基于MC9S12DP512的四驅(qū)混合動(dòng)力汽車整車控制器開發(fā).pdf

1、能源短缺和環(huán)境污染是世界汽車工業(yè)發(fā)展面臨的兩大挑戰(zhàn)，因此開展新型動(dòng)力系統(tǒng)的研究已經(jīng)刻不容緩?；旌蟿?dòng)力汽車較傳統(tǒng)車而言，兼具內(nèi)燃機(jī)車的特點(diǎn)又吸收了電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì)，在有效提高經(jīng)濟(jì)性和降低排放方面有很寬廣的應(yīng)用前景。目前混合動(dòng)力汽車在日本、歐美的發(fā)展相當(dāng)普遍,在國(guó)內(nèi)的發(fā)展也異常迅速。由于混合動(dòng)力汽車需要發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和電池等部件的協(xié)同工作，這些部件將會(huì)在一定的控制策略下經(jīng)常性地切換工作模式，因此對(duì)整車控制系統(tǒng)硬件和軟件的開發(fā)提出了更加苛刻的要求。

2、整車控制器是混合動(dòng)力汽車的核心控制部件，它可以根據(jù)加速踏板位置、檔位、制動(dòng)踏板力等駕駛員的操作意圖和蓄電池的荷電狀態(tài)計(jì)算出運(yùn)行所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，從而來協(xié)調(diào)各個(gè)動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng)，保障電動(dòng)汽車的正常行駛，此外可通過行車充電和制動(dòng)能量回收等實(shí)現(xiàn)較高的能量效率，因此整車控制器的設(shè)計(jì)直接影響著汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和其它性能?！皬?qiáng)華一號(hào)”項(xiàng)目，是對(duì)四輪轉(zhuǎn)向(4WS)和四輪驅(qū)動(dòng)(4WD)混合動(dòng)力汽車研發(fā)的首次嘗試

3、。本文結(jié)合研究所最近幾年在混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域重大科研項(xiàng)目中取得的科研成果和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，依靠中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、香港中文大學(xué)、上海華普汽車有限公司強(qiáng)大的科研實(shí)力和系統(tǒng)技術(shù)支持，進(jìn)行了大膽的開發(fā)創(chuàng)新： ⑴分析混合動(dòng)力汽車的幾種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和形式，并對(duì)典型的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)類型進(jìn)行了介紹；通過總功率設(shè)計(jì)、分析對(duì)全新的四驅(qū)整車結(jié)構(gòu)進(jìn)行了論證、計(jì)算和ADVISOR 系統(tǒng)仿真； ⑵實(shí)現(xiàn)了研究所控制器主控制芯片由MC68376 到MC9S1

4、2DP512 成功過渡。 ⑶提出了一種基于分層決策思想的模式劃分、能量管理和力矩分配策略；整車控制器根據(jù)駕駛操作和車輛狀態(tài)，依次進(jìn)行駕駛模式劃分、能量管理決策和力矩分配策略控制，結(jié)構(gòu)清晰，易于實(shí)現(xiàn)；為了評(píng)估控制策略及進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化，應(yīng)用CodeWarriorV4.5 集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行了在線仿真。 ⑷為了節(jié)約開發(fā)的前期成本，應(yīng)用美國(guó)NI公司Labview8.2 進(jìn)行了簡(jiǎn)單的硬件在環(huán)測(cè)試，對(duì)整車各個(gè)部件，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)

5、、電池、整車等進(jìn)行了建模，包括控制器間500Kps的高速CAN 通訊開發(fā)，并對(duì)整車控制器控制策略進(jìn)行了建模，借助這個(gè)控制策略研究和性能分析的仿真平臺(tái)對(duì)該策略進(jìn)行了初步評(píng)估。 ⑸臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行過程表明：車輛在起動(dòng)、運(yùn)行、怠速及停車過程中過渡平順性良好；“強(qiáng)華一號(hào)”轎車在駕駛性和動(dòng)力性上基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，與原車性能比較，熱效率提高了7％，廢氣排放減少16％，該策略在電池荷電狀態(tài)(SOC)平衡控制前提下，可改善整車當(dāng)量油耗5.