ISG混合动力汽车起动及加速策略

混合动力车的怠速停机功能既增加了起动次数又会减缓催化器起燃,对排放产生不利的影响,因此必须对混合动力起动过程进行专门的优化.为了满足驾驶性和加速性能,传统车辆加速时发动机提供的瞬态燃油必然会恶化排放性能,因此加速过程的瞬态排放成为排放控制的另一难点.基于ISG电机的快速响应特性以及性能参数,对ISG混合动力车的起动及加速策略进行了优化.对冷机及热机的起动空燃比进行控制;提出了ISG快慢转矩的概念,以ISG转矩代替传统车的瞬态燃油,确定了理想的混合动力起动及加速的ECU和VCU参数.对混合动力车以不同模式进行NEDC循环测试,试验结果表明,混合动力起动避免了传统车起动时的过浓喷油,ISG转矩有效地取代了传统车加速时的瞬态燃油,使混合动力车在节油的同时较大地改善了排放性能.     

混合动力车发动机辅助控制单元开发

发动机工作区域优化是混合动力车实现节能的重要手段,应用新一代车用嵌入式控制芯片,开发了混合动力车发动机辅助控制单元,为混合动力车主控制器和发动机控制之间提供了控制接口.辅助控制单元能够完成发动机直接起停控制和发动机实时扭矩、功率控制等功能,并应用SAE J1939协议实现与主控制器之间的CAN通讯.试验结果表明,发动机控制接口设计合理,发动机转矩控制误差小,直接起停控制响应速度快,发动机辅助控制单元软硬件设计满足混合动力总成对发动机控制的要求.     

并联混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略

研究并联混合动力汽车的控制策略。基于发动机输出转矩最优的能量管理策略,对并联混合动力汽车在工作模式切换中的相互配合问题,提出发动机动态转矩控制+动力电池荷电状态(state of charge,SOC)干预+电机转矩补偿控制的转矩协调控制方法;在Matlab/Simulink/Stateflow平台搭建整车能量管理控制策略模型,控制发动机工作在高效率区,保证发动机输出最优转矩;根据电池的SOC干预电机的运行状态,协同发动机提供整车需求转矩。在Cruise平台下建立整车模型,以新欧洲驾驶周期作为循环工况进行离线仿真。结果表明,能量管理与转矩协调控制策略能够有效分配电机和发动机的转矩输出,满足混合动力汽车多模式切换的要求。     

混合动力车用汽油机的怠速问题

开发混合动力电动汽车,是传统发动机汽车向零排放汽车过渡的有效途径。混合动力汽车在怠速工况下关闭发动机,避开了发动机工作不良的工况,可以降低油耗和减少排放。但是,目前由汽油车改造的混合动力车,若在怠速时关闭发动机将会带来一系列的问题。本文最后介绍了基于电子节气门的怠速控制方法。     

压缩空气/燃油混合动力发动机工作过程建模及数值模拟

提出了一种新型压缩空气/燃油混合动力发动机概念,这种混合动力可以在压缩空气动力和内燃机两种模式下运行,既能够发挥压缩空气动力发动机低速大转矩和零污染的特点,又能够使发动机在内燃机模式下处于低能耗、低污染的最优状态附近。文中运用热力学理论建立了混合动力发动机两种工作模式下的数学模型,并对缸内压力和温度、输出转矩以及平均指示压力等主要性能指标进行了仿真研究。仿真结果表明,两种工作模式下发动机的平均指示压力及其它主要性能指标与传统内燃机相近,这说明压缩空气/燃油混合动力发动机是可行的,能够达到节约燃油、减少尾气污染排放的目的。     

混合动力系统状态切换技术研究

基于模块化思想,针对混合动力系统开发的特点,在AVL PUMA Open动态测试系统的基础上搭建了混合动力系统试验台架.针对混合动力系统中关键技术之一的状态切换问题进行研究,提出相应的控制策略,并在混合动力系统试验台架上对状态切换的策略进行验证.试验表明,采用发动机转矩在线估计的动态控制方法能够有效地解决状态切换过程中出现的转矩突变问题,转矩波动的相对幅度可以控制在5%左右.     

