An Investigation into Regenerative Braking Control Strategy for Hybrid Electric Vehicle

Energy regeneration during braking is an important technique for hybrid electric vehicle （HEV） to improve their fuel economy and extend their driving range. Due to the effect of regenerative braking torque which is added by electric motor, the braking torque distribution between front and rear axles should be changed and the control logic of anti-lock braking system （ABS） ought to be adjusted according to the regenerative braking torque. This paper put forward a braking control strategy for hybrid electric vehicle; the control strategy is implemented with eight DOFs （Degree-of-Freedom） nonlinear vehicle forward simulation model which is built under the environment of Matlab/Simulink. Based on target wheel slip ratio, a fuzzy logic approach was applied to maintain the optimal target slip ratio so that best compromise between hydraulic torque and regenerative torque can be obtained for the vehicle.     

插电式四驱混合动力汽车控制策略设计及优化

为有效识别驾驶员的驾驶意图,在保障插电式四驱混合动力汽车动力性的基础上,提高其燃油经济性,提出了一种转矩识别系数计算方法,设计了基于发动机输出转矩最优能量管理控制策略,讨论了每种工作模式的判别条件以及转矩分配方法.为避免单一优化算法运算时间长、容易陷入局部最优的固有缺陷,使用优拉丁超立方的方法进行试验设计,利用径向基函数神经网络(radial basis function, RBF)建立近似模型,使用多岛遗传算法对近似模型进行了优化.研究结果表明:对优化后的控制策略进行离线仿真得出,混合动力汽车在满足动力性能的前提下,百公里油耗降低了16.4%;将优化后的控制策略在dSPACE上进行硬件在环试验表明,所制定的控制策略,可以实现基本的能量管理,且加入转矩识别之后平均车速误差降低了39.9%,百公里油耗降低了8.5%.      

Torque distribution strategy for integrated starter/ generator hybrid bus implemented by fuzzy algorithm

A torque distribution strategy was designed by using fuzzy logic to realize the optimal control. Thevehicle load zones were dynamically divided into several zones by several torque lines to indicate the driversdemand and the high or low efficient operating areas of the diesel engine. The fuzzy logic controller withtrapezoid membership function and Mamdani rule reference mechanism was utilized. There are over 100 rulesused in this fuzzy-based torque distribution strategy which are sorted into four rule-bases. The fuel economyand acceleration tests were designed to test and validate the integrated starter/generator (ISG) bus perfor-mance using fuzzy-based torque distribution strategy. The fuel economy is improved 7.7% compared with therule-based strategy. Finally the road test results reveal that there is about 157% improvement of fuel economy.And the 0-50 km/h acceleration time is 9.5% shorter than the original bus.     

装配AMT的HEV动力总成协调控制策略

为了有效改善装有AMT的混合动力电动汽车(HEV)换挡品质和加速性能,分析了换挡过程的协调控制方法,在Matlab/Si mulink平台上建立了换挡仿真模型,并对换挡过程协调控制进行了仿真。研究结果表明:在各种状态切换过程中,采用仿真模型能够对HEV换挡过程协调控制进行模拟,在Ⅰ挡升Ⅱ挡换挡过程中,动力中断的时间仅为1.2 s,保证了动力传递的平稳性;提出的改善车辆加速性能的改进措施与优化控制策略,使车辆0～100 km.h-1加速时间由14.82 s降低到12.39 s。     

Optimal energy management for a complex hybrid electric vehicle: Tolerating power-loss of motor

The energy management may perform well under normal conditions, but may lead to poor behavior under abnormal situations. To tackle this problem, an optimal control strategy called rule-based equivalent fuel consumption minimization strategy (RECMS) is developed for a new complex hybrid electric vehicle (CHEV).It optimizes the energy efficiency and drive performance to cater for normal and power-loss operations of the tractive motor. Firstly, the strategy formulates a novel objective function based on the equivalent fuel concept.By accounting for the actual fuel cost, the equivalent fuel cost for the electric machines and virtual fuel cost for the drivability, the cost function is obtained. Furthermore, some penalty factors are presented to optimize the performance target. Finally, experiments for a practical CHEV are performed to validate a simulation model.Then simulations are carried out for both rule-based and RECMS. The results show that the optimal energy management is working well.     

混合动力汽车动力系统控制策略试验分析

介绍了一种混合动力客车动力系统的结构组成,阐述了该混合动力系统的各种工作模式、整车控制系统组成及控制策略,并通过其相关试验测试了数据信息。最后以该车能量消耗量试验过程数据为基础,分析了整车能耗状况、发动机工作区域及机械自动变速器与电机协调换挡控制策略。     

潮汐车道清空与下游路口信号协同控制方法研究

潮汐车道快速清空成为提高潮汐车道控制效率的关键环节之一.本文基于集散波理论对直行绿灯汇入及左转绿灯汇入流量差异状态下的车辆运行状态进行分析,构建车道指示灯切换时刻、下游路口信号控制和相应车道清空时间之间的关系模型,在此基础上设计车道清空时间与下游路口车均延误的组合优化模型.最后,利用遗传算法对目标函数进行最优求解,获取最优组合控制方案.经仿真验证发现,不同的车道指示灯变换时刻及下游信号优先策略,会提高车道的清空速率,但也会带来下游路口车均延误的增加,而通过组合优化模型的筛选可以寻找出平衡两者需求的最佳控制策略.     

