混合電動(dòng)汽車的智能控制方法研究.pdf

1、混合電動(dòng)汽車是一種新型環(huán)保車輛。它由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)混合提供動(dòng)力，通過優(yōu)化控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的能量分配，使發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在高效區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)減少油耗和降低排放的目的。混合電動(dòng)汽車對(duì)電池容量的要求不高，不需要另建配套設(shè)施，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此，混合電動(dòng)汽車及其控制成為當(dāng)前汽車工業(yè)的熱門研究課題之一。本文緊密圍繞湖南省“十五”科技計(jì)劃重大專項(xiàng)“混合電動(dòng)輕型越野車攻關(guān)項(xiàng)目”(項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)：02GKY1003)，結(jié)合中德國(guó)際合作項(xiàng)目“多能源電動(dòng)汽車的智能

2、控制系統(tǒng)”(項(xiàng)目計(jì)劃編號(hào)：CHN01-602)，重點(diǎn)研究混合電動(dòng)汽車中的智能控制方法，以提升混合電動(dòng)汽車的整體性能。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括： (1)確定了所設(shè)計(jì)的CFA6470HEV型混合電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì)方案與目標(biāo)。CFA6470HEV是一種能適用于多種復(fù)雜路況的輕型越野車，總體的設(shè)計(jì)目標(biāo)是采用四缸發(fā)動(dòng)機(jī)加電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，來實(shí)現(xiàn)六缸發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的性能，然而油耗卻要求比普通四缸燃油車低30％以上，排放至少在歐洲Ⅱ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上

3、再下降30％。以此設(shè)計(jì)目標(biāo)為前提，論文給出了CFA6470HEV型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的總體設(shè)計(jì)方案。對(duì)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)選型、部件選型及布局、控制方案等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析和研究了整車各功能部件的信號(hào)量，建立了整車信息流圖，并設(shè)計(jì)了基于CAN總線的整車控制網(wǎng)絡(luò)。 (2)能源總成控制技術(shù)是混合電動(dòng)汽車中的核心技術(shù)，直接影響到混合電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能和環(huán)保性能。論文設(shè)計(jì)了一種混合電動(dòng)汽車能源總成智能控制系統(tǒng)，介紹了其工作原理，研究了其能源分配策

4、略。該能源分配策略能根據(jù)司機(jī)命令(扭矩需求)、電池電量和車輛行駛情況，針對(duì)系統(tǒng)的四種控制狀態(tài)：?jiǎn)⑼？刂茽顟B(tài)、充電控制狀態(tài)、助力控制狀態(tài)和能量回收控制狀態(tài)，通過合理分配發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)電機(jī)的出力，優(yōu)化能量的分配和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)提高汽車動(dòng)力和降低排放的目的。為了延長(zhǎng)電池的使用壽命，論文在能源總成控制的設(shè)計(jì)中，提出了一種基于模糊能量分配策略的充電控制方法，來提高電池的使用效率。對(duì)于所設(shè)計(jì)的能源總成智能控制方法，論文采用TMS320LF240

5、7A型DSP具體實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的軟、硬件。 (3)為了提高混合電動(dòng)汽車中電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制性能，論文對(duì)其智能控制方法進(jìn)行了研究。首先介紹了電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法；然后，提出了一種智能直接轉(zhuǎn)矩控制方法，該方法采用自組織學(xué)習(xí)算法的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定子電阻估計(jì)器，來彌補(bǔ)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子電阻變化給直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)帶來的不利影響。(4)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)混合電動(dòng)汽車中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩進(jìn)行有效的控制，論文采用電子節(jié)氣門來控制發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的流量，從而控

6、制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的控制方案。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)絕大部分汽車采用傳統(tǒng)的機(jī)械式節(jié)氣門的現(xiàn)狀，論文通過在傳統(tǒng)節(jié)氣門門閥上加裝控制電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方式研制了一種新型電子節(jié)氣門，并對(duì)其智能控制方法進(jìn)行了研究。分別提出了電子節(jié)氣門的模糊高斯基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。這兩種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)模糊推理，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能來達(dá)到在線調(diào)整模糊控制規(guī)則和模糊隸屬函數(shù)的目的，可以使電子節(jié)氣門的控制性能達(dá)到最優(yōu)。 (5