戴一凡-单电机式强混合动力车辆控制策略

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1、单电机式强混合动力车辆控制策略戴一凡，罗禹贡，边明远，李克强(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084)摘要：提出了基于一种新型的单电机、双离合器式强本文所研究的强混合动力系统，采用了一种新混合动力结构的车辆分层控制系统方案，制定了其整型的单电机、双离合器式结构。在副离合器位置用车能量管理策略，并研究了行进中起动发动机过程的限力矩离合器代替了传统干式离合器。基于这种结动态协调控制方法。通过自行开发的前向仿真系统对构特点，本文提出了其分层控制系统方案。采用基能量管理策略进行了验证，在NED

2、C循环工况下等效于优化ICE曲线的整车能量管理策略，并对行进中百公里油耗降低34%。同时通过动态台架试验，对行进中起动发动机的动态协调控制策略进行了验证。起动发动机过程进行动态协调控制。通过仿真分析关键词：强混合动力；单电机；分层控制系统；动态了整车燃油经济性，并通过台架试验对动态协调控协调控制制进行了验证。中图分类号：U469.721混合动力系统结构ControlStrategyforaFullHybridVehicle本文所研究的强混方案系统结构如图1所示。withSingleMotorDaiYif

3、an,LuoYugong,BianMingyuan,LiKeqiangStatekeylaboratoryofautomotivesafetyandenergy，Beijing，100084Abstract:Alayeredcontrolsystemwasestablishedbasedonanewlydevelopedfullhybridvehiclewiththestruc-tureofsinglemotoranddoubleclutches,energymanage-图1强混方案系统结构ments

4、trategywasinstitutedandtheconcertedcontrol单电机结构是本方案一大特点，不仅较目前常strategyfordynamicprocessofenginestartwhiledriving见的双电机结构节约了成本，其控制过程也相对简wasstudied.Theenergymanagementstrategywasvali-单可靠。本方案的另一特点是限力矩离合器的使datedbyadevelopedforwardsimulationmodel,afuel用，可以使驱动电

5、机起动发动机的过程平缓可控，减小对传动系统的冲击。consumptionreductionof34%intheNEDCdrivingcycle该方案为前驱结构，动力系统包括1.5L直列四wasachieved.Adynamictestbenchwasbuilttoconfirm缸发动机、驱动电机。传动系统包括五挡手动变速theconcertedcontrolstrategyfordynamicprocessof器（MT）及主减速器。限力矩离合器断开时，可由enginestartwhiledriving.

6、驱动电机单独驱动车辆。限力矩离合器接合过程Keywords:fullhybrid;singlemotor;layeredcontrol中，驱动电机可在驱动车辆的同时起动发动机。当system;concertedcontrolstrategy接合过程完成后，发动机与驱动电机可共同驱动车强混合动力（FullHybrid）车辆能够实现混辆行驶。单向离合器使得电机转速不会低于发动机合动力系统的所有功能，其节油效果在各类混合动转速，即保证发动机起动完成后，限力矩离合器两力车辆中最佳，尤其适合起停频繁的城市工况。随

7、端没有转速差，不会造成限力矩离合器的过度滑着市场对低油耗低排放车辆需求的日益强烈[1]，摩。以及国家相关鼓励措施的出台，强混合动力车辆的车辆控制系统包括多能源总成控制器市场前景被普遍看好。（HCU），发动机控制器(ECU)、电池控制器目前国内外的强混方案多采用双驱动电机结(BCU)、电机控制器（IPU），它们通过CAN总线进构，如丰田公司的Prius[2]和雷克萨斯RX400h[3]行通信。车型，以及国内的一汽奔腾B70HEV[4]。双电机结该强混结构还保留了传统车上的12V起动电构有运行平稳的优势，但

8、其缺点是成本过高。单电机，以保证动力电池电量过低时发动机能正常起机式结构成本低廉，但其存在模式切换冲击较大、动。动态过程控制复杂等问题，需要一套有效的控制策略对其动态过程进行协调控制。2分层控制系统22.1分层控制系统结构只踩加速踏板驱动驱动只踩制动踏板制动制动分层控制系统结构如图2所示。两踏板均未踩制动滑行两踏板均踩下制动制动其中，“滑行”是指车辆既不提供驱动力又不进行制动的状态。需求转矩决定于车速与加速踏板行程。其定义曲面采用的是原有某