基于路谱识别的并联混合动力客车控制策略研究

面对环境污染和能源危机的日益加剧,节能与环保已经成为了汽车工业主要的发展趋势。混合动力汽车因为其良好的节能效果,逐步成为发展重点之一。控制策略作为混合动力汽车的核心,其品质直接影响了混合动力汽车的节能效果。本文对不同的混合动力控制策略进行了总结与比较。在传统的基于门限值的控制策略基础上,按照“系统匹配、仿真建模、控制策略制定、控制策略优化的”的思路,对不同的道路特征以及相应的混合动力能量管理策略进行了深入的研究,提出了一套基于路谱识别的混合动力控制策略,提高了传统的基于门限值的控制策略对于不同路况的适应性。主要研究工作有： 首先,根据整车性能指标要求,对动力总成系统进行了参数匹配。通过PSAT软件快速建模,对不同的动力总成参数进行加速性能、最高车速以及燃油消耗的计算。通过对比计算结果,得到了在满足动力性、经济指标的情况下,同时又能切合实际情况的动力总成方案。由此建立了一套适用于并联式混合动力客车的动力系统匹配方法。 其次,在Matlab/Simulink环境下,建立了包括驾驶员模型、控制器模型、整车模型(发动机模型、电机模型、动力电池模型、传动系统模型、车辆模型)在内的前向混合动力客车仿真模型。对混合动力客车行驶条件进行分析,提出不同的行驶模式,建立了基于最小燃油消耗的门限值控制策略。该控制策略既有效的降低了车辆的燃油消耗,又良好的满足了车辆的动力性要求。同时,搭建了混合动力客车动力总成实验台架进行模型验证,实验结果表明仿真模型可以满足精度要求。所搭建的混合动力客车仿真模型为控制策略的优化提供了良好的载体。 对典型的车辆道路行驶工况,如EUDC、UDDS、New York Bus、Manhattan、中国典型城市公交循环等国内外不同的标准测试循环进行特征参数提取,通过统计学的方法对速度等级以及速度波动情况进行聚类分析,得出能够反应车辆行驶特征的道路种类,构建了不同的动力学片段数据库。以控制发动机起停和运行区域为目标,选择发动机起动功率和发动机最佳运行曲线对所以上的标准循环进行控制策略的参数优化。分析通过优化所得到的最优控制参数和道路类型之间的关系,提出了适用于不同道路条件的最佳控制参数。由此,在基于门限值的控制策略的基础上,得到了不同路况条件下的最佳控制策略。 采用贝叶斯辨别的方法,以所构建的动力学片段数据库为基础,将车辆真实的行驶工况作为样本进行辨识,判断车辆行驶工况的类型。运用上而构建的控制策略,调用对应行驶工况下最佳的控制参数,进行仿真。仿真结果表明以上构建的基于路谱识别的控制策略能够有效的降低燃油消耗。