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混合动力车辆发动机启动平顺性控制

机械设计与制造 2023年第6期388卷 57-61,67页

作者：刘辉张万年张伟北京理工大学机械与车辆学院北京100081 车辆传动国家重点实验室北京100081

混合动力车辆由纯电动模式切换到混合驱动模式的过程伴随着发动机的启动,由于发动机转矩的介入,导致输出转矩剧烈波动,进而造成整车冲击等问题。以双模混联式机电复合传动为研究对象,对发动机启动过程进行了动力学建模和分析,并将其划... 详细信息

混合动力车辆由纯电动模式切换到混合驱动模式的过程伴随着发动机的启动,由于发动机转矩的介入,导致输出转矩剧烈波动,进而造成整车冲击等问题。以双模混联式机电复合传动为研究对象,对发动机启动过程进行了动力学建模和分析,并将其划分为三个阶段分别进行控制。针对电机反拖发动机过程,以减小整车冲击度和抑制输出转矩波动为目标,提出了基于模型预测控制的转矩协调控制策略。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台,对控制策略进行了验证。仿真结果表明,所提出的控制策略能有效抑制输出转矩波动,降低整车冲击度,提高发动机启动过程的平顺性。

关键词：混合动力车辆发动机启动模型预测控制平顺性协调控制

混合动力车辆自动机械变速器换挡过程分析与控制

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汽车工程 2016年第3期38卷 337-343页

作者：沈文臣胡宇辉席军强陈慧岩北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学智能车辆研究所北京100081

基于"虚拟离合器"技术的自动机械变速器换挡过程的关键是动力中断过程中电机的主动同步与执行机构的挂挡控制。通过对自动机械变速器中同步器的接合机理分析,提出一种基于电机转矩控制的变速器输入端主动同步方法,即通过电机的转矩输出... 详细信息

基于"虚拟离合器"技术的自动机械变速器换挡过程的关键是动力中断过程中电机的主动同步与执行机构的挂挡控制。通过对自动机械变速器中同步器的接合机理分析,提出一种基于电机转矩控制的变速器输入端主动同步方法,即通过电机的转矩输出取代传统同步器依靠换挡力产生的同步摩擦力矩来消除进挡过程中同步器主从动部分的转速差。试验验证的结果表明,基于电机转矩控制的自动机械变速器换挡过程控制方法可以降低同步器的磨损,缩短动力中断的时间,提高进挡成功率与可靠性。

关键词：混合动力车辆机械自动变速器换挡过程转矩控制

行星耦合PHEV模式切换过程全频段瞬态扭振特性分析与主动抑制

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机械工程学报 2023年第4期59卷 173-189页

作者：王峰张健徐兴王春海阙红波高扬江苏大学汽车工程研究院镇江212013 南京金龙客车制造有限公司南京211215 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司常州213011

混合动力车辆模式切换过程中存在多源宽频段激励耦合,进而引发较大瞬态扭振,严重影响驾驶品质。以行星耦合PHEV为研究对象,建立考虑非线性啮合刚度、齿侧间隙以及离合器滑摩的混动系统瞬态扭振模型,选取混合动力车辆行车中启动发动机的... 详细信息

混合动力车辆模式切换过程中存在多源宽频段激励耦合,进而引发较大瞬态扭振,严重影响驾驶品质。以行星耦合PHEV为研究对象,建立考虑非线性啮合刚度、齿侧间隙以及离合器滑摩的混动系统瞬态扭振模型,选取混合动力车辆行车中启动发动机的典型工况,基于连续小波变换理论,展开各激励因素在全频段下对系统扭振影响特性分析,进一步设计考虑齿轮扭振特性的混杂模型预测控制器,进行宽频段瞬态扭振主动抑制。结果表明,齿轮间隙造成的脱齿-碰撞现象,加剧车辆模式切换过程中10~100 Hz低频扭振(整车层面纵向冲击),同时引发系统10~100 kHz高频扭振(耦合机构层面转矩振荡),而齿轮非线性刚度波动则主要集中在对系统高频扭振的影响。据此建立的考虑齿轮扭振特性的混杂模型预测控制器,将整车冲击度峰值降低47.8%、切换过程高频扭振方均根值降低33.2%,有效提升了驾驶舒适性和混合动力耦合装置使用寿命。

