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混合动力汽车再生制动与防抱死系统协调控制研究
| 论文题名： | 混合动力汽车再生制动与防抱死系统协调控制研究 |
| 关键词： | 混合动力客车;再生制动;分配策略;协调控制;防抱死系统 |
| 摘要： | 制动是汽车三大基本功能（行驶、转向和制动）之一，车辆的制动性能直接关系到交通安全。与传统汽车相比，混合动力汽车的制动系统由再生制动与摩擦制动共同组成，可以通过再生制动回收部分制动能量并回馈到能量存储系统中，提高能量利用率，对延长车辆续驶里程、节约能源具有重大意义。 然而，再生制动的加入亦使混合动力汽车的制动控制更加复杂，同时也会对防抱死制动系统(ABS)的控制效果产生影响。因此，需要有合理的制动力分配策略和再生制动控制策略来分配前、后轮制动力以及再生制动力与摩擦制动力，并协调控制再生制动系统与ABS，从而实现安全制动和高效回收能量的双重目标。 本文针对城市工况和再生制动的特点，选取串联式混合动力客车(HEB)为研究对象。以汽车制动受力分析为基础，将影响再生制动的电机效率、电池充电功率、传动系机械效率等因素考虑在内，确定了HEB的前后轮制动力分配限制以及可作用在驱动轮上的最大再生制动转矩。针对机械式自动变速器(AMT)换挡导致电机与传动系统断开连接而无法使用再生制动的情况，优化了制动过程中的AMT换挡规律并预先调整各制动力大小，以改善制动平顺性和保持能量回收的持续性。 由于目前存在的数种典型制动力分配策略均针对前驱式车辆提出，无法直接应用于后驱式HEB上，故本文对其做出了适用性改进。采用逻辑门限值算法实现了气压制动系统的防抱死控制，进而分析了ABS工作时再生制动对其产生的不利影响，但直接关闭再生制动亦会对ABS产生干扰，可通过控制再生制动转矩平顺且迅速地减小予以改善。为实现再生制动与ABS的协调控制，设计了基于制动踏板行程的制动力模糊控制器，根据制动工况不同合理调节再生制动转矩的大小，在常规制动时充分利用再生制动回收能量，紧急制动时则对再生制动转矩加以限制，以制动安全为首要目标。 在Cruise环境下建立了HEB整车模型，在MATLAB/Simulink环境下搭建了制动控制策略模型，进而实现了二者的联合仿真。结果表明:与典型制动力分配策略相比，在城市循环工况下，本文所采用的制动力模糊控制策略可提高能量回收率，有效地延长车辆纯电动续驶里程;在紧急制动工况下，制动力模糊控制策略可减小再生制动对ABS的影响，保证制动安全性和稳定性，实现再生制动与ABS的协调控制。 |
| 作者： | 庞岩 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 崔纳新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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