并联式混合动力汽车驱动模式切换协调控制方法

在并联式混合动力汽车驱动模式切换过程中,以整车动力需求转矩不发生波动与车速稳定跟随期望值为控制目标,提出了基于车轮转速差PID控制的电机转矩补偿控制方法;分析了模式切换时混合动力汽车动力传动系统的频域特性,基于车轮实际转速与期望转速的差值,通过PID闭环控制计算补偿转矩,由永磁同步电机提供补偿转矩,来解决模式切换时2种动力源之间的动态协调控制问题;利用AVL Cruise和MATLAB仿真平台建立了混合动力汽车动态协调控制模型,对转矩补偿控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:相比于无动态协调控制的模式切换,采用动态协调控制方法时的总输出转矩的响应时间从0.90s降低到0.08s,总输出转矩控制精度提高了11.1%,跟踪期望车速的精度提高了8.0%,整车的动力性提高了4.4%,因此,采用动态协调控制方法降低了并联式混合动力汽车模式切换中总输出转矩的波动,提高了车速跟随期望值的精度,有效保证了汽车的动力性和行驶平顺性。     

混合动力车辆无离合器操作换档动态协调控制方法

为减小混合动力车辆换档过程中产生的冲击,缩短换档时间与提高车辆的加速性能,基于一种双电机混合动力系统构型,提出了无离合器操作的换档协调控制方法。通过控制自动变速器输入轴处的电机,实现无离合器操作换档过程中变速器输入轴的转速快速同步,缩短换档时间。为了防止离合器频繁分离与结合导致过度的磨损,控制自动变速器输出轴处的电机,在换档过程中通过驱动力补偿来保证整个系统的转矩输出连续,减小换档过程的冲击度。试验结果表明：应用无离合器操作换档协调控制方法能够确保车辆在换档过程中驱动力的连续输出,与传统的换档方式相比,冲击度降低了约60％,车辆在0～50 km·h-1与0～60 km·h-1的加速性能分别提高了5．53％与5．94％。     

混合动力客车制动能量回馈及控制仿真研究

基于AVL Cruise软件建立了并联式混合动力客车模型,设计了并联混合动力客车控制策略,在纯电机制动模式和机电混合制动模式下对混合动力客车的能量再生制动进行了仿真。仿真结果表明：在纯电机制动模式下能较充分回收汽车制动动能,但是制动效能较低;在机电混合制动模式下,制动效能高,与纯机械制动效能基本一致,但电机再生制动回收能量的效果不很明显。     

混合动力电动汽车控制策略——分类、现状与趋势

对现有混合动力汽车控制策略进行了归纳和分析,指出当前混合动力汽车控制策略的研究主要集中在以提高燃油经济性为目的的能量管理优化和以降低冲击度为目的的动力协调控制等方面,对排放性能的研究还未受到重视。提出今后混合动力汽车控制策略的研究重点不仅要实现最优的燃油经济性,而且要兼顾发动机尾气排放,尤其是低温冷起动阶段催化器出口的排放,以满足日益严格的排放法规要求。在此基础之上,考虑电池温度、电池寿命、模式切换时的平顺性以及各部件的可靠性等因素,整体分析、系统优化以油耗和排放为多目标的能量管理策略,研究发动机热管理、蓄电池热管理与混合动力汽车能量管理方法,从人-车-路闭环角度开发满足实际道路运行条件要求的控制策略是未来的发展趋势。     

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。     

城市客车自动离合器接合规律仿真及应用

分析了城市客车离合器接合过程,设计了自动离合器的接合规律,计算了一档起步、行驶换档和爬坡行驶等行驶特性下自动离合器的控制参数,并运用Cruise软件进行了汽车建模和仿真。仿真结果表明,该接合规律在保证汽车加速性的条件下,达到了满足汽车起步平顺、减小摩擦功和降低冲击度等性能指标。     

