PFI汽油机空燃比控制仿真及试验研究

基于发动机台架试验,建立并标定了进气道燃油喷射单缸汽油机一维仿真模型,探索了空燃比控制的新方法。依据经典控制理论,通过所建空燃比PID控制器与参数整定,实现了稳态空燃比控制。基于x-τ油膜模型,提出了其代数控制X-Y油膜方程,分析了进气道燃油传输过程对空燃比控制的影响;通过燃油阶跃扰动法,对X,Y参数进行识别,获得了X,Y参数MAP图,构建了离散化燃油动态补偿器,实现了空燃比在瞬态工况下的前馈控制。     

电喷天然气发动机空燃比闭环控制及仿真研究

建立了用于控制仿真分析的天然气发动机动态模型 ;利用所建立的动态模型 ,进行了天然气发动机空燃比控制的动态仿真 ,分别采用PID控制器和神经网络控制器进行控制 ,并对控制效果进行了研究 ,比较分析了不同的控制策略在空燃比控制系统中的作用。     

基于模型的汽油机过渡工况空燃比控制研究

针对汽油机过渡工况的空燃比控制精度问题,对装备FAI电喷系统的汽油机进气道内燃油动态特性现象学模型(X-τ模型)参数进行了标定,并分析了进气道温度、发动机转速和负荷对模型参数的影响。通过对汽油机过渡工况空燃比进行的基于模型的控制试验,验证了该方法可以有效满足汽油机对过渡工况空燃比快速响应、精确控制的要求。     

汽油机燃油动态特性的标定

在空燃比传输延迟时间和UEGO传感器(宽域氧传感器)响应时间常数确定以后,利用燃油扰动法打破油膜平衡状态,用UEGO传感器记录汽油机混合气空燃比的变化过程,采用最小二乘法对空燃比测量值进行处理,从而得到燃油动态特性参数值。介绍了标定过程及数据处理方法,并对标定结果进行了验证。     

基于小波网络逆系统的汽油机瞬态空燃比预测控制研究

为实现瞬态空燃比精确控制,提出基于小波网络逆系统的复合预测控制策略。利用小波网络辨识空燃比系统逆模型,实现对瞬态空燃比系统中进气量的动态前馈补偿,并将该逆系统与原系统串联构成一伪线性系统,然后结合动态矩阵控制对系统的扰动、误差等进行修正,实现对非线性、时滞、时变的瞬态空燃比系统的预测控制;最后利用瞬态工况试验数据进行仿真,并与台架试验数据进行对比,结果表明小波网络逆模型能高精度地逼近空燃比瞬态过程,结合动态矩阵控制可提高系统的鲁棒性和抗干扰能力,该复合预测控制策略能实现、也适合发动机瞬态工况空燃比的精确控制。     

基于神经网络的车用汽油机过渡工况空燃比辨识

以HL495Q电喷汽油机为研究对象,提出了一种基于BP神经网络的空燃比辨识方法,比较了不同拓扑结构的神经网络对空燃比辨识精度的影响,得到了一种最优的空燃比模型。试验结果表明,空燃比模型能高精度地逼近空燃比的实际动态过程,模型的平均相对误差小于2%。     

喷油脉宽和燃油修正指数在油控故障诊断中的运用

发动机电子控制单元ECU对空燃比的控制是通过燃油喷射的控制来完成。发动机工作时,ECU从传感器获得空气流量等信号,计算喷油量,从而使混合气空燃比达到预先设定的最佳值。发动机工作时,如果进气系统和燃油供应系统发生故障,都会造成混合气空燃比失调。文中应用丰田皇冠3GR-FE发动机运行的仿真数据,对于上述原理进行论述。     

基于Elman神经网络的车用汽油机过渡工况空燃比辨识

以HL495Q型电喷汽油机为研究对象,分析了汽油机空燃比的数学模型,提出了一种基于Elman神经网络的过渡工况空燃比辨识方法。试验结果表明,Elman神经网络空燃比模型具有简单的网络结构,能高精度地逼近车用汽油机空燃比的实际动态过程,模型的平均相对误差小于1%,优于前馈BP神经网络模型的辨识结果。建立的Elman神经网络空燃比模型能改善过渡工况空燃比控制精度,提高排放性能。     

基于离散油膜模型的汽油机瞬态空燃比控制

为了解决进气管喷射汽油机在瞬态工况的空燃比控制问题,针对现有的发动机平均值模型,讨论了其中的油膜模型和油膜补偿器模型存在的问题和原因,建立了能直接用于微控制器的离散化油膜模型以及相应的油膜补偿器模型,用Matlab/Simulink对补偿效果进行仿真研究。结果表明,该模型能很好地补偿发动机瞬态工况的喷油量,把空燃比误差控制在允许的范围内,使发动机的动态响应更加迅速和平稳。     

不同还原过程空燃比大小对降低稀燃汽油机NOx排放的试验研究

运用自行开发设计的稀燃发动机电控系统和催化系统，对稀燃汽油机运用吸附还原催化法在不同的还原过程空燃比条件下降低NOx的排放进行了研究。试验结果表明，还原过程空燃比越小，吸附还原催化器吸附的NOx还原就越彻底，汽油机排出的NOx也越少。但稀燃汽油机的燃油消耗率增加，经济性变差。     

基于PIC18F458的电子节气门控制系统设计

针对电子节气门的构造及其机械结构中存在的非线性问题,设计了基于PIC18F458的电子节气门控制系统。该系统利用PIC的A/D转换以及脉宽调制功能来控制节气门,实现了电子节气门的位置控制。试验结果表明,该电子节气门控制系统具有良好的跟随特性,提高了汽车的动力性、平稳性和经济性。     

一种插电式混合动力车仿真

针对一种插电式混合动力系统,介绍了其系统结构及工作原理,在Matlab/Simulink中开发了混合动力控制策略,并利用Cruise软件建立整车仿真模型,对整车的动力性和经济性进行了仿真,校核了动力部件选型的合理性.仿真结果表明:这种插电式混合动力车能达到很好的燃油经济性,通过合理选择传动系统速比可以兼顾动力性和经济型...     

