为了减小混合动力汽车的燃油消耗和减少尾气中有毒气体含量,提出了迭代动态规划与自适应神经模糊推理系统相结合的能量管理方法.建立了并联式混合动力汽车动力系统模型,以车速和加速踏板开度为依据给出了换挡策略;建立了能量管理问题模型,使用迭代动态规划方法求解了最优控制律,但是此控制律无法应用于车辆的实时控制;提出使用自适应神经模糊推理系统探索最优控制律与车辆状态间的非线性映射关系,根据车辆状态确定最优控制律,实现了最优控制律的实时控制.使用CCBC工作作为验证工况,与基于规则控制策略、等效燃油消耗最小方法相比,控制方法的百公里油耗分别减少了18.56%、3.93%,且有毒气体含量明显少于另外两种方法,证明了控制方法的优越性.

针对分布式驱动电动汽车的四轮转角和转矩均独立可控的特点,提出了一种避免极限工况失稳的后轮转角自适应补偿及直接横摆力矩控制的集成控制策略。通过稳态转向仿真实验建立轴侧偏刚度估计模型,基于质心侧偏角零化的控制目标设计出前馈后轮转角补偿量,并通过四轮转矩分配进一步提高车辆的稳定性。仿真结果表明,该集成控制策略在高速大转角工况下,相对于前轮转向汽车最大质心侧偏角降低72.2%,横摆角速度抑制到期望的稳态值;低附路面进行高速单移线变道时,所提策略能有效将过大的质心侧偏角抑制在±0.005 rad以内,避免了无控制情况下的侧滑失稳现象。

为提高四轮独立驱动电动汽车(4WID)操稳性借助其具备各轮转矩独立可控的特征,可通过优化分配各车轮转矩的方式来提升其运行稳定性。针对此种控制形式提出分层控制方法,在上层控制器中将汽车横摆角速度的实际值与理想值的误差及误差变化率作为控制量输入,运用模糊PID控制输出维持车辆稳定运行的附加橫摆力矩,下层控制器是基于优化函数算法的转矩分配控制策略来优化各轮转矩。搭建Carsim/Simulink整车控制模型,并在低附着路面和不同的行驶车速条件下仿真验证。仿真结果显示,该转矩优化分配控制策略能够使各车轮转矩得到合理分配,并能使车辆质心侧偏角得到有效控制,进而使车辆的操纵稳定性得以改善。

为了提高四轮独立驱动电动汽车在低附着路面上的操纵稳定性,提出了基于粒子群优化PID参数的直接横摆力矩控制算法。控制器采用分层控制上层根据参考模型和车辆实际运行状态,基于粒子群PID算法计算车辆稳定运行所需直接横摆力矩;下层控制采用载荷估计控制方法对四轮转矩进行控制分配并结合电机查表模型和转矩约束条件获取最优输出力矩。并通过Carsim/Simulink联合仿真模型进行低附着路面工况试验。结果表明提出的方法在低附着路面下高速阶跃工况和低速正弦工况中能够有效提高车辆的操纵稳定性。

以车辆质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,建立整车七自由度模型,设计了汽车质心侧偏角与横摆角速度加权融合粒子滤波观测器,得到车辆质心的实际观测值。提出基于附加横摆力矩进行转矩分配的直接横摆力矩控制策略,采用起作用集算法进行转矩分配。在双移线工况和低附着紧急转弯工况下建立模型进行仿真,通过施加控制,可使车辆的操纵稳定性得到有效改善、极限工况下的可控性变强、失稳可能性降低,从而验证了所提控制策略的有效性。

混合动力专用变速器(Dedicated Hybrid Transmission,DHT)具有质量轻、总体尺寸小的优点,从而引起了广泛关注。混合动力系统具有多种不同的动力源,可以通过改变运行模式来应对不同的运行工况,以提高燃油经济性。在Matlab/Simulink平台搭建DHT转矩分配控制策略模型,以控制发动机最优输出转矩为核心,从而保证发动机工作在经济区间内;对中国轻型乘用车测试循环工况(CLTC_P工况)和世界轻型汽车测试循环工况进行了离线仿真。结果表明,实际车速与期望车速的匹配精度高,仿真模型可靠性强;CLTC_P工况下百公里油耗为5.74 L,比传统燃油车油耗节约36.33%。

为提高分布式驱动电动汽车行驶稳定性,基于模型预测控制提出一种将驱动电机和各执行器的饱和输出力矩作为控制输入约束、将横摆角速度作为输出约束的汽车稳定性控制方法。建立2自由度的车辆状态空间模型作为预测模型,计算跟踪期望横摆角速度所需的附加横摆力矩,考虑电机和液压制动系统等约束设计三种控制分配算法,将上述算法应用于四轮驱动的7自由度整车模型进行仿真,结果表明:以轮胎负荷率平方的方差与均值加权最小为目标的优化控制分配方法,可有效提高分布式驱动电动汽车的横摆稳定性。

为了提高同轴并联式混合动力汽车的燃油经济性,针对同轴并联式混合动力系统的结构特征、工作过程及能量流动模式,以驾驶意图作为模糊设计的输入变量,对驾驶意图进行模糊识别。在Matlab/Simulink中建立基于驾驶意图识别的模糊控制转矩分配策略,并在NEDC循环工况下与Cruise进行联合仿真。结果表明,该控制策略在满足动力性的前提下,同基于逻辑门限值的转矩分配控制策略相比,能有效改善发动机的工作点,百公里综合油耗下降了3.2%,进一步提高了整车燃油经济性。

针对四轮轮毂驱动电动汽车，以改善车辆稳定性为目标，设计了轮毂电机与液压制动系统联合控制策略。控制器采用分层控制结构，上层应用滑模变结构理论求取广义力，下层采用二次规划法进行转矩优化分配，同时考虑执行器的位置与速度约束。通过CARSIM软件与MATLAB软件的联合仿真进行算法验证。结果表明：在极限工况下，无控制或仅有电机控制的车辆都无法完成仿真工况，而电机系统与液压系统联合的控制策略则可以保证车辆的操纵稳定性。