基于CVT效率的动力性控制策略优化算法

传统的无级变速器(Continuously Variable Transmission,CVT)动力性控制策略以最大发动机功率为控制目标。由于CVT效率在不同负载下变化较大,故控制发动机功率最大并不能保证此时的整车驱动功率也达到最大。为此,设计了矩阵优化算法,以最大整车驱动功率为目标,计算得到各踏板开度及车速下的CVT动力性速比。利用GT-drive软件建立整车模型,对优化前后的控制策略进行仿真对比分析。结果表明,优化后的控制策略使汽车在各个踏板开度下,整车驱动功率和最高车速都有不同程度的提升。     

基于Simulink的ISG型客车混合动力系统的仿真研究

针对ISG型混合动力系统结构、控制复杂,传统开发风险高、周期长、成本高等问题,采用后向仿真的思想,应用Simulink仿真工具,对其动力系统完成了能量管理策略的设计与建模,建立了工况输入模型和驾驶员PI控制模型,结合相关理论公式及试验标定数据对其主要部件如驱动电机、发动机、发电机、动力电池进行了模型建立。结合中国城市典型工况,基于功率分配思想提出了以发动机优先驱动优化发动机工作效率的整车能量管理策略。仿真结果研究表明,仿真模型可以准确模拟实车进行循环工况行驶,完成经济性试验和和实时输出各部件工作特性参数的功能,该模型可以作为动力系统能量管理策略研究和部件参数优化的基础,对车辆前期开发阶段快速确定整车控制策略,提高匹配该系统车型的经济性具有重要意义。     

基于粒子群算法的插电式混合动力客车实时策略

插电式混合动力客车(Plug-in hybrid electric bus,PHEB)因其低能耗、低排放等特性,成为公交客车领域的研究热点。然而在应对复杂瞬变的城市公交工况时,如何设计实时高效的能量管理策略、实现PHEB全工况能耗最优仍然是当前亟待解决的难题。针对该问题,提出一种基于粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)优化的等效燃油消耗最小策略(Equivalent consumption minimization strategy,ECMS),建立基于等效因子优化的ECMS能量管理策略;考虑到汽车低速发动机频繁起动问题,引入发动机起动车速限制,并利用PSO离线优化特定工况下的等效因子和发动机起动车速,从而获得可在线应用的插电式混合动力客车实时控制策略。基于Matlab/Simulink软件,搭建整车仿真模型,并对所提出的方法进行仿真和硬件在环试验验证。结果表明,所研究策略可实现不同初始SOC条件下的PHEB能量管理策略的近似全局优化,与规则式能量管理策略相比,燃油经济性提升了8.5%。     

基于驾驶意图识别的多模耦合驱动系统能量管理

匹配多模耦合驱动系统可以使插电式混合动力汽车具备高效的集中式与分布式耦合驱动功能,但基于该系统所开展的整车经济性研究尚且不足。为降低整车能耗,开展基于驾驶意图识别的系统能量优化管理。利用模糊推理控制器识别不同工况驾驶员的驾驶意图,根据该驱动系统动力耦合方式、发动机工作特性和电机效率进行驱动模式分类;建立燃油经济性目标函数,采用瞬时优化方法分配发动机和主副电机转矩输出,以此为基础提出基于驾驶意图识别的能量管理策略;搭建模糊推理模型和整车模型,将新欧洲驾驶循环工况和实际车速采集结果作为测试工况,进行整车经济性的仿真分析。结果表明,所搭建模糊推理模型能准确识别驾驶员意图,采用所制定能量管理策略进行系统工作模式优选和转矩分配,使整车的燃油经济性得到了明显提高。针对多模耦合驱动系统开的这一能量优化研究,为系统高效利用奠定了理论基础。     

国六排放标准下的缸内直喷汽油机颗粒捕集器精度碳载模型建立及验证

为了验证发动机不同修正参数对发动机电子控制单元(ECU)计算汽油机颗粒捕集器(GPF)碳载量的影响,优化和改进国六标准下的汽油机颗粒捕集器控制策略。基于GPF的碳烟加载质量流量模型,利用Simulink进行建模,搭建GPF精度碳载计算仿真模型,通过发动机原排质量流量、不同工况下发动机的空燃比修正参数、PM过滤效率修正参数、发动机运行水温修正参数、发动机负荷修正参数计算模块模拟出GPF碳载量。并通过搭载一款自主研发的1.5T缸内直喷发动机进行台架和整车道路试验,对比验证了缸内直喷汽油机颗粒捕集器精度碳载模型的准确性。通过对GPF载体进行称重,可分析出发动机各修正参数对模型碳载量计算的影响效果。通过对模型进行优化,使仿真结果更接近整车表现。研究结果有利于实现GPF离线标定功能,提升GPF的控制策略,降低相应的开发成本。     

