双离合isg混合动力汽车控制策略

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1、双离合ISG混合动力汽车控制策暁摘要：对双离合ISG混合动力汽车的结构和工作要求进行分析，针对双离合ISG混合动力汽车动力系统提出了动态、静态相结合的逻辑门限控制策略。根据设定的静态逻辑门限值判断整车所处的工作模式，在确定的工作模式下查找最佳工作点以控制发动机和ISG电机的输出转矩。基于Matlab/Simulink仿真软件建立动力系统仿真模型，并进行仿真分析。仿真结果表明，所采用的控制策略能够满足整车动力性要求，燃油经济性较传统汽车提高了19%,能有效降低混合动力汽车的尾气排放。关键词：混合动力电动汽车；ISG；逻辑门

2、限控制策略；建模仿真中图分类号：U469.72文献标文献标识码：A文献标DOI:10.3969/j.issn.2095-1469.2013.01.04混合动力电动汽车结合了传统内燃机汽车良好的动力性、续驶里程和纯电动汽车低排放的优点，是当前最具可行性的环保节能汽车［1］。混合动力汽车驱动结构和混合比存在很大差异，对发动机和电机的工作状况和工作要求也有很大区别［2］。ISG混合动力汽车是并联式的一种，以发动机驱动为主，以ISG电机辅助驱动。混合动力汽车控制策略是整车控制系统开发的重要环节，是实现TSG混合动力汽车节能减排的

3、基础。近年来国内外研究的混合动力汽车控制策略大体分为4类：逻辑门限控制策略、瞬时最优控制策略、全局最优控制策略、智能控制策略［3］。逻辑门限控制策略是通过一组门限参数，规定发动机工作区域，并依据预先设定规则进行判断和选择混合动力汽车的工作模式。此种控制策略结构简单，实用性较强，具冇很好的鲁棒性。瞬时最优控制策略是实时计算发动机和电机在不同转矩或功率分配组合以及不同工作点处的瞬时燃油消耗量和排放量，然后确定出最佳的混合动力汽车的工作模式和工作点［4］o此种策略需要实时采集并跟踪大量的发动机和电机运行数据，实现很困难且成本较

4、高。全局最优控制策略是运用最优计算方法和最优控制理论來分配能量的。此策略适用于给定的已知的循环工况，然而实际汽车的道路行程既是未知的又是无法预知的。因此，全局最优控制策略一般只用于评估混合动力汽车的实时燃油消耗量，不宜用于实时控制［5］。智能控制策略是模仿人工智能，根据复杂的被控动态过程的定性、定量信息进行综合集成推理决策，以实现对难以建模的复杂非线性不确泄系统的有效控制［6］。本文研究的双离合ISG混合动力汽车釆用了动态、静态相结合的逻辑门限控制策略：根据设定的逻辑门限值判断整车的工作模式，在确定的工作模式下，确定动力

5、系统的最佳工作点以动态控制发动机和ISG电机的输出转矩。1双离合ISG混合动力汽车的动力系统结构本文所研究的双离合ISG混合动力汽车动力系统结构形式如图1所示。动力系统包括发动机、离合器I、ISG电机、离合器II、机械式自动变速器AMT和传动系统。ISG电机布置在发动机与变速器之间，发动机曲轴动力输出端通过离合器I与ISG电机转子相联，ISG电机转子通过离合器II与变速器输入端相联⑵。TSG电机兼具发动机启动机和发电机双重职能，同时TSG电机也能工作在电动机状态，输出驱动转矩［7］。该系统突出的特点是具有两个离合器，在控

6、制器的作用下，可以实现发动机快速启停、纯电动驱动、发动机驱动、功率辅助和再生制动能量回收等功能。这些功能使发动机工作在高效率区，提高了混合动力车的燃油经济性和排放性能。2控制策略的制定ISG混合动力系统控制策略的制定必须符合系统的结构特点，满足其功能要求［2］。动态、静态相结合的逻辑门限控制策略的思想是：判断整车需求转矩、当前车速、当前电池SOC值等与设泄的发动机转矩、车速、电池SOC值等逻辑门限参数关系来实现工作模式间的合理切换，使电池SOC值控制在合理范围。然后，在确定的工作模式下，根据实时工况中不同的转矩需求，基于

7、发动机和电机在该模式下各自最佳工作曲线实时查找最佳工作点以动态控制发动机和电机的输出转矩和转速，从而实现混合动力系统的高效率。2.1整车需求转矩的确定整车需求转矩用于发动机和电动机间的转矩分配。在车辆行驶过程中，整车需求转矩主要是通过驾驶员的加速指令和制动指令识别出來的，由驱动转矩和制动转矩构成。驾驶员的操作指令是由一个PID控制器模拟驾驶员的操作特性來实现的。比较输入的理想车速与实际车速的大小，计算两者的差值并将其转变为加速踏板或者制动踏板的指令输出。驾驶员模型原理如图2所示［8］。2.2整车工作模式的划分和切换如图3

8、所示，根据发动机的万有特性曲线将发动机工作区域分为A区、B区、C区，曲线a是发动机经济区的最高转矩曲线，曲线b是发动机经济区的最低转矩曲线。A区为发动机的大转矩区，B区为发动机的经济区,C区为发动机的小转矩区［9］。整车运行模式可分为启停模式、行驶模式、制动模式、驻车模式等。图4为整车运行模式迁移图，A〜J为不同运行