并联式混合动力客车AMT换挡过程分析及其验证

提出了一种混合动力汽车的AMT挡位控制方法,根据城市公交客车的车速-时间历史统计信息制定一组道路工况,针对每一种道路工况制定相应的优化控制参数;在车辆行驶过程中自动采集行驶参数判断对应的道路工况,并由整车控制器采取相应的优化控制参数及能量分配模式,优化调整车辆电机和发动机的扭矩输出及能量回收。对客车能源进行合理分配,不仅满足了整车的动力性,还有效减少了燃油的消耗和污染物的排放,提高了燃油经济性。     

基于LVQ工况识别的混合动力汽车自适应能量管理控制策略

为提高混合动力汽车的燃油经济性,选取6种典型行驶工况代表“市区”、“郊区”和“高速公路”3类主要工况,采用基于规则的模糊能量管理控制策略,以整车燃油经济性为目标,在3类主要工况下用改进型粒子群优化算法优化发动机联合工作曲线与发动机关闭曲线系数,得到相应的优化后的隶属度函数的参数;运用学习向量量化(LVQ)算法识别车辆运行工况,动态选择相应的模糊控制策略,使混合动力汽车控制策略对选定的几种代表性工况具有自适应性,从而提高整车的燃油经济性。仿真对比结果表明,相比于传统混合动力汽车,燃油经济性提高了3.4%。     

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。     

CNG-电混动公交车道路行驶工况与排放特性研究

CNG-电公交车以天然气作为发动机燃料,辅以电机共同驱动的混合动力车辆,车辆行驶速度低、启动频繁等特性,发动机实际运行工况与型式检验工况具有较大差异。为研究其实际行驶工况与排放特性,选取4辆国V排放标准的CNG-电混合动力公交车,往返于市区与城郊,使用PEMS(portable emission measurement system)实时收集车辆行驶及NO_X排放数据。结果表明,发动机运行工况集中于中低功率段,与型式检验工况差异较大,污染物排放集中于发动机切入车辆传动系统的临界车速附近。     

HEV电机辅助能量管理控制策略优化研究

混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)中基于规则的电机辅助(Motor Assist,MA)能量管理策略控制效率偏低,为了优化发动机效率,提高车辆燃油经济性,根据给定的行驶工况,首先运用动态规划(DP)算法离线计算出全局最优化结果,然后从优化结果中提取最优控制规则并运用于基于规则的能量管理控制策略中,提出了改进的MA控制算法,并在高级车辆仿真器ADVISOR软件平台下进行仿真,结果表明新的控制策略能有效提高车辆的燃油经济性.     

基于工况预测的电动汽车两挡AMT换挡过程控制

电动汽车两挡AMT换挡过程中,在驱动电机扭矩卸载和恢复阶段,驱动电机扭矩变化速率对冲击度影响最为明显,而冲击度和换挡时间是对立的,为了平衡换挡时间和冲击度,提升换挡品质,提出一种基于工况预测的扭矩控制策略。采用欧几里得贴近度识别车辆实际行驶工况类型,建立径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络预测未来行驶车速信息;设计模糊控制器识别驾驶员期望换挡类型,在驱动电机扭矩卸载和恢复阶段,输出相应换挡类型的驱动电机扭矩变化速率。仿真分析和实车验证表明：基于工况预测的扭矩控制策略可根据预测车辆的实际行驶工况实时调整驱动电机扭矩卸载和恢复阶段的驱动电机扭矩变化速率,平衡换挡时间和冲击度,满足了驾驶员对换挡平顺性和动力性的需求,有助于实现换挡品质的提升。     

基于ADVISOR的并联PHEV动力参数匹配的研究

分析了并联PHEV动力系统的基本结构,表明动力参数匹配对PHEV的设计研发具有重要的作用。总结得到了PHEV动力参数匹配的基本原则、方法和步骤,主要根据汽车动力学方程、整车基本参数,在满足整车动力性、经济性和纯电动续驶里程要求前提下,通过计算匹配得到了电动机峰值和额定功率、发动机峰值功率和额定功率、纯电动模式下车速与动力电池功率和动力电池能量关系以及传动系统的最大传动比和最小传动比等重要的动力参数。应用ADVISOR汽车仿真软件搭建了PHEV仿真模型,在CYC-HWFET行驶工况下进行了仿真试验。仿真结果表明,动力性、经济性以及纯电动续驶里程均满足整车开发设计要求,进一步验证了所使用的PHEV动力参数匹配方法的有效性和所匹配得到的PHEV动力参数的准确性。     