客车发动机在中国的现状和发展趋势

结合我国现有国情,论述客车用发动机:燃油车、混合动力车、电动车、燃料电池和氢燃料车的现状和发展趋势,着重探讨了CNG/LNG车在我国的现状和发展趋势,并对各项动力进行综合比较分析。     

用于控制的发动机转矩估计方法研究

有一定精度和实时性的发动机动态转矩估计模型,对机电混合电动汽车动力及传动系统控制有重要意义.对发动机动态特性的影响因素进行了分析;分析了平均值模型的优缺点,针对混合动力控制和建模仿真的需要,对模型进行了有效的简化,大大提高了模型的实用性;分析了混合动力中发动机的特定动态工况,建立了特定动态工况下的发动机神经网络模型;基于发动机稳态和动态试验数据,对平均值模型和神经网络模型进行了实证研究.结果表明,基于神经网络的简化平均值模型适用于发动机稳态工况和节气门开度变化率不大的动态工况;神经网络模型适用于发动机稳态工况和特定的动态工况.     

车用发动机停缸的转矩仿真

为研究停缸对车用发动机转矩的影响,建立了一台直列六缸发动机曲柄连杆机构的多体模型。分析了模型的边界条件,以发动机的实测转矩对动力模型进行了验证。根据给出的三种停缸气缸组合,分别仿真停缸工作模式的发动机转矩特性,并与全缸工作模式的转矩特性进行了对比。结果表明,在停缸模式,转矩波动明显增大,与发动机的转速和负荷有关。     

功率分流式混合动力车辆发动机起动过程优化的仿真研究

利用GT-SUITE软件建立了基于详细机理的发动机模型，用MATLAB/Simulink建立了三相永磁同步电机数学模型及其弱磁控制系统。通过解决跨平台转矩传递及步长协调等问题，建立二者耦合的混合动力车辆瞬态仿真平台。研究了发动机初始喷油转速对起动过程整车能耗、起动时间和平顺性的影响，分析了整车需求功率与经济性初始喷油转速的关系。研究结果表明：发动机倒拖至800 r/min以上开始喷油可以缩短起动时间；冲击度与发动机转矩建立时间呈负相关关系；发动机倒拖起动时最低综合能耗所对应的初始喷油转速与起动时被分配到的需求功率成正比，与固定800 r/min开始喷油的策略相比能耗可降低20%~31%。     

混合动力汽车发动机转速控制策略研究

为消除混合动力汽车发动机运转过程中的转速振荡，利用发动机转速-节气门开度-扭矩对应关系，采用PID控制器调整发动机转速波动。同时，对低负荷发电工况、换档过程发动机转速调整工况下混合动力汽车发动机转速控制策略进行了研究。试验表明上述工况中没有较大振荡产生，发动机转速响应迅速，能够满足整车设计的需要，并为同类研究提供参考。     

基于试验的机油温度对柴油机阻力矩影响规律的预测方法

提出了一种根据在柴油机停机过程中的瞬时转速信号计算柴油机阻力矩的方法,并针对一台多缸柴油机,测量和分析了不同转速下柴油机阻力矩随机油温度的变化规律,采用多项式拟合方法得到阻力矩与机油温度的关系式。试验和计算结果表明：在相同转速下,阻力矩随着机油温度的降低而上升,并呈现二次多项式变化规律;转速越高,阻力矩随着机油温度的降低而上升越多;并通过数据拟合的公式预测了一定机油温度和转速范围内的旋转阻力矩。     

发动机性能测试及扭矩控制原型建立方法研究

分析了混合动力系统中发动机的工况特点,阐述了发动机性能自动测试方法,给出了如何运用MATLAB软件对测试数据进行插值、瞬态数据降噪及获得建立查表模型所需数据的方法。运用MATLAB/SIMULINK建立了发动机稳态扭矩控制原型和瞬态扭矩估计模型,并基于dSPACE系统将所建立的控制原型用于台架试验。试验结果表明:稳态扭矩控制原型的控制误差在5%以内,瞬态扭矩估计模型的估计误差在中高负荷时小于5%,两个模型均能满足并联混合动力系统工作模式切换协调控制的需要。     

