混合動力電動汽車動力切換協(xié)調(diào)控制綜述

何 仁，束 馳

(江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013)

與傳統(tǒng)汽車不同，混合動力電動汽車具有2種或2種以上動力源及驅(qū)動系統(tǒng)［1］，為了優(yōu)化多個動力源在穩(wěn)態(tài)或動態(tài)過程中的能量分配，提高驅(qū)動效率，國內(nèi)外專家學(xué)者研究了混合動力系統(tǒng)能量管理策略.為了適應(yīng)車輛各種工況的功率需求，混合動力電動汽車動力工作模式存在多種形式與組合，這就造成了其工作模式的多樣性，也就產(chǎn)生了在各個不同模式之間的切換問題［2］.工作模式切換關(guān)系如圖1所示，驅(qū)動模式之間存在切換問題，制動模式之間存在切換問題，驅(qū)動模式與制動模式之間也存在切換問題.

圖1 工作模式切換關(guān)系圖

目前混合動力電動汽車的動力切換過程主要是基于參數(shù)判斷完成的，是一種跳躍式切換，即只要控制參數(shù)滿足設(shè)定的模式切換條件就進行動力模式轉(zhuǎn)換.車輛在動態(tài)工況下，發(fā)動機受內(nèi)部熱慣性、混合氣形成條件、燃燒過程、供氣量及運動件慣性等因素影響，其動態(tài)特性將偏離穩(wěn)態(tài)特性，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩變化的時間常數(shù)有幾百毫秒，而電動機轉(zhuǎn)矩變化的時間常數(shù)只有幾毫秒，當動力模式發(fā)生改變時，二者差異明顯的動態(tài)特性可能造成發(fā)動機轉(zhuǎn)矩或電動機轉(zhuǎn)矩大幅度變化以及變速器、離合器的狀態(tài)改變，對車輛動力傳動系統(tǒng)產(chǎn)生不可忽視的沖擊.因此在混合動力系統(tǒng)運行模式切換過程完成之前，整車控制器還需協(xié)調(diào)各動力源轉(zhuǎn)矩的動態(tài)輸出，降低切換過程中由于動力源響應(yīng)特性不同造成的轉(zhuǎn)矩波動，實現(xiàn)動力傳遞的平順性［3］，這便是動力切換協(xié)調(diào)控制問題的本質(zhì).針對混合動力電動汽車動力切換問題，筆者分析國內(nèi)外有關(guān)研究現(xiàn)狀及混合動力切換協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵技術(shù)，并指出今后需要研究的關(guān)鍵問題.

1 混合動力切換協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀

20世紀90年代以來，國外主要汽車公司開始研發(fā)混合動力電動汽車，美國以中大排量的混合動力車型為主，日本以豐田和本田為代表的ISG+行星輪系和ISG+CVT汽油混合動力為主.歐洲主要以柴油混合動力車型和低排量汽油混合動力車型為主.國內(nèi)混合動力電動汽車的研究起步較晚，主要集中在低、中度混合動力電動汽車的研發(fā)上.

國內(nèi)外有關(guān)混合動力電動汽車技術(shù)的研究，主要集中在混合動力機電耦合機構(gòu)、能源管理策略、混合動力變速器換檔規(guī)律、動力切換與控制等方面.

豐田Prius汽車采用的混合動力系統(tǒng)較好地解決了動力切換協(xié)調(diào)控制問題，傳動系示意圖如圖2所示，該系統(tǒng)主要由發(fā)動機、電動機、發(fā)電機和行星齒輪機構(gòu)組成.行星齒輪機構(gòu)的太陽輪、齒圈和行星齒輪架分別與發(fā)電機、電動機和發(fā)動機連接，同時齒圈與減速齒輪相嚙合.行星齒輪機構(gòu)為2自由度系統(tǒng)，太陽輪、齒圈和行星架三者的轉(zhuǎn)矩已知其中2個，第3個的轉(zhuǎn)矩也隨之確定.發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩始終與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩成比例，控制系統(tǒng)通過可測的發(fā)電機轉(zhuǎn)矩利用行星齒輪機構(gòu)直接計算出發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，進而可得發(fā)動機作用在電動機軸上的轉(zhuǎn)矩，再將需求轉(zhuǎn)矩減去發(fā)動機作用在電動機軸上的轉(zhuǎn)矩可以得到電動機的目標轉(zhuǎn)矩，使模式切換平滑，控制算法實質(zhì)上是電動機轉(zhuǎn)矩對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的補償控制.

