ISG型混合动力汽车发动机启动过程分析

针对ISG(integrated-starter-generator)型混合动力汽车建立相应的ISG电机-发动机仿真模型,研究不同的电机控制策略对发动机启动性能的影响,通过控制电机的转速和转矩快速拖动发动机启动,并根据发动机台架试验确定最优的电机控制策略.试验结果表明,通过合理控制ISG电机能够实现发动机快速启动,取消发动机启动加浓过程,降低启动时的油耗及排放.     

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%。     

基于移动供电技术的军用ISG混合动力车辆控制规则优化研究

为解决现有移动式供电技术存在的问题,满足未来陆战平台的更高要求,提出一种基于移动式供电技术的起动-发电一体化(integrated starter generator,ISG)混合动力系统的集成化方案,充分发挥了ISG电机的性能优势。综合考虑动力电池充放电特性和发动机效率特性,对军用ISG混合动力车辆控制规则进行了优化研究,在此基础上提出了模式切换控制策略和转矩分配控制策略。以某ISG混合动力车辆为研究对象,基于Cruise-Simulink联合仿真平台构建模拟战时行驶工况对控制规则进行仿真验证。与原传统车辆相比,整车动力性明显提升,油耗降低了30.38%;控制规则能合理分配发动机和电机之间的转矩以满足驾驶员转矩需求;动力电池SOC值保持在合理范围内;发动机大部分工作点分布在经济工作区内,优化了发动机运行工况。结果表明,针对军用ISG混合动力车辆提出的控制规则是合理有效的。     

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。     

双离合ISG混合动力汽车控制策略

对双离合ISG混合动力汽车的结构和工作要求进行分析,针对双离合ISG混合动力汽车动力系统提出了动态、静态相结合的逻辑门限控制策略。根据设定的静态逻辑门限值判断整车所处的工作模式,在确定的工作模式下查找最佳工作点以控制发动机和ISG电机的输出转矩。基于Matlab/Simulink仿真软件建立动力系统仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明,所采用的控制策略能够满足整车动力性要求,燃油经济性较传统汽车提高了19%,能有效降低混合动力汽车的尾气排放。     

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.     

辅助动力单元启动过程扭转振动的PID控制

本文中首先建立了某混合动力汽车辅助动力单元的扭振动力学方程和仿真模型,给出了发动机激振转矩和电机控制转矩的解析表达式,通过台架试验对模型进行了验证与参数调整。接着利用加权方式将动力性、舒适性和经济性等多目标要求定义为单目标性能评价函数,并通过敏感度分析确定各权重系数。然后基于非线性状态方程设计PID控制策略,对系统扭转振动进行主动控制。最后应用算例分析系统参数和控制参数对控制效果的影响。仿真结果显示:PID主动控制能有效降低APU在启动过程中的扭振而不显著增加能耗与启动时间;电机转矩响应时间与控制参数对控制效果有较大影响。     

四轮驱动混合动力汽车模式切换协调控制

混合动力汽车通过发动机和电机两种动力源实现多种驱动模式，不同动力源的切换对整车动力性能和驾驶性能有着重要影响。在四轮驱动混合动力汽车的基础上，针对模式切换过程中不同动力源响应性差异造成驾驶性能变差的问题，以纯电动向混合驱动模式切换过程为研究对象，提出了以离合器、电机和发动机为控制对象的协调控制策略，通过控制离合器接合压力并结合电机定转矩补偿控制，同时对发动机转速进行PID闭环控制。台架和实车试验结果表明：该控制策略能够快速平稳地实现驱动模式切换，提高了整车驾驶性能。     

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。     

P2混动自动变速器的离合器自适应控制

为了解决混合动力系统动力耦合的响应性和舒适性问题，建立混动离合器C0起动发动机过程和并联动力输出模式下的功率流模型。对C0起动发动机的控制过程进行仿真分析，针对C0的起动扭矩和电机的输出扭矩在时间和空间上的匹配问题，提出以换挡离合器的滑摩控制来进行缓冲的策略。为了实现稳定精确的发动机起动控制，消除各自的扭矩控制、液压系统特性的误差，提出C0离合器起动发动机的自适应控制和B1离合器滑摩自适应控制，以换挡离合器滑差和发动机转速的超调量为监控对象，对C0离合器各阶段压力控制参数进行自适应调整，以优化发动机起动过程。研究结果表明：通过换挡离合器的滑摩控制可以很好地解决C0离合器扭矩和电机扭矩的匹配问题，即使在换挡过程中对发动机起动也能保证良好的舒适性，并控制过程时间在1.5 s内；在整车试验过程中，通过对C0压力的自适应调整，发动机转速的超调和起动冲击问题均可以得到有效解决。     

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.     

并联混合动力汽车从纯电动驱动到发动机驱动的协调切换控制

从纯电动切换到发动机驱动,是并联混合动力汽车的状态切换模式之一.在切换过程中,为保持整车动力性能的平稳性和舒适性,必须对电机和发动机进行协调控制.以状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出“发动机调速+发动机/电机转矩优化分配”协调切换控制策略.建立并联混合动力汽车传动系统整车动力学模型,应用极大值原理,将二次型最优控制算法运用到控制策略中,并建立以车辆行驶平顺性为目标的泛函,设计了状态切换控制器.仿真结果表明,在动力切换过程中,该切换控制算法能有效控制混合动力系统在状态切换过程中的转矩波动,保证动力传递的平稳性.     

