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.     

并联混合动力汽车驱动模式切换协调控制研究综述

混合动力汽车逐渐成为汽车行业发展的趋势,并已经在市场上取得了突破性的进展。混合动力系统中两动力源需要根据行驶路况进行能量管理和驱动模式的切换。由于发动机与电机动态响应特性的不同,单独按照各自的特性进行目标转矩控制,来达到总的需求转矩,但这样会导致整车运行模式切换过程中动力中断或出现转矩波动现象。本文主要研究运行模式切换过程中发动机与电机输出转矩的动态协调控制,目的是避免电机突增负载造成的震荡,希望在模式切换过渡过程中拥有足够的动力来保持整车快速、平稳行驶。     

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。     

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。     

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...     

双电机混合动力车辆串并联驱动模式切换控制方法

为实现双电机混联构型混合动力车辆(HEV)的串并联切换控制,通过对双电机混联构型进行串并联驱动模式分析,提出一种通过三动力源协调控制的无动力中断切换方法.将串联到并联切换过程分为发动机工作点转移、离合器结合、动力源切换3个阶段,将并联到串联行驶切换过程划分为动力源切换、离合器打开、发动机工作点转移3个阶段,并通过仿真分...     

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。     

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。     

并联混合动力汽车从纯电动驱动到发动机驱动的协调切换控制

从纯电动切换到发动机驱动,是并联混合动力汽车的状态切换模式之一.在切换过程中,为保持整车动力性能的平稳性和舒适性,必须对电机和发动机进行协调控制.以状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出“发动机调速+发动机/电机转矩优化分配”协调切换控制策略.建立并联混合动力汽车传动系统整车动力学模型,应用极大值原理,将二次型最优控制算法运用到控制策略中,并建立以车辆行驶平顺性为目标的泛函,设计了状态切换控制器.仿真结果表明,在动力切换过程中,该切换控制算法能有效控制混合动力系统在状态切换过程中的转矩波动,保证动力传递的平稳性.     

电动四驱混合动力车的模式切换平稳性研究

针对一种新型新能源混合动力车的构型,为实现混合动力电动汽车纯电动模式与发动机模式平稳的切换,文中提出和探讨了一种新的控制策略算法。该算法首先对模式之间的切换过程进行了分析,重点分析了由纯电动模式向发动机驱动模式切换的电机辅助的协调控制策略,避免了切换过程易导致的转矩波动问题,并利用AVL／Cruise及Matlab联合仿真平台进行了建模仿真研究。仿真分析结果表明,此算法可实现电动四驱混合动力汽车模式切换的平稳性。     

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。     

四轮驱动混合动力汽车模式切换协调控制

混合动力汽车通过发动机和电机两种动力源实现多种驱动模式，不同动力源的切换对整车动力性能和驾驶性能有着重要影响。在四轮驱动混合动力汽车的基础上，针对模式切换过程中不同动力源响应性差异造成驾驶性能变差的问题，以纯电动向混合驱动模式切换过程为研究对象，提出了以离合器、电机和发动机为控制对象的协调控制策略，通过控制离合器接合压力并结合电机定转矩补偿控制，同时对发动机转速进行PID闭环控制。台架和实车试验结果表明：该控制策略能够快速平稳地实现驱动模式切换，提高了整车驾驶性能。     

基于CVT的混联式电动汽车动力切换平稳性研究

针对四轮驱动越野车提出了一种基于金属带式无级自动变速器(CVT)的混联式结构,其动力切换平稳性是这种混联式电动汽车必须解决的关键技术之一。通过发动机、电机、离合器和CVT的协调控制可以使系统在驾驶员发出加速命令时快速响应以及在模式切换时平稳,这将保证驾驶员在车辆切换过程中没有异常感觉。     

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.     

HEV驱动模式切换过程动力协调控制研究现状

混合动力电动汽车在行驶过程中涉及到驱动模式切换问题,实现切换过程中发动机与电机及其他部件之间的动态协调配合,对提高整车的驾驶性、动力性及耐久性具有重要意义。从动力源角度分析了动力协调控制问题产生机理,对已公开的动力协调控制方法进行分类概述,并从研究对象、控制原理、控制策略验证、研究思路等方面进行分析,提出了动力协调控制策略的关键技术及发展方向:高精度发动机转矩估计模型、扰动量的观测模型与最优控制模型、先进控制理论和算法的适应性研究、动力协调控制策略对整车性能的影响研究、动力协调控制策略评价体系的建立,为后续研究方向提供一定指导。     

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。     

混合动力汽车工况识别及动态协调策略研究

为降低多模式混合动力汽车的动态油耗,设计了在线工况分类的动态协调控制策略,采用改进粒子群优化K均值聚类(K-means)算法进行工况分类,将行驶工况分为平缓工况和突变工况,并实现在线工况的识别;针对平缓工况,建立一阶马尔科夫链模型对车速进行预测,实时优化扭矩的分配;针对突变工况,设计了动态协调控制程序,通过调节节气门开度变化率,减少动态油耗,改善模式切换过程中的冲击。仿真结果表明:采用工况分类的动态协调控制策略有效减小了发动机扭矩和车速的波动,提高了行驶平顺性,综合油耗下降10.88%,电池荷电状态能够维持在效率较高的区域。     

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。     

双电机混动车辆串并联模式切换过程设计与实现

针对双电机混动车辆在车辆运行过程中串并联驱动模式的切换需求,通过分析双电机混联构型结构特点,提出一种通过发动机、发电机和驱动电机协调控制实现无动力中断的切换控制方法.将串联到并联切换过程分为发动机工作点转移、离合器结合、动力源切换三个阶段,将并联到串联切换过程划分为动力源切换、离合器打开、发动机工作点转移三个阶段,能够实现串并联驱动模式的顺利切换,同时上述切换阶段划分也能较好的支持串并联切换过程中的切换意图改变操作.最后进行了控制策略的实车验证,切换过程中冲击度小于8.结果 表明,所提出的串并联切换控制方法能够完全支持车辆运行过程中的串并联切换.     

基于遗传算法的混动汽车扭矩节能协调控制优化

为了提高混合动力汽车的节能效果，在等效燃油消耗最小策略(Equivalent Fuel Comsumption Minimization Strategy, ECMS)的基础上引入遗传算法(Genetic Algorithm, GA),设计了一种基于遗传算法优化发动机扭矩的节能协调控制策略。以整车冲击波强度作为价值指标目标函数，通过遗传算法优化后获得最佳扭矩参数，优化模式运行阶段的发动机扭矩，减小冲击影响并获得更优的扭矩跟随效果。研究结果表明：采用GA优化能够对发动机扭矩起到削峰填谷作用，获得更高的整车动力稳定性；NEDC工况下，冲击波强度下降了近45%;利用GA-ECMS协调控制方案能够增强模式切换品质，也可以有效改善混合动力系统经济性。采用实际路段工况验证了GA-ECMS扭矩优化协调效果，结果表明GA优化混合驱动可稳定发动机扭矩，能够达到优异的协调控制性能。