混合动力汽车整车控制器开发和试验研究

以ISG(起动机/发电机一体化)混合动力汽车为对象,对车辆转矩需求、发动机工作区优化和整车控制策略进行了分析,开发了基于MC9S12DP256的整车控制器硬软件系统,并进行了实车试验,实现了发动机起动、纯发动机驱动、混合驱动、驻车充电等多种工作模式,证明了该整车控制器功能设计的合理性和控制策略设计的有效性.     

混合动力系统的台架试验研究

针对所开发的混合动力系统的特点,建立了包括测功机、发动机及ECU、电动机及电机控制器ECU、液晶仪表、电池及管理系统ECU、软件监控界面等在内的动力系统测试平台。通过台架试验,实现了发动机和电动机双驱动动力源的参数匹配,节约了开发成本,缩短了开发周期,完成了用车辆难以进行的试验,验证了整车的控制逻辑及其相关的控制策略,为转鼓试验和整车的进一步开发研究奠定了基础。     

高低温供油循环测试系统的开发和研究

针对发动机燃油分配管总成的开发验证,阐述了一套模拟整车工作温度变化的试验设备.文章主要介绍了设备的控制策略和配置.设备的开发对发动机燃油分配管总成以及整车供油系统的开发验证都有着极其重要的意义.     

功率分流混合动力系统发动机停机优化控制

针对功率分流混合动力系统,为减小e-CVT混合动力模式与纯电动模式切换过程中发动机起停引起的整车纵向冲击度,提出一种发动机停机优化控制策略。首先,基于Matlab/Simulink平台建立功率分流混合动力传动系模型,确定最有利于发动机再次起动的曲轴转角为其最优停机位置;其次,利用动态规划算法设计发动机停机过程最优拖转转速轨迹,并在发动机转速小于200 r/min时协调控制电机与制动器对曲轴转角进行实时动态调节,使得发动机停止在最优目标位置附近;最后,通过仿真和台架试验对所开发的发动机停机优化控制策略进行验证。结果表明,所提出的控制策略可使发动机停止在最优位置±6°范围内,保证了发动机起、停阶段的整车驾驶平顺性。     

电动汽车整车控制器快速原型开发

整车控制器是电动汽车运行的核心单元。为实现电动汽车整车控制器快速原型的建模和开发,文章基于ASCET-MD和ASCET-RP软件平台,通过处理试验数据,分析和设计电动汽车整车控制器的控制策略,将控制策略实现为快速原型模型,载入ES910快速原型。通过与实车试验数据对比,验证了所建模型能够还原实车的整车控制器,实现其控制策略。该方法使基于ASCET和ES910平台的电动汽车整车控制器快速原型开发的可行性和有效性得到验证。     

增程式动力系统测试台架开发及应用

开发电动城市客车增程式动力系统测试台架，实现电机、发电机及发动机的耦合试验，在整车批量生产前完成增程式动力系统控制策略验证、比油耗验证、安装设计验证及整车性能验证，使某电动城市客车开发周期降低30%。     

并联式混合动力发动机扭矩管理模型仿真与试验研究

建立了基于扭矩的汽油机仿真模型,该模型可用于并联式混合动力电动汽车的控制策略的开发与仿真研究。在Matlab/Simulink中对基于扭矩控制的发动机模型进行了仿真,表明以扭矩为控制变量来确定进气充量、喷油量和点火正时的控制策略是有效的且适用于整车控制。另外,通过将扭矩估计模型的仿真结果与试验结果对比,验证了模型的准确性。最后介绍了发动机的基本标定试验。     

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。     

基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略研究

将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,并根据凸函数的性质提出了通过缩小最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原理控制策略,然后选取一段随机工况分别对此控制策略进行仿真和整车道路试验,并分别对基于规则的CD-CS模式控制策略和基于近似极小值原理的控制策略进行整车对比道路试验。仿真和整车道路试验结果表明,本文中提出的基于近似极小值原理的控制策略实时性好,能应用于车辆实时能量管理控制,且具有良好的燃油经济性,与基于规则的CD-CS模式控制策略相比,整车等效燃油消耗约降低23%。     

关于增压发动机进气温度敏感因素对热管理性能的研究

车辆的热管理性能与发动机的进气温度密切相关,文章基于整车项目开发和DOE方法,梳理影响整车发动机进气温度的敏感因素并加以约束,经试验确认方案有效,可以将整车发动机进气温度控制在目标范围内,所确认的方案可为整车项目开发提供支持。     

柴油机电控系统车速处理及最高车速限制策略开发

基于GD—1柴油机电控单元ECU设计了车速信号采集和处理软件,不仅包含车速信号盘周期的获取、车速转换计算、行驶里程累计和信号的故障诊断,还在此基础上开发了适用于整车控制的最高车速限制控制策略。利用MATLAB/Simulink软件平台编写控制策略框图,由Targetlink自动生成了C代码,并集成到已有的GD—1柴油机电控单元ECU中,在硬件在环(HIL)试验台上进行了仿真验证,并且最终在玉柴YC4D匹配的试验车上成功进行了实车试验。     

