四轮驱动插电式混合动力汽车控制策略研究

【摘要】：四轮驱动插电式混合动力汽车(Four-Wheel Drive Plug-in Hybrid Electric Vehicle,FWD PHEV)，不仅具有良好的燃油经济性和排放性，而且具有优越的动力性，在冰雪路面等低附着路面上行驶时，这种特性体现的更为明显。为了充分发挥出FWD PHEV的优点，论文对其核心问题之一——控制策略进行了详细的分析与研究。本文按照“建立模型—设计控制策略—仿真验证”的思路，对设计的发动机最优的整车控制策略和全运行模式牵引力控制策略进行了研究。以期在获得良好的整车燃油经济性的同时，能够保证车辆在低附着路面行驶时，具有良好的稳定性和牵引性能。主要工作如下： （1）在Matlab/simulink环境下建立车体十四自由度模型、G.Gim轮胎模型。在LMSImagine.Lab AMESim系统建模仿真平台上建立了包括发动机、电机、电池和变速器模型在内的动力系统仿真模型。对建立好的仿真模型进行验证，确定其能够正确反映FWD PHEV的系统特性。 （2）根据FWD PHEV的特点，基于发动机最优思想和逻辑门限值控制方法，设计了发动机最优的整车控制策略，对动力系统工作模式进行详细地划分。在此基础上，基于PID控制和逻辑门限值控制方法，设计了全运行模式牵引力控制策略。 （3）最后利用Matlab/simulink和AMESim联合仿真，对提出的两种控制策略进行仿真验证。首先在NEDC工况下对能量管理控制策略进行仿真，结果表明，发动机最优的整车控制策略能够满足整车动力性要求，并提高整车燃油经济性。同时在典型路面条件下对牵引力控制策略进行仿真。结果表明，全运行模式牵引力控制策略也能够满足牵引力控制要求。不论车辆行驶在何种路面、动力系统工作在何种模式下，牵引力控制系统都能够控制车辆获得良好的稳定性与牵引性能。 【关键词】：四轮驱动 能量管理控制策略 牵引力控制 燃油经济性 牵引性能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 FWD PHEV 控制策略研究内容及意义10-11
• 1.1.1 FWD PHEV 能量控制策略的研究意义10-11
• 1.1.2 FWD PHEV 牵引力控制策略的研究意义11
• 1.2 FWD PHEV 能量管理控制策略研究现状11-12
• 1.3 FWD PHEV 牵引力控制策略研究现状12-13
• 1.4 本文研究的主要内容13-16
• 第2章 四轮驱动插电式混合动力汽车建模16-28
• 2.1 FWD PHEV 构型及整车参数16-17
• 2.1.1 车辆构型16
• 2.1.2 整车及动力总成部件参数16-17
• 2.2 动力系统模型17-21
• 2.2.1 发动机模型18-19
• 2.2.2 电机模型19-20
• 2.2.3 电池模型20
• 2.2.4 变速器模型20-21
• 2.3 车辆动力学模型21-26
• 2.3.1 十四自由度车体模型21-25
• 2.3.2 轮胎模型25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第3章 四轮驱动插电式混合动力汽车能量管理控制策略28-40
• 3.1 FWD PHEV 能量管理控制策略设计28-29
• 3.2 电量消耗阶段控制策略29-32
• 3.3 电量维持阶段控制策略32-37
• 3.4 驾驶员需求转矩确定37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第4章 四轮驱动插电式混合动力汽车牵引力控制策略40-54
• 4.1 牵引力控制系统的控制策略研究40-46
• 4.1.1 基于 PID 驱动转矩控制40-41
• 4.1.2 基于逻辑门限值的驱动轮制动控制41-43
• 4.1.3 控制策略的设计43-46
• 4.2 控制策略的软件实现46-53
• 4.2.1 参考车速计算47-48
• 4.2.2 目标轮速计算48-49
• 4.2.3 牵引力控制系统启动/退出控制逻辑49-51
• 4.2.4 牵引力控制模式选择51-52
• 4.2.5 制动控制判断模块52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 四轮驱动插电式混合动力汽车控制策略的仿真分析54-72
• 5.1 能量分配控制策略的仿真分析54-59
• 5.2 牵引力控制策略的仿真分析59-69
• 5.3 本章小结69-72
• 第6章 全文总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 研究展望73-74
• 参考文献74-77
• 作者简介及研究成果77-78
• 致谢78

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