奔腾智能混合动力电动轿车自适应巡航控制系统

为了从整车系统控制角度综合解决车辆的安全、节能和环保问题,突破目前新能源车辆领域和智能汽车领域仍各独自开展相关技术研究的限制,提出一种融合新能源汽车和智能汽车各自先进技术的解决方案—智能混合动力电动轿车,并提出融合双模式切换自适应巡航控制、整车状态识别及转矩分配控制和驱/制动系统协调控制的整车自适应巡航分层控制体系。在上层控制中研究基于实时状态反馈的双模式切换2自由度结构模型匹配控制器,解决适应混合动力驱动系统动态特性的自适应巡航期望转矩制定的难题;在中层控制中采用了综合内燃机(Internal combustion engine,ICE)优化曲线、电动机最佳效率特性和电池最佳效率特性的基线式控制策略;在下层控制中提出发动机/驱动电动机的转矩协调控制策略和电动机制动/EVB液压制动的协调控制策略。在此基础上,通过仿真分析和实车试验对分层控制系统进行评价与验证。仿真与试验结果表明,所开发的分层式控制系统确保整车在自适应巡航状态下,不仅可以有效提高整车安全性和降低驾驶强度,而且使整车具有最佳的燃油经济性和排放性能。     

混合动力离合器结合过程的动态转矩控制策略

混合动力通过电动机和发动机两种动力源驱动车辆运行,两种动力源之间的切换对整车的动力性和驾驶性有着重要的影响.在客车用单轴并联式混合动力系统的基础上,针对混合动力系统两个动力源响应性差异而造成的整车纵向加速度冲击,以纯电动模式切换到纯发动机模式和混合驱动模式的过渡过程为研究重点,提出离合器结合过程的动态转矩控制策略,即在离合器结合之前和结合过程中,采用发动机转速自适应模糊比例积分微分(Proportional-integral-differential,PID)闭环控制跟随电动机转速;在离合器结合后,利用电动机补偿发动机动态转矩,并且在混合动力系统台架上对提出的动态控制策略进行验证.试验结果表明,PID所提出的离合器结合过程的动态转矩控制策略改善了整车纵向冲击度,提高整车的驾驶性能,为进一步的整车试验奠定基础.     

某款后驱HEV混动车的动力和油耗经济性能研究

现阶段节能型汽车串联混动HEV(Hybrid Electric Vehicle)具有油耗低、结构及控制逻辑简单等优点。该文以某款搭载1.5L自然吸气发动机及手动变速器的后驱燃油整车为基础,结合公司最新开发的高效环保阿特金森发动机、车用高效永磁同步电机及电机控制器,根据整车性能目标进行动力系统的仿真计算和建模,并仿真结果制造样车,在样车上通过HCU整车标定,制定相应策略对其进行控制,实现整车串联混合动力的功能,研究其动力性能及燃油经济性能。结果表明,通过搭载串联混动HEV动力系统,满足设定的整车性能目标,而且动力性能及燃油经济性能比燃油车有明显的优势。     

履带车辆感应电动机驱动系统匹配理论

为了把以某15 t级装甲履带车辆的机械传动系统改装成双电动机独立驱动电传动系统,体现电传动履带车辆的优点,依据该型车辆的整车设计参数和动力性能指标参数,对驱动系统中感应电动机、侧传动性能参数进行合理匹配计算。运用现代设计理论与方法——协同仿真与虚拟样机技术,借助控制系统分析软件Matlab/Simulink和多体动力学分析软件RecurDyn/ Track-HM,对整车行走系统及电动机驱动系统进行了建模与协同仿真,并提出转矩控制策略。对加速性能、最高车速、最大爬坡度和原地转向等四种不同极限工况下驱动性能的仿真结果均得到国内首台电传动履带车辆原理样车实车路况试验结果验证,从而说明匹配是合理可行的,协同仿真模型及控制策略是正确的。对提高国内电传动履带车辆的研究水平具有重要的现实意义。     

混合动力电动汽车冲击度的试验

为提高混合动力电动汽车的驾驶性能,将冲击度作为评价指标研究车辆的驾驶性能.通过试验研究找到提高整车控制品质、改善混合动力电动汽车驾驶性能的方法.以含有机械式自动变速器的某型混合动力轿车为研究对象,通过对车辆在整个行驶过程中产生冲击度的机理进行分析,设计出相应的试验方案,对车辆在起步、驱动状态切换、换挡以及制动等典型过程中的冲击度进行试验研究.试验结果表明,优化离合器分合速度,协调控制发动机和电动机的转速、转矩可以有效减小车辆冲击度.     