关键词：混合动力车辆模式切换齿侧间隙 Morlet小波变换混杂模型预测控制

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混合动力车辆硬件在环测试系统研究

系统仿真学报 2017年第6期29卷 1237-1243,1252页

作者：闫斌鄢挺杨林陈亮周维上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海凌翼动力科技有限公司上海200240

控制系统对混合动力车辆的加速性、驾驶性、可靠性等有很大的影响。在整个研发过程中,为了保证系统的可靠性和安全性等多种性能指标需要进行全面地测试。基于软件的测试虽然操作简单,灵活性好,但是只能对控制策略的基本功能进行逻辑验证... 详细信息

控制系统对混合动力车辆的加速性、驾驶性、可靠性等有很大的影响。在整个研发过程中,为了保证系统的可靠性和安全性等多种性能指标需要进行全面地测试。基于软件的测试虽然操作简单,灵活性好,但是只能对控制策略的基本功能进行逻辑验证,没有对实际控制器硬件对控制的影响的方面考虑,且在控制器实时测试方面还存在欠缺。基于硬件在环的方法可以克服这一缺点,能够系统全面地对控制器进行测试。基于RT-LAB的平台,针对混合动力控制器建立了测试环境,分别通过软件在环和硬件在环的测试结果进行比较,有效显示出硬件在环测试能够更真实地反应控制效果。

关键词：硬件在环混合动力车辆测试系统 RT-LAB

混合动力车辆无离合器操作换档动态协调控制方法

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交通运输工程学报 2014年第5期14卷 51-58页

作者：王俊王庆年王鹏宇曾小华吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025

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... 详细信息

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0-50km·h^-1与0-60km·h^-1的加速性能分别提高了5.53%与5.94%。

关键词：汽车工程混合动力车辆换档无离合器操作转速同步动态协调控制

混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制

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科学技术与工程 2020年第7期20卷 2749-2755页

作者：陈路明廖自力张征陆军装甲兵学院兵器与控制系陆军装甲兵学院全电化陆战平台重点实验室

为解决复杂扰动条件下混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速跟踪精度不高的问题,建立了永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制系统模型,进行了自抗扰控制参数整定。分别在负载转矩扰动和模型失配扰动条件下,研究了自抗扰控制下永磁同步轮毂电机... 详细信息

为解决复杂扰动条件下混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速跟踪精度不高的问题,建立了永磁同步轮毂电机转速自抗扰控制系统模型,进行了自抗扰控制参数整定。分别在负载转矩扰动和模型失配扰动条件下,研究了自抗扰控制下永磁同步轮毂电机转速响应情况,并与优化调整参数的PID控制器的仿真结果进行对比。结果表明:自抗扰控制在提升永磁同步轮毂电机转速响应快速性和减小转速超调方面的独特优势。

关键词：混合动力车辆永磁同步轮毂电机转速跟踪自抗扰控制参数整定

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

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内燃机工程 2022年第4期43卷 48-56页

作者：陈大昕陈韬秦唐天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

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... 详细信息

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%。

关键词：混合动力车辆瞬态仿真发动机起动优化喷油控制策略

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混合动力车辆中动力系统的参数选择及研究

内燃机与配件 2022年第4期 85-87页

作者：俞骏上海振华重工(集团)股份有限公司上海200125

随着现代科技的高速发展,环境污染的情况正在日愈恶劣,因为城市车辆排气造成的温室效应现象也严重威胁到了人们的生存环境,在目前还未有较好的解决方案的情况下,只能降低城市车辆的尾气排放量,为了解决这一情况发明了混合式动力汽车,混... 详细信息

随着现代科技的高速发展,环境污染的情况正在日愈恶劣,因为城市车辆排气造成的温室效应现象也严重威胁到了人们的生存环境,在目前还未有较好的解决方案的情况下,只能降低城市车辆的尾气排放量,为了解决这一情况发明了混合式动力汽车,混合式动力汽车对比传统的内燃机汽车经济效益更高,在动力系统方面能源转换性能好,能够有效解决城市拥挤以及降低尾气排放,本文就现代三种混合动力车辆的使用情况进行分析,并且从实际应用情况出发,为混合动力车辆的动力系统参数选择优化提出建议。

