基于超级电容的并联式混合动力车转矩控制

针对并联式混合动力车动力系统中发动机和电驱动系统之间存在的能量分配和转矩协调问题,以发动机高效率工作为目的,建立了混合动力车前向式动力系统模型,以发动机稳态特性图和超级电容的SOC值为主要依据,设计了发动机和电动机间的转矩分配控制策略,仿真结果表明所建立的系统模型和协调转矩控制策略能够实时动态的控制发动机和电机的转矩分配,可有效的控制混合动力系统在高效区工作,既满足了系统对动力性的需求,又优化提高燃油经济性.     

基于效率最优的混联式混合动力驱动系统转矩分配研究

针对一款混联式混合动力汽车,以总体效率最高为目标,用等效BSFC的方法,对发动机和电机间的转矩及2个电机间的转矩进行了分配,得到了发动机、ISG电机和TM电机的转矩分配图。在MATLAB/Simulink环境下建立了混合动力系统控制策略,进行了仿真分析,并把控制策略转换成C代码导入控制器,进行实车测试。仿真和测试结果表明,该控制策略能满足驾驶员需求,实现各动力源间转矩的合理分配,达到节省燃油的目的。     

汽车传动系动态性能试验台驱动模拟方案的控制与仿真

提出了一种汽车传动试验台驱动部分的控制方案.该试验台驱动部分使用一台交流异步电机来模拟汽车发动机.为了能让该交流电机精确的模拟发动机的动态特性,本文首先提出了基于发动机特性曲线对电机电磁转矩给定值的标定与修正方法.由于发动机的惯量与阻尼与驱动电机不同,本文分别提出了开环转矩补偿与带有开环转矩前馈的闭环转速控制两种方法,...     

干式DCT变速HEV换档过程鲁棒优化控制

针对双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)变速弱混合动力轿车,考虑到起动发电一体化电机(Integrated starter and generator,ISG)转矩响应特性较快、转速/转矩控制精度高等特点,对其介入到换档过程时不同动力源输出转矩和离合器传递转矩协调鲁棒控制问题进行研究。建立体现DCT换档切换过程阶段差异性的动力学模型;考虑转矩相的离合器执行机构的响应能力和惯性相的模型不确定性和外界干扰(转速量测噪声和发动机转矩响应滞后),优化决策了动力源合成转矩;在需求转矩切换阶段,切换发动机转矩至驾驶员需求水平并退出ISG电机;基于系统效率最优对动力源合成转矩进行分配。基于Simulink的仿真试验表明所提出的换档控制策略能有效协调控制动力源转矩,并对模型不确定性和干扰有较强的抑制能力。为进一步验证策略进行的动态台架试验表明,所设计的转矩协调控制策略有效地解决了DCT换档过程中ISG电机、发动机以及双离合器之间的实时转矩协调控制问题,使其具有较好的换档品质。     

轮毂电机HEV能量管理策略优化研究

以一种轮毂电机HEV为研究对象,以整车燃油消耗量和排放最小为优化目标,制定了基于模糊控制的能量管理策略。在原能量管理策略的基础上引入了模拟退火粒子群算法,对模糊控制中的隶属度函数进行了优化。在此基础上,基于ADVISOR 2002软件搭建了轮毂电机HEV模型并在UDDS工况下进行仿真分析,仿真结果表明,与原能量管理策略相比,基于模拟退火粒子群算法优化的能量管理策略能更好地控制发动机工作点和分配发动机转矩和电机转矩,显著地改善了整车燃油经济性、排放性能。     

基于等效BSFC和电池SOC平衡的插入式混合动力汽车分段式能量分配策略研究

基于所提出的插入式并联混合动力汽车系统结构,对整车动力/传动系统(包括发动机、电机、电池、离合器、变速箱等子系统)进行了动态精确建模,模拟了行车换挡过程中同步器切换、离合器接合/分离等瞬态过程。根据电池SOC值分段采用最大用电策略或效率优先策略,提出了基于等效BSFC和电池SOC平衡的分段式能量分配策略,兼顾了发动机BSFC和电机充/放电效率,实现了系统在当前转速和输入轴需求转矩下的最佳转矩分配。结果表明,所提出的能量分配策略在不牺牲汽车各项性能的前提下,提高了动力系统工作效率和整车燃油经济性。     