液压机械无级传动系统综合控制策略研究

拟合出了发动机稳态输出转矩模型和燃油消耗率模型,给出了发动机最佳动力性和最佳燃油经济性的目标速比.在此基础上建立了液压机械无级变速传动系统和发动机的综合控制方案,给出了相应的油门-速比综合控制策略框图.最后应用Matlab/Simulink软件建立系统仿真模型对其进行仿真分析,仿真结果表明:所设计的综合控制策略能够实现...     

线控转向汽车的ADAMS/MATLAB联合仿真

在ADAMS/CAR中建立了线控转向整车多体动力学模型,基于稳态横摆角速度增益不变设计了线控转向的角传动比;并利用MATLAB/SIMULINK搭建了线控转向控制策略,即变传动比和横摆角速度模糊综合控制,由ADAMS/CONTROL接口模块实现了汽车典型行驶工况下的联合仿真。仿真结果表明,所设计的控制策略能够提高线控转向汽车的稳定性。     

城市信号交叉口混合交通秩序度模型

混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

带增程器的电动车控制系统设计

为了提高电动车的操控性,电机控制系统的灵活性并延长续驶里程,克服目前常用控制方法的弊端,设计了一种以单片机结合专用控制芯片的带增程器的电动车控制系统.介绍了系统的控制方案,通过数学计算和模拟仿真,设计并评价整车的控制策略.该系统采用模块化设计,专用控制芯片负责对电机的直接控制以减少单片机的工作负担,单片机主要负责对专用芯片的控制,并依据蓄电池SOC值控制增程器的开闭,实现整车系统的控制策略,实现了整车、增程器、电机控制的有效结合.最后测试了电机响应性能并进行了整车调试.     

城际零担货运平台车辆路径问题研究

在考虑城际零担货运平台现有各种不同补贴方案的基础上，以平台补贴成本、车辆使用成本及燃油成本之和最小为目标函数，建立考虑车-货匹配、车辆三维装载等约束条件的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法，计算货物匹配方案、车辆路径、货物装卸顺序、货物装载位置以及平台补贴最优决策方案。实验结果表明：改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与CPLEX优化软件得到的最优解偏差为3.31%；改进的量子粒子群算法通过在求解最佳中间位置时引入适应度函数值作为权重，求解的大规模算例结果比传统量子粒子群算法提高了0.91%；通过分析最优解的特点，将改进的量子粒子群算法与启发式算法相结合，算法的求解 质量提高了4.05%；通过补贴模式对比实验发现，在合理规划周期内，货主时长补贴和空载补贴的增长在维持总成本基本不变的情况下，可有效提升平台利润，提高车辆利用率。     

电动助力转向系统集成建模及仿真

构建了基于Matlab/Simulink的EPS系统模型、H.B.Pacejka轮胎模型以及三自由度整车模型,进而应用系统集成的方法构建了集成仿真模型,在此基础上分析了EPS系统对方向盘瞬态响应品质的影响并验证了助力控制策略。结果表明集成仿真模型具有较好的动态模拟特性,EPS具有较好的稳定性且控制策略能够较好的协调转向轻便性与路感的矛盾。     

四轮独立转向车辆稳定性的模糊最优控制方法

为改善四轮独立转向（4WIS）车辆的操纵稳定性,在设计了4WIS模型跟踪最优控制器的基础上,对最优控制参数对控制性能的影响以及4WIS车辆转向动力学特性进行了分析,提出了一种基于车辆转向状态的最优控制器参数调整策略,并设计了模糊逻辑控制参数调节器,实现最优控制器参数的自适应调整.结合4WIS车辆的八自由度动力学模型对提出的模糊最优控制系统进行仿真实验分析,结果表明:设计的4WIS模糊最优控制系统能够极大地改善车辆的稳定性与安全性;在高速低附着系数的极限工况下,该系统仍然够能保证车辆的理想转向状态.该系统对于强侧向风一类的侧向干扰具有很强的抑制能力;风速90 km/h的强侧风且无驾驶员干预情况下,车辆在320 m行驶距离内,侧向偏移量仅为0.78 m.      

带时间窗的甩挂运输路径优化问题研究

针对带时间窗的甩挂运输路径优化问题,考虑整车和卡车2种运输方式,以及整车、卡车、混合3种行驶路径,以行驶时间为目标函数构建模型,设计基于A、B策略的两阶段混合启发式算法.算例分析结果表明：针对客户规模在100以内的小规模算例,均可在3s内求得结果,策略B的求解时间少于策略A,而策略A的目标函数优于策略B;当客户规模逐步增至900时,选择策略A可获得更高的求解效率.可见,本文所构建的模型与算法是可行和有效的,对实际配送过程中的车辆指派与路径优化具有一定的参考价值.     

