LNG-电混合动力公交车发动机实际运行工况分析

重型汽车实际运行排放与发动机排放型式核准台架测试结果间的差异主要在于二者的测试工况不同。以广州市在用的一款LNG-电混合动力公交车为研究对象,在公交线路上开展整车实际道路测试,通过PEMS,CAN总线实时采集测试车辆车速、发动机转速和扭矩等数据,统计分析该车辆发动机实际工况的分布特征,并与ETC工况和WHTC工况进行比较分析。结果表明,因受动力控制策略、限速、公交车运行规律等影响,该混合动力公交车发动机实际运行工况主要分布在中小转速区,在中小扭矩区时间占比较大,不同于排放型式核准发动机台架测试瞬态工况ETC主要分布在中高转速与中高扭矩区,也不同于WHTC工况主要分布在中等转速区、在中等与偏小的扭矩区分布较均匀。相比于ETC工况,WHTC工况在发动机平均转速、平均功率和怠速比例等工况特征参数与该公交车发动机实际运行工况较为接近。     

多缸柴油机工作均匀性控制方法研究

针对高压共轨柴油机各缸扭矩输出不均匀性问题,基于柴油机燃油喷射控制机制,设计了多缸柴油机不均匀度信号量化处理方法及各缸均匀性控制算法,采用Matlab/Simulink软件构建了各缸均匀性控制模型,通过模型在环测试和台架试验对控制策略功能进行验证。结果表明:在发动机转速为800～1 300 r/min、喷油量为2～50 mg/hub的工况范围内,控制策略可以根据发动机运行工况实时计算各缸的修正喷油量,并按照各次喷射期望喷油量的比例将修正喷油量分配到各次喷射中,柴油机各缸扭矩输出不均匀度减小,各缸均匀性控制策略设计合理、有效。     

停缸对发动机瞬态性能的影响研究

发动机停缸作为1类降低机动车油耗的技术,已呈现出向小排量发动机上应用的趋势。在搭载了直列4缸可停缸发动机的乘用车上进行正常模式与停缸模式间的相互切换,研究停缸对发动机瞬态性能的影响,以及在切换过程中发动机的控制策略及运行参数的动态变化。研究发现,在4缸至2缸的切换过程中,会出现瞬间扭矩波动的现象。应对策略是在发动机停缸前的若干循环内,预先对进气、喷油,以及点火进行提前调整,来抑制切换过程中输出扭矩的波动;在全油门加速工况下,2缸至4缸的切换会导致加速初期发动机扭矩的提升速率降低。在此过程中,发动机通过对过量空气系数的动态控制,可实现输出扭矩的线性增长,确保了在加速终了时与常规模式一致的平均扭矩增长率。     

阿特金森循环发动机平均值模型的辨识研究

以阿特金森1NZ-FXE四缸十六气门循环发动机为研究对象,分析了其气路、油路和动力输出平均值模型;并对发动机的36个结构参数进行测量,采集不同工况下270组发动机的127个运行参数。通过构造超定超越方程组,利用最小二乘法及遗传算法及粒子群算法寻优计算,辨识出该发动机平均值模型的37个待辨识参数,且辨识效果好,可进一步应用于发动机及整车系统的控制。     

基于传递路径分析的动力传动系统NVH性能匹配研究

本文中对前置后驱汽车动力传动系统激振力的分配和传递路径进行了研究。通过在整车刚柔耦合模型上施加动力传动系统激振力,提取车辆关键硬点载荷并据此进行NVH性能的传递路径分析,从而对动力传动系统的主要参数进行匹配。针对某搭载四缸发动机前置后驱微车车内中低频轰鸣噪声问题,采用多体动力学方法和有限元法建立整车刚柔耦合模型,并通过KC试验和动态载荷试验验证了模型的准确性后,计算该车型在3挡全油门工况下的关键硬点载荷。根据噪声传递路径分析结果对动力传动系统参数进行匹配优化。试验结果表明,优化匹配后车内噪声明显下降,有效解决了中低频轰鸣问题。     

