并联混合动力电动汽车动态协调控制试验研究

针对并联混合动力汽车在发动机和电动机工作过程中,需要根据路况进行能量分配和工作模式切换的问题,以并联混合动力汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出了"转矩预分配+发动机调速+发动机转矩估计+电动机转矩补偿控制"的动态协调控制策略。借助dSPACE快速控制原型工具,搭建了试验台架,进行了稳态切换控制和动态协调切换控制试验。结果表明,在各种状态切换过程中,动态控制算法能有效控制混合动力系统的转矩波动,保证动力传递的平稳性。     

并联混合动力汽车从纯电动切换至发动机驱动的控制研究

阐述了混合动力汽车的发动机调速方法,通过建模、dSPACE AutoBox对系统的控制以及AVL测功机对系统的监控,完成了发动机起动、调速及离合器接合与分离的控制,建立了用电机补偿发动机动态转矩相对稳态转矩下降的转矩控制策略.动念控制与稳态控制2种试验结果对比表明,动态控制方法提高了驱动模式的切换性能与效果,可提高整车驾驶性、舒适性和耐久性.     

工程车辆牵引动力学概述及其研究回顾(9)

(2)发动机动态性能的台架试验研究 文献13利用DM-1型液压加载试验台对6135-K13型机械调速柴油机(标定功率105 kW,额定转矩500N·m,最大转矩580 N·m)进行了阶跃加载和正弦加载动态模拟试验,发动机为全油门工作,由于载荷配置高低不同以及载荷波动,使发动机在调速区段和转矩校正区段变换工况,进一步探明了动态载荷对机械调速发动机性能的影响.     

双行星排式混合动力汽车的模式切换协调控制

以一款基于双行星排式动力耦合机构的混合动力汽车为研究对象,针对其模式切换过程中因发动机和电机的动态响应时间悬殊较大而引起的驱动转矩波动太大和整车冲击大等不良现象,提出了"转矩分配+发动机转矩监测+电动机转矩补偿"的动态协调控制策略,并在Matlab/Simulink平台中搭建了控制策略模型,联合LMS. AMESim平台中建立的整车模型进行了联合仿真,以纯电动模式向联合驱动模式切换过程为例进行了模式切换瞬间的舒适性分析。结果表明,动态协调控制策略能有效减小模式切换过程中的驱动转矩波动和整车冲击度,提高了车辆的行驶平顺性,同时冲击度的幅频特性表明,该混合动力汽车模式切换瞬间的整车冲击能量主要集中在1～2 Hz,所提出的满意度评价指标在经过动态协调控制后获得较大提升。     

混合动力汽车发动机转矩突变过程动态协调控制

针对混合动力汽车急加速时由于混合气瞬间加浓引起动态油耗增加的问题,本文中提出了基于转矩动态补偿的混合动力汽车发动机转矩突变过程动态协调控制方法。设计了基于转矩变化率限制的发动机转矩控制策略,避免了发动机转矩突变过程中动态油耗的增加,同时保证了加速过程中整车的动力性。实车试验结果表明,提出的动态协调控制方法不仅降低了加速过程中发动机的动态油耗,同时提高了整车动力性。     

机电无级传动混合动力驱动系统的模式切换协调控制

开发了一种由双转子电机和双排行星齿轮机构组成的机电无级传动混合动力驱动系统,建立了整车动力学模型,提出了"转矩分配+发动机转矩估计+电动机转矩补偿+补偿系数修正"的协调控制策略;最后分别对由纯电动模式切换到混合驱动模式的定工况和全工况进行仿真,结果表明:所提出的控制策略能有效地抑制驱动模式切换过程中因不同动力源动态特性差异所造成的整车纵向冲击,提高了汽车行驶平顺性。     

正确理解发动机的"转矩"和"功率"

"转矩"和"功率"是发动机动力性能的重要指标,下面将发动机"转矩"和"功率"所代表的含义及它们之间的联系等内容介绍给广大汽车爱好者.     