并联式混合动力汽车转矩实时分配控制策略研究

为提高并联式混合动力汽车的整体效率,确保发动机工作在高效区的同时,动力电池不会因过度放电对使用寿命造成损害,对并联式混合动力汽车转矩实时分配控制策略展开研究。以全球轻型车测试规程(WLTP)为循环工况,采用马尔科夫链模型预测车辆在未来时域内的需求转矩,以未来时域内电机目标转矩占总需求转矩的百分比和电池SOC值作为输入,以转矩分配因子作为输出,建立模糊控制器,利用自适应模拟退火算法对模糊控制器的输出值进行离线优化,通过动态调节优化后的转矩分配因子实现需求转矩的合理分配,确保电池SOC值波动在设定的上下限内。在MATLAB和Cruise仿真平台中,对本文提出的控制策略进行联合仿真,并与逻辑门限值控制策略进行对比分析,结果表明:相比于逻辑门限值控制策略,转矩实时分配控制策略不仅保证发动机在高效区工作,而且电池SOC值的波动范围也保持在与初始值上下的3%以内,有效的改善了动力电池的使用寿命。     

双电机双轴驱动电动汽车控制系统开发

为开发双电机双轴驱动电动汽车整车控制系统,进一步提升整车性能,通过分析该动力构型电动汽车的特点,确定了整车控制器的功能,研究了整车需求转矩的计算方法.提出一种基于惯性权重线性递减有限粒子群算法的双电机电动汽车驱动转矩分配策略,研究了在转矩分配过程中,既保证两个驱动电机的整体效率,又避免前、后电机驱动转矩过大导致前、后驱动轮打滑现象发生的控制算法.进行了双电机双轴驱动电动汽车控制系统在NEDC工况下的硬件在环测试,结果表明:开发的双电机双轴驱动电动汽车控制系统能够根据整车需求进行单、双电机驱动模式的实时切换.可见该控制系统能够对整车进行有效的控制,为同类构型电动汽车的研究奠定基础.     

插电式混合动力汽车预测控制策略的研究

针对插电式混合动力汽车(PHEV)传统控制策略没有考虑未来车速的问题,通过对汽车未来行驶车速进行预测,在整车行驶模式下提出了一种把汽车未来车速信息考虑进当前的控制策略,从而实现了对发动机和电机转矩的合理分配。通过把新开发的基于车速信息的预测控制策略嵌入到ADVISOR中,在欧洲城市循环工况(NEDC)下进行了仿真分析。仿真结果表明:对汽车未来行驶车速进行预测的控制策略能够实现对发动机和电机转矩的进行合理分配,百公里油耗约为6.5L,相比基于规则控制策略燃油经济性提高了约7.14%,而且排放也有所降低,从而验证了基于预测信息的控制策略的有效性。     

混合动力汽车下坡辅助控制方法

为减轻混合动力汽车(Hybrid electric vehicle,HEV)下坡过程中驾驶员的驾驶负担,提高车辆运行的安全性和经济性,提出一种满足驾驶员主观意图、确保下坡安全性和提高制动能量回收性能的下坡辅助控制(Down-hill assist control,DAC)方法。上层根据车辆下坡行驶过程中安全性需求,以满足驾驶员的主观驾驶意图为原则,提出下坡辅助控制启动和退出策略,并制定辅助控制的目标。中层依据辅助控制目标,利用比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)方法计算总需求制动转矩,根据总制动转矩、各制动系统的制动能力和制动原理,提出电机单独制动、电机-发动机联合制动及电机-发动机-液压联合制动的转矩分配策略。下层针对电机、发动机和液压系统响应特性的不同,提出发动机接入过程的动态协调控制策略与液压转矩变化过程的动态协调控制策略。进行实车验证,结果表明该方法在减轻驾驶员的操纵负担、提高混合动力汽车下坡路段安全性的同时,能降低油耗,并改善舒适性。     

