混合電動汽車的智能控制方法研究.pdf

1、混合電動汽車是一種新型環(huán)保車輛。它由發(fā)動機和電機混合提供動力，通過優(yōu)化控制發(fā)動機和電機的能量分配，使發(fā)動機一直工作在高效區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)減少油耗和降低排放的目的?；旌想妱悠噷﹄姵厝萘康囊蟛桓撸恍枰斫ㄅ涮自O(shè)施，容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此，混合電動汽車及其控制成為當(dāng)前汽車工業(yè)的熱門研究課題之一。本文緊密圍繞湖南省“十五”科技計劃重大專項“混合電動輕型越野車攻關(guān)項目”(項目計劃編號：02GKY1003)，結(jié)合中德國際合作項目“多能源電動汽車的智能

2、控制系統(tǒng)”(項目計劃編號：CHN01-602)，重點研究混合電動汽車中的智能控制方法，以提升混合電動汽車的整體性能。論文的主要研究內(nèi)容包括： (1)確定了所設(shè)計的CFA6470HEV型混合電動汽車的總體設(shè)計方案與目標。CFA6470HEV是一種能適用于多種復(fù)雜路況的輕型越野車，總體的設(shè)計目標是采用四缸發(fā)動機加電機驅(qū)動的方式，來實現(xiàn)六缸發(fā)動機車輛的性能，然而油耗卻要求比普通四缸燃油車低30％以上，排放至少在歐洲Ⅱ號排放標準的基礎(chǔ)上

3、再下降30％。以此設(shè)計目標為前提，論文給出了CFA6470HEV型混合動力電動汽車的總體設(shè)計方案。對驅(qū)動結(jié)構(gòu)選型、部件選型及布局、控制方案等進行了詳細的設(shè)計，分析和研究了整車各功能部件的信號量，建立了整車信息流圖，并設(shè)計了基于CAN總線的整車控制網(wǎng)絡(luò)。 (2)能源總成控制技術(shù)是混合電動汽車中的核心技術(shù)，直接影響到混合電動汽車的動力性能和環(huán)保性能。論文設(shè)計了一種混合電動汽車能源總成智能控制系統(tǒng)，介紹了其工作原理，研究了其能源分配策

4、略。該能源分配策略能根據(jù)司機命令(扭矩需求)、電池電量和車輛行駛情況，針對系統(tǒng)的四種控制狀態(tài)：啟?？刂茽顟B(tài)、充電控制狀態(tài)、助力控制狀態(tài)和能量回收控制狀態(tài)，通過合理分配發(fā)動機、驅(qū)動電機、啟動電機的出力，優(yōu)化能量的分配和儲存，實現(xiàn)提高汽車動力和降低排放的目的。為了延長電池的使用壽命，論文在能源總成控制的設(shè)計中，提出了一種基于模糊能量分配策略的充電控制方法，來提高電池的使用效率。對于所設(shè)計的能源總成智能控制方法，論文采用TMS320LF240

5、7A型DSP具體實現(xiàn)控制系統(tǒng)的軟、硬件。 (3)為了提高混合電動汽車中電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制性能，論文對其智能控制方法進行了研究。首先介紹了電機的直接轉(zhuǎn)矩控制方法；然后，提出了一種智能直接轉(zhuǎn)矩控制方法，該方法采用自組織學(xué)習(xí)算法的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定子電阻估計器，來彌補電機低速運轉(zhuǎn)時定子電阻變化給直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)帶來的不利影響。(4)為了實現(xiàn)對混合電動汽車中發(fā)動機輸出扭矩進行有效的控制，論文采用電子節(jié)氣門來控制發(fā)動機可燃混合氣的流量，從而控

6、制發(fā)動機扭矩的控制方案。針對目前國內(nèi)絕大部分汽車采用傳統(tǒng)的機械式節(jié)氣門的現(xiàn)狀，論文通過在傳統(tǒng)節(jié)氣門門閥上加裝控制電機及傳動機構(gòu)的方式研制了一種新型電子節(jié)氣門，并對其智能控制方法進行了研究。分別提出了電子節(jié)氣門的模糊高斯基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。這兩種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)模糊推理，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能來達到在線調(diào)整模糊控制規(guī)則和模糊隸屬函數(shù)的目的，可以使電子節(jié)氣門的控制性能達到最優(yōu)。 (5