溷合动力汽车整车控制器开发.pdf

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1、２００９年第３０卷第６期中北大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．６２００９（总第１２８期）﹢﹨﹪﹫﹦﹫﹨﹤﹪﹫﹢（﹢﹢﹤﹫﹦﹤﹦﹦﹥﹫﹫）（ＳｕｍＮｏ．１２８）文章编号：１６７３３１９３（２００９）０６０５３００６混合动力汽车整车控制器开发张亚明，何洪文，张晓伟（北京理工大学电动车辆国家工程实验室，北京１０００８１）摘要：以

2、某ＩＳＧ（起动机燉发电机一体化）型混合动力汽车为对象，对车辆转矩需求、发动机工作区优化和整车控制策略进行了分析，并开发了基于ＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６的整车控制器硬软件系统．进行了实车实验，实现了发动机启动、纯发动机驱动、混合驱动、驻车充电等多种工作模式，证明了该整车控制器和控制策略的有效性和可靠性．关键词：混合动力汽车；整车控制器；能量分配策略中图分类号：Ｕ４６４．１文献标识码：Ａ﹥┋━┄┅│┃┉┄━﹤┄┃┉┇┄━┃┉┄┇﹪﹦┈ＺＨＡＮＧＹａｍｉｎｇ，ＨＥＨｏｎｇｗｅｎ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏ

3、ｗｅｉ（ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）﹢┈┉┇┉：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｏｒｔｕｒｅｄｅｍａｎｄｏｆｔｈｅｄｒｉｖｅｒ，ｅｎｇｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｎｇａｒｅａｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｅｎｅｒｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｙ（ＥＭＳ）ｏｆａｎｈｙｂｒｉｄｅｃｌｅｃｔｉｃｖｅｈｉｃｌｅ（ＨＥＶ），ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔ

4、ｈｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ（ＶＣＵ）ｂａｓｅｄｏｎＭＣ９Ｓ１２ＤＰ２５６ｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅＩＳＧ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｔａｒｔｅｒａｎｄＧｅｎｅｒａｔｏｒ）ＨＥＶ．Ｓｅｖｅｒａｌｗｏｒｋｉｎｇｍｏｄｅｓｓｕｃｈａｓｅｎｇｉｎｅｓｔａｒｔ，ｅｎｇｉｎｅｄｒｉｖｅ，ｈｙｂｒｉｄｄｒｉｖｅａｎｄｐａｒｋｉｎｇｃｈａｒｇｅｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅＶＣＵａｎｄｔｈｅＥＭＳａｒｅｖａｌｉｄ

5、ａｔｅｄａｎｄｃｒｅｄｉｂｌｅ．┎┌┄┇┈：ｈｙｂｒｉｄｅｃｌｅｃｔｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｖｅｈｉｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ；ｅｎｅｒｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｙ０引言混合动力汽车将发动机、电机和动力电池组合在一起，可发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，是减少石油消耗和二氧化碳排放的有效技术途径之一［１］．众多的混合动力汽车方案中，ＩＳＧ型轻度混合动力汽车使用电动机取代发动机原有飞轮，直接与发动机曲轴相连，通过ＩＳＧ实现汽车发动机怠速停机、功率补偿、制动能量回收等功能，具有对原车技术继承性好、实施方便、适用

6、范围广等优点［２］．在混合动力汽车开发中，原型车发动机ＥＣＵ的接口往往不开放，需要开发电子节气门系统实现发动机控制．能量分配策略是混合动力整车控制的核心，基于能量分配策略确定发动机和电动机各自的转矩（功率）输出需求［３］．整车控制器是混合动力汽车的关键部件，根据驾驶员的操作、加速踏板位置、车速和发动机转速、水温等参数，按照能量分配策略，使发动机和电动机输出相应的转矩（或功率），以满足驱动轮驱动力矩的要求，并实现柴油收稿日期：２００９０１２０作者简介：张亚明（１９７９），男，博士生．主要从事混合动力汽车整车控制和控

7、制策略优化研究．（总第１２８期）混合动力汽车整车控制器开发（张亚明等）５３１机、电机、蓄电池和传动系统的优化匹配［４］．１混合动力汽车系统分析所研究的混合动力汽车系统结构如图１所示，是典型的ＩＳＧ型单轴并联式结构．由电子节气门及节气门控制器构成的电子节气门系统，取代了原来的汽油机节气门，电子节气门结合发动机ＥＣＵ开关，实现对发动机的控制．整车具有“纯汽油机驱动、混合动力驱动、ＩＳＧ反拖发动机启动、再生制动、驻车充电”等工作模式．整车控制器、节气门控制器、电机控制器、电池管理系统和人机显示系统构成了一个５节点ＣＡＮ总线网络

8、，采用基于Ｊ１９３９的ＣＡＮ２．０协议进行通信．１．１车辆转矩需求分析与传统汽车类似，驾驶员通过加速踏板反映其驱动转矩需求．驾驶员驱动需求转矩爴由式ｄ图１ＩＳＧ混合动力汽车结构示意图［５］（１）计算﹨．１ＤｉａｇｒａｍｏｆＩＳＧＨＥＶ爴ｄ＝犜（爴ｅｍａｘ＋爴ｍｍａｘ），（１）式中：犜是加速踏板开度（０～１００）