基于ADVISOR的后置发动机驱动模块开发

为了在HB6732基础上开发混合动力客车,要在ADVISOR平台对后置发动机驱动模块进行二次开发,建立了HB6732的整车模型,并通过MATLAB/Simulink建立客车的后轴驱动模型,将模型嵌入ADVISOR中,利用HB6732客车参数进行整车性能仿真。仿真结果与实验值对比表明:仿真结果与实验结果基本一致,建立的整车模型以及开发的后轴驱动模块有较好的仿真精度,能运用于后续混合动力客车的开发。     

三线合一、三塔悬索桥风-车-桥耦合振动性能对比

以某三线合一、三塔悬索桥的2种设计方案(钢箱桁和钢桁方案)为工程背景,通过车桥系统节段模型风洞试验,测试了车辆和桥梁的三分力系数,并基于风-车-桥系统空间耦合动力学模型,采用自主研发的桥梁分析软件BANSYS,对比分析了该桥的结构动力特性与风-车-桥耦合振动性能。分析结果表明:三线合一、三塔悬索桥结构自振频率较低;车辆气动力受轨道位置的影响较大,钢桁方案迎风侧车辆阻力系数约为钢箱桁方案的2.2倍;当风速为0时,桥梁、车辆的动力响应总体上是随车速的增大而增大,在同一车速下,钢桁方案的桥梁位移较钢箱桁方案大,主要是由于钢桁方案的桥梁整体刚度略弱于钢箱桁方案;当考虑风速影响时,桥梁的横向响应随风速的增大而显著增大;车辆位于迎风侧,风速为25m·s~(-1)时,钢箱桁方案和钢桁方案的桥梁横向位移约分别为风速为15m·s~(-1)时的位移的2.4倍和3.8倍,横风对桥梁的横向响应起主导作用;同一风速时钢桁方案的桥梁响应总体上较钢箱桁方案大;同一方案时车辆响应随风速的增大而增大,当风速达到25m·s~(-1)时,车辆动力响应显著增加,相比15m·s~(-1)时最大增加幅度为71.6%。     

汉德车桥树立新能源客车车桥新标杆

2012年国务院颁布《节能与新能源产业发展规划(2012-2020年)》以及新能源补贴政策的出台使得新能源汽车发展迅速.我国现阶段的新能源客车以混合动力和纯电动为主,与传统的动力传输为发动机+变速箱+车桥不同的是,混合动力采用发动机+驱动电机+变速箱+车桥,增加了驱动电机装置,而纯电动则采用蓄电池+驱动电机+车桥,取消了变速箱.在对车桥方面的应用主要在于车辆减速功能方面,由于驱动电机的反转的作用,使得对车桥齿轮的冲击力瞬间加大,此外由于纯电动汽车取消了变速箱,动力由驱动电机直接传递到车桥,使得车桥传动件受到更大的冲击载荷.因此新能源客车对驱动桥提出了抗冲击力、大速比、低噪音等新的要求.     

基于多学科协同分析的轨道车辆制动系统集成化仿真平台

根据轨道车辆电空复合制动的工作原理,以全车制动系统为研究对象,一动一拖制动控制单元为研究载体,基于多学科协同分析方法,建立了控制子系统、气制动子系统、电制动子系统与制动执行子系统模型,基于各子系统之间的关联参数,搭建了制动系统的联合仿真平台;根据广佛二期车辆的实际参数,模拟列车电制动失效工况下常用全制动的运行工况,计算了空走时间、制动时间、制动距离、制动减速度、瞬时速度、平均减速度、纵向冲动、车钩力、利用黏着系数与制动缸压力,并与试验结果进行了对比,以验证集成化仿真平台的可行性和有效性。仿真和试验结果表明:在制动稳定后,仿真和试验的列车制动减速度约为1.25m·s~(-2),仿真的平均减速度约为1.05m·s~(-2),试验的平均减速度约为1.09m·s~(-2),误差较小,且均符合常用全制动的平均减速度不小于1.0m·s~(-2)的要求;在常用全制动工况下,采取等磨耗制动力分配的动、拖车利用黏着系数不同,动车约为0.13,拖车约为0.12,但都未超过0.16的最大可利用黏着系数的限制;虽然动、拖车的质量不同,但等磨耗工况下施加常用全纯空气制动后,试验和仿真的动、拖车的制动缸压力均相等,约为420kPa。由此可见,可利用基于多学科协同分析的联合仿真平台对轨道车辆制动系统进行车辆级的研究,为制动系统的开发和设计优化提供理论依据。     