混联式混合动力客车全局优化控制策略研究

为提高一款新型混联式混合动力客车的整车燃油经济性,制定了能量管理控制策略,以电池功率为控制变量,电池荷电状态（soc）为状态变量,为合理均衡使用电池功率,把每阶段时间内使用的电池功率等效为相应的燃油消耗量,并把每阶段电池的等效燃油消耗量和发动机燃油消耗量的总和作为目标函数,采用离散动态规划算法进行优化,基于MATLAB／Simulink仿真平台建立整车数值模型,在典型城市循环工况下对所建立的基于动态规划的功率均衡全局优化控制策略进行仿真验证。结果表明：其燃油经济性与采用瞬时优化控制策略相比提高了6％左右,与原型传统客车相比提高了35％。     

基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电,必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆,提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况,将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数,建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明,相对于原发动机多点控制策略,所得最优控制在满足目标工况同时,燃油经济性明显提高。     

燃料电池公交车动力系统参数匹配及策略研究

本文对燃料电池公交车主要动力系统部件进行了参数匹配,利用Matlab/Simulink软件搭建了整车仿真模型,建立了功率跟随控制、模糊逻辑控制方法,通过仿真对比分析了两种控制策略下车辆的整车性能。结果表明,在模糊逻辑控制策略下燃料电池更多处于最佳功率输出区间内,启动频率降低;整车百公里氢耗较功率跟随控制下降4.7%,提升了整车经济性,为燃料电池公交车控制策略开发提供了理论参考。     

发动机怠速起停系统性能联合仿真分析

针对汽车车速较低时低效率、高排放和怠速工况油耗较高等问题,对采用启停技术来达到城市汽车节油减排的作用进行研究。首先阐述了发动机怠速停机启动控制原理、电控单元和控制策略,建立发动机启动时动力学模型。其次在Simulink软件中建立了执行发动机怠速停机启动的控制策略模型,通过和Cruise软件联合仿真,在NEDC和Japanmode两种循环工况下对采用启停技术前、后的汽车的油耗和排放做了对比分析。仿真结果表明,整车HC、CO和NOx排放在采用启停技术后显著下降,油耗水平在采用启停技术后改善明显。证明所设计的联合仿真平台和控制策略的可行性和正确性,对汽车怠速起停系统的研究具有重要的指导意义。     

串联式静液驱动混合动力公交客车起-停控制策略

给出了串联式静液驱动系统为驱动动力的城市公交车辆的工作原理和系统组成, 建立了采用这种传动方式的汽车系统数学模型,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。整车经济性能最佳,且在该起停功率下发动机、液压马达工作协调,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。     

基于车辆负荷系数的矿用车AT动力换挡策略

针对重型矿用车自动换挡车速需要时刻适应不同环境路况的需求,提出了基于车辆负荷系数的换挡控制策略,对目前常用的以车速和油门开度为参数的动力性自动换挡控制策略进行了修正。以某32t矿用自卸车为研究对象,建立该车动力传动系统的数学模型,利用图解法求解出不同油门开度和车辆负荷系数下的最佳换挡车速点。采用MATLAB/Simulink建立了整车的仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明修正后的换挡控制策略能自动适应车辆运行的多种工况,并可减少车辆自动挡位模式的设置。     

基于CRUISE仿真的实车验证及AT换档规律优化

对某款搭载AT变速箱的乘用车在CRUISE中进行NEDC工况的燃油经济性仿真分析。在保持整车控制策略一致的条件下,对开发车辆在转鼓上进行NEDC油耗试验。通过对试验数据与仿真数据进行对比,说明了试验结果和仿真结果基本吻合,验证了CRUISE模型的准确性和可靠性。基于发动机万有特性图,分析整车NEDC工况运行点,修正了换档规律,并再次运行仿真模型,得到了更优的燃油经济性,为整车标定进一步优化换档规律奠定了基础。     

混联式混合动力客车能量管理实时优化算法研究

为提高新型混联式混合动力客车的燃油经济性,制定了一种功率均衡能量管理控制策略。建立动力系统模型并针对其结构特点设计了模式切换规则。通过确定各个功率需求下的电池荷电状态与发动机燃油消耗的关系,将电池功率转化为相应的油耗,以每一时刻的综合燃油消耗量最小为目标,对电池与发动机功率进行实时优化均衡控制。仿真结果表明：电池荷电状态控制在预定的区域内保持平衡,发动机运行工作点在高效区域内,且整车燃油经济性与原型客车和采用规则控制策略相比分别提高了34.18%和13.61%。     