插电式混合动力轿车的能量管理策略与仿真

针对一款新设计的基于金属带式无级自动变速器(CVT)的插电式混合动力轿车(PHEV)的特点,依照整车不同电量状态和功率需求,提出了一种多阶段多目标的能量管理策略。控制电机输出扭矩,以调整发动机工作点;控制CVT比,以优化电机工作点。在Matlab/Simulink平台下,用前向仿真方法,搭建整车模型;在新欧洲行驶循环(NEDC)工况下,进行仿真。结果表明:在不同工况下,该能量管理策略,满足了整车的控制需求,合理地分配了电机扭矩和发动机扭矩;等效油耗为4.26 L/(100km),比常规汽油车节能46.1%。因而,验证了该能量管理策略的有效性。     

基于扭矩控制的AMT换挡控制策略研究

提出在车辆起步和换挡过程中通过CAN动力网络控制发动机的输出扭矩来改善AMT换挡品质的新方法,制定扭矩控制与离合器接合控制策略,并在装有AMT的某重型商用车上进行试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制发动机的输出扭矩并与离合器的接合过程相协调,可显著提高AMT的换挡品质。     

发动机电控节气门控制器的研发

采用电控节气门配合发动机ECU工作,可以调节发动机扭矩输出,根据不同工况变化动态调整加速踏板到节气门的传递函数,有效降低油耗和排放,优化驾驶性能。同时,在混合动力电动汽车上,它作为可量化控制发动机扭矩输出的有效途径,在动力总成控制中起相当重要的作用。本文研究了电控节气门的结构和驱动原理,设计了控制硬件和软件,开发完成了一种发动机电控节气门控制器。对其控制效果进行了测试,并和Bosch的控制效果进行了对比,另外,将控制器安装于发动机上,进行了台架试验。试验证明,使用该控制器可以实现对发动机扭矩输出的控制。该控制器已经应用于研究阶段中的混合动力电动汽车车用发动机的扭矩控制中。     

18 m油电混合动力客车CAN网络架构设计与应用

介绍18 m油电混合动力客车整车CAN网络架构,把一种由3个网络段组成的混合动力整车CAN网络架构作为研究平台。这种网络架构为发动机快速启停控制以及发动机和驱动电机之间的扭矩分配控制的实现提供了新的方式。     

基于模型的整车标定研究

针对整车标定开发过程中的开发品质和开发进度之间的矛盾,展开基于模型的标定方法的研究。通过建立基于扭矩的整车模型,合理设置模型边界条件,计算出整车动力性、经济性基础标定数据。通过模型可以计算出发动机运行工况,为整车标定及验证提供参考。采用基于模型的标定方法,动力性、经济性开发周期缩短至少3个月,油耗计算精度提高5%。     

基于发动机联合控制的AMT换挡控制策略

分析了AMT换挡类型,提出了基于CAN总线的发动机联合控制策略,即TCU通过CAN及ECU扭矩控制功能对发动机扭矩进行精确控制,同时基于发动机瞬态扭矩对离合器实现精确分离和接合控制.针对不同换挡工况给出了离合器分离/接合与发动机降扭/扭矩恢复协调控制策略,同时提出了选换挡过程动态调整转速控制策略.试验结果表明,所提策略可以增强AMT换挡过程的平顺性和动力性,减小离合器滑摩,且具有很好的鲁棒性,有助于提高AMT换挡品质.     

基于NEDC油耗的CRUISE仿真与ISCA台架验证

在产品开发初始阶段,通过CAE仿真分析可有效预测整车性能,缩短开发周期,节约开发成本。但实车状态下发动机的瞬态性能与仿真分析输入之间的差异对实车最终性能表现及仿真精确度有重要影响。文章通过ISAC发动机台架运行NEDC工况,获取实时发动机特性参数,对CRUISE仿真模型进行验证,为发动机匹配整车性能开发提供准确数据支持。     

动态工况无级变速器与发动机协同控制研究

匹配无级变速器的整车通常有低速转速穿越顿挫、中途加速动力响应滞后等问题,容易引起客户抱怨.文章在分析无级变速器各动力传递部件扭矩传递特性的基础上,搭建了无级变速器的扭矩传递模型,并通过台架试验进行验证.针对低速工况转速穿越冲击问题,提出变速器降挡延迟与请求发动机降扭的协同控制方法;针对中途加速工况动力响应滞后问题,提出...     