圖2 豐田Prius汽車傳動系示意圖

豐田混合動力系統(tǒng)以行星輪作為動力耦合器，利用電動機轉(zhuǎn)矩對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩進行補償控制，消除轉(zhuǎn)矩波動，解決動態(tài)協(xié)調(diào)控制問題.不具備類似動力分配機構(gòu)的混合動力系統(tǒng)無法使用該方法獲得發(fā)動機轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中采用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩反饋和電動機轉(zhuǎn)矩補償控制具有很高的參考價值.

國內(nèi)外專家學(xué)者對混合動力切換的協(xié)調(diào)控制問題進行了研究，取得了一些成果.

R.I.Davis等［4］針對 ISG 型混合動力電動汽車建立了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩觀測器，通過對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩波動實時計算，利用電動機輸出相應(yīng)轉(zhuǎn)矩抵消發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩脈動.

R.Beck等［5］對一種雙電動機單離合器并聯(lián)式混合動力電動汽車由純電動切換至聯(lián)合驅(qū)動過程的平穩(wěn)過渡問題進行了研究，建立了相應(yīng)的系統(tǒng)動力學(xué)模型，提出了模型預(yù)測控制方法，減少了離合器接合過程的沖擊度，并驗證了控制策略的魯棒性.

K.Koprubasi［6］將混合動力電動汽車的模式切換視為混雜系統(tǒng)的切換控制問題，劃分了混合動力電動汽車工作模式的不同子域并設(shè)計了相應(yīng)的控制器，進行了從純電動切換至混合驅(qū)動的仿真分析，通過試驗證明了基于混雜系統(tǒng)的切換控制能有效減小模式切換過程產(chǎn)生的沖擊.

S.Kim等［7］為提高模式切換的性能，針對一種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)研究了2種離合器滑動控制的方法:①采用開環(huán)離合器壓力控制，以調(diào)節(jié)目標離合器傳遞轉(zhuǎn)矩;② 控制離合器的壓力，得到離合器兩側(cè)合適的轉(zhuǎn)速差，規(guī)定了動力總成各部件控制的順序，對與車輛動態(tài)模型有關(guān)的各種駕駛情況進行了仿真，建立了相應(yīng)的瞬態(tài)控制策略.

A.Smith等［8-9］對并聯(lián)式混合動力電動汽車純電動行進中啟動發(fā)動機進行了研究，提出了離合器恒定壓力與電動機轉(zhuǎn)矩控制相結(jié)合的閉環(huán)控制策略，通過臺架試驗驗證了該控制策略的有效性.

H.S.Hwang等［10］在離合器結(jié)合過程中應(yīng)用發(fā)動機和電動機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩控制策略，并在基于AMESim軟件的混合動力模型基礎(chǔ)上進行仿真研究，結(jié)果表明算法有效提高了整車的駕駛舒適性.

Zhang Jun等［11］以CVT混合動力電動汽車為研究對象，利用發(fā)動機的偽目標轉(zhuǎn)速和偽輸出轉(zhuǎn)矩計算電動機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)純電動工況與純發(fā)動機工況的平順過渡，在Matlab/Simulink環(huán)境下進行了仿真試驗，沒有考慮發(fā)動機輸出、離合器結(jié)合的時滯問題，以及電動機轉(zhuǎn)矩與發(fā)動機輸出的相互補償問題.

W.Choi等［12］對一種基于離合器/制動器參與切換具有較高效率的雙模式動力分配方案進行研究，指出動力切換過程中發(fā)動機的開關(guān)，離合器/制動器對駕駛性能造成的影響，開發(fā)了基于電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩控制和發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制減少轉(zhuǎn)矩變化率的控制算法，并利用AMESim進行了建模與仿真試驗.

