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。     

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。     

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。     

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。     

基于P2.5构型的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对一款P2.5构型并联型插电式混合动力汽车由纯电动驱动切换到混合驱动模式的控制策略进行了研究。根据进入离合器滑磨阶段转速阈值的不同,分别设计了离合器再次滑磨时发动机转速低于目标转速的控制策略和离合器再次滑磨时发动机转速高于目标转速的控制策略。针对第1种策略中离合器转矩从负到正突变带来较大冲击度的问题,提出了以整车纵向加速度为控制目标的电机转矩补偿控制来抑制冲击度。对提出的两种控制策略进行了仿真验证,结果显示两种控制策略均能实现良好的控制效果,通过仿真结果比较分析了两种控制策略的优缺点,并提出了两种控制策略的适用工况条件。     

混合动力汽车模式切换控制策略

混合动力汽车动力电池充电能力低时,电池充电能力无法兼顾模式切换调速发电和能量回收发电,滑行能量回收过程模式切换会引起整车不平顺。针对此问题,提出一种混合动力汽车能量回收过程的模式切换控制策略。根据车辆实时信息识别模式切换类型和能量回收的状态,模式切换类型为串联切换并联并且车辆处于能量回收状态,通过降低发动机扭矩至断油扭矩和延长模式切换的调速时间,减小调速过程发电机的发电功率。整车标定试验结果表明,本研究的模式切换控制策略能够保证轮端按照目标回收扭矩进行回收,并显著提升了滑行能量回收过程模式切换的整车平顺性。     

基于模型预测控制的混合动力汽车模式切换中的转矩协调控制策略

混合动力车辆有多种工作模式,在模式切换过程中,由于系统的不连续性等特性,会出现平顺性差等问题。为此,本文中以双模混联式机电复合传动为对象,以改善模式切换品质为目的,重点进行离合器接合过程控制策略的研究。首先,对机电复合传动总体结构和特性进行了分析,并建立了功率耦合系统的等效模型;接着,提出了以减小车辆冲击度和离合器滑摩功为目标的基于模型预测控制的转矩协调控制策略;最后,利用仿真模型,对转矩协调控制策略进行了验证。结果表明,机电复合传动在所提出的模式切换控制策略的作用下,能在保证模式切换响应速度更快的同时,有效地降低输出轴的转矩波动和车辆的冲击度,减小离合器的滑摩损失,因此极大地改善了模式切换品质,对工程实践具有一定的参考价值。     

双模式机电复合无级传动功率流综合效率的优化

提出了综合考虑发动机、多个电机、功率耦合机构和电池组等功率损失的综合效率定义方法,分别建立了行星耦合机构、发动机、电机和电池组的效率模型。再以提高能量传递效率为目标为双模式机电复合无级传动系统建立了功率流综合效率优化模型,并进行优化。将优化结果写入综合控制器中进行硬件在环仿真。结果表明,功率流综合效率优化方法可根据综合效率最优协调发动机和多电机的工作点,与基于发动机最优工作区域的传统的功率流优化方法相比,能进一步提高系统的燃油经济性和传动效率。本研究为开发综合控制策略和控制系统提供了理论基础。     

HEV的新型分汇流式多能源动力总成

文中提出一种用于混合动力电动汽车(HEV)的新型分汇流式多能源动力总成，以克服现有分汇流式动力总成的行星机构变速不变矩等缺点，提高总成传递功率的容量和效率、扩大其速比连续可调的范围。详细分析了这种机电一体化的新型动力总成的工作机理，探讨了其设计和实现的关键问题和一般方法，初步揭示了其特性和工程应用前景。     

汽车动力系统的滑模控制

汽车动力系统是一个非常复杂的系统，不仅系统的参数较多，而且有着非常严重的非线性，这使得汽车动力系统不易在线辨识，只能选用鲁棒性控制，本文采用滑模控制理论进行控制器设计，对基于循环的增压柴油发动机离散平均值模型和基于时间的传动系平均值模型进行了多级滑模面的串级滑模变结构控制，最终使车速信号能精确地跟踪给定的车速参考信号。     

