并联混合动力集成式多能源电控管理系统开发

介绍了基于超级电容的单轴并联混合动力轿车结构,开发了混合动力集成式多能源控制器,实现了发动机和混合动力整车控制器的硬件和软件集成化.从电控单元的硬件和软件方面进行分析,采用摩托罗拉16位单片机MC9S12DP256开发出了集成式电控单元,利用其丰富的传感器信号处理、执行器信号驱动以及CAN总线通讯功能,实现了对发动机、整车以及超级电容的信号采集和驱动功能.根据混合动力整车制定的控制策略,对混合动力整车的起/停工况、怠速充电工况、加速助力工况以及混合动力制动能量回收的控制策略进行详细的阐述.在混合动力总成台架和整车试验平台上,对混合动力各个功能模块的控制策略进行试验调试验证,使混合动力整车获得很好的动力性、经济性和排放性.     

基于AMT的插电式混合动力汽车启停策略研究

自动变速器箱(AMT)插电式混合动力汽车(PHEV)发动机启停管理,能有效地提高整车能量利用率,减少汽车污染物的排放。通过控制在不同荷电状态(SOC)和不同工况下的启停时机,控制整车能量平衡,从而降低整车排放和油耗。通过对整车动力系统各控制器控制策略与标定数据的优化,实现混合动力汽车启停策略,同时满足轻型混合动力电动汽车能量消耗试验方法和轻型汽车污染物排放限制以及测量方法(中国第六阶段)的要求。     

青藏高原双源内燃动力车空气压缩机启停控制逻辑优化设计

介绍了青藏高原运营的双源动力集中型动车组的内燃动力车的风源系统、空气压缩机启停控制逻辑、动车组主要风缸容积及用风情况.对高原工况下内燃动力车空气压缩机供风量进行计算.阐述了动车组试运行期间内燃模式空气压缩机启停控制逻辑出现的问题,设计出优化后的空气压缩机启停控制逻辑.     

基于H∞理论的LPG发动机怠速控制研究

阐述了H∞控制理论,并将其用于发动机的怠速控制。建立了LPG发动机的怠速控制对象模型,根据模型求解出其灵敏度函数和补灵敏度函数,然后将混合灵敏度问题转化为H∞标准控制问题,应用H∞标准控制理论和Matlab鲁棒控制工具箱,设计出了基于H∞理论的LPG发动机的怠速控制器,并利用LPG发动机的控制模型设计了PI控制器,将其与H∞控制器相比较,通过仿真和台架试验的结果表明,H∞控制相对于PI控制具有更好的鲁棒稳定性,提高了怠速工况的稳定性。     

客车发动机在中国的现状和发展趋势

结合我国现有国情,论述客车用发动机:燃油车、混合动力车、电动车、燃料电池和氢燃料车的现状和发展趋势,着重探讨了CNG/LNG车在我国的现状和发展趋势,并对各项动力进行综合比较分析。     

ISG混合动力汽车起动及加速策略

混合动力车的怠速停机功能既增加了起动次数又会减缓催化器起燃,对排放产生不利的影响,因此必须对混合动力起动过程进行专门的优化.为了满足驾驶性和加速性能,传统车辆加速时发动机提供的瞬态燃油必然会恶化排放性能,因此加速过程的瞬态排放成为排放控制的另一难点.基于ISG电机的快速响应特性以及性能参数,对ISG混合动力车的起动及加速策略进行了优化.对冷机及热机的起动空燃比进行控制;提出了ISG快慢转矩的概念,以ISG转矩代替传统车的瞬态燃油,确定了理想的混合动力起动及加速的ECU和VCU参数.对混合动力车以不同模式进行NEDC循环测试,试验结果表明,混合动力起动避免了传统车起动时的过浓喷油,ISG转矩有效地取代了传统车加速时的瞬态燃油,使混合动力车在节油的同时较大地改善了排放性能.     

