插电式四驱混合动力汽车能量管理与转矩协调控制 - Ingenta Connect.PDF

第 30 卷 第 19 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.19 2014 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2014 55 插电式四驱混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略 钱立军，邱利宏，辛付龙，胡伟龙 （合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥 230009 ） 摘 要：为克服传统比例-积分-微分（proportion integration differentiation ，PID ）以及模糊逻辑算法的缺陷、保障 汽车经济性并改善乘员的乘坐舒适性，该文采用自适应模糊 PID 算法，建立了驾驶员模型。使用基于发动机输出 转矩最优的能量管理控制策略，简述了驱动模式判别条件及转矩分配方法。提出 1 种“发动机调速+离合器模糊 PID 控制+发动机动态转矩查表+双电机转矩补偿控制”转矩协调控制方法，简述了模式切换步骤。在 dSPACE 实时仿真 系统上对控制策略进行了硬件在环仿真。仿真结果表明，该控制策略在能量管理方面控制效果良好，动力部件的 输出与控制策略完全吻合且平均车速误差下降 37.1% 。引入转矩协调之后，整车最大冲击度下降 47.5% 。该文的 研究方法可以为制定复杂混合动力系统的控制策略提供参考。 关键词：车辆；转矩；能量管理；混合动力汽车；转矩协调；自适应模糊比例-积分-微分；硬件在环 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.19.007 中图分类号：U469.7 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-19-0055-10 钱立军，邱利宏，辛付龙，等. 插电式四驱混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略[J]. 农业工程学报，2014， 30(19)：55－64. Qian Lijun, Qiu Lihong, Xin Fulong, et al. Energy management and torque coordination control for plug-in 4WD hybrid electric vehicle[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(19): 55 －64. (in Chinese with English abstract) 控制方法以及文献[11]所提及的“发动机转矩状态 0 引 言 观测器+发电机转速反馈+ 电机补偿”方法等。这些 由于插电式四驱混合动力汽车有多个可以独 方法都可以为研究混合动力汽车的控制策略提供 立工作的动力部件，控制变量多，所以其整车控制 参考。然而，很少有专家学者将插电式四驱混合动 策略的制定是一项十分复杂的工程。混合动力汽车 力汽车的能量管理和转矩协调控制作为一个整体 整车控制策略主要包含以下 2 个方面的内容，一是 进行研究。 能量管理控制策略，研究的是稳态时的转矩分配或 本文依托“国家新能源汽车技术创新工程”项 者功率分配，包括基于规则、基于智能以及基于优 目，将插电式四驱混合动力汽车的能量管理和转矩 化的方法[1-3] ；二是转矩协调控制方法，研究的是模 协调作为一个整体进行了研究。文章将整车控制策 式切换瞬时的动态控制，其控制对象为混合动力汽 略分成 2 层，第 1 层为能量管理层，在解析驾驶员 车的动力部件、变速箱以及离合器等。