《基於路況自學習的混合動力公車多模式控制策略研究》是依託大連理工大學,由連靜擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於路況自學習的混合動力公車多模式控制策略研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：連靜
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
控制策略是決定混合動力汽車燃油經濟性、排放、動力性和平順性的關鍵。現有控制策略一般採用典型工況，通過研究穩態轉矩分配控制來提高整車燃油經濟性，常忽視影響車輛行駛動力性及平順性的瞬態下各部件動態協調控制，而典型工況與實際路況存在較大差異，使混合動力汽車在實際道路上不能達到最佳性能。因此，本項目以並聯混合動力公車為對象，全面分析所有可能的穩態及瞬態工作模式，制定多模式控制規則；提出基於效率模型最佳化的轉矩分配思想和雙同步無衝擊換擋思想，研究穩態下轉矩分配控制算法和瞬態下動態協調控制算法，形成穩態與瞬態相結合的多模式控制策略；提出具有路況自學習能力的控制策略最佳化思想，以自主開發的信息採集系統為基礎，分析實際路況特徵參數對控制策略的影響規律，研究充分考慮路況特徵的控制策略最佳化方法，探索出基於智慧型信息系統的整車控制策略研究新思路，實現混合動力公車一線一策略的目標。
結題摘要
本項目分別從瞬態下各部件動態協調控制和穩態轉矩分配控制兩個方面出發，充分考慮實際路況特徵的影響，對混合動力公車控制策略進行了深入研究，已達到預期目標，並取得了豐碩的研究成果。在瞬態協調控制研究方面，首先綜合分析發動機、電機、離合器及變速箱的工作狀態，確定並聯混合動力公車所有可能的工作模式，確定模式切換條件，制定了多模式控制規則；然後，以發動機和電機總轉矩波動最小為控制目標，研究通過電機轉矩補償的控制方法，實現發動機和電機的動態協調控制，提出一種基於MAP圖的車用驅動電機前饋矢量控制方法，根據給定的目標轉矩和電機實際轉速，直接控制定子電壓空間矢量的幅值和相位角，從而控制電機實際輸出轉矩和轉速；最後，通過分析混合動力汽車換擋過程和車輛動力學特性，探索各階段交叉同步進行的時序控制最佳化方法，提出了雙同步換擋控制方法，減小了換擋過程的動力中斷時間及離合器的磨損，平穩實現混合動力汽車換擋過程，提高了整車舒適性和動力性。在穩態轉矩分配控制研究方面，首先構建各模式下的效率評估方程，提出一種基於系統效率最優的混合動力汽車瞬時最佳化控制方法，根據需求扭矩的大小和蓄電池荷電狀態SOC值範圍確定可能的工作模式，分別計算出不同工作模式下的系統效率，最佳化求解不同工作模式下混合動力系統的最高效率，並確定相應的發動機轉矩和電機轉矩分配值，控制發動機和電機輸出相應轉矩，從而減少系統功率損失，降低整車的燃油消耗。然後，深入研究了基於路況自學習的控制策略，構建車輛實際運行的四種典型行駛工況，並提出一種模糊工況識別算法對車輛實際行駛的工況進行線上識別，根據工況識別結果對傳統的邏輯門限控制策略中的發動機關斷扭矩係數和純電動模式車速上限兩個參數進行自適應最佳化，提升了車輛的燃油經濟性。最後，在行駛工況識別的基礎上，選取不同的充放電等效因子，對最小等效燃油消耗控制策略進行了自學習最佳化，實時計算相應工況下最優的發動機和電池控制參數，提高了控制策略對行駛工況的適應能力。在本項目的支持下，已發表學術論文18篇，其中SCI檢索7篇，EI檢索4篇，另外錄用待發4篇，授權或公開國家發明專利20項。