混合动力系统发动机工况切换特性研究

基于台架试验,对利用辅助功率单元(APU)动态协调控制策略的发动机工况切换进行研究,并分析了发动机在起动过程、加速加载切换过程、减速减载切换过程的转速超调量和转矩超调量。提出了基于转矩模型的动态协调控制策略,能够保证发动机在工况切换时基本沿着最佳等效燃油消耗线运行,具有切换用时短、转速超调量和转矩超调量低的优点。工况点之间切换用时最低为0.6s;整个过程中最大转速超调量约为150r/min,与最大转速之比为5.4%;最大转矩超调量约为35N·m,与最大转矩之比为15.7%。试验结果表明:通过提高发动机怠速转速,可以加速暖机过程,并且不会造成发动机起动过慢的问题;在发动机起动初期,适当降低喷油量甚至断油,不影响发动机的起动性能,可实现油耗降低。     

基于目标起动转速变化规律的起动过程瞬态喷油量控制策略研究

提出了一种基于目标起动转速变化规律的起动过程瞬态喷油量的控制策略以改善柴油机起动性能,详细介绍了这种控制策略的起动过程瞬态喷油量的确定方法,并在2.8T型4缸直喷高压共轨柴油机上与恒定油量控制方法和标定转矩MAP控制方法进行了台架对比试验。结果表明:标定转矩MAP控制方式虽然NO_x排放量最低,但燃烧效率普遍较低,HC与CO排放水平较高;而基于目标转速变化规律的控制策略可根据起动过程中目标转速的变化所对应的需求转矩精确地控制起动过程各循环的瞬态喷油量,实现对起动过程喷油量的循环控制,使各循环燃烧效率均保持在高水平,有效地降低了CO_2排放,且在保持HC和CO排放水平较低的前提下明显降低了NO_x排放量,同时很好地改善了起动到怠速的过渡过程转速的波动现象。     

H-PIPE对发动机扭矩曲线影响的研究

以一台V型6缸汽油机为例,利用1维CFD发动机模拟软件GT-POWER建立了整体发动机模型（包括进排气系统）,通过对H-PIPE直径、位置及长度的优化,研究了H-PIPE对发动机扭矩曲线影响,对如何优选H-PIPE参数以调谐发动机扭矩曲线具有指导意义。     

氢-汽油双燃料发动机性能试验研究

介绍一种氢—汽油双燃料发动机，这种双燃料发动机装有余热制氢装置，可用甲醇制取氢并燃用氢与汽油混合燃料。作者对余热制氢装置及氢—汽油双燃料发动机的各项性能进行试验研究。试验结果表明，装有余热制氢装置的氢—汽油双燃料发动机功率和扭矩有所提高，外特性和负荷特性燃油消耗率下降5．3％一7．5％；怠速排放中CO和HC均有所减少。     

天然气发动机可变喷嘴涡轮增压器匹配研究

针对488天然气发动机匹配了可变喷嘴涡轮增压器(VNT),设计了电子控制系统,并通过发动机试验研究了VNT匹配规律。天然气发动机VNT调节规律不仅与节气门开度(负荷)有关,也与发动机的转速有关。匹配试验结果表明:采用VNT增压技术后天然气发动机的功率和转矩显著提高,最大功率从58 kW提高到73 kW,最大转矩从156 N.m提高到212 N.m,且最大转矩点转速降低,大幅度改善了天然气发动机的动力性与经济性。     

变几何增压器与柴油机的匹配特性

变几何增压器可通过抑制增压过量来降低机械负荷,改善扭矩特性-。本文在分析探讨现有变几何方案的同时,设计了数种新方案,探索了各种方案对发动机性能的影响。结果表明,某些新设计的方案,因其结构上的优点,不失为降低机械贞荷,改善扭矩特性的有效措施。