基于CVT的四輪驅(qū)動混合動力汽車傳動控制策略研究.pdf

1、近年來，隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，資源短缺與環(huán)境污染日益嚴重，由于純電動汽車短時間內(nèi)在其長壽命、大容量電池等關(guān)鍵技術(shù)上難以突破，混合動力電動汽車將在相當長時間內(nèi)發(fā)揮其獨特優(yōu)勢。為了改善輕型SUV(Sport UtilityVehicle)汽車的燃油經(jīng)濟性和動力性能，本文提出了一種基于無級變速器(CVT)的四輪驅(qū)動混聯(lián)式混合動力汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案，對四驅(qū)混合電動汽車整車傳動控制策略相關(guān)技術(shù)進行了深入分析和研究。 首先通過計算分析，確定

2、了包括驅(qū)動和能源部件的參數(shù)設(shè)計和選型、關(guān)鍵零部件的選擇及設(shè)計，以及所有部件在整車中的安裝布置。同時基于Matlab/Simulink平臺系統(tǒng)，采取理論建模為輔，試驗建模為主的方法建立起CVT混聯(lián)式四驅(qū)混合動力整車傳動系統(tǒng)正向仿真模型，該模型既可以用駕駛員的轉(zhuǎn)矩或功率需求作輸入，也可將循環(huán)工況轉(zhuǎn)化為駕駛員需求，所建模型可用于分析評價不同的設(shè)計方案和控制策略的優(yōu)化，也可為實車控制策略的開發(fā)建立仿真分析平臺。 在分析了傳統(tǒng)混合動力典型

3、運行模式基礎(chǔ)上，根據(jù)CVT混聯(lián)式四驅(qū)混合動力整車動力總成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，對包括駐車發(fā)電、電力變矩、純電動、混合驅(qū)動等多種運行模式進行分類并分別進行詳細的動力學分析，建立起各個運行模式下轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速在傳動過程中的變化規(guī)律和實現(xiàn)模式切換的發(fā)動機、電機及離合器控制規(guī)則。 根據(jù)動力總成控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，以發(fā)動機、電機穩(wěn)態(tài)效率圖和電池充放電效率曲線為依據(jù)，并基于發(fā)動機效率曲線和等功率及等轉(zhuǎn)矩曲線，求得發(fā)動機高效工作區(qū)的功率門限Pe_min、P

4、e_max以及轉(zhuǎn)矩門限Te_min、Te_max。然后根據(jù)駕駛員對施加在車輪上的驅(qū)動需求(其中低速以驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為參考量，高速以驅(qū)動功率為參考量)、車速、電池SOC等，通過不同的邏輯門限參數(shù)區(qū)分混合動力系統(tǒng)在不同模式間切換的規(guī)律，通過離合器和電機系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，提出了保證模式切換的平順性的控制方法。并以混合動力系統(tǒng)綜合效率最大化為原則確定了不同運行模式下的最佳工作曲線，以及前后電機、發(fā)動機轉(zhuǎn)矩及CVT速比及夾緊力在不同模式下的控制方法?；贛

5、atlab/Simulink平臺的仿真研究表明，這種根據(jù)整車運行工況并綜合了轉(zhuǎn)矩及功率需求為控制變量的多參量邏輯門限能量管理策略，能實現(xiàn)運行模式的合理切換，在不降低車輛動力性能的前提條件下，非常有效的降低混合動力汽車的燃油消耗，并保持電池SOC的基本穩(wěn)定。 以瞬時優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，從等效燃油消耗量的思想出發(fā)，建立了四驅(qū)混聯(lián)電動汽車在充/放電模式下的等效模型。在控制發(fā)動機工作于最佳燃油經(jīng)濟區(qū)的基礎(chǔ)上，以有效燃油消耗率為優(yōu)化目標函數(shù)，

6、尋求出整車燃油消耗量最小時的理想操作線，理想操作線決定了發(fā)動機和各個電機的最佳控制值。并以此優(yōu)化計算結(jié)果為基礎(chǔ)，制定了模糊控制規(guī)則，仿真結(jié)果表明：基于瞬時優(yōu)化的模糊控制策略能有效提高混聯(lián)式混合動力汽車燃油經(jīng)濟性。 針對基于CVT的四驅(qū)混聯(lián)式電動汽車的模式切換問題進行了較深入的研究。通過發(fā)動機、電機和離合器的協(xié)調(diào)控制，提出可使系統(tǒng)快速響應(yīng)以及在模式切換時平穩(wěn)的控制要點。 同時開發(fā)了基于CAN總線的多能源動力總成控制硬件系統(tǒng)