混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势

对混合动力汽车的结构型式进行分类,HEV的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种,对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点,使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性,并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善,需要进一步优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,兼顾上述各方面要求的优化控制策略的研究应是今后的研究重点。     

轻度混合动力汽车动力性能仿真及动力系统参数匹配研究

介绍了采用起动机/发电机/电动机一体化技术的ISG(Integrated starter/generator)型混合动力汽车动力传动系统结构及控制策略,建立了装备双模式无级变速传动系统的ISG型混合动力汽车起步加速过程的动力学模型,并进行了计算机仿真。提出了轻度混合动力汽车动力系统的匹配设计方法,分析了电动机峰值功率、启动转矩和发动机启动转速对整车动力性能和传动系统转矩响应的影响,为轻度混合动力汽车总体设计提供了理论依据。     

传统汽车的轮毂式混合动力改造设计与仿真

提出基于轮毂电机技术对传统汽车进行混合动力改造设计与仿真。文中首先提出了改造后的混合动力汽车结构布置方案,以及混合动力驱动模式的切换流程。其次对改造后的轮毂电机式混合动力汽车进行动力学分析以及性能分析。最后对整车进行建模仿真,并与传统汽车进行性能比较,得出改造后的轮毂式混合动力汽车具有明显的节能减排特点,并且具有较好的动力性。     

基于ADVISOR的混合动力公交车经济性仿真

混合动力汽车是目前解决环境污染和能源问题切实可行的方案。基于Advisor软件,先确定动力混合形式,在根据其各个性能的要求对发动机、电机等部件进行参数设计及整车建模。采用功率跟随式控制策略,在仿真软件Advisor里将各参数输入,并且修改相关控制策略,最终得到仿真结果。其结果表明与传统内燃机汽车相对比,串联式混合动力汽车无论是在动力性还是在燃油经济性和排放性能上面都有着较大的优势。     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

基于前向建模的ISG型CVT混合动力系统再生制动仿真研究

基于对CVT混合动力汽车制动力分配的分析,综合考虑发动机反拖制动、CVT速比及夹紧力控制、电池快速充电特性与电机高效发电特性对再生制动性能的影响,制订了相应的再生制动控制策略。根据前向建模思想,利用数值建模与理论建模的方法,建立了CVT混合动力汽车再生制动系统综合模型,进行了EUDC等四种典型循环工况下的再生制动性能仿真,在保证安全制动的条件下,实现了较高比率的制动能量回收,仿真结果证明了所提出的再生制动控制策略和系统模型的正确性与适用性。     

Design and Analysis of Electro-mechanical Hybrid Anti-lock Braking System for Hybrid Electric Vehicle Utilizing Motor Regenerative Braking

Braking on low adhesion-coefficient roads, hybrid electric vehicle's motor regenerative torque is switched off to safeguard the normal anti-lock braking system (ABS) function. When the ABS control is terminated, the motor regenerative braking is readmitted.Aiming at avoiding permanent cycles from hydraulic anti-lock braking to motor regenerative braking, a novel electro-mechanical hybrid anti-lock braking system using fuzzy logic is designed. Different from the traditional single control structure, this system has a two-layered hierarchical structure. The first layer is responsible for harmonious adjustment or interaction between regenerative system and anti-lock braking system. The second layer is responsible for braking torque distribution and adjustment. The closed-loop simulation model is built. Control strategy and method for coordination between regenerative and anti-lock braking are developed. Simulation braking on low adhesion-coefficient roads with fuzzy logic control and real vehicle braking field test are presented. The results from simulating analysis and experiment show braking performance of the vehicle is perfect, harmonious coordination between regenerative and anti-lock braking function, significant amount of braking energy can be recovered and the proposed control strategy and method are effective.     

A hybrid approach to modeling and control of vehicle height for electronically controlled air suspension

The control problems associated with vehicle height adjustment of electronically controlled air suspension (ECAS) still pose theoretical challenges for researchers, which manifest themselves in the publications on this subject over the last years. This paper deals with modeling and control of a vehicle height adjustment system for ECAS, which is an example of a hybrid dynamical system due to the coexistence and coupling of continuous variables and discrete events. A mixed logical dynamical (MLD) modeling approach is chosen for capturing enough details of the vehicle height adjustment process. The hybrid dynamic model is constructed on the basis of some assumptions and piecewise linear approximation for components nonlinearities. Then, the on-off statuses of solenoid valves and the piecewise approximation process are described by propositional logic, and the hybrid system is transformed into the set of linear mixed-integer equalities and inequalities, denoted as MLD model, automatically by HYSDEL. Using this model, a hybrid model predictive controller (HMPC) is tuned based on online mixed-integer quadratic optimization (MIQP). Two different scenarios are considered in the simulation, whose results verify the height adjustment effectiveness of the proposed approach. Explicit solutions of the controller are computed to control the vehicle height adjustment system in realtime using an offline multi-parametric programming technology (MPT), thus convert the controller into an equivalent explicit piecewise affine form. Finally, bench experiments for vehicle height lifting, holding and lowering procedures are conducted, which demonstrate that the HMPC can adjust the vehicle height by controlling the on-off statuses of solenoid valves directly. This research proposes a new modeling and control method for vehicle height adjustment of ECAS, which leads to a closed-loop system with favorable dynamical properties.     

