收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

混合动力轿车驱动工况下防滑与侧向稳定性控制算法研究

晁黎波  
【摘要】:节能、环保与安全是汽车工业发展永恒的主题。混合动力轿车作为节能与新能源汽车的典范,具有良好的市场前景。在车辆主动安全方面,混合动力轿车对电子稳定性控制系统的需求同传统汽车是一致的。电子稳定性控制系统(Electronic StabilityControl,ESC)作为一种汽车主动安全控制系统,能够在驱动、滑行和制动过程中提高车辆在极限行驶工况下的侧向稳定性,对减少车辆事故发生率有突出的效果。 混合动力汽车的稳定性控制面临着许多新的问题。混合动力汽车在滑行或制动过程中需要实现电子稳定性控制系统同再生制动系统的协调控制,国内学者对此已经开展了广泛的研究;驱动工况的防滑与侧向稳定性控制算法是电子稳定性控制算法的重要组成部分,如何协调控制驱动系统输出转矩与驱动轮制动力矩、以及协调发动机与电机的输出转矩来实现驱动工况下对车辆的防滑与侧向稳定性控制,也是当前的研究热点之一。 开展混合动力轿车稳定性控制系统的研究对我国汽车行业自主研发能力的提升和节能与新能源汽车产业的发展都具有重要的意义。本文结合吉林省科技支撑计划重大专项,与中国第一汽车集团股份有限公司技术中心密切合作,以并联式混合动力轿车为研究对象,针对驱动工况下的防滑与侧向稳定性控制算法进行研究。论文内容围绕整体算法结构设计、混合动力轿车的驱动防滑控制算法研究、驱动工况的侧向稳定性控制算法研究和混合动力总成控制与稳定性控制协调控制算法研究四个方面进行,算法的有效性通过软件在环仿真和硬件在环平台试验进行了验证。论文主要包括以下内容: (1)混合动力轿车防滑与侧向稳定性控制算法架构设计。根据模块化与层次化的设计思想,首先将算法分为了防滑与侧向稳定性控制和混合动力总成控制与稳定性控制协调控制两部分。防滑与侧向稳定性控制算法位于稳定性控制器中,混合动力总成控制与稳定性控制协调控制算法位于混合动力整车控制器中,两部分算法通过总线通讯进行数据交换;防滑与侧向稳定性控制算法中,侧向稳定性控制算法作为上层模块对车辆目标横摆力矩进行计算,驱动防滑控制算法作为下层模块对驱动系统的目标驱动转矩和车轮的目标制动力矩进行计算。 (2)混合动力轿车驱动防滑控制算法研究。在完成对算法结构设计的基础上,设计了最佳驱动转矩估算算法,并以驱动轮平均轮速和驱动轮轮速差为控制变量,基于模糊PID和有限状态机理论,设计了混合动力轿车驱动防滑控制算法。 (3)驱动工况的侧向稳定性控制算法研究。首先利用相平面分析法分析了驱动工况对车辆侧向稳定性的影响,并修正了驱动工况下目标横摆角速度和质心侧偏角的计算方法,提出了侧向稳定性控制的控制策略;针对横摆力矩控制设计了基于二次型最优理论的横摆力矩控制算法;针对驱动工况的不足转向问题,将驾驶员的意图引入到模糊决策中去,设计了基于模糊自适应PD理论的驱动系统输出转矩控制算法,对加速行驶不足转向工况的驱动系统输出转矩进行控制。对驱动防滑同侧向稳定性控制的协调控制算法进行了研究,提出了基于驱动轮目标滑转率的协调算法;对驱动防滑和侧向稳定性控制的驱动力矩控制协调算法进行了研究。 (4)混合动力总成控制与稳定性控制协调控制算法研究。针对稳定性控制过程中混合动力总成控制的转矩需求、工作模式确定和转矩分配设计了协调策略和分配算法。工作模式协调策略用来防止由于稳定性控制目标值变化造成的混合动力总成工作模式频繁切换。同发动机相比,电机对转矩控制的响应更快,根据这一特点,在不同的工作模式下,以电机响应转矩需求中的动态部分和发动机响应转矩需求中的稳态部分为原则,设计了基于低通滤波原理的电机和发动机的转矩分配算法。 (5)控制算法离线仿真验证。首先在Matlab/Simulink环境下建立了混合动力轿车驱动工况下的防滑与侧向稳定性控制系统离线仿真平台。基于该平台,分别在均一路面、分离路面和跃变路面条件下对驱动防滑控制算法进行了仿真验证;分别在阶跃转向加速工况和正弦延迟加速工况下对稳定性控制算进行了驾驶员开环验证;分别在双移线加速工况和200米半径定圆转向加速工况下对稳定性控制算法进行了驾驶员闭环仿真验证。验证结果表明,通过对混合动力总成控制与稳定性控制的协调控制,本文所开发的混合动力轿车防滑与侧向稳定性控制算法能够提高车辆驱动工况的加速性能和侧向稳定性能。 (6)控制算法硬件在环试验验证。在基于Matlab/xPC的混合动力轿车硬件在环试验平台上,对控制算法的实时性和有效性进行了验证。该平台以离线仿真平台为基础,还包括基于Matlab/xPC Target实时系统平台,数据采集与处理部分和硬件台架部分,其中硬件台架包括液压制动系统台架、电机台架及操纵台架等三部分。基于该平台,分别在均一路面、分离路面和跃变路面条件下对驱动防滑控制算法进行了仿真验证;在阶跃转向加速工况下对稳定性控制算进行了驾驶员开环验证;在双移线加速工况下对稳定性控制算法进行了驾驶员闭环仿真验证。验证结果进一步表明,本文所开发的算法能够有效提高混合动力轿车驱动工况的加速性能和侧向稳定性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;液压混合动力公交车“野心不小”[J];商用汽车新闻;2007年12期
2 宁文祥;;国外新型专用车展示[J];专用汽车;2010年02期
3 ;锦上添花 2011款现代索纳塔混合动力版与涡轮增压版[J];汽车与驾驶维修(汽车版);2010年06期
4 吴融华;混合动力环保廂式概念货车问世[J];汽车与配件;1996年14期
5 耿东,郝利君;串联式混合电动汽车发动机转速控制研究[J];车辆与动力技术;2002年04期
6 杨妙梁;混合动力无踏步大客车——“AERO NOSTEP HEV”[J];汽车与配件;2002年12期
7 刘娟;福特推出Escape混合动力SUV[J];汽车与安全;2003年06期
8 阳鹏 ,余卓平 ,张立军;混合动力汽车的研究现状及面临的挑战[J];汽车研究与开发;2004年11期
9 吴森,赵世科;串联式混合动力电动汽车经济性研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2005年01期
10 吴建;;IEDbeON混合动力概念车与Aaab乙醇燃料概念车[J];轻型汽车技术;2007年04期
11 ;斗山重工着手研发新型混合动力挖掘机[J];建筑机械化;2009年02期
12 曾晖;于涛;;大哥大·小混混 BENZ S400 HYBRID[J];汽车生活;2010年02期
13 ;BMW推出Concept 5 ActiveHybrid(高效混合动力)概念车[J];中国新时代;2010年04期
14 王兵;;日本成功开发出稀土用量减半的混合动力励磁马达[J];功能材料信息;2010年02期
15 ;荣获“2009年度中国物流装备行业十大产品”的四个叉车产品简介[J];叉车技术;2010年02期
16 杨青山;;巴黎推广使用混合动力公共汽车[J];人民公交;2010年08期
17 戈马;;车闻趣多多[J];汽车消费报告;2010年06期
18 黄裕;;南车时代:混合动力产品渐成熟[J];商用汽车新闻;2011年16期
19 沙秀梅;;日本货物铁道公司采用柴油-电池混合动力机车[J];国外铁道车辆;2011年04期
20 吴森,曹正策;串联式混合动力多能源管理系统的研制[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋百朝;杨森林;宋东虹;冯朝昀;杨新琴;;混合动力系统工作原理简述及系统技术特点[A];第七届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2010年
2 徐平兴;朱禹;;东风EQ7200HEV混合动力轿车成本分析和市场探索[A];2002中国电动汽车研究与开发[C];2002年
3 叶先军;张炳力;王希珍;;ISG型混合动力系统结构分析及设计应用[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
4 张冰战;赵韩;江昊;;节能减排 大力发展混合动力电动汽车[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
5 王大兴;岑艳;梁龙;张欣;;混合动力电动公交车的技术问题研究[A];2002中国电动汽车研究与开发[C];2002年
6 郑方明;邹少华;林济余;;GZ6110HEV混合动力电动汽车的开发[A];2004年中国客车行业发展论坛暨中国客车学术年会论文集[C];2004年
