面向公交客車應(yīng)用的混合動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)電耦合控制研究.pdf

1、隨著交通能源和城市環(huán)境問題的不斷惡化以及混合動(dòng)力技術(shù)的不斷發(fā)展，具有更高節(jié)能減排特性、乘坐舒適性以及駕駛性能的混合動(dòng)力汽車成為了國際汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國競相發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。基于機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)的同軸并聯(lián)混合動(dòng)力機(jī)電耦合系統(tǒng)因具備復(fù)雜公交工況下的大轉(zhuǎn)矩傳輸與多工作模式高效耦合特征，成為新能源客車動(dòng)力系統(tǒng)的核心技術(shù)。然而，當(dāng)應(yīng)對典型城市公交工況時(shí)，以燃油經(jīng)濟(jì)性、乘坐舒適性和駕駛性能作為綜合優(yōu)化指標(biāo)的混合動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)電耦合控制問題仍需進(jìn)行深入

2、研究。
　　本文針對進(jìn)一步提升插電式混合動(dòng)力客車(PHEB)燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，確保乘坐舒適性和駕駛性能這一復(fù)雜問題，以基于AMT的同軸并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)為研究對象，其機(jī)電耦合控制策略設(shè)計(jì)為研究主題進(jìn)行了深入研究。論文研究工作為建立具備全工況高效運(yùn)行的高燃油經(jīng)濟(jì)性混合動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)電耦合控制方法奠定了一定的基礎(chǔ)，為實(shí)際混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)提供了理論參考。具體研究內(nèi)容和研究成果如下：
　　針對固定公交駕駛工況下的能量最優(yōu)分配問題，

3、提出了基于修正動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的PHEB能量管理策略。該策略在利用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法求得全局最優(yōu)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)轉(zhuǎn)矩分配的前提下，結(jié)合等效坡度估算方法和動(dòng)力型AMT換檔修正邏輯，通過坡道工況下的AMT換檔操作對標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法求得的最優(yōu)解進(jìn)行修正，從而實(shí)現(xiàn)了PHEB在城市公交工況下燃油經(jīng)濟(jì)性與坡道駕駛性能的綜合優(yōu)化。
　　針對公交工況下頻繁的客車起步加速運(yùn)行過程，提出了一種PHEB自適應(yīng)經(jīng)濟(jì)型起步加速運(yùn)行模式及其控制方法?？刂撇呗园樞蜻\(yùn)

4、行純電驅(qū)動(dòng)、電機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)充電和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)四種工作模式的起步控制以及每種工作模式下的動(dòng)力特性控制，仿真與實(shí)車測試結(jié)果表明，所提出的起步加速運(yùn)行模式及其控制方法可以降低整車在起步加速階段的油耗，同時(shí)工作模式切換過程的離合器協(xié)調(diào)控制改善了整車的乘坐舒適性。
　　針對PHEB電機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到發(fā)動(dòng)機(jī)介入動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式切換瞬態(tài)過程，提出了基于魯棒H∞控制方法的模式切換分層控制策略。該策略包括上層離合器轉(zhuǎn)矩指令給定的魯棒H∞控

5、制和下層離合器位置的魯棒跟蹤控制。仿真結(jié)果顯示所提出方法可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在滿足整車沖擊度約束的前提下，縮短工作模式切換過程，同時(shí)下層執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置跟蹤控制可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)。
　　針對復(fù)雜城市公交工況的不確定性對駕駛意圖造成的影響，以及PHEB耦合驅(qū)動(dòng)過程中電機(jī)模型可能出現(xiàn)的不確定性，提出了考慮不確定駕駛意圖的混合動(dòng)力系統(tǒng)耦合驅(qū)動(dòng)魯棒控制策略。策略中利用模糊邏輯推理量化了不確定的駕駛意圖，并且利用電機(jī)的快速轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)