基于模糊控制原理的液压混合动力工程车辆能量管理策略研究

针对液压混合动力工程车辆工作过程中存在的燃油经济性较差和能量回收率低的问题,以装载机为原型,提出了一种基于模糊控制理论的车辆驱动与联合制动能量管理策略。根据车速、蓄能器SOC、泵/马达扭矩、制动扭矩等相关参数建立相应的模糊规则,制定车辆驱动控制策略和再生制动控制策略。搭建整车前向仿真模型对制定的控制策略进行仿真,然后进行硬件在环实验对仿真结果进行验证。结果表明,提出的控制策略合理有效,车辆的燃油消耗率有所下降。     

轻度混合动力汽车巡航工况总工作效率分析和优化

在混合动力电动汽车巡航工况时,为了降低油耗和延长电池的使用寿命,对其能量管理策略的优化除了考虑发动机和电动机工作点的优化之外,还应考虑电池工作点的优化。针对这个问题,建立一种具有无级变速结构的轻度混合动力电动汽车的纵向动力学方程,在此基础上综合考虑发动机、电池、电动机与传动系统的效率,分析车辆巡航工况下的系统效率,得到系统效率优化的目标函数和约束条件。随后利用序列二次规划算法对轻度混合动力电动汽车系统效率进行优化计算,从而确定车辆巡航工况下的最佳蓄电池功率和最佳无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)减速比。优化结果揭示出驱动系统的特性,可为驱动系统的优化奠定基础。     

混联式混合动力汽车整车控制器硬件系统设计

介绍了电源管理、CAN通信、信号处理及电磁阀驱动等硬件电路的设计方法,并针对某款混联式混合动力汽车,设计了混合动力汽车整车控制器(HCU)的硬件系统。硬件在环仿真结果表明,HCU硬件系统响应速度快、实时性强,能够准确、有效地控制发动机和电机等对象,实现能量管理和动力分配,完成各控制器之间的通讯,满足混合动力汽车整车控制系统的设计要求。     

电动汽车用混合励磁电机数字驱动系统的研究

针对电动汽车对电机驱动系统具有较高转速、转矩特性的要求,设计出了基于混合励磁电机的电动汽车驱动系统。分析了混合励磁电机的优势并在此基础上提出了相应的控制策略,着重介绍了系统的硬、软件实现方案。整个电动汽车电机驱动系统采用转速、电流双闭环控制,以TMS320F2812型DSP作为核心控制器件,包括主电路功率模块、系统安全保护模块、CAN通信模块等部分,最后通过实验验证了系统的可行性与优越性。     

[电动汽车稳定性控制]履带车辆混合驱动系统自动化建模

Tracked vehicle hybrid drive system is a kind of electromechanical transmission system and equipment. In order to improve the efficiency of system design and modeling, an automated modeling method was proposed for a series-parallel tracked vehicle hybrid drive systems. Based on the modeling of a power combining device and a power convergent device, the automated modeling principles were illustrated and the automated modeling rules and the screening conditions were further proposed. Then the final model equation eliminated intermediate quantity was derived. With the automated modeling method, some tracked vehicle hybrid drive systems were modeled in Simulink to validate the method. The automated modeling processes were programmed. And as an application demonstration for the automated modeling, optimal configuration seeking was described. The results show the method may build the model and screening the configuration automatically, which is a powerful method for rapid and automated modeling of tracked vehicle hybrid drive systems.     

并联式混合动力汽车控制算法的实时仿真研究

提出了一种以转矩管理策略和协调控制算法为主的并联式混合动力汽车控制算法,并利用dSPACE实时仿真的功能,对在Matlab/Simulink和Matlab/Stateflow平台上开发的前向式并联式混合动力汽车系统模型中的控制算法进行了实时仿真研究。实时仿真结果表明,综合了转矩管理策略和协调控制算法的并联式混合动力汽车控制算法可以达到既优化动力系统效率又保持动力传递平稳性的目的。