智能时代的汽车控制

自动驾驶是汽车产业发展的重要里程碑. 汽车驾驶自动化一直都在进行, 其发展进程是对驾驶人认知感知、决策规划和执行控制等各个重要环节的逐步增强或最终替代. 智能时代下, 大数据分析、泛在计算、泛在传感和人工智能等颠覆性技术为汽车驾驶自动化向着高级别迈进提供了新的机遇. 控制技术是智能时代汽车自动化进程中的基石, 更多的信息在先进控制技术的赋能下将衍生出更多的新功能与新系统, 从而实现汽车安全性、经济性以及舒适性等各个方面的提升. 本文对智能时代的汽车控制进行综述, 首先回顾汽车自动化的发展进程, 然后探讨汽车自动化进程中面临的问题, 最后梳理出一些未来智能汽车控制发展趋势与关键技术.     

自动变速箱换挡过程及其控制方法分析

搭载液力机械自动变速箱(Automatic Transmission,AT)车辆的换挡过程控制对其换挡品质有重要影响,通过AT换挡过程简化模型,分析换挡品质的关键控制阶段-扭矩相和惯性相。并以动力升挡为例,详细分析换挡过程各阶段换挡压力控制策略,即换挡搭接时刻、换挡压力控制、自适性控制的具体实现方法。     

质子交换膜燃料电池电化学阻抗谱弛豫时间分布研究

电化学阻抗谱技术能够获取燃料电池不同频率阻抗,但对阻抗的构成缺乏进一步解析,难以直接构建精准的等效电路模型进行阻抗拟合分析,而弛豫时间分布(Distribution of relaxation time, DRT)方法不需要定义特定的等效电路模型,即可解析燃料电池不同时间常数的极化过程。针对实验室用质子交换膜燃料电池,在不同运行条件下对其进行阻抗谱测量,并通过Kramers-Kronig关系验证所记录阻抗数据的质量。基于DRT分析方法,系统地解释阻抗谱中各频段阻抗对应的物理或化学意义。研究表明,该电池的电化学阻抗谱主要由3个不同时间常数频段的极化阻抗构成,通过与运行条件相关性的系统分析,确定低频段阻抗为氧气在多孔介质中的传输阻碍,中频段阻抗为与氧还原反应有关的电荷传递阻碍,中高频段阻抗为阴极催化剂层中的质子传输阻碍。为进一步确定DRT分析结果的合理性,采用等效电路模型拟合测量的阻抗数据,辨识的电阻元件参数变化趋势与DRT分析结果一致。     

汽车LIN总线数据监视器的设计与实现

LIN（Local Interconnect Network）总线是一种在汽车电子控制系统中已被普遍采用的低速、低成本的串行通讯网络。为了对基于LIN总线的分布式电子系统进行LIN总线信号测试和数据分析,对ELM633芯片的硬件电路进行设计,运用VC＋＋软件编制实用软件,开发了操作简便的汽车LIN总线数据监视设备,由此可以成功实现对车辆LIN总线上全部信号的捕捉和采集。它的使用对LIN总线信号测试、数据分析和相关教学培训等工作具有一定的应用价值。     

热膜式气体质量流量计设计

介绍能够测定空气质量流量,且可自动补偿温度及压力变化对空气流量影响,测量精度高的热膜式气体质量流量计的原理、构造和性能。这种流量计可以满足各种发动机进气流量测量,特别是排放测试的需要。     

一体化单纵臂减速式轮边电驱动系统仿真分析

以减小非簧载质量为目的,针对一种新型的一体化单纵臂减速式轮边电驱动系统,进行了基于ADAMS的仿真分析.结果表明,轮边电驱动系统质心在单纵臂上的位置对非簧载质量、系统平顺性和车轮接地性影响较大,且电机越靠近摆动中心,系统平顺性和车轮接地性越好.     

ISG电机在冷起动中的策略仿真

ISG电机的控制系统决定着发动机冷起动性能,是弱混合动力系统中关键部件。它必须在很短的时间内拖动发动机至点火转速,并且要求转速过渡平稳,脉动冲击小。基于永磁同步电机(PMSM)数学模型选定矢量调速策略,采用脉宽调制器(SVPWM),因具有谐波少、响应快的优势,可作为电流调制方法。采用建立S imu link上的发动机阻力矩模型制定发动机起动策略,对冷起动过程进行仿真。仿真结果表明控制策略能够满足发动机快速起动的要求,并且升速过程平稳,受阻力矩变化影响较小,具有较好的抗负载扰动性能。     

油束热碰壁制备柴油预混合气的HCCI研究

在缸盖与进气管之间设置了紧凑的油束热碰壁系统,热壁面可在4 min左右(供电功率为600 W,无空气流动)被加热至250 ℃,并顺利起动发动机.该方法将得到准均质预混合气,若其中散布的油滴未能在着火前充分蒸发,将发生油滴扩散燃烧现象,生成NOx和颗粒物排放.但试验发现,NOx排放基本都低于10×10-6,限制均质压燃(HCCI)燃烧运行范围的主要因素是PM排放.若不采取其它措施,热壁面温度为370 ℃时,在发动机转速为700～1 000 r/min,过量空气系数为4～5时,排气不透光度低于5%.引入冷却废气再循环可将系统HCCI燃烧的大负荷边界拓宽至过量空气系数为2.6(900 r/min).采用进气加热能使HCCI燃烧的小负荷边界达到过量空气系数为6.1(700 r/min).     

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。     

磷酸铁锂正极锂离子电池安全性能影响因素

选择起火事故大巴车上残存的20只32650型磷酸铁锂动力锂离子电池,用内阻测试仪测试内阻、电压,用充放电设备分析容量,用绝热加速量热(ARC)进行绝热热失控分析,用差示扫描量热(DSC)分析电极和电解液的热稳定性,用SEM研究负极表面和正极截面的形貌与组成,用X射线光电子能谱(XPS)研究负极表面组成和固体电解质相界面...