混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,HEV）存在多种工作模式,运行时需在不同模式之间切换,切换过程中容易引起动力系统转矩波动,导致动力传递不平稳。因此,研究HEV模式切换协调控制对改善驾驶平顺性和实现快速平稳切换意义重大。本...
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混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,HEV）存在多种工作模式,运行时需在不同模式之间切换,切换过程中容易引起动力系统转矩波动,导致动力传递不平稳。因此,研究HEV模式切换协调控制对改善驾驶平顺性和实现快速平稳切换意义重大。本文以并联混合动力汽车（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV）为研究对象,在整车及各部件建模的基础上,分析驱动模式切换过程,将存在离合器接合的模式切换过程划分为四个阶段:离合器滑磨Ⅰ阶段、离合器滑磨Ⅱ阶段、转速同步阶段和转矩协调阶段,设计动态转矩协调控制策略。首先,确定PHEV系统结构模型并设计其工作模式切换规则。针对单轴PHEV结构,建立Matlab/Simulink模型,设计模式切换规则,以PHEV从纯电动模式切换至发动机驱动模式为例,将模式切换过程划分为四个阶段,并给出评价模式切换协调控制效果的方法,为进一步控制策略的设计和仿真做铺垫。其次,设计基于μ综合理论的模式切换协调控制策略。该策略利用发动机转速跟踪和电机转矩补偿的方式,分别针对模式切换过程中的发动机和电机设计鲁棒控制器,基于Matlab中的μ综合工具箱,对加权函数参数和所设计控制器求解,并进行系统仿真。结果表明,基于μ综合的鲁棒控制策略能够通过控制发动机转速及电机转矩对发动机转矩跟随误差进行补偿的方法,减小发动机起动过程中总需求转矩的波动和整车冲击度,有效保证了动力传递的平稳性。最后,设计基于H∞理论的PHEV模式切换协调控制策略。该控制策略基于切换系统理论,对PHEV模式切换过程中的发动机、电机和离合器动态协调问题进行深入研究,设计带有参数不确定性的PHEV模式切换过程H∞控制器和切换规则,并在Matlab/Simulink和Advisor联合仿真环境下,对控制策略进行仿真。结果显示,基于H∞理论的控制策略作用下,减小了参数不确定性对发动机转矩的影响,且发动机和电机转速上升更平滑,改善了PHEV模式切换过程的平顺性,同时验证了控制策略的有效性。
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