液压混合动力公交车制动性能仿真与试验分析

针对城市公交车运行特点和在城市运行工况下燃油经济性差的问题,提出一种新型液压混合动力系统,并建立制动回收过程动力学模型、能量再生过程动力学模型和柴油机液压起动模型等,对其制动性能进行仿真,最后进行了样机台架、实车道路试验。试验结果表明,该液压混合动力公交车可实现汽车制动能量回收等功能,在典型城市循环工况下制动能量回收率为69.7%,制动能量再生率为32.8%,液压起动发动机时间为1.7 s。     

并联式混合动力公交车燃油经济性优化控制

介绍针对一款12米级并联式混合动力公交车燃油经济性的优化控制策略,该控制策略通过减速能量回馈、发动机自动启停、智能充电等手段有效提升动力源综合效率、减少能量损耗。最后利用不同路况仿真配合实车车辆油耗对比验证该款混合动力公交车在确保动力性的前提下能够实现行车中燃油经济性相对传统公交降低近40%(百公里节油约16 L)的优化效果。     

混合动力客车与充电式混合动力客车仿真对比研究

为了降低客车排放,提高其燃油经济性,研究了混合动力客车的燃油消耗率。开发了柴油机模型和公交道路循环模型。以燃油消耗率和排放为主要评估指标,在ADVISOR软件中利用新开发的模型分别对混合动力客车和充电式混合动力客车进行了仿真。仿真分析的结果表明：在公交路况下,充电式混合动力客车的燃油经济性优于混合动力客车,油耗降低62％。     

新型混联式混合动力客车动力系统分析

分析了新型混联式混合动力客车动力系统的结构特点和总体布置,介绍了该系统的主要控制策略.根据汽车动力学原理,计算出了该混联式混合动力客车动力系统的基本参数,并分析了该方案在中国典型城市工况下的动力性能;建立了车辆的仿真模型,计算了车辆的动力性和经济性.仿真结果表明,采用该方案的车辆动力性较原车有一定程度提高,燃油经济性较原车有明显改善.     

一种液压混合动力垃圾车

城市生活垃圾收运车辆在收集垃圾过程中,低速行驶,频繁滑行、制动、驻车和起步,驻车时发动机怠速,这些工况中普遍存在着燃油经济性差和排放恶劣的状况。本文针对这一情况,结合液压混合动力汽车的特点,介绍了一种能有效减少液压燃油消耗、减少有害气体排放、降低噪声的混合动力后装压缩式垃圾收集车。     

一种液压混合动力垃圾车

城市生活垃圾收运车辆在收集垃圾过程中,低速行驶,频繁滑行、制动、驻车和起步,驻车时发动机怠速,这些工况中普遍存在着燃油经济性差和排放恶劣的状况。本文针对这一情况,结合液压混合动力汽车的特点,介绍了一种能有效减少液压燃油消耗、减少有害气体排放、降低噪声的混合动力后装压缩式垃圾收集车。     

基于最小瞬时等效燃油消耗的液压混合动力车辆能量管理策略

为提高混合动力车辆的燃油经济性和降低尾气排放,根据混合动力车辆2个或2个以上能量流之间的功率分流分配和能量利用情况,提出了最小瞬时等效燃油消耗量策略.通过分析串联式液压混合动力传动能量流关系,以储能元件蓄能器的虚拟等效燃油消耗为准则,建立了液压混合动力车辆最小瞬时等效燃油消耗模型.对液压混合动力车辆能量管理进行了研究,并以某型公共汽车参数为例,运用计算机软件通过城市循环工况第1部分和公路循环工况对使用该策略的液压混合动力车辆燃油经济性进行了仿真计算.仿真结果表明:采用最小瞬时等效燃油消耗策略的液压混合动力车辆的燃油经济性改善率接近30％;采用最小瞬时等效燃油消耗策略在提高车辆节能效果上具有较明显的优势.     

基于上海市区道路行驶工况的混合动力汽车性能仿真研究

文章基于上海市区道路行驶循环进行了混合动力汽车的燃油经济性能仿真研究。具体内容包括动力部件的选型、控制策略的制定以及对混合动力汽车性能仿真结果的研究分析。在理论上阐述了改善混合动力汽车燃油经济性的方法以及混合动力汽车相对于传统燃油汽车的显著优势,为控制策略的具体制定奠定了基础。     

混合动力客车与常规车排放对比研究

利用车载测试系统,对并联及串联混合动力客车与常规客车进行了整车排放测试,分析了不同型式的混合动力车节能环保性能。研究表明：混合动力公交车比常规公交车具有更好的节能环保性能;并联混合动力竺享车油耗高于串联混合动力公交车;对于PM、HC和CO排放而言,并联混合动力公交车高于串联混合动力公交车,对于NOX而言,情况则相反。     

