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駕駛員模型的主要功能是實現車速控制,激勵加速踏板等資訊

駕駛員模型的主要功能是實現車速控制,激勵加速踏板、制動踏板和輸出檔位資訊。

模擬駕駛員的操作,駕駛員模型根據車速和目標車速,把踏板資訊傳遞給其他模組,如加速踏板資訊給發動機和電機或者整車控制器,檔位資訊給變速器和整車控制器,制動踏板資訊給液壓控制器和整車控制器。

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駕駛員模型的主體是一個

PID控制器,將輸入的實際車速和期望車速進行比較,對加速踏板或制動踏板輸出指令,實現車速跟隨。發動機是該混聯式混合動力電動汽車的主要動力源之一,模型的準確性對汽車的效能模擬有很大的影響。

目前汽車的模擬研究領域,對發動機、電機等動力源部件有兩種建模方式:一種是基於數學模型的理論建模法;另一種是基於實驗資料的查表建模法。理論建模法模型複雜,可以計算燃燒過程的瞬態響應特性。

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查表法利用發動機效能實驗的資料進行建模,考慮的是發動機的輸入輸出穩態特性,不考慮內部燃燒、流體、溫度等效能。查表法的優點是模型簡單,需求資料量小,計算速度快。本文的研究由於只需要考慮發動機的輸入輸出特性,所以採用查表法來建模,發動機輸出特性包括外特性和萬有特性。

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外特性反應發動機的轉矩特性,萬有特性反應燃油消耗和排放效能。變速器的作用是將發動機或者電機傳遞過來的轉速和轉矩透過變速齒輪來降低轉速,以達到增加轉矩的目的,並傳遞到動力下游的驅動軸。由於各旋轉部件的摩擦和攪油能量消耗,傳動過程中有功率損失。

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變速器模型的主要功能是計算各檔轉矩損失、計算輸出轉矩、轉動慣量和空擋時動力上游模組的轉速和旋轉加速度。它的控制訊號是從整車控制器傳來的檔位訊號。離合器模型的主要功能是確定離合器鎖止或滑磨,計算輸出轉矩和計算滑磨時上游模組的轉速和加速度。

離合器有三種狀態:鎖止、滑磨和全分。在鎖止狀態下,輸出轉矩、轉速和輸入相等;在全分狀態下,動力傳動斷開;在滑磨狀態下,主從動片間有轉速差,輸出轉矩為主從動片間的摩擦轉矩。

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車載附件模型的目的是計算所有車載電動附件所消耗的電功率,從而提高模型精度。包括電動真空泵、電動助力轉向、儀表等。車載附件對汽車的經濟性有著不容忽視的影響,必須進行考慮。

整車控制器的功能是接收駕駛員的操作命令,判斷車輛執行狀態,檢測相關部件狀態,根據控制演算法,輸出控制訊號到執行部件,以實現特定操作。整車控制器的核心模組是控制演算法模組,即控制策略。

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混合動力電動汽車具有多個動力源的特點,需要考慮多個動力源間的能量分配問題,所以轉矩控制策略成了混合動力電動汽車控制策略裡的重要部分。因為混合動力驅動系統設計完成後,各動力源(發動機、電機等)的轉速將不再是受控變數,而轉矩成了唯一的受控變數,所以成了影響到混合動力系統動力性和經濟性的決定因素。

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從混合動力系統出現以來,轉矩分配策略就成了關鍵的研究課題。上海交通大學、吉林大學、清華大學在這方面都取得了良好的研究成果。前人的研究多集中在兩個動力源之間的轉矩分配上,而且較少考慮電-油轉換之間的效率損耗。