單軸ISG混合動力汽車轉(zhuǎn)矩分配控制策略的研究.pdf

1、單軸ISG混合動力汽車控制策略設(shè)計是整車及其各子系統(tǒng)控制器設(shè)計中的重要一環(huán)，是實現(xiàn)單軸ISG混合動力汽車節(jié)能減排的基礎(chǔ)。本文以國家“十一五”863節(jié)能與新能源汽車重大專項ISG混合動力汽車項目及其整車控制策略設(shè)計子課題為背景，研究了驅(qū)動工況下轉(zhuǎn)矩分配控制策略、制動力矩動態(tài)分配控制策略、再生制動系統(tǒng)與ABS動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略以及制動穩(wěn)定性控制策略，并基于dSPACE實時系統(tǒng)進(jìn)行了轉(zhuǎn)矩分配控制策略的快速控制原型仿真試驗。本文完成的主要工作和結(jié)

2、論總結(jié)如下：
　　基于試驗數(shù)據(jù)，建立了發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、鎳氫電池的半經(jīng)驗仿真模型和基于魔術(shù)公式的全工況輪胎經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，并基于理論建模的方法建立了傳動系模型、液壓制動系統(tǒng)模型、七自由度整車動力學(xué)模型和駕駛員模型，為單軸ISG混合動力汽車轉(zhuǎn)矩分配控制策略的研究提供了仿真和驗證的基礎(chǔ)。
　　建立了ISG混合動力系統(tǒng)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能的數(shù)值函數(shù)，以整車燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能最佳為目標(biāo)函數(shù)，采用求解多元函數(shù)極值的方法求出在任一轉(zhuǎn)速下的

3、發(fā)動機(jī)和ISG電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)矩分配值，作為ISG混合動力系統(tǒng)的最佳工作點。將求解的最佳工作點作為ANFIS系統(tǒng)的先驗知識，建立了ANFIS轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)，用于驅(qū)動工況下整車的轉(zhuǎn)矩分配控制。仿真結(jié)果表明：與Insight電動輔助控制策略相比，在ANFIS轉(zhuǎn)矩分配控制策略下，ISG混合動力汽車實現(xiàn)了更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。
　　提出了一種制動路面最佳滑移率的實時估計方法。通過將制動過程中前后輪利用附著系數(shù)與各種典型路面的峰值附著系數(shù)進(jìn)

4、行對比來判斷為制動路面。根據(jù)路面附著系數(shù)與滑移率的函數(shù)關(guān)系，采用黃金分割法對附著系數(shù)極大值進(jìn)行直接搜尋，獲得路面的最佳滑移率。根據(jù)求得的路面最佳滑移率，設(shè)計了基于滑移率控制的制動力矩動態(tài)分配控制策略。仿真結(jié)果表明：基于滑移率控制的制動力矩動態(tài)分配控制策略能夠有效的協(xié)調(diào)再生制動力矩和液壓制動力矩，在輕中度制動工況下能高比率的回收制動能量；緊急制動時，在高、中、低以及突變附著路面上均能夠通過對制動力矩的動態(tài)調(diào)整，保證車輪不出現(xiàn)抱死拖滑，在保

5、證制動效能和制動安全的前提下有效的回收制動能量。
　　針對制動過程中路況的不確定性，將滑移率最優(yōu)控制問題歸結(jié)為極值漂移的實時動態(tài)尋優(yōu)問題，提出了基于滑移率自尋優(yōu)的再生制動系統(tǒng)與ABS動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略。設(shè)計了滑移率模糊自尋優(yōu)控制器，并采用遺傳算法在線優(yōu)化模糊控制規(guī)則。在高低附著路面、突變路面和分離路面上緊急制動的仿真結(jié)果表明：所提出的控制策略不僅能快速自動搜尋并控制車輪滑移率在最佳值附近，實現(xiàn)再生制動系統(tǒng)與ABS的動態(tài)協(xié)調(diào)，保證制動

6、效能和制動穩(wěn)定性，而且能夠在緊急制動情況下回收到可觀的制動能量。
　　為了保證在轉(zhuǎn)向制動工況下的制動橫向穩(wěn)定性，提出了制動隱定性分層協(xié)調(diào)控制策略?；谀：刂评碚?，對制動過程中需求的校正橫擺力矩進(jìn)行估計，將校正橫擺力矩的補償對制動力矩的需求轉(zhuǎn)化為對再生制動力矩和車輪滑移率的調(diào)節(jié)。設(shè)計了滑移率模糊控制器，控制車輪滑移率在判定的目標(biāo)值。通過對目標(biāo)滑移率的實時確定，實現(xiàn)上層橫擺力矩控制與下層滑移率及再生制動力矩控制的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，保證了車輪