多约束条件下汽车复合制动协调优化

针对当前混合动力汽车制动系统存在电机再生制动力和液压摩擦制动力一起工作而带来的相关问题,设计了双电机前轴复合制动系统。以前后轴制动力分配比例、ECE制动法规、电机特性、储能装置特性等因素为约束条件,研究了基于分层控制的混合动力汽车复合制动控制协调策略;利用MATLAB/Simulink对3种制动工况的制动力进行了仿真分析。结果表明:对汽车复合制动力实施层次协调控制后,复合制动力与驾驶员需求制动力误差有较明显降低,说明协调控制后车辆的制动舒适性有较大提高。     

车辆自适应巡航控制算法的设计与仿真

为实现智能车辆的自适应巡航功能,基于车速跟踪及PID控制理论设计了具有上下两层结构的自适应巡航控制系统.下层控制器根据上层控制器计算出的期望车速对节气门开度和制动力矩进行协调控制.在保证控制精度的前提下简化了算法.多种工况下的仿真实验表明控制器的控制效果良好.     

双离合器自动变速汽车起步模糊控制研究

通过双离合器自动变速器两离合器同时接合起步过程分析,以提高汽车起步品质为原则,建立了节气门开度及其变化率为输入的两离合器接合程度和汽车起步挡位的模糊控制器,设计出离合器转速差及其变化率为输入的离合器接合速度模糊控制器。以长安某轿车为例进行仿真分析,仿真结果表明,采用所设计的离合器模糊控制策略能够有效地提高双离合器自动变速汽车的起步换挡品质。     

面向快速路交通瓶颈的混合交通群体节流控制策略

针对传统人驾车(HV)和网联自动车(CAV)组成混合交通条件下的快速路道路缩减瓶颈问题,从群体控制角度,提出了一种新的速度协调控制策略(简称节流控制策略);基于瓶颈交通状态和Greenshields模型,设计了领航CAV速度控制器;面向CAV节流群体组群过程的控制问题,提出了目标切换下的非线性控制器;构建了CAV节流群体类队列控制器,实现了基于瓶颈交通状态的群体形态与群体速度动态调节,进而联合领航CAV速度控制方法,周期性管控超过每组节流群体的车辆;提出了CAV纵向安全控制器来解决组群和群体演化过程的车辆安全问题。仿真结果表明:在快速路瓶颈路段下,对比传统交通系统,提出的动态节流控制策略CAV渗透率达到5%,在车流量分别为2 000、3 000、5 000、6 000 veh·h-1条件下,可对应分别提高通行效率约5.87%、16.97%、11.07%、10.25%;在固定车流量为3 000或6 000 veh·h-1的快速路混合交通瓶颈路段中,对比传统交通系统,若CAV渗透率分别为10%、20%、30%,受控交通系统的通行效率可提升约24%;通过对车头间距分析,受控CAV在节流全过程中无碰撞事故发生,且可与前车保持9 m以上安全距离。可见,节流控制策略在应对快速路瓶颈问题是有效的。      

