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原文传递 ISG型中度混合动力AMT汽车综合控制策略研究

论文题名：	ISG型中度混合动力AMT汽车综合控制策略研究
关键词：	混合动力系统;混合动力汽车;自动换挡;动力学模型;控制策略;燃油经济性
摘要：	装备AMT的ISG（Integrated Starter/Generator，集成启动发电机）型中度混合动力汽车属于单轴并联型结构，与轻度混合动力汽车相比，其电机功率所占总功率的比重有所增加，分离发动机和电机之间的离合器，电机可以单独驱动车辆，增加电机的利用率，降低油耗和排放；同时，ISG电机可以更多的将汽车减速或制动时的动能转换成电能，储存在蓄电池中，提高能量回收率。这种混合动力系统结构简单，集成度高，是性能优越的混合动力系统。　　机械式自动变速器AMT(Automatic Manual Transmission)具有传动效率高，结构紧凑，生产继承性好、成本低等优点，装备AMT的混合动力汽车可实现自动换挡，但AMT换挡时存在动力中断，通常情况下换挡平顺性较差，因此提高AMT的换挡平顺性，改善换挡品质，也是值得研究的一个重要方向。　　本文针对装备AMT的ISG型中度混合动力汽车，以提高燃油经济性和改善换挡平顺性为研究目的，主要开展了如下研究工作：　　 ①建立ISG型中度混合动力汽车动力学模型，分析并推导各个驱动工况下（纯电动工况、发动机单独驱动工况、混合驱动工况和轻载充电工况）的系统效率计算公式；综合考虑发动机效率、电机效率和电池充放电效率，计算不同工况下的整车系统效率，以整车系统效率最优为目标，得到了整车各工作模式的高效工作区域；分析了不同SOC（State of Charge，电池剩余荷电电量）阀值下，基于ECEEUDC道路循环工况的整车控制策略对整车燃油经济性的影响。　　 ②在分析混合动力系统不同工作模式之间切换条件的基础上，确定了影响混合动力系统能量管理控制策略的三个关键因素：电池电量阀值、发动机充电曲线和发动机关闭曲线；计算三个关键因素的范围；建立了基于MATLAB/Simulink仿真平台的仿真模型，以中度混合动力汽车综合油耗最低为优化目标，对上述三个关键因素进行了优化，从而建立了ISG型中度混合动力汽车的最佳能量管理控制策略。　　 ③在最佳能量管理控制策略的基础上，建立了油门动态协调控制模型，对ISG型中度混合动力汽车的油门进行了动态协调控制，确定了节气门开度变化率的限制值，以限制发动机节气门开度的变化率，避免动态油耗的增加，从而进一步改善整车的燃油经济性。建立基于MATLAB/Simulink仿真平台的仿真模型进行仿真分析，验证了油门动态协调控制的有效性。　　 ④以ISG型中度混合动力系统各个工作模式下的系统效率最高为目标，确定各工作模式下AMT汽车的换挡点；针对不同工作模式下的运行特点，建立了相应的换挡品质策略：分别采用ISG电机和/或电子节气门参与动力源转速/转矩调节控制，优化AMT的换挡品质，在提高ISG型中度混合动力AMT汽车燃油经济性的同时，改善AMT换挡平顺性。　　 ⑤搭建了基于MATLAB/Simulink仿真平台和基于dSPACE的混合动力硬件在环试验系统，分别对该混合动力系统的纯电动、行进间启动发动机、混合驱动和轻载充电工作模式下的能量管理控制策略进行了试验验证。
作者：	叶心
专业：	车辆工程
导师：	秦大同
授予学位：	博士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文