混合动力车用汽油机的怠速问题

开发混合动力电动汽车,是传统发动机汽车向零排放汽车过渡的有效途径。混合动力汽车在怠速工况下关闭发动机,避开了发动机工作不良的工况,可以降低油耗和减少排放。但是,目前由汽油车改造的混合动力车,若在怠速时关闭发动机将会带来一系列的问题。本文最后介绍了基于电子节气门的怠速控制方法。     

一种应用48 V系统的乘用车发动机启停耐久试验方法研究

48 V混合动力路线是乘用车企业降低整车能耗的研发路线之一.48 V系统功能之一是发动机怠速时辅助发动机自动启停,配置该系统的发动机比常规发动机启停次数大大增加,发动机附件皮带、运动件所承受的力和机械磨损也增加.为了在开发阶段充分验证该特性,制定了相应的启停耐久试验方法.首先根据整机机油压力建立和消退的时间制定单次启停的时间,然后根据行业法规以及零部件设计要求等综合制定总循环次数,最终制定了启停耐久试验方法.该方法在某主机厂48 V项目进行了应用,检测出了零部件方面的问题,证明该试验方法有效.     

混合动力残疾人摩托车电机驱动快速控制原型研究

为缩短开发时间,节约开发费用,在混合动力残疾人摩托车电机驱动控制系统的过程中,运用了快速控制原型方法。基于图形化建模仿真工具Matlab/Simulink建立混合动力残疾人摩托车用无刷直流电机控制系统模型,采用dSPACE实时仿真环境生成的原型控制器,具有与实际系统连接的硬件接口,可以与实际的电机系统直接相连,构成快速控制原型系统,实现了电机控制系统从功能设计、控制算法开发到快速原型验证的开发流程。实时仿真结果表明,该方法具有较好的快速性和可靠性。     

混合动力车汽油机电控系统台架稳态工况试验研究

对并联型混合动力车的发动机控制策略和汽油机原机特性进行了研究,特别是对发动机ECU中不同转速下的点火提前角-转矩-喷油脉宽之间的关系和节气门开度与输出转矩、燃油消耗率的关系进行了探讨,为混合动力车发动机标定试验奠定了基础。     

并联混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略

研究并联混合动力汽车的控制策略。基于发动机输出转矩最优的能量管理策略,对并联混合动力汽车在工作模式切换中的相互配合问题,提出发动机动态转矩控制+动力电池荷电状态(state of charge,SOC)干预+电机转矩补偿控制的转矩协调控制方法;在Matlab/Simulink/Stateflow平台搭建整车能量管理控制策略模型,控制发动机工作在高效率区,保证发动机输出最优转矩;根据电池的SOC干预电机的运行状态,协同发动机提供整车需求转矩。在Cruise平台下建立整车模型,以新欧洲驾驶周期作为循环工况进行离线仿真。结果表明,能量管理与转矩协调控制策略能够有效分配电机和发动机的转矩输出,满足混合动力汽车多模式切换的要求。     

混合动力汽车发动机转速控制策略研究

为消除混合动力汽车发动机运转过程中的转速振荡,利用发动机转速-节气门开度-扭矩对应关系,采用PID控制器调整发动机转速波动。同时,对低负荷发电工况、换档过程发动机转速调整工况下混合动力汽车发动机转速控制策略进行了研究。试验表明上述工况中没有较大振荡产生,发动机转速响应迅速,能够满足整车设计的需要,并为同类研究提供参考。     

混合动力系统发动机工况切换特性研究

基于台架试验,对利用辅助功率单元(APU)动态协调控制策略的发动机工况切换进行研究,并分析了发动机在起动过程、加速加载切换过程、减速减载切换过程的转速超调量和转矩超调量。提出了基于转矩模型的动态协调控制策略,能够保证发动机在工况切换时基本沿着最佳等效燃油消耗线运行,具有切换用时短、转速超调量和转矩超调量低的优点。工况点之间切换用时最低为0.6s;整个过程中最大转速超调量约为150r/min,与最大转速之比为5.4%;最大转矩超调量约为35N·m,与最大转矩之比为15.7%。试验结果表明:通过提高发动机怠速转速,可以加速暖机过程,并且不会造成发动机起动过慢的问题;在发动机起动初期,适当降低喷油量甚至断油,不影响发动机的起动性能,可实现油耗降低。     