直喷涡轮增压汽油机动态响应特性理想恒速模拟及评价

鉴于在发动机台架上难以实现发动机动态响应特性的直接测评,提出直喷涡轮增压汽油机动态响应特性的理想恒速模拟。基于稳态性能试验,建立发动机热力学模型并将其扩展以适用于瞬变过程模拟;假定平衡发动机动力输出的负载响应时间为零,模拟发动机恒定转速下动力输出随节气门开度的瞬变关系,并在此理想条件下评价发动机的动态响应特性。将该方法运用于评估J、P两型涡轮增压器对1.5T GDI发动机动态响应特性的影响,实现了发动机和增压器的合理匹配。     

48V微混HEV BOOST模式转矩瞬态优化控制

为解决48 V微混混合动力轿车在急加速工况下发动机排放恶化和瞬态转矩响应量不足的问题,利用配备BRM(启动电机)的48 V微混HEV动力系统可短时工作于BOOST模式的优势,开发了急加速工况下的双动力源转矩协调控制策略,并基于模糊控制器实时优化了发动机输出转矩。通过仿真试验表明,所提出的BOOST模式控制策略可较好地识别驾驶员不同的急加速请求意愿,实时决策出的发动机转矩可满足转矩请求并优化发动机排放性能。     

基于模型匹配控制的PHEV动态协调控制方法

在分析发动机与电动机的动态响应特性基础上,设计基于模型匹配控制的整车动力系统动态协调控制方法,并在所建立的并联式混合动力汽车(PHEV)的前向仿真模型上对该方法进行研究,证明该方法能有效控制2个动力源的动力耦合过程,具有较高的转矩控制精度和很好的动态响应特性,并利用所建立的硬件在环仿真试验台对该方法进行试验验证。     

智能混合动力汽车电液复合制动的协调控制策略

为改善智能混合动力汽车智能辅助驾驶时的制动转矩响应,提出了电机与电子真空助力液压制动系统协调控制策略,包括EVB预测启动控制策略和制动转矩协调控制策略。基于期望制动转矩预测,建立了融合EVB动态响应特性的EVB预测启动控制策略。综合考虑电机动态响应特性、响应裕度、EVB动态响应特性和电池荷电状态,提出了基于电机制动转矩动态补偿的制动转矩协调控制策略。仿真结果表明,该协调制动控制策略可在整个制动过程提高制动转矩响应精度,改善系统的动态响应。     

基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对混合动力汽车模式切换过程中动力传递不平稳引起的冲击和发动机转矩难以实时精确获得等问题,提出了基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略。采用基于斜率限制的发动机转矩控制方法,限制发动机转矩变化率,减小了发动机转矩突变造成的冲击;运用电机转速闭环控制方法,以容易实时精确测量的电机转速作为反馈控制量,解决了发动机转矩在线实时精确估计难题。利用Matlab/Simulink与AEMSim搭建了联合仿真平台。仿真结果表明,提出的动态协调控制策略能减小电机转速和车速的波动,有效提高混合动力汽车的行驶平顺性。     

用于混合动力控制的汽油机动态转矩建模仿真

针对混合动力系统能量管理及动力平稳传递控制策略开发的需要,以MATLAB/SIMULINK仿真软件为工具,建立了发动机平均值模型,模型能够根据发动机转速和节气门开度实时计算出发动机的稳态和动态转矩。在发动机动态试验台上验证了该模型,表明模型达到了需要的计算精度和实时性要求。对给定的转矩曲线进行动态跟随时发动机的节气门开度变化情况进行了仿真分析。模型可用于混合动力控制策略开发中的仿真及在线转矩估计,为并联式混合动力系统能量分配和动态协调控制中的发动机转矩反馈提供了基础。     

并联混合动力汽车驱动模式切换协调控制研究综述

混合动力汽车逐渐成为汽车行业发展的趋势,并已经在市场上取得了突破性的进展。混合动力系统中两动力源需要根据行驶路况进行能量管理和驱动模式的切换。由于发动机与电机动态响应特性的不同,单独按照各自的特性进行目标转矩控制,来达到总的需求转矩,但这样会导致整车运行模式切换过程中动力中断或出现转矩波动现象。本文主要研究运行模式切换过程中发动机与电机输出转矩的动态协调控制,目的是避免电机突增负载造成的震荡,希望在模式切换过渡过程中拥有足够的动力来保持整车快速、平稳行驶。     

