并联混合动力系统驱动控制策略研究.pdf

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1、并联混合动力系统驱动控制策略研究口邓文娟口谢冰1．辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺1130012．沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳l10168摘要：为解决城市公交车的最佳燃油经济性，降低排放问题，对并联混合动力汽车的动力驱动控制策略进行研究，提出一种模糊逻辑驱动控制策略。基于道路工况总的请求转矩、发动机优化转矩、电池荷电状态和电机转速等因素设计了模糊逻辑控制器。在SIMULINK中建立控制策略仿真模型，嵌入到ADVISOR软件中进行仿真比较分析。仿真结果验证了该控制策略的有效性，为解决优化发动机工作点、提高电机效率和平衡电池荷电状态的问题，提供了一个可行的解决方案。关键词：

2、混合动力汽车模糊控制仿真中图分类号：U469．72文献标识码：A文章编号：1000—4998(2010)01—0034—03作为双能源结构的混合动力系统，在二次转换过优化转矩的差值△T作为输入参数，也起到了控制发程中损失的能量主要是电机工作时的能量损失，如果动机工作范围的作用。模糊逻辑控制器的输出系数K对电机的工作点没有进行优化，其工作效率可能会很是综合考虑差值转矩△、电池SOC状态和电机效率低⋯。影响并联式混合动力汽车发动机工作在高效区特性来确定的。发动机转矩等于总的需求转矩与电动的关键因素是驱动系统控制策略的选择J。而目前主机转矩的差值。要应用于混合动力汽车实车中的并联电辅助驱

3、动控制策略对整车性能的优化能力很有限，发动机和电机经常工作于非优化效率点。因此考虑最佳燃油经济性、降低排放，为合理分配发动机和电机的需求转矩或功率，协调两者的最优匹配，本文以XMQ6103GF2J~市公交客车为原型进行研究，设计了一种模糊逻辑控制策略。1模糊逻辑控制策略设计思想2模糊逻辑控制器设计并联式混合动力汽车需求转矩为发动机输出扭矩和电动机输出扭矩之和，但是发动机输出扭矩和电动如图1模糊逻辑控制模块的核心部分是模糊控制机输出扭矩之间相互独立，不存在比例关系，控制策略器。模糊逻辑控制器由模糊化、模糊推论和去模糊化组问题实际上就是在一定目标前提下，合理分配两个转成。本文利用MAT

4、LAB模糊逻辑工具箱设计模糊推理矩的问题。模糊控制策略是基于规则的控制策略，可以系统，包括定义输入输出变量、模糊化和解模糊化设由多个输人参数，并按照一定的法则生成多种模糊规计、确定隶属度函数和编辑控制规则等。则来实现合理调节和控制各动力元件间的功率流。这2．1变量定义就大大增加了控制的自由度。变量△的描述为{‘‘负大”，“负小”，“零”，“正本文模糊逻辑控制策略设计目标是：在保证发动小”，“正大”}，“负”代表整车扭矩需求小于目标扭机最高燃油经济性和蓄电池充放电平衡的基础上同时矩；“零”代表整车扭矩需求与目标扭矩差别不大；满足电机效率的优化。模糊控制器的输入参数为道路“正”代表整车

5、扭矩需求大于目标扭矩。考虑到控制总的请求转矩与发动机优化转矩的差值△、电池荷目标要兼顾电机工作点的优化问题，本文△T的语言电状态SOC和电机转速n，输出参数为系数K。具体变量的论域范围是通过电机效率特性图来确定。本控制策略如图l所示。文所选用的MC_AC59交流感应电机在相同转速条件其中发动机目标扭矩是从静态条件下发动机的万下，小负荷时电机效率很低，中等偏低的负荷时电机有特性曲线出发，将定转速条件下发动机最小比油效率相对最高。因此，确定AT语言变量论域范围的耗点插值连接成的曲线，即以比油耗最小为目标。在不原则是：“零”的论域范围覆盖电机小负荷扭矩；“负同转速下发动机的转矩范围不一样

6、，因此用总转矩和小”和“正小”的论域范围覆盖电机中等偏低的负荷收稿日期：2009年9月扭矩；“负大”和“正大”的论域范围覆盖电机中等及阃2010／1机械制造48卷第545期偏高的负荷扭矩。侧适当延展是可以降低整车油耗的。这是由于，如果每变量SOC的描述为{‘‘低”，“正常”，“高”}，其语言次都将发动机工作点调节到最优曲线上，而不顾电机变量论域范围的确定原则是电池SOC的“正常”范围工作效率，以此获得的发动机燃油效率提高是不足以与电池内阻最低的范围基本重合。克服电机在调节时所需能量在转换过程中的损失。因变量n的描述为{‘‘低”，“高”}，其语言变量论域此，合适的解决方案是：调整电机

7、工作点在相对较高效范围的确定原则是根据电机效率和转速的关系来划率区，并适当将发动机工作点靠近最优曲线。分。本文采用的电机在大负荷高转速区效率偏低。因3)当SOC偏离正常区域时，则相应增加充电或用此，应使电机在高转速区提供低转矩，低转速区提供中电负荷，尽量使SOC恢复至正常区。如：△为“负大”等偏低转矩。＆SOC为“高”，那么输出K=0；△T为“负小”&SOC2．2确定隶属度函数为“低”&n为“低”，那么输出K=1，等等。隶属度函数是用于表征模糊集合的数学工具，是本文设