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

为了优化等效燃油最小能量管理策略的节油效果，以适用于工程批量应用为导向，制定基于增益功率燃油系数的混合动力汽车(HEV)能量管理策略。基于瞬时优化原理，提出基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，根据电机发电或电动引起的发动机功率与燃油消耗率的变化关系，分别给出电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。考虑发动机扭矩瞬态快速变化对油耗的影响和电机及电池包充放电效率特性，提出发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。基于MATLAB/Simulink搭建控制策略软件模型，通过转鼓试验台进行实车试验验证。研究结果表明：相对于等效燃油最小能量管理策略，基于增益功率燃油系数的能量管理策略提升了节油率和舒适性，在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下的百公里油耗降低了约4.8%，发动机的启停次数降低了约53%；相对于有效燃油消耗率(BSFC)最优工作点控制方法，发动机高效区域滞回控制方法降低百公里油耗约1.8%；与采用基于动态规划的全局优化能量管理策略的仿真结果对比，在不能提前预知工况的条件下，制定的能量管理策略在WLTC工况与新标欧洲测试循环(NEDC)工况下的油耗与理论最优值差距均较小。     

基于HiL实时联合仿真自动变速器控制系统TCU快速开发研究

建立了自动变速器模型,并集成于车辆发动机实时仿真平台Labcar-PT系统,构成了接近于实车的虚拟车辆TCU开发环境.在此基础上利用Bypass技术实现了TCU软件快速开发,并将TCU控制策略应用到实际车辆进行了道路试验.自动变速器模型实时仿真结果和实车测试结果对比表明,二者吻合性较好,基于此快速开发系统开发的TCU控制策略有效.     

复合功率分流系统发动机起动H∞鲁棒优化控制

为改善复合功率分流混合动力系统纯电动至混合动力模式切换过程的车辆驾驶平顺性,同时确保在模型不确定和外部干扰条件下切换控制的鲁棒性,本文中提出了一种发动机起动H∞鲁棒控制策略。首先,建立复合功率分流混合动力系统动力学模型,并对纯电动至混合动力模式切换过程进行分析。其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线。然后,考虑到输入轴阻尼参数摄动、驾驶员输入、道路负载、输出端转速的不确定性变化和发动机转速量测噪声的干扰,设计了发动机起动H∞鲁棒控制器。最后,通过离线仿真和台架试验对所提出的控制策略进行验证。结果表明,该策略能有效将冲击度降低至11.52 m/s^3以内,同时对模型不确定性和外部干扰有较强的抑制能力。     

Motor control of input-split hybrid electric vehicles

A motor control strategy for an input-split hybrid electric vehicle (HEV) is proposed. From a power characteristic analysis, it is found that the powertrain efficiency decreases for speed ratios at which power circulation occurs. Using dynamic models of an input-split HEV powertrain, a motor-generator control algorithm for obtaining high system efficiency is designed by inversion-based control. The performance of the control algorithm is evaluated by the simulator which is developed based on PSAT, and simulation results are compared with the test results. It is found that, even if the engine thermal efficiency is sacrificed by moving the engine operation point from the OOL for the control strategy, improved overall powertrain system efficiency can be achieved by the engine operation that gives a relatively high efficiency from the viewpoint of the overall powertrain efficiency. The control algorithm developed can be used in design of future electric vehicles.     

双状态无级变速车辆起步控制

通过发动机和液力变矩器台架试验，采用拟合的方法得到发动机及变矩器模型，建立了用变矩器作起步装置的双状态无级变速传动系统动力学模型，提出了串联式双状态无级变速车辆起步控制策略和液力变矩器锁止离合器闭锁解锁控制规律，并进行了计算机仿真。     

汽油机进气系统传感器故障诊断和应急管理策略研究

利用Q480电控汽油机的相关参数和试验数据,建立了进气管空气动态模型;结合信号特征比较法和进气管空气动态模型设计出适合于电控汽油机进气系统传感器的故障诊断策略和故障应急管理策略;最后,将自主研发的带有进气系统传感器故障诊断和故障应急管理策略的控制单元安装到整车上进行试验,试验结果证明了故障诊断策略的正确性和故障应急策略的可行性。     

混合动力汽车汽油机电子节气门模糊智能PID控制

应用英飞凌新一代车用嵌入式控制芯片XC164,开发了基于模糊智能积分PID复合控制算法的混合动力汽车汽油机电子节气门控制系统,为混合动力汽车主控制器和发动机控制之间提供了控制接口。通过对混合动力轿车进行的实际行驶中频繁急加速、急减速过程中电子节气门目标开度和实际控制开度的对比试验,验证了电子节气门控制响应速度快、稳态误差小及控制系统软硬件设计满足混合动力总成对发动机控制的要求。