关键词：参数选择动力系统混合动力车辆

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混合动力车辆传动系统低频扭振主动消减研究

混合动力车辆传动系统低频扭振主动消减研究

作者：陈胤奇北京理工大学

学位级别：硕士

随着人们环保意识的增强和化石能源的日益枯竭,新能源汽车成为未来汽车的发展方向。混合动力汽车由于兼具传统燃油车续航里程长和纯电动汽车环境友好的优点,是目前汽车新技术的研究热点。本文基于国家自然基金项目(批准号:51775040),针... 详细信息

随着人们环保意识的增强和化石能源的日益枯竭,新能源汽车成为未来汽车的发展方向。混合动力汽车由于兼具传统燃油车续航里程长和纯电动汽车环境友好的优点,是目前汽车新技术的研究热点。本文基于国家自然基金项目(批准号:51775040),针对混联式混合动力车辆,对驱动轴弹性引起的低频扭振主动消减问题进行研究,以改善车辆动力学性能,提高乘员舒适性和驱动轴寿命。首先介绍了本文研究对象动力传动系统的组成,分析了系统不同工作模式下的功率流和转速转矩关系。建立了系统关键部件模型并在Matlab/Simulink环境下搭建了混合动力车辆仿真平台。针对车辆纯电驱动模式,推导了系统传递函数,从频域和时域的角度分析了车辆驱动轴弹性引起的传动系统低频扭振产生机理;对混合驱动模式,定义了耦合机构传动比并给出了其变化范围,对动力系统惯量进行合理当量并求解了惯量变化范围,分析了在当量惯量变化时对传动系统振动特性的影响。为实现驱动轴转矩的反馈,本文根据动力传动系统输出转速和车轮转速等可测量对驱动轴转矩进行观测。首先设计了一个线性Luenberger观测器,并以此为基础,基于滑模观测理论设计了一个滑模转矩观测器,在仿真平台上对两种观测器的观测效果进行了对比。搭建了实验台架,对滑模观测器的观测效果进行了实验验证,证明了本文设计的滑模观测器的有效性。针对混合动力车辆的纯电驱动模式,提出了将原始驱动轴转矩与低通滤波器滤波后驱动转矩作差得到波动转矩,将波动转矩作为控制器输入,将驾驶员需求转矩与控制器输出作差得到实际转矩命令的方法实现驱动轴扭振的主动消减。分析了低通滤波器的设计要求并给出了滤波器的解析表达式,采用对系统传动轴刚度等参数误差鲁棒性较好的模糊PID控制策略设计控制器,在起步加速工况对控制策略进行了仿真验证,证明了控制策略的扭振消减效果和对车辆状态变化的鲁棒性。在混合驱动模式下,设计了基于规则的能量管理策略,保证仿真平台的正常运行。为消除系统中动力源动态响应速度不一致性造成的系统冲击和输出转矩波动,设计了基于规则的动态协调控制策略。混合驱动模式下耦合机构传动比变化会引起系统振动特性变化,本文中将其当作系统的不确定性来处理,采用模型参考自适应控制策略处理此存在不确定性系统的控制问题。首先针对标称模型采用极点配置法设计了状态反馈控制器,以标称模型和状态反馈控制器组成的动态性能良好的闭环系统为参考模型,采用基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应控制策略设计了自适应控制器和不确定性调整率。在文中搭建的混合动力车辆仿真平台,对混合驱动模式下的低频扭振主动控制策略进行了仿真验证。为验证本文设计的扭振消减控制策略的实时性和在实际系统中的效果,搭建了包括基于d SPACE的整车实时仿真模型、基于Rapid ECU的控制器和上位机等的硬件在环仿真平台,对控制策略进行了验证。

关键词：混合动力车辆低频扭振主动消减转矩观测器模糊PID控制模型参考自适应控制