摘 要

随着能源危机与环境污染等问题的日益严重，新能源汽车的开发就成为了各国研究的热点。整车控制器作为汽车的核心内容，对车辆的安全及性能起到了监控和管理的作用，因此展开其控制策略的研究对汽车产业发展具有重要意义。

本文主要围绕纯电动汽车整车控制器控制策略展开研究。主要介绍了一种控制策略能够根据不同状况的输入信号进行对应的处理从而使整车能够稳定的运行，来达到适用于不同的驾驶风格与不同的行驶状态的目的。其中实现的方法为：进行状态判断，在不同的行驶状况中使用不同的输出转矩计算方法，以达到适用不同的工况的目的，同时还能够实现防溜坡与自动刹车的功能。另外采用模糊控制来计算转矩系数，可通过制定模糊规则使整车适于不同的驾驶风格以完成课题目的。同时对整车上下电管理与电子部件管理、故障诊断等控制策略进行了设计，使整车系统能够协调运行以达到其实用性。

最后，通过MATLAB/Simulink搭建模型对其控制策略进行仿真验证。最终仿真结果为整车能够通过踏板信号、模式信号与钥匙信号的控制完整地完成驾驶流程并实现课题要求的各功能，汽车输出转速与转矩也能够根据输入信号曲线的改变进行正确的反映。并且转速输出较为平滑，使驾驶感更加舒适，充分验证了本文所设计的整车控制器控制策略的可行性。

关键词：纯电动汽车，整车控制器，模糊控制，驱动控制策略

Abstract

The development of new energy vehicles has become a research hotspot in various countries, with the energy crisis and environmental pollution and other issues gradually attracting attention. As the core content of the vehicle, the vehicle controller plays a monitoring and management role in the safety and performance of the vehicle, so the development of its control strategy research is of great significance to the development of the automotive industry.

In this paper, the control strategy of the whole vehicle controller of a pure electric vehicle is studied. Introduces a control strategy that allows for stable operation of the vehicle according to the input signals of different conditions, so that it can be adapted to different driving styles and different driving conditions. By judging the condition and using different output torque calculation methods in different driving states, it is possible to apply to different working conditions, and at the same time, it is possible to realize anti-skid and automatic braking functions. In addition, fuzzy control is used to calculate torque coefficients, which can be placed in different driving styles to achieve mission objectives by developing fuzzy rules. Finally, the control strategy of up and down power management, electronic components management, fault diagnosis are designed to improve the control strategy, so that the whole vehicle can be coordinated to achieve its practicality.

Finally, Simulation verification of the function of the control strategy by MATLAB/Simulink modeling. The final simulation result is that the vehicle can complete the driving process and realize the functions required by the subject through the control of pedal signal, mode signal and key signal, and the vehicle output speed and torque can respond correctly to the input signal curve, and the speed output is smoother and more comfortable to drive, and the feasibility of the whole vehicle controller control strategy designed in this paper is fully verified.

KeyWords：Battery Electric Vehicle，Vehicle Controller Unit，Fuzzy control，Drive control strategy

目 录

摘 要 3

Abstract 4

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究内容与章节安排 3

第2章 整车控制器结构与参数设计 5

2.1 整车控制器结构 5

2.1.1 VCU系统结构 5

2.2 VCU功能 6

2.3 参数设计 6

2.4 本章小结 8

第3章 整车控制器控制策略设计 9

3.1 驱动控制策略 9

3.2 踏板信号处理 11

3.2.1 踏板信号滤波处理 11

3.2.2 踏板信号故障处理 14

3.3 需求转矩计算 15

3.3.1 汽车驱动动力系统 15

3.3.2 行车状态判断 17

3.3.3 转矩系数计算 18

3.3.4 输出转矩计算 21

3.4 斜坡函数处理 22

3.5 高低压上下电管理 23

3.6 部件管理 23

3.7 故障诊断 25

3.8 本章小结 25

第4章 仿真实验与结果分析 26

4.1 仿真结果 26

4.2 仿真结果分析 31

4.3 本章小结 31

第5章 总结与展望 32

5.1 总结 32

5.2 展望 32

参考文献 34

致 谢 35

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

早在1886年人类创造出世界上第一辆汽车之后，汽车工业就开始了飞速发展，2011年8月全球汽车就突破了10亿辆大关。内燃机技术的大幅提升，使得内燃机汽车在性能上领先于电动汽车，但随之而来的便是汽车尾气的排放使自然环境受到了严重的影响，曾有研究表明某地PM2.5的最大来源便是机动车的尾气排放^[10]。而后随着能源危机与环境污染等问题的日渐严峻，人们逐渐意识到了保护环境，合理利用生态资源的重要性，也更加注重以更加高效与低能耗的方式出行，从此新能源汽车就走进了大家的视野。随着新型蓄电池技术的发展，蓄电池的充电次数、能量密度和性能显著提高，电动汽车的发展得到了极大的提升，从此电动汽车进入了新的发展阶段，特别是近几年，开始飞速发展。

纯电动汽车利用车载电池给整车供给能量，用电动机驱动车辆行驶。与传统内燃机汽车相比，其具有低噪声、零排放、结构简单等优点^[12]。对未来我们面对能源危机问题有着很大的意义，现已为各国发展的重点。整车控制器为汽车的核心部分，控制策略更是其核心思想，控制策略的优劣可以直接影响车辆的动力性、舒适度、经济经济性以及安全性。因此良好的控制策略对于纯动力汽车的发展来说很重要。

1.2 国内外研究现状

众所周知的是欧美地区汽车工业的发展要提前我国很多，也因此拥有着丰富的研发经验。而日本汽车工业的发展速度大家有目共睹，特别是因其国家物资本就较为缺乏，日本很早就意识到了新能源汽车的重要性，如他们曾经就推出过购买新能源汽车即可享受政府的补贴这样的政策^[14]，对新能源汽车起着很大的推动作用。