Design of 48 V automobile start-stop power system based on lithium ion capacitor

在自主开发的锂离子电容器基础上,基于AVL-Cruise建立了48 V启停电源系统汽车模型。结合安时法、开路电压法和扩展卡尔曼滤波法,设计了器件荷电状态（state of charge,SOC）估计模块,实现在线SOC估计。在MATLAB/Simulink中建立基于模糊控制的能量管理模型,实现发动机启停、纯电动驱动起步、制动能量回收以及主动滑行等功能。最后,根据新欧洲驾驶循环（New European Driving Cycle,NEDC）工况对电源系统的SOC以及整车油耗进行评估。研究结果证明了该系统可实现误差10%以内的SOC估计,同时基于锂离子电容器的48 V启停电源系统具有很好燃油经济性。     

Review on multi-power sources dynamic coordinated control of hybrid electric vehicle during driving mode transition process

Aiming at the problem of torque coordinated control between motor with high-frequency response and engine with low-frequency response of hybrid electric vehicle (HEV) during mode transition process, the mechanism of its coordinated control problem is deeply explored, and the essence of dynamic coordinated control strategy (DCCS) through torque coupling analysis is also revealed, namely, motor torque compensation control. Then a series of domestic and international researches on multi-power sources coordinated control are systematically summarized from the establishment of electromechanical transmission (EMT) system model, mode switching process analysis, engine-clutch-motor coordinated control strategy based on torque estimation and speed feedback tracking, as well as the controller robustness analysis under system parameter perturbation and external disturbance. Finally, the key issues on the rapidity, adaptability, and experiment of torque coordination control which need to be solved in the subsequent researches are pointed out clearly.     

混合动力公交车深度强化学习能量管理策略研究

以某款双行星排混合动力公交车为样车,针对控制变量柴油机转速的离散控制和连续控制分别提出基于双深度Q网络(double deep Q-learning, DDQN)和基于双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradients, TD3)的能量管理策略,并使用优先级经验回放对策略进行优化。运用仿真试验,研究样车在C-WTVC工况下的能量管理特性。通过与动态规划策略(dynamic programming, DP)进行对比发现：DDQN和TD3策略收敛速度快,具有较强的自适应能力;与DP策略相似,DDQN和TD3策略在控制逻辑上均表现为低速和较低转矩时纯电驱动,高速和较高转矩时混合驱动;三种策略下柴油机均主要工作于中低转速区间,且TD3策略可以对柴油机转速进行连续控制;DDQN和TD3策略的百公里油耗分别为19.51L和19.48L,燃油经济性均达到DP策略的93%,研究证明了DDQN和TD3策略的有效性。     

先进车辆技术对轻型车油耗影响的试验研究

使用全流采样（CVS）系统在四驱转鼓上对国内外8个厂家35辆国Ⅳ/国Ⅴ轻型车进行了油耗实验,实验循环为NEDC,这些车辆涵盖轿车、SUV和MPV,其使用的先进技术包括DVVT、增压进气、缸内直喷、汽车柴油化、发动机起停、CVT变速箱以及混合动力、纯电动;通过对比使用不同先进技术轻型车的油耗,研究了各种先进技术的节油效果.研究发现,先进CVT变速箱可以接近手动变速箱的油耗水平,除发动机起停技术外,其它各种先进技术均可节油高达14％;轿车柴油化以及混合动力技术节能潜力最大,可以接近20％,甚至更多.     

增程器发动机的喷油策略优化

为了研究轨道压力、主喷正时、预喷正时及预喷油量这4个主要喷油参数对增程式电动汽车增程器(APU)发动机有效燃油消耗率和NOx排放特性的影响,根据APU发动机不同工况下的运行特点,结合整车功率需求及所匹配发电机的最佳工作区域,采用多工况点模式的基础控制策略,选取3个稳态工况点为APU发动机的运行工况。之后基于空间填充+V最优设计方法采用混合试验方案,利用二阶多项式回归模型+径向基函数(RBF)神经网络模型建立发动机性能和排放拟合模型。给出APU发动机的性能优化约束条件和优化目标,利用法线-边界交集优化算法(NBI)进行油耗最低和NOx排放最低的双目标优化,确定了3个稳态工况点的最佳喷油策略。结果表明各工况点在优化后的有效燃油消耗率平均降低了4.03%,NOx排放平均降低了30.51%。