汽车发动机智能启停技术控制策略分析研究

发动机智能启停系统控制策略是影响其节油效果及在城市路况适应性的关键因素,目前的智能启停系统控制策略都存在一定不足,主要分析研究发动机智能启停系统的的控制策略,在确保人车安全,并力求不改变驾驶员操作习惯的前提下,对启停系统控制策略进行了分析和优化。通过道路实验,提出了优化控制策略的措施,具有一定实际应用参考价值。     

基于NEDC的某发动机可变油泵压力设计研究

为了提高发动机在实际使用工况的燃油经济性,提出了基于NEDC循环的设计方法,即考虑一款搭载增压直喷发动机的车辆在实际运行工况中车速和时间关系,通过GT-DRIVE软件建立车辆在循环工况下对发动机扭矩、转速的需求模型;进而对整车NEDC工况下的发动机特性区域的目标机油压力进行设计;然后使用GT-SUITE软件根据目标油压计算二级可变机油泵驱动功。相对于传统的定排量机油泵,二级可变机油泵设计可以降低液压驱动功,从而降低发动机总成摩擦功。仿真分析表明:使用二级可变机油泵可以使发动机整体油耗降低1.39%。     

上海市行驶工况构建与研究

研究车辆的性能需要准确的行驶工况,有效地解读交通状况从而评估车辆动力需求对于能量管理与电池优化利用起到至关重要的作用。采集在上海市市区及市郊道路车辆实际行驶数据,研究构建城市道路汽车行驶工况的方法,通过主成分分析和聚类分析对运动学片段特征值进行降维和分类处理,利用卡方检验提取代表性工况,最终构建了基于大量数据并符合上海市实际道路行驶特征的行驶工况。     

可外接充电混合动力汽车能量管理策略

按照"离线全局优化一在线应用设计一试验结果验证"的设计思路,采用系统仿真建模、动态规划计算、遗传算法优化等方法,对一并联式可外接充电混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)能量管理策略进行了研究.由动态规划全局优化方法获取的最优控制,既可以作为制定实时在线策略的宏观指导,也可以作为不同策略的评估标准,对能量管理策略的优化设计具有重要指导意义.而通过在线能量管理策略设计方法,则可以制定出既符合PHEV特点又满足车辆实时性要求的在线能量管理策略.试验验证结果表明:由以上方法获取的三个层次的PHEV能量管理策略,能够根据车辆的不同行驶里程充分利用外围电网充入能量,并对动力总成能量流进行合理分配,使整车经济性能提高50%～57%.     

插电式桥间耦合混合动力汽车能量管理策略及其优化

为了提高某插电式桥间耦合混合动力汽车的能耗经济性,制定了一种基于系统效率最优的发动机启动策略,并引入发动机启动功率修正因子和启动车速限值。利用粒子群算法对发动机启动功率修正因子、启动车速以及能量管理控制规则的关键参数进行离线优化。在AMESim-Simulink联合仿真平台下搭建整车模型及控制策略模型进行仿真验证。结果表明,与未优化的能量管理策略相比,优化后控制策略的能耗经济型得到了明显提升,整车综合能耗降低了12.6%。     

基于工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略

针对固定循环工况下所制定的混合动力汽车能量管理策略存在一定局限性问题,从ADVISOR软件中选取覆盖车辆实际行驶工况的20个典型循环工况,以整车综合燃油消耗和动力电池寿命为综合优化目标,利用粒子群算法对各工况下能量管理策略中所涉及的关键参数进行了优化,并将得到的优化结果建立数据库,提出了基于行驶工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略。最后,通过选择某个随机工况对所制定的能量管理策略进行仿真。结果表明：所制定的动态能量管理策略与未采用工况识别的能量管理策略相比,车辆综合燃油消耗下降10.70%,动力电池温升和平均有效工作电流分别下降2.46℃和1.63A。     

基于车速跟踪的商用车燃油经济性建模与仿真

针对燃油经济性仿真模型仅能计算车辆在模态工况下的燃油消耗量的问题,提出了一种基于车速跟踪的燃油经济性仿真模型的建模方法。在建立车辆纵向动力学模型、驾驶意图模型和发动机与传动系统模型的基础上,利用MATLAB/Simulink搭建了商用车燃油经济性仿真模型,并以某客车为例进行了试验与仿真对比。对比结果表明：所建模型能对商用车的任意行驶工况进行较好的车速跟踪,并能对商用车在该行驶工况下的燃油消耗量进行较为准确的仿真计算。通过更改仿真模型中的相关车辆参数,可以方便快速地进行不同动力总成配置的商用车的燃油经济性仿真计算。     

