混合動力汽車模式切換過程轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器設(shè)計方法研究.pdf

1、混合動力汽車因其出色的燃油經(jīng)濟性和排放性能正被越來越廣泛地使用，然而混合動力汽車由多種動力源聯(lián)合驅(qū)動的特點使其結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，此結(jié)構(gòu)特點使得車輛有多種驅(qū)動模式，從而在不同行駛工況下需要進行模式切換。在模式切換過程中若不對不同動力源的輸出轉(zhuǎn)矩進行適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)控制，將會影響車輛駕駛性能以及乘車舒適性。本文針對混合動力汽車由純電動模式向并聯(lián)驅(qū)動模式切換這一過程，主要研究了該過程的動力學(xué)建模、轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制方法以及轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器硬件設(shè)計。
　

2、　首先，本文分析了混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點，建立了模式切換過程的動力學(xué)模型。由于車輛從純電動模式向并聯(lián)驅(qū)動模式切換這一過程中存在著離合器的結(jié)合過程，帶來了離合器摩擦轉(zhuǎn)矩，會造成輸出總轉(zhuǎn)矩的波動和離合器的磨損，因此本文提出了以車輛縱向沖擊度與離合器滑磨功作為模式切換過程性能的評價指標(biāo)，根據(jù)這兩項評價指標(biāo)，分析了模式切換過程開環(huán)控制的仿真結(jié)果，指出其存在的問題。
　　然后，針對模式切換時的過驅(qū)動控制問題，提出了一種基于控制分配的轉(zhuǎn)

3、矩協(xié)調(diào)控制方法，該方法將控制器的設(shè)計分為了上層偽控制指令的規(guī)劃和下層的控制分配，上層偽控制指令的規(guī)劃采用顯式模型預(yù)測控制方法處理控制輸入的約束問題，離線求得控制率，避免了反復(fù)在線優(yōu)化；下層的控制分配采用最優(yōu)的分配方法，對實際控制量進行了最優(yōu)分配，而后對系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性進行了分析并在Matlab/Simulink軟件中搭建了控制系統(tǒng)仿真模型，驗證了轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制器的有效性，并討論了控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。
　　最后，進行了轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)

4、控制器硬件設(shè)計。本文主要對控制器的接口電路進行了設(shè)計以保證信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性，分別對CAN(Controller Area Network)總線接口電路以及信號采集接口電路進行了設(shè)計，然后通過仿真和測試驗證了所設(shè)計的電路功能，之后考慮到混合動力汽車中惡劣的電磁環(huán)境，根據(jù)汽車電子的要求進行了靜電放電測試、瞬態(tài)抗擾測試、容性耦合抗擾測試和BCI(Bulk Current Injection)大電流測試，使得所設(shè)計的接口電路滿足電磁兼容