基于安全性、高效率和平顺性的CVT重度混合动力汽车电液复合制动耦合特性与控制研究

Regenerative braking is the effective measure for the hybrid vehicle to improve fuel economy and reduce emission. It is one of the key technologies of the hybrid vehicle control. This task selects heavy hybrid vehicles with CVT(Continuous Variable Transmission) to fundamentally research the common and key issues in electro-hydraulic braking control, shown as: 1) working mechanism and coupling characteristics of the electro-hydraulic braking; 2) optimal braking energy distribution and control under overall braking condition;3) control of the mode switching based on dynamic response and ride comfort; 4) CVT ratio control based on efficiency optimization; 5) pressure coordinated control of the electro-hydraulic braking system; 6)physical simulation and control performance optimization of the electro-hydraulic braking system. Through the researches above, the optimal vehicle braking energy distribution and control strategy under the vehicle’s safety braking precondition, the control strategy of switching smoothness between braking modes, the CVT ratio control methods to optimize regenerative braking efficiency, the pressure coordinated control method and the system design and performance analysis of a new braking system, will be established. The achievements will benefit to overcome the difficulties in our regenerative braking research of the hybrid vehicle. It can also provide theoretical basis to realize vehicle’s optimal control and performance matching, and establish foundation for the regenerative braking control technology industrialization.

再生制动是混合动力汽车提高燃油经济性和减少排放的有效措施，是混合动力汽车整车控制的核心技术之一。课题以CVT重度混合动力轿车为研究对象，对电液复合制动的共性关键问题进行应用基础性研究，具体包括：1）混合动力汽车电液复合制动工作机理和耦合特性研究；2）全制动工况下最佳制动能量分配与控制；3）基于动态响应和平顺性的制动模式切换控制；4）基于效率优化的CVT速比控制；5）电液复合制动系统压力协调控制；6）电液复合制动的物理模拟与控制性能优化。通过以上研究，建立实现整车安全制动条件下的整车最佳能量分配与控制方法、制动模式平顺性切换控制方法、再生制动效率优化的CVT速比控制方法、电液复合制动压力协调控制方法和新型制动系统设计和性能分析方法。研究成果有利于克服我国在混合动力电液复合制动控制技术研究中的难点，为实现整车最优控制和性能匹配提供理论依据，为整车控制技术产业化开发奠定基础。

项目以CVT混合动力汽车为研究对象，对电液复合制动的共性关键问题进行了应用基础性研究，研究工作和成果如下： .设计了三种新型电液混合动力系统，建立了电液复合制动系统动态模型，研究了动态特性及其参数影响规律；研究了电机再生制动系统能量流特性和能耗机理，获取了系统输入输出特性和效率特性。.基于所设计的不同构型混合动力系统和整车参数，提出了最佳制动力分配策略，实现了制动安全条件下制动能量的最大回收；设计了考虑铁损的电机控制方法，采用滑模速度控制和最小损耗控制控制电流值使得电机损耗最小；建立了基于动态规划的CVT速比控制，进一步提高了电机-CVT联合工作效率；设计了基于ABS硬件的压力协调控制系统和全解耦式电子助力制动系统，实现了制动力分配条件下的制动压力协调控制；提出了四种制动模式切换的制动力协调控制策略，有效减小了总制制动转矩波动和系统冲击，提升了制动安全性和驾驶平顺性。.针对电机与液压制动系统的动态响应特性的不同，设计了上层制动强度补偿控制策略，实现了常规制动条件下再生制动与摩擦制动的协调控制；提出了基于模糊自适应PID的纯电机ABS控制策略、基于双逻辑门限值的纯电机ABS控制策略、ABS触发后调节电机制动力矩到稳态力矩范围策略等几种协调控制策略，实现了紧急制动条件下整车安全制动和能量回收。.建立了电液复合制动系统实验台架与测控系统，进行了制动压力动态响应试验，进行了不同制动强度下整车制动力分配和压力协调控制实验，验证了电液复合制动控制策略的有效性。.结合项目研究，发表 SCI/EI 论文13 篇，其中SCI论文6篇， EI论文4篇，国际会议论文2篇；申请发明专利6项，其中授权2项。培养研究生19人，毕业10人。.通过项目研究，建立了基于安全性、高效率和平顺性的CVT混合动力汽车电液复合制动系统控制方法，有利于克服我国在混合动力电液复合制动控制技术研究中的难点，为实现整车最优控制和性能匹配提供理论依据。