ISG混合动力汽车多模式切换控制策略研究

【摘要】：能源危机和环境污染两大问题是汽车工业的重大挑战,发展混合动力汽车是关键。研究混合动力汽车不同路况下工作模式的选择、切换及切换过程中的转矩波动,对提高车辆动力性、平顺性及节能减排有重要的理论意义和实际价值。首先,提出了一种重度ISG混合动力汽车驱动系统结构:采用混联式功率流输出方式,通过四个电控离合器的接合或分离,发动机、电机功率可直接输出,电机功率还可作为辅助功率输出。并采用电功率分流器对主电机和ISG电机间的功率进行分配,采用总功率分流器对发动机驱动系统和电机驱动系统间的功率进行分配。其次,设计了发动机电子节气门模糊滑模控制策略来改善发动机的动态性能,减小由于汽车发动机动态响应时间长造成的ISG-HEV工作模式切换时的转矩波动。并在此基础上设计在切换至有发动机参与的工作模式时的ISG电机转矩对发动机转矩进行动态补偿的转矩补偿控制策略,来优化能量分配、提高燃油经济性和动力性。再次,将ISG-HEV工作模式切换归类为混杂系统中的切换控制问题,设计了多模式切换控制策略。为减小控制算法复杂度将ISG-HEV复杂控制系统分为整车工作模式切换系统和电机驱动模式切换系统二个系统,第一系统为发动机和电机(包括ISG电机和主电机)之间的协调控制,第二系统为ISG电机和主电机之间的协调控制。并对两个系统的工作模式进行再划分,设计控制规则进行工作模式的选择与切换。最后,采用Matlab/Simulink、Advisor软件建立ISG-HEV动力系统仿真模型并对本文设计的控制策略进行仿真及对比分析。仿真结果表明,发动机的动态性能得到改善,发动机的工作效率提高至38.6%,ISG电机能有效地进行转矩补偿和回收能量,且设计的多模式切换策略满足ISG-HEV的动力性能要求,整车转矩及速度响应能力均有所提高。 【关键词】：ISG混合动力汽车 模糊滑模控制 转矩协调 多模式切换
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 ISG混合动力汽车研究现状10-14
• 1.2.1 ISG混合动力汽车技术优势10-11
• 1.2.2 国内外ISG技术研究状况11-14
• 1.3 ISG混合动力汽车控制策略综述14-17
• 1.3.1 ISG混合动力汽车控制策略分类14-16
• 1.3.2 控制策略发展趋势16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-18
• 第2章 ISG混合动力汽车系统结构及控制过程分析18-26
• 2.1 ISG混合动力汽车系统结构18-20
• 2.2 ISG混合动力汽车多模式切换分析20-23
• 2.3 ISG混合动力汽车转矩协调控制分析23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 ISG-HEV驱动系统建模26-40
• 3.1 ISG-HEV驱动系统模型26-27
• 3.2 汽车纵向行驶模型27-29
• 3.3 变速器模型29-30
• 3.4 发动机模型30-33
• 3.5 电机模型33-37
• 3.6 电池SOC计算模型37-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章 混合动力汽车转矩协调控制策略设计40-56
• 4.1 发动机电子节气门滑模控制策略40-46
• 4.1.1 发动机电子节气门模型41-42
• 4.1.2 模糊滑模控制器设计42-44
• 4.1.3 切换增益K的模糊化44-46
• 4.2 ISG电机转矩补偿控制策略46-48
• 4.3 仿真及对比分析48-54
• 4.3.1 电子节气门模糊滑模控制策略仿真49-50
• 4.3.2 转矩协调控制策略仿真50-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 ISG-HEV多模式切换控制策略设计56-70
• 5.1 多模式切换控制思想56-57
• 5.2 电池SOC控制策略57
• 5.3 多模式切换控制策略57-61
• 5.3.1 整车工作模式划分58-59
• 5.3.2 电驱动系统模式划分59-60
• 5.3.3 模式间切换60-61
• 5.4 仿真及对比分析61-69
• 5.4.1 ADVISOR二次开发61-63
• 5.4.2 多模式切换策略仿真63-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第6章 结论70-72
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间的研究成果77

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