M.Song等［13-14］對一種并聯(lián)式混合動力電動汽車進行傳動系建模仿真，建立測試平臺評估模式切換特性，根據(jù)測試平臺確定了離合器結(jié)合點，由試驗結(jié)果建立了發(fā)動機離合器控制算法.該控制算法根據(jù)車輛運行工況采用4個步驟控制發(fā)動機離合器，最大限度地減少了轉(zhuǎn)矩變化.制定了在不含ISG情況下的電動機控制算法，針對模式切換問題通過對比仿真試驗驗證了該控制算法的有效性.

童毅等［15-16］針對離合器結(jié)合變速器在擋的情況，提出了由轉(zhuǎn)矩管理策略和動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法組成的面向動態(tài)協(xié)調(diào)問題的控制算法的體系結(jié)構(gòu)，采用“發(fā)動機轉(zhuǎn)矩開環(huán)+發(fā)動機轉(zhuǎn)矩動態(tài)估計+電動機轉(zhuǎn)矩補償”控制算法對典型的模式切換問題完成了理論分析、算法開發(fā)，仿真研究和臺架試驗，試驗結(jié)果表明該方法有效地減小了輸出轉(zhuǎn)矩的波動.其動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法基本算法示意圖如圖3所示.

圖3 動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法基本算法示意圖

杜常清［17］提出了混合動力控制策略開發(fā)平臺的建立方案;提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩估計模型，對動力系統(tǒng)模式切換過程的控制進行研究;提出了一種具有較強魯棒性的模式切換瞬態(tài)過程控制策略;提出了基于模型預(yù)測的電動機調(diào)速閉環(huán)控制策略，有效減小了模式切換過程中輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的波動.

杜波［18］分析了單電動機重度混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性，提出了發(fā)動機啟動過程中電動機轉(zhuǎn)矩與離合器結(jié)合壓力聯(lián)合控制和發(fā)動機啟動后電動機轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的分階段動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略，針對離合器結(jié)合后發(fā)動機和電動機轉(zhuǎn)矩變化的模式切換過程，采用“發(fā)動機節(jié)氣門開度變化率限制+發(fā)動機轉(zhuǎn)矩估計+電動機轉(zhuǎn)矩補償”的協(xié)調(diào)控制策略，針對混合驅(qū)動過程中有離合器接合的模式切換過程，提出了基于電動機主動調(diào)速和離合器接合壓力控制的協(xié)調(diào)控制策略.

國內(nèi)一些碩士研究生借鑒童毅提出的電動機轉(zhuǎn)矩補償思想進行了相應(yīng)研究:李孟海［19］基于模型匹配方法設(shè)計了動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法，進行了軟件仿真對比試驗，驗證了采用模型匹配控制方法設(shè)計的動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法比采用比例控制方法和PID控制方法設(shè)計的動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法系統(tǒng)的控制精度更高，動態(tài)響應(yīng)速度更快，還進行了硬件在環(huán)仿真試驗;黃劍峰［20］設(shè)計了限力矩離合器油壓控制的模糊控制策略，進行了電動機起動發(fā)動機臺架試驗;劉東陽［21］采用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，由發(fā)動機的試驗數(shù)據(jù)建立了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩估計模型.

顏伏伍等［22］對混合動力電動汽車的發(fā)動機調(diào)速方法進行了闡述，針對純電動切換至發(fā)動機驅(qū)動這一切換過程，利用AVL動態(tài)試驗臺架和dSPACE AutoBox工具完成了離合器接合分離、發(fā)動機起動調(diào)速控制，驗證了“發(fā)動機調(diào)速+發(fā)動機目標轉(zhuǎn)矩確定+發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)矩估計+電動機轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制”控制方法的有效性，改善了整車平順性.

戴一凡等［23］針對一種新型的單電動機雙離合器式強混合動力結(jié)構(gòu)，建立了其車輛分層控制系統(tǒng)，制定了整車能量管理策略，研究了行進中啟動發(fā)動機過程的動態(tài)協(xié)調(diào)控制，并通過仿真分析了整車燃油經(jīng)濟性，臺架試驗驗證了動態(tài)協(xié)調(diào)控制.