采用动态规划算法优化的液压混合动力车辆能源消耗仿真研究

为了降低车辆行驶的燃油消耗量,采用动态规划算法对液压混合动力车辆控制进行优化,并对发动机燃油消耗量进行仿真验证.建立了液压混合动力车辆简图模型,推导出车辆发动机功率方程式.创建发动机能源消耗目标函数,添加约束条件,引用动态规划算法优化目标函数,得出液压混合动力发动机能源消耗的最优参数.设计车辆控制流程图,利用Matlab软件对优化结果进行仿真,并与优化前仿真结果形成比较.仿真结果表明:在无起停的情况下,优化后的液压混合动力车辆燃油消耗量降低了11.71%;在有起停的情况下,优化后的液压混合动力车辆燃油消耗量降低了19.01%.采用动态规划算法优化液压混合动力车辆参数,车辆制动释放的能量被回收,从而节约车辆行驶所消耗的燃油.     

车用自动变速器多工况换挡规律设计与动态修正

设计了某液力自动变速器组合型动力性换挡规律。基于发动机动态特性,采用以车速、油门开度、加速度为输入参数的模糊控制对换挡规律进行了修正,设计了车速衰减动力换挡规律对坡道工况进行修正。仿真结果表明,动态修正后的换挡规律使车辆具有更好的动力性,并能根据驾驶员意图进行相应的升降挡操作;坡道工况下换挡规律的修正策略能有效解决上坡行驶时的换挡循环和下坡行驶升至高挡的问题,避免了频繁换挡。     

基于ISO 26262标准的电控柴油机扭矩监控策略研究

为了有效限制发动机功能失效时的扭矩输出以使车辆处于安全状态,通过对ISO26262道路车辆功能安全标准中产品研发流程的研究,对发动机扭矩增加进行了危险分析和风险评估,设定了其安全目标,并设计了扭矩监控策略。采用Matlab/Simulink工具链,根据发动机的喷油控制值、轨压和转速建立了实际扭矩计算模型,并根据加速踏板位置和发动机转速冗余信号建立了安全限制扭矩计算模型,用于监控和限制发动机的扭矩输出。模型离线仿真结果及台架试验结果表明,发动机加速的过程中实际扭矩与输出扭矩基本一致,扭矩限制模块故障时该控制策略能准确识别非驾驶员需求的扭矩增加,触发ICO并将发动机设置为跛行回家模式,能准确计算和限制发动机的输出扭矩,满足扭矩的功能安全需求。     

南昌市公交车行驶工况研究

随着我国对节能汽车研究的不断深入,符合实际道路的行驶工况循环研究也越来越多。在对节能汽车的设计过程中,一个合理的行驶工况循环图对于完成整车动力匹配及制定控制策略有着至关重要的作用。以参与的863项目为基础,以南昌市示范运行的混合动力城市公交车为研究对象,在进行道路试验的基础上,基于实际的车速、加速度等准则数,利用多元统计理论建立了能够反映南昌市公交车实际运行特征的行驶工况,并做了这个行驶工况和国内外典型城市工况的对比,结果表明,南昌市有它自己的道路行驶特征:市区平均速度低,怠速时间长,加减速频繁,平均加减速度小。     

基于ADAMS的货车悬架参数多目标性能优化

以多体动力学理论为基础,利用机械动力学分析软件ADAMS建立某轻型货车的整车虚拟样机模型,研究悬架系统对乘员舒适性及车辆对道路破坏程度的影响.对行驶平顺性和道路友好性各自的评价指标进行了数值计算,分析了行驶车速、悬架弹簧刚度和减振器阻尼对车辆平顺性和道路友好性的影响, 最后得到了优化的悬架参数.通过比较优化前、后车辆对道路的动载荷,提出了对车辆悬架设计与使用方面的有益建议.     

悬架参数多目标性能优化

以多体动力学理论为基础,利用机械动力学分析软件ADAMS建立某轿车的整车虚拟样机模型。研究悬架系统对乘员舒适性及车辆对道路破坏程度的影响规律。根据行驶平顺性和道路友好性各自评价指标进行了数值计算,分析了行驶车速、悬架弹簧刚度和减振器阻尼对车辆平顺性和道路友好性的影响,最后得到了优化的悬架参数。通过比较优化前后的车辆对道路的动载荷,提出了对车辆悬架设计与使用方面的有益建议。