單軸ISG混合動(dòng)力汽車(chē)轉(zhuǎn)矩分配控制策略的研究.pdf

1、單軸ISG混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略設(shè)計(jì)是整車(chē)及其各子系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，是實(shí)現(xiàn)單軸ISG混合動(dòng)力汽車(chē)節(jié)能減排的基礎(chǔ)。本文以國(guó)家“十一五”863節(jié)能與新能源汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)ISG混合動(dòng)力汽車(chē)項(xiàng)目及其整車(chē)控制策略設(shè)計(jì)子課題為背景，研究了驅(qū)動(dòng)工況下轉(zhuǎn)矩分配控制策略、制動(dòng)力矩動(dòng)態(tài)分配控制策略、再生制動(dòng)系統(tǒng)與ABS動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略以及制動(dòng)穩(wěn)定性控制策略，并基于dSPACE實(shí)時(shí)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(yàn)。本文完成的主要工作和結(jié)

2、論總結(jié)如下：
　　基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG電機(jī)、鎳氫電池的半經(jīng)驗(yàn)仿真模型和基于魔術(shù)公式的全工況輪胎經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并基于理論建模的方法建立了傳?dòng)系模型、液壓制動(dòng)系統(tǒng)模型、七自由度整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型和駕駛員模型，為單軸ISG混合動(dòng)力汽車(chē)轉(zhuǎn)矩分配控制策略的研究提供了仿真和驗(yàn)證的基礎(chǔ)。
　　建立了ISG混合動(dòng)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(chē)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(dòng)機(jī)和ISG電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)矩分配值，作為ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)的最佳工作點(diǎn)。將求解的最佳工作點(diǎn)作為ANFIS系統(tǒng)的先驗(yàn)知識(shí)，建立了ANFIS轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)工況下整車(chē)的轉(zhuǎn)矩分配控制。仿真結(jié)果表明：與Insight電動(dòng)輔助控制策略相比，在ANFIS轉(zhuǎn)矩分配控制策略下，ISG混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)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(dòng)路面最佳滑移率的實(shí)時(shí)估計(jì)方法。通過(guò)將制動(dòng)過(guò)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(duì)比來(lái)判斷為制動(dòng)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(duì)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(jì)了基于滑移率控制的制動(dòng)力矩動(dòng)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(dòng)力矩動(dòng)態(tài)分配控制策略能夠有效的協(xié)調(diào)再生制動(dòng)力矩和液壓制動(dòng)力矩，在輕中度制動(dòng)工況下能高比率的回收制動(dòng)能量；緊急制動(dòng)時(shí)，在高、中、低以及突變附著路面上均能夠通過(guò)對(duì)制動(dòng)力矩的動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證車(chē)輪不出現(xiàn)抱死拖滑，在保

5、證制動(dòng)效能和制動(dòng)安全的前提下有效的回收制動(dòng)能量。
　　針對(duì)制動(dòng)過(guò)程中路況的不確定性，將滑移率最優(yōu)控制問(wèn)題歸結(jié)為極值漂移的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)尋優(yōu)問(wèn)題，提出了基于滑移率自尋優(yōu)的再生制動(dòng)系統(tǒng)與ABS動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略。設(shè)計(jì)了滑移率模糊自尋優(yōu)控制器，并采用遺傳算法在線(xiàn)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(dòng)的仿真結(jié)果表明：所提出的控制策略不僅能快速自動(dòng)搜尋并控制車(chē)輪滑移率在最佳值附近，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)系統(tǒng)與ABS的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)，保證制動(dòng)

6、效能和制動(dòng)穩(wěn)定性，而且能夠在緊急制動(dòng)情況下回收到可觀(guān)的制動(dòng)能量。
　　為了保證在轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況下的制動(dòng)橫向穩(wěn)定性，提出了制動(dòng)隱定性分層協(xié)調(diào)控制策略?；谀：刂评碚?，對(duì)制動(dòng)過(guò)程中需求的校正橫擺力矩進(jìn)行估計(jì)，將校正橫擺力矩的補(bǔ)償對(duì)制動(dòng)力矩的需求轉(zhuǎn)化為對(duì)再生制動(dòng)力矩和車(chē)輪滑移率的調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)了滑移率模糊控制器，控制車(chē)輪滑移率在判定的目標(biāo)值。通過(guò)對(duì)目標(biāo)滑移率的實(shí)時(shí)確定，實(shí)現(xiàn)上層橫擺力矩控制與下層滑移率及再生制動(dòng)力矩控制的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，保證了車(chē)輪