嚴運兵等［24-25］提出了“轉(zhuǎn)矩預(yù)分配+發(fā)動機調(diào)速+發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)矩估計+電動機轉(zhuǎn)矩補償控制”的動態(tài)控制策略.搭建了基于整車動態(tài)控制的仿真模型，對控制算法進行了定工況和全工況仿真驗證，并借助dSPACE快速控制原型工具，搭建試驗臺架，進行了切換控制試驗，有效地降低了混合動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩波動，保證了動力傳遞的平穩(wěn)性.

趙治國等［26］以四輪驅(qū)動混合動力轎車為研究對象，針對模式切換問題，重點考察了純電動向四輪混合驅(qū)動模式的切換過程，考慮了動力耦合過程中發(fā)動機與輪轂電動機間動態(tài)特性的差異，設(shè)計了無擾動模式切換控制策略并進行了仿真試驗，保證了模式切換過程中的動力傳遞平穩(wěn)性.

戴一凡等［27］采用發(fā)動機起動過程轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制策略和發(fā)動機退出過程的轉(zhuǎn)矩補償控制策略，解決了純電動模式與發(fā)動機驅(qū)動模式間切換時產(chǎn)生的動力系統(tǒng)沖擊，并通過臺架和實車試驗驗證了控制策略的有效性.

楊陽等［28-31］提出了一種單電動機重度混聯(lián)方案，并對其進行了多方面的研究:文獻［28］以平順性為目標，分析動力切換過程的參數(shù)變化規(guī)律，確定了系統(tǒng)在動力切換中的控制策略和扭矩協(xié)調(diào)控制算法，并對算法進行了仿真驗證;文獻［29］側(cè)重對純電動模式切換至發(fā)動機驅(qū)動模式的動態(tài)過程進行了動力學(xué)分析，提出了動力源和離合器的轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制策略，運用仿真和臺架試驗對提出的控制策略進行了驗證;文獻［30］以系統(tǒng)效率最優(yōu)為目標，劃分了混合動力系統(tǒng)工作模式區(qū)域，制定了相應(yīng)的能量分配策略，研究了驅(qū)動工況下不同類型工作模式之間切換的扭矩協(xié)調(diào)控制算法，仿真試驗表明控制算法可有效提高切換過程中動力傳遞的平穩(wěn)性;文獻［31］采用遺傳算法結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立發(fā)動機轉(zhuǎn)矩模型，在準確估計離合器接合與分離前后發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上，通過離合器接合壓力模糊控制和電動機轉(zhuǎn)矩補償控制，減小了模式切換過程中的轉(zhuǎn)矩波動，提高了切換品質(zhì).

葉明等［32］在研究插電式混合動力客車結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，研究了客車主要工作模式切換的邏輯關(guān)系，提出了插電式混合動力客車采用選擇性模式切換方式，制定了控制邏輯，提出了發(fā)動機、電動機及自動離合器的控制方法，并通過實車道路試驗進行驗證.

王磊等［33］以混聯(lián)式混合動力客車為研究對象，針對離合器在結(jié)合過程中的運行狀態(tài)，設(shè)計了采用模糊自適應(yīng)滑模方法提高控制系統(tǒng)的控制精度和魯棒性的協(xié)調(diào)控制策略，并通過仿真及實車試驗驗證了控制策略的有效性.

倪成群等［34］對一種單軸并聯(lián)式混合動力客車動力切換進行了分析，重點研究了從純電動模式到純發(fā)動機模式和混合驅(qū)動模式的切換過程，在離合器結(jié)合之前和結(jié)合過程中，采用發(fā)動機轉(zhuǎn)速自適應(yīng)模糊比例積分微分閉環(huán)控制跟隨電動機轉(zhuǎn)速，在離合器結(jié)合后，利用電動機補償發(fā)動機動態(tài)轉(zhuǎn)矩，并進行了臺架試驗驗證了控制策略的有效性.

