双质量飞轮保护策略研究

双质量飞轮是整车动力传递的稳定器，是提升驾驶体验的法宝，但起动过程的冲击往往也会给双质量飞轮带来重大的冲击，影响飞轮使用寿命。本文从软件策略、标定、硬件等多角度开展对双质量飞轮的保护研究，并通过试验进行充分验证，最终提出完整的飞轮保护措施。     

并联式混合动力汽车模式切换控制策略研究

并联式混合动力汽车模式切换时离合器会介入传动系统,容易引起较明显的冲击感,是影响整车驾驶舒适性的主要因素。为此,提出了基于离合器双模糊和电机转矩协调的模式切换控制策略。首先建立混合动力汽车模式切换过程的动力学模型,以减小离合器滑磨功为目标,对模式切换时的离合器接合过程进行划分;其次,结合混合动力汽车模式切换的基本要求和驾驶意图,制定离合器双模糊控制策略,分别对滑摩阶段的接合时长和转矩同步阶段的压力变化率进行控制;然后以离合器滑磨功和整车冲击度为优化目标,采用二次型最优控制算法对滑摩阶段的接合压力进行优化,从而获取模式切换过程中离合器的最优接合压力轨迹;在此基础上,通过实时计算离合器传递转矩,根据电机转矩响应快的特点,制定电机转矩协调控制策略;最后,基于某混合动力试验样车,在底盘测功机上分别进行缓加速、中等加速和急加速下的模式切换试验,对所提出的控制策略进行验证。试验结果表明：该策略能较好地反映驾驶人驾驶意图,保证离合器的使用寿命,所产生的整车冲击度均处于合理范围之内,改善了整车模式切换过程中的驾驶舒适性。     

混动车型平衡轴齿轮敲击噪声优化

为了优化纵置混动车型平衡轴齿轮敲击噪声，对比横置车型结构差异，识别出飞轮惯量变大，曲轴模态降低，平衡轴驱动齿圈角加速度变大，导致平衡轴齿轮敲击，而常规单级减振器匹配呈现“此消彼长”规律，无法覆盖发动机全转速段角加速度优化目标，因此开发出双级扭转减振器，降低平衡轴驱动齿圈角加速度，可解决齿轮敲击问题；使用Simpack软件搭建了齿轮敲击多体动力学模型，研究了平衡轴齿轮敲击产生和传播机理，进而开发出双消隙平衡轴，通过减小啮合过程中轮齿双侧受力冲击，进一步优化了齿轮敲击噪声。结果表明，综合使用双级减振器和双消隙平衡轴可解决齿轮敲击问题，对平衡轴齿轮设计和敲击问题优化具有重要的工程意义。     

基于预测滑转率的转矩分配策略研究

为解决后轮双电机驱动电动汽车的动态非线性转矩分配问题,提出一种预测并优化输出的分配策略。基于车辆动力学计算转矩输出,使用粒子群优化(PSO)算法及路面检测系统修正输出转矩,以某型后驱双轮毂电机样车为基础,设计优化分配算法,通过CarSim搭建整车联合仿真模型验证算法的性能,并以整车控制器为基础对设计的算法进行硬件在环测试。测试结果表明,提出的动态转矩分配策略可以根据实际工况分配驱动轮的转矩,降低驱动轮滑转率,提高整车的驾驶性能。     

乘用车加速工况动力传动系扭振分析与改进

采用简化的活塞曲柄连杆机构,以实测时变缸压为激励,同时考虑了曲柄连杆机构时变转动惯量、离合器非线性刚度、齿轮侧隙和齿轮啮合时变刚度等因素,建立了乘用车动力传动系3挡集中参数扭振模型,计算分析了传动系固有振动特性。进行3挡全油门加速工况下的试验和仿真,对比其飞轮、输入轴和输出轴的2阶主谐次扭振加速度信号,验证了模型的有效性。分析系统的扭振响应发现在2 500~2 700r/min之间系统发生共振现象,输入轴的最大扭振加速度值为1 650rad/s2。在模型中换用双质量飞轮后的试验和仿真都表明,在整个加速区间内避免了扭转共振现象,输入轴的最大扭振加速度值大幅度减小至313.6rad/s2。     

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。     

某轻型客车双质量飞轮应用

本文首先阐述了多质量飞轮产生的背景,对双质量飞轮式扭振减振器的结构和性能作了简要的说明,其在传动系共振噪声优化改善方面有着很好的作用和效果。针对某轻型客车存在传动系存在共振噪声的问题,分别对装单质量飞和双质量飞轮的噪声和振动进行对比测试,通过对比测试数据结果,共振噪声得到了很好的改善和解决。     

德国鲁克公司双质量飞轮(下)

(上接2006-5期) 5、发动机起动发动机起动过程中如何跨越共振点的问题,自从双质量飞轮刚开始开发的时候起就是一个棘手的问题。本来,双质量飞轮通过采用大质量的次级飞轮而将传动链的共振频率转移到怠速转速以下,借此在汽车行驶过程中形成良好的隔振性能。     

