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稳态能量管理策略和模式切换协调控制是混合动力车辆整车控制策略的两个主要问题,以往对于混合动力车辆控制策略的研究主要集中于稳态能量管理策略,随着混合动力车辆市场化的逐步推进,混合动力车辆模式切换瞬态响应的品质受到越来越多的关注,由于发动机和电机瞬态响应特性的不同,同时模式切换过程中可能存在离合器的动作,如果不对三者施加合理的控制,动力系统输出转矩将会产生较大波动,对车辆平顺性和乘坐舒适性产生不利影响。混合动力整车控制策略的开发一般遵循 V模式开发流程,其中硬件在环仿真作为控制器开发的中间环节,较好的弥补了计算机离线仿真和实车测试的不足,对于控制器的测试和验证具有重要意义。 本文针对某款结构参数确定的混联式混合动力车辆,研究了其整车控制策略,包括稳态能量管理策略和电机控制策略,重点研究了模式切换过程协调控制策略,主要进行了以下研究工作: (1)分析了混联式混合动力车辆的动力系统结构,建立了电机、动力电池等主要动力源的模型及电磁离合器等关键传动部件的模型。 (2)针对混联式混合动力车辆结构特点,对整车工作模式进行划分,综合考虑整车动力性、经济性等因素设计了基于规则的多层次逻辑门限值稳态能量管理策略,建立了永磁同步电机矢量控制策略模型。 (3)在稳态能量管理策略的基础上,对模式切换过程进行了分析,根据切换过程转矩波动程度的不同将模式切换过程进行分类,针对各类模式切换过程分别设计了二次型最优控制策略及电机补偿发动机转矩的控制策略,对模式切换过程中各动力源及传动部件进行协调控制。 (4)对原有ECU硬件在环仿真系统进行二次开发,开发了混合动力车辆多控制器硬件在环仿真平台,在该平台上进行了稳态能量管理策略及模式切换协调控制策略的硬件在环仿真。结果表明设计的稳态能量管理策略可以根据整车运行工况选择最佳的工作模式,保证整车高效运行,设计的模式切换协调控制策略能够有效减小模式切换过程中的冲击度,改善车辆平顺性及乘坐舒适性。