混合动力电动公共汽车控制策略的仿真

应用开关式和功率跟随式控制策略对混合动力公共汽车和原车的最高车速、原地起步加速特性等动力性指标和基于ECE15的百公里油耗进行了仿真和分析。得到如下结论：两种控制策略下HEV的百公里油耗与原车相比均有不同程度的改善，动力性能与原车相当；采用功率跟随式控制策略时车辆的燃油经济性优于开关式控制策略的燃油经济性；在总质量差别不大的情况下，由发动机动力输出端到驱动轮处的能量传递效率与发动机平均效率构成的整车效率对车辆的燃油经济性有最直接的影响；综合考虑，功率跟随式控制策略在动力性和燃油经济性方面有较好的综合性能，且该种控制策略有利于延长蓄电池的寿命。     

Integrated modeling and optimization of a parallel hydraulic hybrid bus

Hydraulic hybrid powertrains are a critical technology used in buses to improve fuel economy and emission performance. New exploration in configuring a parallel hydraulic hybrid bus (PHHB) is developed in this paper with no changes made to the conventional base bus driveline. An integrated model and simulation of the parallel hydraulic hybrid bus is built based on AMESim, which is used to model the hydraulic powertrain and conventional bus driveline, and interlinked with a Matlab/Simulink/Stateflow model of the control unit. Compared to conventional buses, the fuel economy of the PHHB improved by 28% in real road tests at the SMVIC (National Center of Supervision and Inspection on Motor Products Quality (Shanghai)); the approximate improvement of fuel economy was 30% in simulated runs, which validates our model. Then a Non-linear Programming by Quadratic Lagrangian algorithm (NLPQL), is applied to optimize control strategies for improving fuel economy and emissions. Simulations also demonstrate that fuel economy and emission performance can be significantly improved. However, optimum parameters for maximum fuel economy and minimum emissions are not consistent. Simulation results show tradeoffs between fuel economy and emissions in PHHB, and optimal parameters can be selected by balancing design objectives.     

纯电动乘用车关键系统设计研究及分析验证

本文主要针对某纯电动乘用车进行关键系统选型及匹配分析,首先基于整车性能目标及整车性能参数,确定其动力驱动方式及制动能量回收策略和方案。其次为了更好提升整车能量管理水平,改善能耗,提升续航里程,本文研究的纯电动汽车制动系统采用电液助力系统(IBS)。IBS系统能够有效进行能量计算,确定液压系统是否介入工作,在满足制动需求的同时,改善整车能耗,提升续航里程。最后,在关键系统选型及设计分析上,利用MATLAB仿真软件进行性能初选及设计,结合AMEsim分析软件对选型结果进行加速性能及中国工况续驶里程数据校核,通过仿真与整车试验验证整车性能满足设计指标。     

Design of a hydraulic anti-lock braking modulator and an intelligent brake pressure controller for a light motorcycle

The object of this paper is to design a new hydraulic modulator and an intelligent sliding mode pulse width modulation (PWM) brake pressure controller for an anti-lock braking system, for application to light motorcycles. The paper presents a design principle and a mathematical analysis of the hydraulic anti-lock braking modulator. The intelligent sliding mode PWM brake pressure controller based on vehicle acceleration is designed and tested. A three-phase pavement experiment and a rear brake influence test are undertaken to verify the performance of the controller and the modulator. A light motorcycle is built for the real vehicle anti-lock braking experiments. The experimental results show that both the intelligent controller and the hydraulic modulator designed in the study perform well in the anti-lock braking operation.     

新型混合动力汽车再生制动控制系统的实现

介绍了混合电动汽车的两种基本结构形式及CAN总线的工作特性,论述了再生制动系统储能装置和控制系统的原理。分析比较常用的几种储能装置,确定以蓄能器作为能量存储设备,利用自主开发的CAN智能模块和嵌入式微计算机主控模块,组成基于CAN总线的混合动力电动汽车的新型再生制动能量控制系统,运用相应控制策略实现再生制动能量控制。通过实际使用表明:该系统具有控制优良、运行可靠、成本低、能量利用率高等优点,极具应用前景。     

Improvement of drivability and fuel economy with a hybrid antiskid braking system in hybrid electric vehicles

When braking on wet roads, Antilock Braking System (ABS) control can be triggered because the available brake torque is not sufficient. When the ABS system is active, for a hybrid electric vehicle, the regenerative brake is switched off to safeguard the normal ABS function. When the ABS control is terminated, it would be favorable to reactivate the regenerative brake. However, recurring cycles from ABS to motor regenerative braking could occur. This condition is felt to be unpleasant by the driver and has adverse effects on driving stability. In this paper, a novel hybrid antiskid braking system using fuzzy logic is proposed for a hybrid electric vehicle that has a regenerative braking system operatively connected to an electric traction motor and a separate hydraulic braking system. This control strategy and the method for coordination between regenerative and hydraulic braking are developed. The motor regenerative braking controller is designed. Control of regenerative and hydraulic braking force distribution is investigated. The simulation and experimental results show that vehicle braking performance and fuel economy can be improved and the proposed control strategy and method are effective and robust.     

