文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于MC9S12DP512的四驱混合动力汽车整车控制器开发
姓名:申其壮
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:朱建新
20080201
上海交通大学硕士学位论文摘要
基于 MC9S12DP512 的四驱混合动力汽车整车控制器开发
摘要
能源短缺和环境污染是世界汽车工业发展面临的两大挑战,因此开
展新型动力系统的研究已经刻不容缓。混合动力汽车较传统车而言,兼
具内燃机车的特点又吸收了电动车的优势,在有效提高经济性和降低排
放方面有很宽广的应用前景。目前混合动力汽车在日本、欧美的发展相
当普遍,在国内的发展也异常迅速。由于混合动力汽车需要发动机、电机
和电池等部件的协同工作,这些部件将会在一定的控制策略下经常性地
切换工作模式,因此对整车控制系统硬件和软件的开发提出了更加苛刻
的要求。
整车控制器是混合动力汽车的核心控制部件,它可以根据加速踏板
位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算
出运行所需要的发动机输出功率、电动机和发电机转矩等参数,从而来
协调各个动力部件的运动,保障电动汽车的正常行驶,此外可通过行车
充电和制动能量回收等实现较高的能量效率,因此整车控制器的设计直
接影响着汽车的动力性、经济性、可靠性和其它性能。
“强华一号”项目,是对四轮转向(4WS)和四轮驱动(4WD)混合动力
汽车研发的首次尝试。本文结合研究所最近几年在混合动力汽车领域重
大科研项目中取得的科研成果和技术经验,依靠中科院深圳先进技术研
究院、香港中文大学、上海华普汽车有限公司强大的科研实力和系统技
术支持,进行了大胆的开发创新:
⑴分析混合动力汽车的几种驱动结构和形式,并对典型的混合动力
驱动类型进行了介绍;通过总功率设计、分析对全新的四驱整车结构进
行了论证、计算和 ADVISOR 系统仿真;
⑵实现了研究所控制器主控制芯片由 MC68376 到 MC9S12DP512 成
功过渡。
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
⑶提出了一种基于分层决策思想的模式划分、能量管理和力矩分配
策略;整车控制器根据驾驶操作和车辆状态,依次进行驾驶模式划分、
能量管理决策和力矩分配策略控制,结构清晰,易于实现;为了评估控
制策略及进行关键参数的优化,应用集成开发环境进
行了在线仿真。
⑷为了节约开发的前期成本,应用美国 NI 公司进行了
简单的硬件在环测试,对整车各个部件,包括发动机、电机、电池、整
车等进行了建模,包括控制器间 500Kps 的高速 CAN 通讯开发,并对整
车控制器控制策略进行了建模,借助这个控制策略研究和性能分析的仿
真平台对该策略进行了初步评估。
⑸台架试验和实际运行过程表明:车辆在起动、运行、怠速及停车
过程中过渡平顺性良好;“强华一号”轿车在驾驶性和动力性上基本达到
了预期的目标,与原车性能比较,热效率提高了 7%,废气排放减少 16
%,该策略在电池荷电状态(SOC)平衡控制前提下,可改善整车当量油耗
%~%。
目前此整车控制器已成功应用于香港中文大学科研用车“强华一号”
混合动力轿车上,取得了良好的应用效果。整车控制器的通用性设计,
必将使其获取更加宽广的应用空间。

关键词:整车控制器,四轮驱动,控制策略,建模仿真,实验研究
II
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
DEVELOPMENT OF HYBRID CONTROL UNIT FOR A
4WD HYBRID ELECTRIC VEHICLE BASED ON
MC9S12DP512
ABSTRACT
With two challenges of energy sources shortage and environment
pollution to global vehicle industry, new energy concept vehicle should be
researched right now. Compared to traditional ICE vehicle, hybrid electric
vehicle has not only characters of ICE vehicle, but also advantages of electric
vehicle, and HEV has much perspective to improve fuel economics and
reduce e