混合动力汽车启停非线性控制器设计

在对混合动力汽车启停运行机理分析的基础上,建立了能够反映启停过程的发动机瞬态动力学特性的AMESim仿真模型;然后,根据发动机启停系统工作原理,将混合动力汽车的启停控制问题转换成转速跟踪控制问题,并推导了简化的面向控制的电机与发动机系统耦合模型;针对系统的非线性特性,设计了非线性三步法启停控制器,并通过输入到状态稳定理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后,通过AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真验证了非线性三步法启停控制器的有效性和鲁棒性,实现了混合动力汽车的快速、平稳启停。     

闭环式电控空气悬架系统控制策略研究及验证

为提高车辆行驶平顺性及燃油经济性,本文主要对闭环式电控空气悬架系统控制策略进行研究.介绍了闭环式电控空气悬架系统的工作原理,利用Matlab/Simulink构建闭环式电控空气悬架系统整车动力学模型和Stateflow开发车身高度控制策略.对空气弹簧进行合理地充气和放气,在三种不同位置实现车身高度的实时调节.同时为验证...     

基于模糊控制功率分流式混合动力客车控制策略

针对开发的双行星排式混合动力系统,选取超级电容作为唯一的电源储能器,对超级电容进行选型和参数匹配。基于模糊控制理论和整车燃油经济性目标,提出了发动机最优曲线的控制策略并给出了具体实施的方法。为验证控制策略的实际控制效果,样车进行了台架试验,测试结果表明:在典型综合城市工况下,发动机工作点按照目标曲线运行,克服了传统PI控制中发动机转速波动大、油耗高的缺点,使用模糊控制算法的整车综合油耗为21.44L/100km,相比传统PI控制算法节油率提高了4.88%。     

小型发动机LPG电控喷射实验研究

研究了液化石油气(LPG)在摩托车发动机上实现电控喷射燃料供给和CDI数字点火的单片机控制系统,并在发动机台架实验中优化电控参数。经实验对比,采用电控系统的发动机在尾气排放方面比化油器式汽油机有明显改善,尾气中HC和CO降低了50%以上,通过代用燃料解决了小型发动机尾气排放治理问题。     

计算机仿真技术在电控燃油喷射开发中的应用

研究计算机仿真技术在电控燃油喷射发动机上的应用 ,加快电控汽油机的开发进度 ,更好地提高汽油机乃至汽车的整体性能 .结合自行设计的电控系统 ,建立了控制数据和汽车在驾驶循环中发动机工况点的计算机仿真模型 ,以及整车性能预测模型 .利用该方法对一台微型轿车进行了电控燃油喷射的改造 .试验结果表明 ,计算机仿真获得的控制数据具有很好的精度 ,仿真模型获得的发动机工况点以及整车性能预测结果对于指导控制系统与汽油机的匹配具有很大的意义 ,加快了电控汽油机的开发进度 .     

基于4种节油技术的整车协同节油策略与量产应用研究

为达到整车油耗目标, 各种节油技术被应用, 但是如果没有合理的协同控制策略, 会导致各项技术之间以及各项技术与整车控制策略之间不能相互融合, 达不到预期的节油目标。为此本文首先讨论开关式水泵、电子节温器、起停技术、智能发电机与发动机控制之间相互耦合产生的影响, 然后提出协同控制策略。在一款SUV匹配2.0T汽油发动机车型上应用, 通过反复试验解耦出控制策略最优参数, 使4种节油技术集成应用后发挥最大节油效果, 试验结果表明该车采用整车协同节油策略NEDC测试循节油效果达到2%。随后对整车排放性能、驾驶性能和起步加速性能进行试验验证, 均满足设计指标要求。该方法不需要增加任何硬件与软件, 是一种移植性较强的节油技术, 可推广至其他车辆开发中采用。     