混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略瞬时优化方法

综合考虑发动机、发电机和电动机效率,提出了混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略的瞬时优化方法。运用ADVISOR软件建立了混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略瞬时优化控制器。在行驶工况条件下,对发动机、电动机和发电机功率进行了基于能量利用率的瞬时优化仿真分配。仿真结果表明,与ADVISOR的控制策略相比,能按行驶工况有效地调节混合动力电动汽车各动力的分配,使之具有较高能量利用率。     

基于最优功率分配因子的插电式混合动力汽车实时能量管理策略研究

插电式混合动力汽车兼顾传统混合动力汽车和纯电动汽车的优点,即具有较长的续驶里程又具有较好的燃油经济性,插电式混合动力汽车的实时能量管理策略是发挥节能潜力的关键技术。为解决具有手动行驶模式选择功能的P2构型插电式混合动力汽车的能量管理实时优化问题,定义发动机和电机功率分配因子,在任何SOC下从电量消耗模式切换到电量维持模式时,提出通过功率分配因子动态调整发动机最优工作曲线获得最佳的燃油经济性的实时能量管理策略。建立功率分配因子全局优化模型,利用自适应模拟退火算法离线优化功率分配因子,研究功率分配因子和SOC对整车燃油经济性的影响规律,得到在不同SOC的最优功率分配因子控制线。从而建立基于最优功率分配因子控制线的插电式混合动力汽车实时控制能量管理策略。在多个循环工况下对比仿真分析不同SOC下的燃油经济性,结果表明基于最优功率分配因子的能量管理策略使得燃油经济性改善幅度最大可达16.99%。     

插电式混合动力汽车预测控制策略的研究

针对插电式混合动力汽车(PHEV)传统控制策略没有考虑未来车速的问题,通过对汽车未来行驶车速进行预测,在整车行驶模式下提出了一种把汽车未来车速信息考虑进当前的控制策略,从而实现了对发动机和电机转矩的合理分配。通过把新开发的基于车速信息的预测控制策略嵌入到ADVISOR中,在欧洲城市循环工况(NEDC)下进行了仿真分析。仿真结果表明:对汽车未来行驶车速进行预测的控制策略能够实现对发动机和电机转矩的进行合理分配,百公里油耗约为6.5L,相比基于规则控制策略燃油经济性提高了约7.14%,而且排放也有所降低,从而验证了基于预测信息的控制策略的有效性。     

轻度混合动力电动汽车多能源动力总成控制器的开发

以某轻度混合动力电动汽车为对象研究整车功率分配策略,详细分析驾驶员功率需求确定、发动机工作区域优化和制动能量回收控制策略,并在此基础上开发了多能源动力总成控制器的硬软件系统。通过对多能源动力总成控制器的硬件在环仿真试验和实车匹配测试,不仅证明该控制器能高效、可靠地运行,而且取得了降低整车油耗16．9％,排放指标远低于欧III标准的控制效果。     

集成发动机暖机过程的油耗仿真研究

以某前置前驱手动挡车辆为研究对象,建立了包括机械传递子系统和热交换子系统在内的整车集成模型,提出了一种考虑发动机暖机过程的车辆燃油消耗量分析方法。在对各子系统模型进行校核的基础上,利用集成模型分别进行整车冷、热机启动工况下的仿真,分析了各系统之间能量交换及整车燃油消耗。与试验结果对比表明,发动机暖机过程温度变化及整车燃油消耗的仿真结果与试验结果一致。该方法可以考虑车辆热管理子系统对油耗的影响,进而为改善车辆燃油经济性提供更多的优化方案。     

增程式电动客车控制策略研究

在根据性能要求对某款增程式电动客车进行参数匹配和部件选型的基础上,分别借助AVL cruise软件和Matlab/Simulink软件搭建整车模型和控制策略,根据设定条件对车辆的三种工作模式进行切换,通过PID控制对增程模式下发动机的转速进行控制,从而达到车辆运行需求功率与发动机发出功率的动态平衡。通过AVL cruise和Matlab/Simulink的联合仿真,对所搭建控制策略的可行性进行验证分析。仿真结果表明,所搭建的控制策略实现了对整车的控制,达到预设目标,为进一步研究增程式电动客车的控制策略提供了理论依据。     

基于发动机转矩修正的汽车换档冲击控制仿真

为了有效的抑制汽车自动变速器的换档冲击,结合自动变速器控制模型的建立,提出了一种针对发动机转矩进行修正的新方法。以整车行进中的换档冲击度为控制目标制定模糊逻辑控制策略,从而建立了档位预判、发动机转矩的模糊修正控制及模糊控制信号模型。基于Matlab/Simu-link对建立的模型进行仿真分析。仿真结果表明:所提出的控制方法能够合理地修正发动机转矩,从而有效地降低了换档冲击度,保证了车辆的换档平顺性。