四轮驱动汽车车轮驱动防滑的牵引力控制仿真分析

为提高全时四轮驱动汽车的整车动力性和行驶稳定性,建立了发动机、轴间/轮间电控限滑差速器及相应的液压控制系统数学模型,设计了发动机目标转矩模糊控制器、轴间电控限滑差速器模糊控制器以及轮间电控限滑差速器PID控制器,提出了基于驱动防滑的全时四轮驱动汽车牵引力控制策略。应用所制定的牵引力控制策略,分别在低附着均一路面、对接路面、分离路面及上坡分离路面上对整车加速性能进行了仿真分析,结果表明,所制定的牵引力控制策略能够根据各驱动轮的滑转状态调节驱动轮的驱动力矩,有效地抑制了驱动轮的过度滑转,提高了汽车在恶劣路面的动力性和行驶稳定性,并有较好的适应性。     

电机发电特性优化再生制动控制策略的方法

电动汽车制动力的分配策略对整个系统能量回收效率有重要影响,分析了传统再生制动模糊控制策略的优缺点,并结合电机变速变负载的发电特性,对模糊控制策略进行改进,首先建立了电机转速、电池SOC、制动强度与再生制动力矩之间的模糊控制算法,并将模糊控制器输出进行等量划分,然后依据电机发电效率MAP图,设计了最大功率跟踪算法中的变搜索步长三点比较法,最后在Matlab/Simulink与Cruise软件中搭建了控制策略与整车模型模型,进行联合仿真。结果表明设计的控制策略比传统模糊控制策略能量回收效率提高了10.12%。     

基于遗传算法和Boltzman机混合策略的半主动悬架连续模糊控制器

根据现有的用于汽车半主动悬架减振器阻尼控制的模糊控制器存在的问题,提出了一种基于遗传算法和Boltzman机混合策略的模糊控制算法,该算法能对模糊控制规则进行优化,并可保证控制系统的快速性和全局最优性.模拟试验结果表明这种基于新算法的控制器能使汽车的平顺性得到有效的改善.     

基于无级变速器的混合动力汽车动态模式切换研究

对基于无级变速器的混合动力系统的结构及其工作模式进行分析,建立了动力学模型。针对伴随发动机启动的混合动力模式切换问题,提出了一种模糊推理与最优控制理论相接合的综合控制策略。首先基于驾驶意图采用模糊控制得到离合器接合时长,然后基于动力学模型采用动态规划得到离合器的最优传递转矩和发动机的最优目标转矩,再根据离合器最优传递转矩利用电机的快速响应性来实时调整电机输出转矩。通过试验对上述模式切换控制策略进行了验证。试验结果表明：该策略能够优化离合器滑摩时间,体现驾驶意图,实现模式切换的平顺性。     

无刷直流电机双模糊直接转矩控制系统的研究

针对无刷直流电机直接转矩控制存在传统PID速度环自适应较差和相对较大的转矩脉动等问题,对直接转矩控制系统的转矩观测等方面进行了研究,对直接转矩控制策略进行了归纳,提出了一种双模糊控制策略。在转速闭环中,以模糊自适应PID代替普通的PID控制,实现了PID参数的自适应整定。在转矩控制环中,在转矩滞环控制器的基础上,将转矩的偏差和转矩偏差的变化率模糊化,模糊控制非零矢量和零矢量的作用时间,消除了容差宽度选择对转矩脉动的影响,使转矩脉动进一步减小。研究结果表明,相比普通的直接转矩控制系统,引入双模糊控制策略的直接转矩控制系统,可进一步地减小电磁转矩脉动和提高转速的自适应调节能力,显著地改善系统的控制性能。     