基于PCS7的锅炉顺序控制系统设计

针对火力发电机组启动和停运过程中的诸多复杂问题,基于西门子过程控制系统PCS7,设计了锅炉自启停顺序控制系统。利用PCS7中顺序功能图(SFC)及SMPT-1000,实现锅炉开车、停车及保护控制。结果表明,所设计的系统能够实现一键式启、停,具有较好的安全性、稳定性、简便性,控制效果良好。     

基于RCP/HIL技术的混合动力电控系统设计研究

燃油出租车由于其特殊的行驶工况,运营时间长、起停次数多、低速段占比大,不仅单车油耗高,而且是城市空气污染的重要来源。将在用出租车通过油电混合动力的改造,是改善排放和油耗的有效途径。要实现改造,必须增加一套价廉实用的电驱动系统,该系统的核心是用于整车控制的电控系统,研发过程中运用了先进的RCP(快速控制原型)/HIL(硬件在环仿真)技术,采用了基于Matlab/dSPACE/Target—link的现代开发平台,不仅系统的控制性能得到了优化,还大大缩短了研发周期,节约了大量研发经费。     

基于驾驶意图的插电式混合动力汽车能量管理策略

为了使插电式混合动力汽车(PHEV)在不同驾驶意图下合理使用电池电能以获得更好的能耗经济性,采用模糊推理控制器识别驾驶员意图,依据混合动力系统的动力耦合方式、电池荷电状态(SOC)及发动机特性曲线进行工作模式划分,建立能耗经济性目标函数,运用瞬时优化方法进行发动机和电机转矩分配,在此基础上提出了基于驾驶意图的能量管理策略。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建整车模型,在新欧洲驾驶循环(NEDC)工况下进行仿真分析,结果表明:采用该能量管理策略可以实现发动机和ISG电机的优化控制,使发动机的工作点总体运行在高效区;与电量消耗(CD)-电量维持(CS)模式的能量管理策略相比,百公里油耗降低了8.24%。通过整车道路试验对所提出的能量管理策略的有效性进行验证,结果表明:采用该能量管理策略的插电式混合动力汽车的百公里油耗较原汽油车降低32.93%。     

基于模糊逻辑的纯电动汽车能量管理优化控制

以纯电动汽车能量管理系统为研究对象,通过分析动力电池系统与高压系统部件结构,确定了能量管理系统功率流关系。针对常用的能量管理系统控制策略,依据整车及电池特性,引入了能量管理系统功率分配系数,设计了以模糊控制器为核心的优化控制方法,并进行了仿真分析与验证。最后,通过转鼓台架的控制策略对比实验,验证了该优化方法可以有效地降低整车能量消耗率,且在动力电池总能量不变的前提下,使整车拥有较理想的经济性能和动力性能。     

汽车发动机起停技术研究及应用开发

对汽车发动机起停技术及其方案进行研究,详细叙述整车配备起停功能的控制原理与应用方案,并通过对实际样车的研究,加深对起停技术的实际节油效果和控制原理的认识,为整车标定做好基础。最后在某型车上开发了全功能的起停技术,通过精细的整车标定使该车的排放水平达到国四标准,排放循环的节油效果达到了预期目标,城市工况的节油效果达到7%。     

A multi-input and multi-output design on automotive engine management system

Lookup table is widely used in automotive industry for the design of engine control units(ECU).Together with a proportional-integral controller,a feed-forward and feedback control scheme is often adopted for automotive engine management system(EMS).Usually,an ECU has a structure of multi-input and single-output(MISO).Therefore,if there are multiple objectives proposed in EMS,there would be corresponding numbers of ECUs that need to be designed.In this situation,huge efforts and time were spent on calibration.In this work,a multi-input and multi-out(MIMO) approach based on model predictive control(MPC) was presented for the automatic cruise system of automotive engine.The results show that the tracking of engine speed command and the regulation of air/fuel ratio(AFR) can be achieved simultaneously under the new scheme.The mean absolute error(MAE) for engine speed control is 0.037,and the MAE for air fuel ratio is 0.069.     