整车循环工况模拟计算中的瞬态问题研究

运用商业软件计算整车循环工况燃油消耗时,计算值与道路实测值之间存在较大的偏差,通过对软件的功能原理进行分析,指出了软件计算中存在不足的原因,并提出了将瞬态数据纳入计算以减少计算误差的方法。分别用基于发动机万有特性数据和稳态万有特性结合瞬态特性数据的两种方法,对整车循环工况燃油消耗进行了数值模拟计算,并与整车道路测试数据进行比较。结果表明,采用发动机瞬态特性与整车循环工况计算关联的方法,可减小模拟计算结果与实测结果间的偏差。     

超级电容混合动力轿车加速策略与试验

针对超级电容混合动力轿车发动机取消快油膜后整车加速性能下降的问题,以上海华普汽车有限公司开发的海峰1.5 L电容式并联混合动力轿车为例,制定了加速控制策略;对发动机的输出扭矩进行实时估计,采用ISG电机补偿发动机输出扭矩与需求扭矩的差值,以提高动力性,降低有害气体排放并减少燃油消耗。     

GT-Power模型分析在整车排气噪声性能方面的应用

利用GT-Power模型首先计算出整车排气尾管噪声和背压,同时通过试验测量出全油门工况下的排气尾管噪声和背压值,比较了仿真结果与试验的误差及原因分析,总结了用GT-Power模型作排气声学计算的分析流程以及在整车开发中具体应用.通过分析实例和试验验证说明了该分析方法在整车性能设计中的适用性和准确性.     

混合动力系统发动机工况点优化的标定实现

混合动力系统较传统动力总成系统增加了电机、电池,使发动机工况点可以在发动机、电机、动力电池限制范围内进行优化,以提高燃油经济性。以优化整车燃油经济性为目的,得到所有可运行工况点发电、助力工作模式下的等效燃油消耗率。等效燃油消耗率为非线性离散数据,为保证标定数据有效、整车系统的稳定性,给出基于等效燃油消耗率的发动机工况点标定数据修正原则,最终得到混合动力系统扭矩分配的标定数据。通过合理标定扭矩分配,达到优化发动机工况点落点以提高整车经济性的目的。     

两级可变气门升程控制功能在发动机开发中的应用

基于自主开发的两级可变气门升程(VVL)硬件,依据系统工作原理和执行机构,提出了能够实现 VVL功能的控制策略。两级 VVL系统控制的有效性、发动机动力输出的平顺性、VVL硬件的诊断保护和整车燃油耗是 VVL控制系统关键技术指标,据此建立了控制模型、扭矩协同控制策略和诊断保护机制。试验结果表明,该控制策略实现了功能控制目标的要求,可使 VVL系统实现高效运行,满足了发动机气门升程瞬态变化过程中的动力输出平顺性要求,实现了 VVL硬件的诊断保护功能,达到了整车降低燃油耗和较少污染物排放目标,符合产品设计要求。     

基于GT-COOL对整车冷却系统散热性能的仿真分析与试验研究

文章采用GT-SUITE软件对某乘用车冷却系统性能进行仿真分析,包括建立发动机水套、水泵、节温器、散热器和暖风芯体等部件的仿真模型以及关键部件的参数设定和仿真计算。研究了整车冷却测试工况下冷却系统各组成部件的流动和换热特性,并与整车试验进行对比,对所建立的仿真模型进行验证。针对整车冷却试验中出现的水温偏高问题,通过对冷却系统水侧回路方案的优化分析,给出了解决方案。文章对发动机冷却系统的仿真与试验研究,为整车前期冷却系统的开发积累了相关经验。     

混合动力轿车仿真研究

应用Cruise建立了混合动力轿车整车模型,并进行仿真计算。在NEDC循环工况下进行了燃油经济性试验,对比仿真与试验的过程参数如车速、发动机转速、档位等信号物理量值及其变化趋势,优化仿真模型,最终仿真计算得到可靠的油耗和动力性能结果。研究中将整车模型结合Matlab/Simulink建立的控制策略模型实现联合仿真,并对控制策略进行优化,对控制参数进行标定,从而得到合适的混合动力轿车的油耗和动力性能。在SGM18BAS混合动力轿车的研发中,仿真计算在动力系统结构、部件性能指标和参数匹配方面,在混合动力控制策略研究开发方面都将发挥重要作用。