7 何仁;王若平;王宪英;;混合动力传动系统匹配评价指标的探讨[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
8 孙立清;李闽;萧玉玮;李玉芳;于蕾艳;;串联式混合动力电动客车SHEB6110的系统设计和仿真分析[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
9 熊华胜;卢兰光;;串联式混合动力城市客车APU控制策略研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 殷承良;彭栋;;混合动力电动汽车制动能量回馈系统分析[A];2002中国电动汽车研究与开发[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 隗寒冰;重度混合动力汽车油耗和排放综合控制策略研究[D];重庆大学;2012年
2 王存磊;混合动力发动机电控管理系统开发及排放控制研究[D];上海交通大学;2012年
3 王昕;静液传动混合动力轮边驱动车辆节能与控制特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 黄援军;前后双离合器式并联混合动力城市公交车控制策略研究[D];上海交通大学;2009年
5 郑维;混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 郑维;混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 李正明;混合动力电动代步车关键技术的研究[D];江苏大学;2011年
8 姜卫东;混合动力电动汽车用无刷直流电机动态性能及控制策略的研究[D];合肥工业大学;2004年
9 方清华;压缩空气/燃油混合动力发动机工作过程的数值模拟与试验研究[D];浙江大学;2009年
10 于水;混合动力汽车汽油机起动工况瞬态燃烧和排放特性研究[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄小枫;混合动力电控自动调速系统试验台开发[D];武汉理工大学;2010年
2 杨雪梅;ISG型混合动力长安汽车关键技术研究[D];重庆大学;2004年
3 段薇;基于dSPACE的混合动力控制器原型研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
4 陈祥丰;混合动力SUV总成参数匹配与优化[D];武汉理工大学;2010年
5 张娟萍;基于42V电源混合动力汽车动力系统的研究[D];武汉理工大学;2011年
6 张杰;混合动力城市客车多能源控制策略研究[D];合肥工业大学;2010年
7 何海波;混合动力轻客动力参数匹配及控制策略研究[D];南京林业大学;2010年
8 方丹;混合动力电动汽车的系统设计与仿真[D];西北工业大学;2004年
9 郭璐璐;混合动力轿车电机驱动控制系统硬件设计和研究[D];吉林大学;2010年
10 刘家良;基于模糊神经网络的混合动力电动汽车能量管理的研究[D];武汉理工大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 哈尔滨东安动力发动机有限公司 刘大华;汽油混合动力技术改变汽油机发展前景[N];中国电子报;2005年
2 王进;上海汽车将实现混合动力轿车商品化[N];中国证券报;2007年
3 张萍;春兰动力镍氢电池摘取奥运绿色公交入场券[N];中国工业报;2007年
4 记者 贲腾 通讯员 张萍;春兰动力镍氢电池在京中标[N];泰州日报;2007年
5 矫阳;南车时代新能源产业效果凸显[N];科技日报;2008年
6 尹永生;一汽红旗混合动力轿车解放混合动力客车研制成功[N];中国工业报;2004年
7 本报记者 刘坚;混合动力 日本走在了前面[N];中国汽车报;2001年
8 记者 马文生;首批混合动力电动汽车国家标准发布[N];中国国门时报;2005年
9 佘慧萍;50辆环保大巴亮相高交会[N];南方日报;2008年
10 记者 李建伟;郑州宇通油电混合动力公交车批量上市[N];中国知识产权报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978