项目名称: 多离合器ISG混合动力汽车分层多模式切换协调控制与优化

项目编号: No.61473115

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 付主木

作者单位: 河南科技大学

项目金额: 83万元

中文摘要: 混合动力汽车在模式切换过程中容易出现动力中断或扭矩波动,已有采用电机主动补偿发动机扭矩滞后量的方法存在算法复杂、控制精度低、控制变量抖动大等问题。项目以集轻、中和重度三种混合模式为一体的多离合器ISG混合动力汽车为对象,在借鉴和发掘传统研究思路和方法的基础上,系统完整地探索其模式切换协调控制与优化方法。首先,基于多离合器的接合/分离规律,实现工作模式(即发动机与电机间协调)和电驱动模式(即ISG电机与主电机间协调)两个层面上的切换,以减小算法复杂度。其次,利用切换控制理论,在建模中将不同运行模式视为切换系统的不同子系统,基于智能控制算法,实现各子系统的扭矩协调分配;采用自适应滑模控制算法,抑制控制变量抖动,提高控制精度,实现子系统间平滑的切换。然后,基于工况预测模型,对切换规则进行多目标优化,实现汽车平稳、高效、节能与环保的最佳运行模式。最后,利用硬件在环仿真试验平台对设计方案进行验证。

中文关键词: 混合动力汽车;切换系统理论;协调控制;多目标优化;驾驶平顺性

英文摘要: The power interruption or the torque fluctuation occurs during the course of mode switch for hybrid electric vehicles. The existing methods that employ the electric motor to compensate actively the torque delay of the engine have some defects, such as complex algorithm, low control precision and great chattering of control variables. Based on the traditional research methods, this project systematically investigates the coordinated control and optimization in mode switch for an ISG hybrid electric vehicle with multi-clutch that integrates the mild, medium and full hybrid mode. Firstly, based on multi-clutch engagement / disengagement law, mode switch is divided into working modes layer (namely, coordination between engine and motor) and electric driving modes layer (namely, coordination between ISG motor and major motor) in order to reduce the algorithm complexity. Secondly, by employing switched control theory, each running mode is regarded as a different subsystem of the switched system in the process of modeling. By use of intelligent control algorithm, the torque coordinated distribution is accomplished for each subsystem. In terms of adaptive sliding mode control, it could reduce chattering of control variables, improve control precision and achieve smooth switching among subsystems. Afterwards, according to the prediction models of driving cycle, switching rules are optimized based on multi-objective optimization algorithm, which can ensure that the vehicle works smoothly under the optimum running mode, such as high efficiency, energy efficiency and environmental protection. Finally, a hardware-in-loop simulation test platform is exploited to verify the rationality and validity of the proposed models and control scheme.

英文关键词: hybrid electric vehicle;switched system theory;coordinated control;multi-objective optimization;drivability

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