基于ADVISOR二次开发的Plug-in HEV模糊控制研究

针对插电式混合动力电动汽车(PHEV)运行特点,提出了PHEV最优模糊控制策略.模糊控制器将发动机的工作点控制在发动机最小燃油消耗的高效率区间内,使发动机具有较好的燃油经济性.根据路况功率需求和蓄电池SOC,调节发动机给定功率,并对能量回收不足SOC下降的情况进行改进,实现电池SOC平衡控制.将建立的模糊控制模型嵌入A...     

基于交叉熵算法的电动车辆复合电源参数优化

为了提升电动汽车动力性能、降低车辆成本，以复合电源成本和车辆电耗最小为目标，通过交叉熵（cross- entropy，CE）算法对车载复合电源的参数优化进行了研究. 首先，以某款纯电动汽车为研究对象，根据能量与功率性能指标确定锂离子电池和超级电容的容量范围；其次，选取复合电源成本和车辆电耗建立多目标优化函数，并在ADVISOR环境中搭建车辆仿真模型；接着，采用CE算法，通过种群的不断迭代，更新高斯概率密度函数的均值和方差，找到复合电源参数的Pareto最优解集；最后，从最优Pareto解集中选取典型的匹配参数，分析复合电源成本、车辆电耗和整车性能. 研究结果表明:在满足基本约束的前提下，得到了由100个解组成的Pareto最优解集. 与第二代非劣排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，NSGA-Ⅱ）比较，CE算法有更好的收敛性与分布性；复合电源成本平均降低了9.49%，车辆电耗平均降低了22.81%； 此外，城市道路循环工况（urban dynamometer driving schedule，UDDS）下车速误差最大值降低16.15%，整车动力性也有显著提升，百公里加速时间缩短7.81%，最高车速提升1.98%.      

城市快速路出口匝道与衔接交叉口整合控制模型

在出口匝道接地点离交叉口距离过近时,为避免衔接交叉口的拥堵易回溢至快速路主线,提出一种基于CTM的出口匝道与衔接交叉口的整合控制模型.在出口匝道存在超长排队时,实行相位绿灯延长或绿灯提前激活策略;在出口匝道不存在超长排队时,以出口匝道及衔接信号控制交叉口车均延误最小化为目标,实时动态优化衔接交叉口的周期和绿信比.仿真结果表明:采用控制模型,衔接交叉口的车均延误虽然增加了1.74 s,但可以将排队长度从大于200 m降低至160 m以内,从而可以保证出口匝道衔接区域和快速路主线的畅通,因此,控制策略及模型合理有效.     

车路协同环境下群体车辆诱导与协同运行方法

为解决城市发展带来的交通拥堵问题,发掘道路交通的潜力,提高车路协同环境下车辆在路网中的行驶效率,面向群体车辆提出了一种诱导优化方法和协同控制策略;在车辆诱导分配方面,在起始点和目的地之间的可达路径中,以交通效率最优、车辆排放最小为目标,设计了基于道路饱和度、车辆行程时间和延误的群体车辆分配规则,建立了群体车辆诱导分配优化模型,并用多目标非支配排序遗传算法-Ⅱ(NSGA-Ⅱ)和多目标粒子群优化算法进行求解;在车辆协同运行控制策略方面,基于引力场思想建立了多车协同运行模型,并提出了多车协同加减速策略;通过仿真验证比较了不同网联自动驾驶车辆(CAV)渗透率下的车辆诱导优化结果,同时仿真了车辆协同加减速策略,并将诱导优化方法和协同控制策略进行了联合仿真。仿真结果表明:多目标诱导分配方法可以提升车辆速度和环境效益,且群体车辆平均速度与CAV渗透率正相关;在四车组队行驶环境中,车辆协同加减速策略能够将车辆在加速和减速时的初始平均加速度分别提高15.0%和8.2%,让车辆快速达到目标速度,保障行车安全;在联合仿真环境中,路网群体车辆的加速度平均提高了11.6%,速度平均提高了1.6%,碳氧化合物排放量减少约4.9%。由此可见,提出的方法能够提高路网通行效率,降低车辆能源消耗,减少对环境造成的不良影响。      

AMT汽车起步过程离合器接合控制的研究

对离合器的接合过程进行分析,找出了影响离合器接合性能的主要因素;从满足车辆的使用要求出发,确定了离合器的最佳接合规律;制定了基于模糊控制原理的控制策略,其中系统的输入分别为油门开度、离合器主从动盘转速差和离合器接合行程,系统输出为离合器接合速度;利用MATLAB/SIMULINK软件建立了汽车起步时离合器接合控制的仿真模型。仿真分析证明:该离合器接合控制策略是合理有效的。