基于BP神经网络的发动机转矩估计

针对并联式混合动力总成在状态切换和换挡时动力协调控制的需要,完成了富康TU5JP/K汽油发动机的稳态和动态性能试验,建立了基于BP神经网络的发动机转矩估计模型:通过对试验数据的训练,完成了全工况范围内的发动机稳态和动态转矩的估计,并实际应用到在基于dSPACE的混合动力总成控制原型中,达到了预期的控制精度,为实现并联式混合动力系统在状态切换和换挡过程中发动机和电动机的协调控制奠定了基础.     

单电机强混合动力电动车辆的动态协调控制

为减小或消除单电机式强混合动力电动车辆在纯电动模式与发动机驱动模式间切换时产生的动力系统冲击,提出了发动机起动过程的转矩协调控制策略和发动机退出过程的转矩补偿控制策略.转矩协调控制策略包括起动模式下的发动机起动阻力转矩补偿控制和调节模式下的发动机过冲转矩平衡控制,转矩补偿控制策略利用电机补偿发动机退出过程中动力系统转矩的变化.台架和实车试验结果表明了该动态协调控制策略可确保发动机的快速平稳起动和发动机退出时不产生动力系统冲击.     

换挡过程中发动机转矩控制的研究

根据发动机平均值模型,将节气门开度和点火角作为输入量,充分利用了节气门调节范围大、但响应速度慢,而点火角响应速度快、但调节范围有限的特点,结合控制量分配技术,提出了一种换挡过程的发动机转矩调节策略.在Matlab/Simulink环境下对控制器进行了仿真验证,结果表明,所提出的换挡过程发动机转矩控制策略能有效抑制输出轴的转矩波动,提高换挡舒适性.     

ISG混合动力汽车控制规则优化与转矩分配策略研究

为提高ISG混合动力汽车的燃油经济性,开展控制规则优化与转矩分配策略研究,以保证发动机工作在高效区域。从控制发动机输出负荷角度出发,综合考虑ISG效率特性和电池组充放电特性,对发动机、ISG、电池组稳态工作区域进行划分。以混合动力系统工作模式分析为基础,提出各模式下能量管理策略,并根据车辆行驶过程中工作模式动态切换的需要,制定了模式切换策略。以IVECO并联混合动力汽车为例,按照ECE+EUDC工况进行了基于优化规则的转矩分配策略硬件在环仿真,结果表明采用基地规则的转矩分配策略能有效地协调转矩在发动机和ISG之间的分配,综合油耗比原车降低20%。     

基于补偿滑模控制的混合动力汽车协调控制

由于行星排功率分流式混合动力汽车的结构优势,双行星排功率分流式混合动力汽车已经成为各机构的研究重点。由纯电动模式到混合驱动模式切换的过程中存在发动机起动和发动机转矩引入,而发动机转矩瞬态响应存在迟滞,导致切换过程中动力系统的输出转矩会有较大波动。为减小波动,降低模式切换过程中的动态冲击度,本文中提出补偿滑模控制方法,对双行星排功率分流式混合动力汽车模式切换进行协调控制。首先,建立整车动力学模型,对切换过程每个模式进行分析;之后,针对发动机拖转阶段和混合驱动阶段分别采用补偿控制和基于固定边界层的自适应滑模控制,并对滑模控制进行稳定性分析;最后,结合Matlab/Simulink软件平台进行仿真验证。仿真结果表明,补偿滑模协调控制策略能够有效地减小从纯电动到混合驱动模式切换过程中的转矩波动和冲击度。     

转矩之局

本文以体现发动机动力性能的重要指标之一转矩为切入点,对当下燃油发动机、电动机、天然气发动机和混合动力发动机等主流机型进行了分析对比。转矩在物理学中指力矩的大小,等于力和力臂的乘积,所以又称扭力或扭矩。而汽车发动机的转矩是指发动机从曲轴端输出的力矩。