搭载机电控制CVT电动汽车再生制动变速策略

基于对机电控制无级变速器工作原理的分析,提出电动汽车搭载机电控制无级变速器的结构方案,并相应地建立了电机数值模型、电池充电数学模型和机电控制无级变速器速比控制模型。综合考虑电机效率、机电控制无级变速器效率、电池荷电状态和整车特性,提出了再生制动时机电控制无级变速器的变速策略。在MATLAB/Simulink仿真平台上,搭建了系统再生制动性能仿真模型,并对搭载机电控制无级变速器的电动汽车再生制动性能进行了仿真。结果表明,采用所提出的变速策略与传统两挡变速策略相比,能更好地发挥电动汽车性能,提高再生制动过程中的能量回收率。通过台架试验,验证了仿真结果的有效性。     

多能源动力总成半实物仿真试验系统研究

采用软件工程方法，在MATLAB／Simulink建立汽车各总成模型的基础上，辅以I／O、A／D、D／A、USB和CAN接口板，集成为混合动力轿车动力总成控制器仿真试验测试平台。该试验系统能对不同控制策略和硬件结构组成的实际动力总成电控系统，进行实时仿真、测试和评价。     

基于信息预测的机电复合传动发动机起动控制

机电复合传动系统由纯电模式切换为混合驱动模式时,须要拖转起动发动机。由于发动机响应的滞后性,通常由电机提供额外的驱动转矩,以保证车辆的动力性。但过大的电机转矩会导致电池的放电电流过大,特别是电池的温度较低时,会影响电池的使用寿命。本文中提出了一种基于信息预测的机电复合传动系统发动机起动控制策略。首先,通过采集机电复合传动系统当前和过去的转矩需求信息,应用自适应递归多步预测算法,完成对机电复合传动系统的需求转矩的在线预测。然后利用预测的机电复合传动系统转矩需求信息,对发动机的起动过程进行控制,避免了电池的过载现象。在保证车辆动力性的前提下,能有效延长电池的使用寿命。     

考虑可变导向车道的干线交叉口协调控制方法

为降低包含可变导向车道的干线车均延误与排队长度,提出一种考虑可变导向车道的干线交通信号协调控制方法.以直行和左转方向交通流饱和度为判别标准,对可变导向车道行车方向是否切换进行判断;基于车道行车方向切换对干线交通流造成的影响,对HCM模型中的通行能力、均匀延误修正系数等参数进行修正,建立考虑可变导向车道的干线协调控制信号配时优化模型.以武汉市青年路3个交叉口为例,利用Vissim软件进行仿真实验,结果表明,相比于现状情况下的单点信号配时方案,模型能够有效降低干线车均延误与排队长度,可变导向车道所在的信号交叉口进口道优化效果最为明显,车均延误减少16.87%,直行和左转方向排队长度分别降低17.95% 和23.24%,证明模型对包含可变导向车道的干线协调控制交叉口运行具有积极影响.      

混合动力系统的匹配设计与优化算法

混合动力电动汽车是解决当前能源短缺与环境污染问题的最切实有效的技术之一,它充分利用2种动力源之间的动力优化分配,提高整个混合动力系统的效率。文章介绍了混合动力系统的参数优化和应用的优化算法,得出通过采用合理优化算法对混合动力系统进行优化将极大地改善整车的动力性、经济性和排放性能,指出混合动力系统的匹配与优化是混合动力汽车研究和开发的重点,混合动力系统优化是一个值得深入研究的课题。     

混合动力变速器的系统热管理分析与控制

基于实际的混合动力车辆与其搭载的混合动力变速器系统,通过对各种工况下系统热管理计算和模拟分析,得出各工况下的平衡温度场模型.根据整机的系统控制目标和对实际温度的监控,对热管理系统进行了改进和控制,最终将变速器的油温尽可能控制在较合理的范围内,既保证了电机及其控制元件的冷却要求,又保证了变速器的传动效率.