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制，便于实现整车动力学控制和制动能量回馈，从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中，一旦1台电机突发故障，其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩，从而造成车辆失稳，此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向，但会使车辆制动力大幅衰减或丧失，同样不利于行车安全。为了解决此问题，提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法，力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例，首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型，通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足；然后，建立了电动助力液压制动系统模型，并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性；接着，基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器，并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证；最后，通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明：在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下，通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿，能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。     

新型液压ABS系统的道路试验研究

对自主开发的汽车液压防抱制动系统 (ABS)按国家标准进行了实车道路试验研究工作 ,并与德国BOSCH公司的ABS5 3系统进行了性能对比试验。     

驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿

为了减小长期自动驾驶过程中制动性能下降带来的影响,提出了一种驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿方法。首先建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的驾驶机器人车辆制动性能离线自学习模型。然后考虑到驾驶机器人车辆长期自动驾驶导致离线自学习模型可靠性下降,建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的扩展自回归在线辨识模型,并采用模糊变遗忘因子递推最小二乘法进行参数辨识。模糊变遗忘因子递推最小二乘法通过引入遗忘因子的方式,对数据施加时变加权系数,以避免出现数据增长导致的数据饱和现象。模糊变遗忘因子控制器以制动力矩辨识误差为输入,经模糊规则推理实时输出合适的遗忘因子进行参数辨识,能够有效均衡驾驶机器人车辆制动性能参数辨识的稳定性与收敛速度。驾驶机器人车辆自动驾驶过程中,根据当前车速与目标车速的大小计算出所需的制动力矩,加上反馈回来的制动力矩误差,并结合当前时刻的车速,利用制动性能离线自学习模型与机械腿逆向运动学模型实时计算出制动电机输出位移量,实现对驾驶机器人车辆制动力矩的在线补偿。仿真与试验结果表明:利用所提出的方法对车辆动态制动力矩进行辨识时,通过调节遗忘因子,辨识结果能够快速收敛且辨识误差较小。在此基础上,控制驾驶机器人车辆进行纵向车速跟踪时,能够有效减小制动性能下降造成的影响,保证控制车速跟踪误差在±1km·h-1之内。     

智能分布式驱动汽车路径跟踪/制动能量回收协同控制策略研究

为了解决智能分布式驱动汽车路径跟踪与制动能量回收系统间的协同控制难题,充分考虑分布式驱动汽车四轮扭矩独立可控在智能驾驶系统中的优势,设计适应不同路面附着条件的智能分布式驱动汽车转向、制动分层协同控制策略。上层控制器依据不同的路面类型设计差异化的多目标代价函数,以综合优化各工况下的控制目标。高附路面下,制定满足最大能量回收值的全局参考车速,在线优化路径跟踪指令,实现最优能量回收的同时减小系统运算负荷;低附路面下,优先考虑车辆的路径跟踪性能和行驶稳定性,在多目标代价函数中取消对全局参考车速的跟随要求,增设终端速度约束与能量回收项性能指标并减小能量回收项性能指标的权重系数。上层控制器基于模型预测控制方法对多目标代价函数进行滚动优化与预测求解,得到期望的前轮转角及4个车轮的总制动扭矩需求。下层控制器根据制动扭矩需求对四轮的液压制动扭矩和电机制动扭矩进行分配,最终完成整个复合制动过程。基于MATLAB/Simulink和CarSim软件,搭建控制器在环仿真平台,并在高附和低附路面条件下对所提出的策略进行试验验证。研究结果表明：高附路面下,所提出的控制策略在准确跟踪期望路径的同时相较固定比例制动力分配方法可提升2.7%的能量回收值并减少约0.02 s的单次计算时间;低附路面下,与使用高附控制策略相比,能够保证车辆的路径跟踪准确性与行驶稳定性,同时可提升7.8%的能量回收值;控制器在环试验结果证明了该协同控制策略对车辆性能提升的有效性。     

液力缓速器恒速控制策略的仿真研究

简述了液力缓速器工作原理,并给出了所研究液力缓速器台架试验得到的转子转速与制动扭矩之间关系曲线.利用Matlab软件建立了车辆恒速下坡制动模型,通过仿真对比了控制周期、充液量初始值和每个控制周期内充液量变化值等参数对恒速控制效果的影响.根据液力缓速器控制参数的仿真结果,选定各参数最佳值进行了实车道路试验.结果表明,仿真得到的恒速控制策略应用到实际控制中是有效的.