孔輝等［35］針對一種靜液傳動雙馬達車輛的模式切換，通過檢測車速和踏板信號區(qū)分車輛工作模式，采用在線計算工作元件輸出轉(zhuǎn)矩、動態(tài)調(diào)整待切入元件輸出轉(zhuǎn)矩的方法平順整車的輸入轉(zhuǎn)矩，避免驅(qū)動轉(zhuǎn)矩中斷和轉(zhuǎn)矩過大的現(xiàn)象.

楊陽等［36］針對一種單電動機雙離合器混合動力車輛，在滿足電起機條件時發(fā)出限力矩離合器結(jié)合指令，通過控制限力矩離合器液壓缸油壓和制定的扭矩協(xié)調(diào)控制策略實現(xiàn)電起機過程，專利的相關(guān)內(nèi)容涵蓋在文獻［20］中.

朱軍等［37］對轉(zhuǎn)矩控制方法進行了研究，判斷運行模式在確定當前需求轉(zhuǎn)矩不受轉(zhuǎn)矩限制且可用轉(zhuǎn)矩滿足電動機轉(zhuǎn)矩需求的情況下，將電動機需求轉(zhuǎn)矩確定為電動機最終目標轉(zhuǎn)矩，電動機控制器收到信號后采用當前混合動力模式的第1，2轉(zhuǎn)矩變化率逐步提升電動機轉(zhuǎn)矩至目標轉(zhuǎn)矩，這種控制方法避免了模式切換時發(fā)生的轉(zhuǎn)矩階躍式升高或降低.

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)目前相關(guān)研究具有以下特點:

1)從協(xié)調(diào)控制策略看，多數(shù)研究利用電動機轉(zhuǎn)矩補償控制的方法實現(xiàn)動力切換的協(xié)調(diào)控制.

2)從發(fā)動機轉(zhuǎn)矩參數(shù)實時獲取方式看，目前主要有以下方法:①發(fā)動機直接提供實時轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù);②根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)參數(shù)的MAP圖標定法;③神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、平均值模型等模型估計法;④曲軸瞬時轉(zhuǎn)速、缸內(nèi)離子電流等信號檢測分析法.方法①對發(fā)動機有要求，通用性差;方法②簡單易行，但精度和適應(yīng)性較差;方法③中平均值模型在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)試驗大負荷情況下估計結(jié)果會出現(xiàn)較大偏差［15］，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型估計精度較好但適應(yīng)性不佳，如果通過在線的實時訓(xùn)練來更新網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，所需要的硬件資源將會很高［17］;方法④比較復(fù)雜，對硬件要求較高.

3)從車輛動力學(xué)建模工具看，很多研究采用了Matlab/Simulink軟件，其中很多對傳動系進行了簡化，例如，文獻［19］對蓄電池、發(fā)動機、電動機做了相應(yīng)簡化.也有采用了AVL/Cruise、AMESim軟件建模仿真的，采用這類軟件可以大大簡化建模工作.

4)從試驗方法來看，絕大多數(shù)研究采用了離線仿真的方法，少數(shù)采用了硬件在環(huán)仿真和臺架試驗，極少數(shù)進行了整車試驗.

2 混合動力切換協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵技術(shù)

為了解決協(xié)調(diào)控制問題，需要研究并聯(lián)混合動力電動汽車在發(fā)動機和電動機狀態(tài)切換時的系統(tǒng)協(xié)調(diào)機理，確定相應(yīng)的控制策略，控制發(fā)動機和電動機輸出轉(zhuǎn)矩的波動，并推導(dǎo)系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷依據(jù).目前需要解決的關(guān)鍵技術(shù)如下:

1)并聯(lián)混合動力電動汽車動力切換的瞬態(tài)特性與整車動力學(xué)建模.研究發(fā)動機、電池、電動機、離合器等總成在不同使用工況下的特性，分別建立其反映動態(tài)特性的動力學(xué)模型.建立轉(zhuǎn)矩模型觀測器對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩進行實時反饋，獲得發(fā)動機的動態(tài)變化特性模型;研究電池特性和電動機的動力特性;分析離合器接合特性;研究并聯(lián)混合動力電動汽車各動力源動力輸出的相互關(guān)系，建立整車動力學(xué)模型，研究發(fā)動機與電動機聯(lián)合作用的耦合規(guī)律.