轻度混合动力轿车ISG电机特性试验研究

开发了带全浮式ISG电机的并联轻度混合动力轿车,在Matlab/Simulink中建立了整车模型,并对发动机和ISG电机的输出转矩进行了匹配分析.分别在电机试验台和转鼓试验台上进行了ISG电机性能试验和混合动力轿车启动时的排放及油耗试验.结果表明:发动机和ISG电机的输出转矩能满足循环工况需求;在电动和发电模式下,ISG电机均有较高的输出效率;启动时发动机点火提前角从上止点后5°CA推迟到上止点后15°CA,NOx排放量约降低24.6%;混合动力车消除了原车启动时混合气过浓现象,100km油耗约降低14.2%.     

混合动力离合器启动发动机的控制策略研究

研究了P2结构混合动力传动系统通过IMG电机和混动离合器对发动机的启动控制。建立了与发动机启动过程相关的关键物理模型和控制策略模型,并分析了模型物理参数和控制参数对启动性能的影响。通过仿真发现,发动机的启动转速、混动离合器的压力控制都会对发动机的启动时间和舒适性造成影响。在发动机启动过程中,对换挡离合器采用滑摩的控制方式来消除混动离合器压力与控制转矩不匹配时产生的冲击。通过对发动机转速的超调量进行监控,动态地自适应调整混动离合器的控制压力以保证控制效果的一致性。为了兼顾不同油门下对发动机启动过程的动力性和舒适性的要求,通过离合器压力控制,对小油门工况采用舒适型启动控制,对大油门工况采用动力型启动控制。整车的试验结果对离合器启动发动机的控制过程进行了验证,从启动时间和舒适性角度满足整车对启动性能的要求。     

ISG型中度混合动力AMT汽车换挡综合控制

在对ISG型中度混合动力AMT汽车系统效率进行优化的基础上,提出整车工作模式切换控制策略.以各工作模式下系统效率最高为目标建立ISG型中度混合动力AMT系统的经济性换挡规律.针对不同工作模式的运行特点,分别采用ISG电机或电子节气门参与动力源转速/转矩调节控制以优化AMT换挡品质.采用Matlab/Simulink仿真...     

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.     

插电混合动力汽车熄火抖动优化

插电混合动力汽车的怠速工况,发动机为电池充电,因此其怠速转速比传统燃油车更高。在熄火过程中可能会出现抖动较大的问题,引起较大抱怨,严重影响整车品质。文章对车内振动、发动机转速和发动机内部控制参数进行了深入测试及分析。综合利用时频分析,相关性分析和与燃油车对比分析的方法来识别熄火抖动较大的原因。研究表明,插电混合动力汽车由于怠速转速较高,熄火时转速下降较慢,激起了系统零部件结构模态引起较大抖动。通过优化标定策略可以迅速减小熄火过程的进气量,使转速更快下降至停止,该方案将熄火过程的抖动幅值改善了40%,主观感受较好,达到优化目标。     

四轮驱动混合动力汽车驱动防滑控制策略的研究

本文中以具有发动机、ISG电机和轮毂电机多个动力源的四轮驱动混合动力汽车为研究对象,依据驱动轮的滑模变结构控制算法,制定了目标驱动转矩控制策略。同时,基于模糊控制算法制定了各动力源的转矩协调分配控制策略,并对模糊推理器输出的各转矩进行了修正。在Matlab/Simulink环境下对所设计的控制策略进行了离线仿真。结果表明,在棋盘路面工况下,所设计的控制策略能有效抑制各驱动轮过度滑转,提高了混合动力汽车的动力性和行驶稳定性,改善其燃油经济性。     

ISG柴油混合动力客车能量分配策略研究

以ISG柴油混合动力客车整车控制策略为基础,综合考虑客车燃油经济性和排放,提出一种基于模糊神经网络的能量分配策略,该策略根据模糊控制原理,结合人工神经网络自主学习功能,以电池SOC、整车需求转矩以及发动机转速为模糊输入来确定发动机和电机的最佳输出转矩分配,再以神经网络对控制的模糊规则进行记忆.仿真结果表明,该策略比普通逻辑控制更加有利于燃油经济性的提高,并在一定程度上改善了排放性能.     

四驱混合动力汽车控制策略仿真

简要介绍一款四驱混合动力汽车的基本结构,并且根据汽车行驶的转矩需求,详细论述了不同工作模式下汽车的各个动力部件的转矩分配以及混合动力汽车在模式切换时,各个控制器及动力部件之间的协同工作情况。提出了由ISG电机和后驱电机进行转矩补偿的转矩协调控制策略,以改善汽车的驾驶性能。最后在Matlab/Simulink中搭建了前向式仿真模型,对汽车的转矩分配策略以及转矩协调策略进行了仿真。仿真结果表明,该控制策略是有效的、可行的。