两用燃料汽车的振动噪声特性

试验研究了捷达LPG／汽油两用燃料汽车的振动噪声特性。主要测量了发动机缸体和座椅的振动情况，对比分析了匀速和加速时燃用汽油和LPG的噪声特性。试验结果表明：两用燃料汽车使用LPG时，发动机机体振动幅值比使用汽油时小；而加速过程中，在较低转速下使用汽油噪声较大，在较高转速下使用LPG噪声较大。     

两用燃料汽车的振动噪声特性

试验研究了捷达LPG/汽油两用燃料汽车的振动噪声特性。主要测量了发动机缸体和座椅的振动情况 ,对比分析了匀速和加速时燃用汽油和LPG的噪声特性。试验结果表明 :两用燃料汽车使用LPG时 ,发动机机体振动幅值比使用汽油时小 ;而加速过程中 ,在较低转速下使用汽油噪声较大 ,在较高转速下使用LPG噪声较大     

混合动力汽车发动机起停控制策略

应用PSAT前向仿真软件,对自主开发的双离合器并联混合动力车建立了整车仿真模型。并利用该模型对其发动机起停控制策略进行了仿真优化研究。结果表明:对于该混合动力车型,当发动机起动控制功率为10 kW/1200 r.min-1、停止控制功率为4 kW/800 r.min-1时,整车经济性能最佳,且在该起停功率下发动机、电机工作协调,动力总成工作模式切换平顺;将优化仿真结果应用到实车,验证了该控制策略的实用性。     

柴油机起动测控系统的开发及初步应用

开发了基于循环的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统。对一台单缸直喷式柴油机进行了改造,匹配了电控燃油喷射系统,能够实现燃油喷射量及喷油定时的调节。利用瞬时转速、缸压分析了起动过程燃烧组织的优劣,利用单循环采样系统研究起动过程中气体排放物的变化历程。试验结果表明:该系统能够满足柴油机起动过程研究的需要,为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

Development and experimental validation of a novel hybrid powertrain with dual planetary gear sets for transit bus applications

Given that energy conservation and environmental protection are two important goals for the automotive industry, the application of a hybrid electric powertrain can improve vehicle energy efficiency while decreasing fuel consumption and engine emissions. Planetary gear-based power-split hybrid powertrains have become widely used in passenger vehicles, but remain rarely employed on transit buses. This study proposes a novel hybrid powertrain based on two planetary gear sets(CHS) and presents its operating principles along with development of a control strategy for the powertrain. The CHS hybrid powertrain operates in electric mode when the driving power demand is low, and changes to a hybrid electric mode according to the power-split principle of the planetary gear set. To validate the feasibility of the designed CHS hybrid powertrain, a prototype transit bus equipped with the designed hybrid powertrain system was built, and the operating characteristics of the system were analyzed through a performance test conducted on a chassis dynamometer. Compared with a conventional powertrain, the CHS hybrid powertrain can reduce fuel consumption by 39%. Thus, the CHS hybrid powertrain is a good solution for heavy-duty applications such as hybrid transit buses because of its simple structure and excellent fuel efficiency.     

轿车用燃料电池发动机示范应用稳定性

通过360h的实验室动态运行实验,对30台轿车用燃料电池发动机稳定性进行了验证考核,预计寿命可达到3600h(20%性能损失)。30辆车累计运行里程超过120 000km,其中3#车单车运行里程达到15 000km(含世博后运行)。对3#车发动机示范运行过程中的性能稳定性进行了数据分析,对照实验室稳定性考核的实验结果,发现发动机在实际道路工况下的稳定性低于实验室动态运行条件。通过2种工况的对比分析,发现强动态特性及增湿系统功能在实际道路工况下的降低是燃料电池发动机性能稳定性降低的主要原因。