启动优化分析

针对插电式混合动力汽车动力系统双离合器的结构特点,对纯电动工作模式切换到发动机单独驱动模式的过程进行力学特性研究。在Matlab/Simulink平台建立动力学仿真模型,以变速器速比、目标结合转速、发动机启动特性为变量着重分析离合器的接合特性以及冲击度,通过调节发动机在不同初始工况下的启动特性优化插电式混合动力汽车工作模式切换的平顺度。结果表明,提出的发动机启动特性能够有效提高工作模式切换的平顺度,降低离合器的冲击度。