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。     

纯电动汽车传动系统-电机结构参数协同设计优化

提出一种纯电动汽车传动系统与电机结构参数协同设计优化方法，来提高纯电动汽车动力性与经济性，同时降低永磁同步电机齿槽转矩以降低电机的振动噪声。首先，以电机结构参数为输入，额定转矩与齿槽转矩为输出，开展了基于电机多参数仿真和不同机器学习预测模型精度的研究，并建立永磁同步电机额定转矩和齿槽转矩的高精度机器学习预测模型；其次，利用电机基本设计参数（额定转矩、峰值转矩、额定转速、峰值转速）以及峰值效率构建永磁同步电机效率map图的快速预估数学模型；再次，基于电机齿槽转矩预测模型以及电机效率map图的快速预估数学模型，建立电机结构参数与效率特性的映射关系；最后，以电机结构参数和传动比为优化变量，整车动力性、经济性以及电机齿槽转矩为优化目标，运用遗传算法进行多目标优化。仿真结果表明，相较于优化前，优化后的整车性能0-100 km/h加速时间缩短了27.3%,15 km/h最大爬坡度提高了40.5%,WLTC工况能耗减少了1.6%，电机齿槽转矩降低了42.2%。     

某纯电动汽车电机啸叫噪声优化

纯电动汽车在整车NVH性能开发过程中,驱动电机存在8阶啸叫噪声,严重影响整车NVH性能品质。通过整车试验、主观评价及CAE仿真分析手段,验证出空气传播为车内8阶啸叫噪声大的主要路径,锁定驱动电机逆变器壳体共振及电机悬置支架振动是造成8阶啸叫噪声大的关键因素。为有效解决驱动电机8阶啸叫噪声问题,实施电机逆变器壳体结构优化及电机悬置支架安装动力吸振器优化措施,并搭载整车进行试验验证,最终有效解决驱动电机8阶啸叫噪声问题,提升了某纯电动汽车整车NVH性能品质的同时,为后续驱动电机NVH性能开发积累了宝贵经验。     

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。     

分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

Strategy of Acceleration Torque Compensation Control for Electric Vehicle

为了解决电动汽车在急加速和急起动时电机输出动力不足难以满足驾驶员对动力需求的问题,在对汽车加速过程力矩特性分析的基础上提出了一种加速转矩补偿控制策略.该策略可在线性稳定的驱动力矩控制策略的基础上确定基本驱动力矩.采用模糊控制算法开发了以加速踏板开度及其变化率为输入、目标扭矩增量为输出的驾驶员意图表达控制器.在此基础上设计了加速转矩补偿算法用于计算补偿扭矩.最终确定了驾驶员的转矩需求并向电机驱动系统发出了转矩控制指令.仿真结果表明,该控制策略能够显著提升电动汽车的加速性能.     

分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真EI北大核心CSCD

采用Matlab/Simulink软件建立分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统的仿真模型,并通过仿真,分析系统起动、加速和能量回馈制动时的动态特性。结果表明,该轮边电机传动系统的输出转矩发生突变时会引起速度和加速度的抖动,并影响整车动态特性。针对受传动系统输出转矩抖动影响较大的因素,采用状态反馈控制方法从理论上解决系统的振动问题,改善整车动态特性,提高车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。     

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.     

双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究

为研究不同预选挡机制下的双离合变速器敲击特性和控制方法，分别在整车和敲击台架上评价变速器的敲击主客观表现和随角加速度变化的敲击灵敏度；其次，根据敲击灵敏度，整车扭振响应和敲击主客观结果的相关性提出了一种定量评价变速器输入轴角加速度的无敲击扭振阈值。在相同整车上分别评价不同扭振和敲击的被动控制措施，包括离合器式扭转减振器，双质量飞轮式扭转减振器，以及离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器的组合方案。台架试验结果表明预选挡显著改变双离合变速器的敲击特性，在某一激励幅值时产生敲击突变现象。整车试验结果表明离合器式和双质量飞轮式扭转减振器无法满足双离合变速器加速工况无敲击扭振阈值要求，在低转速段产生明显敲击；离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器组合方案的输入轴角加速度幅值满足无敲击扭振阈值要求，消除了双离合变速器动力系统存在预选挡时的加速敲击。     

环境温度对整车起动阻力矩的影响研究

发动机内部阻力和变速器输入轴的阻力是汽车在起动过程中需要克服的主要阻力,尤其在寒冷的冬季,需要给发动机提供更多的燃料,才能克服相关阻力使车辆顺利起动。为提高整车起动性能并降低排放和油耗,基于转毂和环境舱在整车上开展发动机和变速器输入轴阻力矩研究,通过测试在不同环境温度、不同发动机转速或车速下对应的发动机和变速器输入轴阻力,研究发动机和变速器输入轴阻力矩随温度的变化情况。通过测试研究发现,发动机和变速器输入轴阻力矩会随着环境温度的降低而增大,但并非逐渐递增关系。     

分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真

采用Matlab/Simulink软件建立分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统的仿真模型,并通过仿真,分析系统起动、加速和能量回馈制动时的动态特性。结果表明,该轮边电机传动系统的输出转矩发生突变时会引起速度和加速度的抖动,并影响整车动态特性。针对受传动系统输出转矩抖动影响较大的因素,采用状态反馈控制方法从理论上解决系统的振动问题,改善整车动态特性,提高车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。