混合输入机构精确实现给定运动的模糊滑模控制

混合输入机构运行过程中,由于负载、惯性力等变化,引起常速电机速度的波动,会影响输出运动的精度。针对混合输入机构中常速电机可测不可控的特点,实时检测常速电机的角位置,并对系统的动力学模型进行简化。提出了基于常速电机位置跟踪的控制策略对伺服电机进行控制,并给出了控制框图。考虑系统参数的不确定和外部扰动,设计了模糊滑模变结构控制器实现混合输入机构的轨迹跟踪,应用模糊推理确定切换控制的幅值和采用软切换连续控制的方法减小抖振。仿真结果表明本文方法正确有效。     

Modeling and fuzzy control of the engine coolant conditioning system in an IC engine test bed

Mechanical and thermodynamical performance of internal combustion engines is significantly affected by the engine working temperature. In an engine test bed, the internal combustion engines are tested in different operating conditions using a dynamometer. It is required that the engine temperature be controlled precisely, particularly in transient states. This precise control can be achieved by an engine coolant conditioning system mainly consisting of a heat exchanger, a control valve, and a controller. In this study, constitutive equations of the system are derived first. These differential equations show the second-order nonlinear time-varying dynamics of the system. The model is validated with the experimental data providing satisfactory results. After presenting the dynamic equations of the system, a fuzzy controller is designed based on our prior knowledge of the system. The fuzzy rules and the membership functions are derived by a trial and error and heuristic method. Because of the nonlinear nature of the system the fuzzy rules are set to satisfy the requirements of the temperature control for different operating conditions of the engine. The performance of the fuzzy controller is compared with a PI one for different transient conditions. The results of the simulation show the better performance of the fuzzy controller. The main advantages of the fuzzy controller are the shorter settling time, smaller overshoot, and improved performance especially in the transient states of the system.     

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略

为进一步优化并联的经济性，增强其能量管理策略的鲁棒性，针对高混合率，分析了常用的发动机最优曲线能量管理策略的不足，提出了以功率差、电池组荷电状态和电机转速为输入，以决定电机功率的比例系数为输出的模糊逻辑功率分配策略，在线计算电机所应承担的功率，达到了优化发动机工作点、电机效率和电池组荷电状态平衡的目的。通过整车循环工况前向仿真验证了该模糊策略对车辆经济性和工况适应性的改善。     

基于模糊自适应滑模方法的混联式混合动力客车模式切换协调控制

在混联式混合动力汽车纯电动至并联驱动模式切换过程中,由于发动机、电动机及离合器瞬态特性的影响,可能导致动力系统输出转矩的突变从而使车辆产生较大的纵向冲击。以混联式混合动力客车为研究对象,考虑发动机和电动机瞬态响应特性的显著不同,针对离合器在结合过程中的运行状态,以提高驾驶性能为目标设计出混合动力客车纯电动至并联驱动模式切换协调控制策略。协调控制采用模糊自适应滑模方法,其中模糊自适应系统用于估计系统参数不确定性引起的偏差以及发动机实际输出转矩与目标转矩的偏差,估计出的偏差值用于调整滑模控制器的控制量,从而提高控制系统的控制精度和鲁棒性。通过仿真及实车试验验证控制策略的有效性。结果表明,设计的控制策略在模式切换过程中满足驾驶员动力需求的前提下使动力系统输出转矩的波动范围和最大冲击度分别下降85%和78%,从而显著提高了混合动力客车的驾驶性能。     

混合输入机构的模糊自适应变结构控制

针对混合输入机构中常速电机可不可控的特点,提出了基于常速电机位置跟踪的控制策略来对伺服电机进行控制,对常速电机的速度波动进行补偿,并给出了控制框图。因为系统的精确动力学模型难以获得,故考虑系统参数的不确定、外部扰动和非线性摩擦,设计了模糊自适应滑模变结构控制器以实现混合输入机构的轨迹跟踪。应用模糊自适应推理逼近系统的不确定之和,从而得到连续的控制增益,消除了变结构控制的抖振。