Development of fuel cell hybrid powertrain research platform based on dynamic testbed

An experimental research platform based on a dynamic testbed is developed and applied for fuel cell hybrid powertrain integration and control. A driver brake model is added to the dynamic testbed to simulate the braking process of an electric vehicle. Sub-systems of the fuel cell hybrid powertrain are tested, and characteristic parameters are obtained. A simulation platform is constructed in LabVIEW environment, and its validity is verified by dynamic test results. A real time control system is developed with an embedded PC for the function of rapid control prototyping. Using this platform, fuel cell battery hybrid and fuel cell supercapacitor hybrid configurations are investigated. This platform provides a powerful tool for fuel cell powertrain research and development.     

Air flow trajectory and surge avoidance of centrifugal compressor under variable pressure operation of automotive fuel cells

The compressor of an automotive proton exchange membrane fuel cell requires severe dynamic performance under normal driving patterns. Because the air flow demand of the automotive fuel cell requires steep increase/decrease, it is very important to understand the air flow trajectory of the centrifugal compressor to avoid the compressor surge. In this study, a simulation model of an automotive fuel cell system with a dynamic compressor was developed to investigate the proper trajectory of air flow rate on a performance map of an air compressor. The dynamic response of the compressor shows that the cathode inlet and exit valves have a significant effect on surge evolution. In particular, the results showed that a proper combination of valve opening areas is required to avoid compressor surge. In this study, the original two valve approach was reduced to a single cathode exit valve control with fixed cathode inlet orifice. A surge rejection algorithm was also developed, based on the comparison of surge protection envelope pressure with actual measured pressure. The results show that surge evolution is effectively avoided by controlling the cathode exit valve.     

Investigation of engine restart stability after idle stop for a mild type HEV powertrain

Stringent regulations on exhaust emissions and fuel economy for vehicles have become major issues in the automotive industry. Hybrid electric vehicles (HEV) are one of the crucial alternative plans to current conventional vehicles, but they have drawbacks, which include increases in total hydrocarbon (THC) emission from the engine and deterioration of the combustion stability with frequent stopping and restarting of the engine. Intake port fuel film is evaporated up during the deceleration state due to the fuel-cut. The λ (relative A/F ratio) at engine restart is lean because part of injected fuel is used to form the fuel film in the intake port. This study revealed the behavior of a fuel film in engine stop with fuel-cut and in engine restart with a simulation model. To investigate the fuel film characteristics, a simulation model was applied and validated with a single-cylinder engine. The simulation result shows that λ of at least 1.2 is required for a stable engine restart. The minimum injection quantity of the first cycle for stable combustion is suggested to be at least 240% of the steady-state idle condition.     

CNG/柴油双燃料车用发动机排放特性研究

通过用YZA102Q柴油机改装的CNG／柴油双燃料发动机进行燃用双燃料和纯柴油两种情况下的对比试验。对CNG／柴油双燃料发动机THC、CO、NOx和烟度的排放特性，以及空燃比、引燃油量、喷油提前角对双燃料发动机排放的影响进行了研究和分析。     

重度混合动力汽车燃油经济性和排放多目标优化

考虑重度混合动力汽车运行模式切换时发动机频繁起停对油耗的影响,建立了整车动态仿真模型和综合考虑燃油消耗和排放的多目标优化模型,采用简化控制变量的动态规划算法并结合自动变速器经济性换挡规律,在NEDC工况下对多目标优化模型进行仿真.结果表明,发动机的频繁起停对整车燃油消耗有显著影响,采用动态规划算法可全局优化整车燃油经济...     

中度混合动力汽车燃油经济性预测控制研究

利用车载全球定位系统(Global Position System,GPS)和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)所提供的混合动力汽车未来一段预测路线上的道路交通信息、以及汽车当前运行状态模型,建立混合动力汽车在未来一段预测路线上的运行状态模型;以蓄电池荷电状态为系统状态变量,电动机/发电机转矩为决策变量,混合动力汽车等效燃油消耗量最低为优化控制目标函数,运用动态规划逆序算法,建立了中度混合动力汽车预测控制数学模型;研究了混合动力汽车转矩分配的最优控制方法,并就如何减少动态规划法的计算量进行了研究。文中给出了某混合动力汽车的最优控制计算实例结果。     

客运企业能源消耗统计模型的研究

为了适应当前汽车运输企业的经营现状,通过建立燃油消耗统计模型,对燃油消耗量进行统计。以燃油消耗量为因变量,以影响燃油消耗的因素：周转量、客运量、车龄、驾驶员驾龄、平均车速、实栽率、行驶里程作为自变量,建立多元线性回归模型。通过拟合优度检验、F检验,判断其线性相关性,再运用逐步回归法优化统计模型,从而实现在知道有限数据信息的情况下,预测出该企业当月的车辆燃油消耗总量。将企业调研的实际统计数据代入统计模型计算的燃油消耗量,与实际统计燃油消耗量比较接近,而且统计过程得到简化。结合统计模型的研究方法开发了相应的统计软件。     

机械传动车辆起步及连续加速过程性能仿真研究

基于部件的工作原理或试验结果,在Matlab/Simulink环境下,建立了某型机械传动车辆动力传动系统的模块化动态仿真模型,采用该仿真模型模拟了在不同驾驶模式下,车辆起步及连续加速过程中的动力性和燃油经济性。