基于改进模糊PID-Smith控制器的高速动车组停车方法

为解决动车组制动过程中电制动与空气制动切换时控制模型参数变化和空气制动延时大的问题, 以提高动车组停车的精确性, 提出了一种改进模糊PID-Smith控制器; 通过分析动车组制动过程中单个车厢的力学模型, 考虑列车制动过程的特点, 建立了关于运行速度和制动力的二阶纯延时传递函数; 将离散化的二阶纯延时传递函数与单个车厢的力学模型结合, 建立了动车组多质点控制模型, 并分析了该控制模型的特点; 提出了一种改进的模糊PID-Smith控制器, 通过引入Smith预估控制器解决了动车组制动过程中空气制动系统延时大的问题, 使用递推最小二乘法在线辨识了模型参数, 以解决动车组制动过程中电制动切换到空气制动时的模型参数变化问题; 采用模糊PID控制器代替Smith预估控制器中的PID部分, 解决了PID参数整定难和鲁棒性差的问题; 采用MATLAB软件对CRH380A型高速动车组进行仿真, 在不同进站速度、不同减速度和不同程度干扰下, 使控制器控制动车组跟踪设定速度, 并与模糊PID控制器的结果进行对比。仿真结果表明: 改进模糊PID-Smith控制器得到的动力单元速度与其设定速度的误差在0.4 km·h-1以内, 而模糊PID控制器的误差在1.0 km·h-1以内; 采用提出控制器得到的停车误差在0.3 m以内, 而模糊PID控制器的停车误差在1.5 m以内; 提出的控制器满足高速动车组运行过程中停车误差小于0.3 m的要求。      

离合器滑摩过程的动力学仿真计算

应用质点系统运动学理论,通过建立力学模型对离合器的滑摩接合过程进行了动力分析和计算;运用ADAMS软件对离合器的滑摩接合过程进行动力学仿真分析,计算出离合器接合过程的滑摩功。最后,通过算例比较了理论分析与ADAMS仿真计算结果,得到了理论分析与仿真计算结果吻合度较好的结论。     

混合动力电动汽车及其驱动模式

介绍了混合动力电动汽车（HEV）的优点、主要技术总成、发动机和电动机的组合方式，分析了串联、并联、混联式混合动力汽车的驱动模式，指出混合动力汽车在遇到堵车时的燃油消耗量、尾气排放量等要远远低于仅靠汽、柴油内燃机驱动的车辆，在动力性能、续驶里程、使用方便性等方面大大优于仅靠电力驱动且需要反复充电的纯电动车。     

纯电动中型客车驱动电机参数匹配及性能研究

以"LS6600C1"型普通中型客车改装的纯电动试验车为研究对象,分析了整车参数及性能要求,对驱动电机进行参数匹配设计和选型,并利用ADVISOR仿真软件建立纯电动中型客车驱动电机仿真模型,仿真结果表明,纯电动试验车续驶里程、最高车速、加速性能和爬坡性能等均满足普通中型客车的运行要求和使用条件,具有良好的普及意义和发展前景。     

低开关频率下混合脉宽调制方法研究

大功率轨道牵引传动系统的开关频率较低,而调速范围较宽,导致了载波比变化范围大,需要设计混合脉宽调制策略以满足要求．本文分析了一种低开关频率下SVPWM和特定谐波消除PWM（SelectiveHarmonic EliminatePWM,SHEPWM）混合脉宽调制方法,即在低频阶段采用异步调制的SVPWM,在高频阶段采用不同载波比的SHEPWM,最后转入方波工况．研究了它们之间的切换条件,实现了异步调制的SVPWM、不同载波比的SHEPWM和方波之间的平滑切换．仿真和实验结果证实了本文的混合调制方法具有较好的谐波特性和SVPWM,以及不同载波比SHEPWM间切换方法的正确性,减小了电流冲击．     

基于制动驾驶意图辨识的纯电动客车复合制动控制策略

为了研究纯电动客车复合制动系统制动力分配比例,提出了基于制动驾驶意图辨识的复合制动控制策略。基于隐形马尔科夫理论建立了双层制动驾驶意图辨识模型,运用道路试验数据对模型进行辨识验证。基于辨识出的驾驶意图和车速,以前后轮制动力分配比例、ECE 法规、电机特性、滑移率、蓄电池特性、超级电容特性与传动系统特性为约束条件,制定了复合制动系统制动力分配策略,在9种工况下,应用Simulink对复合制动系统进行建模仿真。仿真结果表明：应用基于制动驾驶意图的纯电动客车复合制动控制策略后,在各种工况下,摩擦制动系统和电机再生制动系统能够协调稳定地工作,在保证制动安全性的前提下最大限度地回收了制动能量。低车速轻微制动时能量回收效率最高,可达到43．84％。高车速紧急制动时能量回收效率最低,仅为0．89％。