2)基于模型預(yù)測的電動機轉(zhuǎn)矩補償控制.分析駕駛意圖、動力切換穩(wěn)定時間和行駛工況信息等因素對動力切換的瞬態(tài)穩(wěn)定性的影響，利用動力輸出的穩(wěn)定性控制參數(shù)補償汽車行駛中不確定因素引起的頻繁切換，保證汽車動力切換的穩(wěn)定.

3)并聯(lián)混合動力系統(tǒng)動力切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制的試驗研究.仿真研究得出的結(jié)論距整車實驗有一定差距，通過搭建硬件在環(huán)仿真實驗臺模擬實際系統(tǒng)，進行并聯(lián)混合動力系統(tǒng)動力切換控制的硬件在環(huán)仿真研究，能夠協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的控制策略和性能指標，從而可以驗證和修正典型狀態(tài)切換的動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法，而臺架試驗和整車道路試驗是該項研究真正實用化的關(guān)鍵技術(shù).

4)并聯(lián)混合動力電動汽車動力切換時的瞬態(tài)穩(wěn)定性.為了決策出最佳的動力模式切換，既要考慮當前行駛工況所對應(yīng)的動力模式(屬于離散變量)，也要考慮當前模式下動態(tài)系統(tǒng)對應(yīng)的連續(xù)變量狀態(tài)值(如汽車車速，安全車距等).一旦準備切換到新的工作模式，又必須考慮工作模式切換所造成的連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題.建立汽車不同動力模式切換的統(tǒng)一混雜動態(tài)系統(tǒng)模型.明確各狀態(tài)的邊界和約束條件，建立動力切換系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)的李雅普諾夫函數(shù).

建立合理準確的部件模型和整車動力學(xué)模型可正確反映部件的穩(wěn)態(tài)動態(tài)特性，提高仿真結(jié)果的準確性，為試驗研究積累基礎(chǔ).試驗研究初期利用軟件離線仿真可以初步測試控制策略的效果，利用硬件在環(huán)仿真可以方便地對控制器的功能進行檢驗，臺架試驗可以實現(xiàn)從零部件到整車的各種試驗，試驗過程易于操控，在經(jīng)濟條件允許的情況下整車試驗?zāi)軌蚪o動力系統(tǒng)施加真實的道路負載，準確反映動力系統(tǒng)的實際性能.動力切換的協(xié)調(diào)控制能夠防止混合動力系統(tǒng)動力切換時可能發(fā)生的發(fā)動機、電動機輸出轉(zhuǎn)矩突變問題，提高動力傳遞的平順性.分析動力切換控制過程的穩(wěn)定性，確保協(xié)調(diào)控制方法具有很好的自適應(yīng)性和容錯能力，才能為協(xié)調(diào)控制策略的真正應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

3 結(jié)論

分析了混合動力切換協(xié)調(diào)控制問題的產(chǎn)生原因，介紹了目前豐田Prius混合動力系統(tǒng)解決混合動力切換協(xié)調(diào)控制問題所采取的控制方法.從發(fā)動機轉(zhuǎn)矩參數(shù)實時獲取、建模工具、控制策略、試驗方法等方面分析了國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀.從整車動力學(xué)模型建立、補償控制策略、試驗研究、切換系統(tǒng)穩(wěn)定性4個方面討論了動力切換協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了今后需要研究的關(guān)鍵技術(shù):①并聯(lián)混合動力電動汽車動力切換的瞬態(tài)特性與整車動力學(xué)建模;②基于模型預(yù)測的電動機轉(zhuǎn)矩補償控制;③并聯(lián)混合動力系統(tǒng)動力切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制的試驗研究;④并聯(lián)混合動力電動汽車動力切換時的瞬態(tài)穩(wěn)定性分析.

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