汽车怠速起停系统研究进展_胡明明

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纯电动汽车动力悬置系统仿真与优化设计

对于动力悬置系统的仿真分析，可以采用有限元方法（FEM）对模型进行数值计算，从而得到系统的振动和噪音响应。通过调整悬置橡胶的刚度、阻尼系数以及弹簧的刚度等参数，可以优化系统的性能。此外，可以采用多目标优化算法，如遗传算法（GA）或粒子群优化算法（PSO）对系统进行优化设计，以实现系统在振动和噪音性能方面的最佳平衡。
三、纯电动汽车双电机动力系统仿真优化过程
1、建立仿真模型
为了对纯电动汽车双电机动力系统进行仿真优化，需要建立相应的仿真模型。该模型应包括车辆动力学模型、电池模型、电机模型和控制器模型等。通过合理的建模方法，可以获得精确的仿真结果。
2、参数优化
在仿真过程中，需要对双电机动力系统的参数进行优化。这些参数包括电机的扭矩、转速、电流和电压等。通过调整这些参数，可以优化车辆的动力性能、经济性能和排放性能等。常用的参数优化方法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。根据实际需求，选择合适的参数优化方法。
1、市场潜力：随着纯电动汽车市场的不断扩大，对于高性能动力悬置系统的需求也在增加
2、成本效益：优化设计的最终目的是为了实现更好的性能和舒适性
结论
本次演示对纯电动汽车动力悬置系统的仿真与优化设计进行了详细介绍。通过建立系统模型、仿真分析和优化设计，可以有效提升系统的性能和舒适性。从市场潜力和成本效益两个方面对优化设计进行了经济效益分析，为纯电动汽车动力悬置系统的进一步研究提供了参考。
3、仿真结果分析
通过对仿真结果进行分析，可以评估双电机动力系统的性能和稳定性。常用的仿真结果分析方法包括性能指标分析、故障模式与影响分析（FMEA）和可靠性分析等。根据仿真结果，可以对双电机动力系统进行进一步优化和改进。
Байду номын сангаас

基于轿车动力总成NVH性能研究

、
为在第ｆ个局部坐标系中三个弹性主轴
由上式可以看出这两个方程存在动力耦合。即底盘的运动影响了动力总成的运动，同样，动力总成的
运动也对底盘的运动产生影响。方程（．）写成将１８
上的刚度。
ＣＣ、ｃ小。为在第ｉ个局部坐标系中三个弹性主轴
首先作用在底盘悬架系统上，通过悬架将振动传递
给发动机。用广义向量表示：见１６式－
＝
。
，
，
。
，
（－）１６
在广义坐标系中，设有微小的振动，依方程（－）１５
建立动力总成和底盘的运动方程即：
图２动力总成重心的平动位移和转动位移
（—）１７
其中：Ｍ１力总成的质量矩阵；Ｍ２盘的质量一动．底
而每个悬置的刚度ｋ阻尼Ｃ局部坐标系ｒ／和在ｊ以中可
矩阵；Ｃ．１动力总成的阻尼矩阵；Ｋｌ－动力总成的刚度矩阵；Ｋ．２底盘的刚度矩阵；ｑ来自路面的随机．
ｂｔｉｃｉｓｏｅｔａａｄｒｔｔｃａｋｈｆｗｈｃｒａｙａｅｔｒｉｇｑａｔｆｃｅ．ｈｏｒｔｉｏｈｄｅｔｎｆｖｒｃｌｎｏａｅｒｎｓａｉｇｅｔｆｃｉｎｕｌｏｒｗＴｅｐｗｅｒｎｒｏｉｔｈｌｄｉｙａ
涉及车辆多个系统的相互作用。本文就动力总成与悬架等子系统存在振动耦合，建立动力总成和底盘的耦合振动模型。在ＭＡＬＢｓｉｋ下仿真表明，动力总成悬置系统ＮＴＡ／ｉｎｍｌＶＨ性能主要集中在竖直和绕曲轴转动这两个方向

电动汽车PMSM系统调节器饱和问题的研究

中图分类号：ＴＭ３４１；ＴＭ３５１文献标志码：Ａ文章编号：１００４－７０１８（２０１７）１１－００６３－０４
ＣｏｎｔｒｏｌｏｆＰＭＳＭＳｐｅｅｄＲｅｇｕｌａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＶｏｌｔａｇｅＣｕｔｏｆＮｅｇａｔｉｖｅＦｅｅｄｂａｃｋ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｕｓｕｓｌｌｙｈａｐｐｎｅｄｔｏｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｏｒｉｎｔｈｅｓｔａｒｔ－ｕｐｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｉｈｉｃｌｅｓ’
ｄｙｎａｍｉｃｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｓｏｌｖｅｄｔｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｇｕｌａｔｏｒｄｕｉｒｎｇｔｈｅｓｔａｒｔｉｎｇ
ＬＩＳｈｅｎｇ— ｍｉｎ，ＧＵＯＳｉ — ｙｕ，ＺＨＡＮＧＺｅ — ｌｉｎｇ
（Ｘｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
控制基础上，增加电压截止负反馈并结合状态反馈线性化，实现电流间的动态解耦，解决起动过程中电流调节器饱和问题。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性，实现了调速范围、速度跟踪性能及动态响应等电机的综合性

基于adams的小车式起落架着陆及全机滑跑动态仿真

Key Words: track-like landing gear dynamic simulation landing full aircraft taxing ADAMS
ii
基于 ADAMS 的小车式起落架着陆及全机滑跑动态仿真
图清单
图 2.1 多体系统动力学建模与求解一般过程 .....................................................8 图 2.2 ADAMS 软件求解方法及过程....................................................................... 11 图 2.3 飞机数字功能样机组成 ...........................................................................14 图 3.1 小车式起落架的结构 ...............................................................................16 图 3.2 小车式起落架结构模型 ...........................................................................18 图 3.3 外筒受力图 ...............................................................................................18 图 3.4 内筒受力图 ...............................................................................................19 图 3.5 车架受力图 ...............................................................................................20 图 3.6 后轮受力图 ...............................................................................................20 图 3.7 前轮受力模型 ...........................................................................................21 图 3.8 缓冲器结构模型 .......................................................................................22 图 3.9 缓冲器受力图 ...........................................................................................24 图 3.10 圆角方形截面结构 .................................................................................25 图 4.1 起落架 CATIA 三维建模..........................................................................29 图 4.2 设计过程 Step 函数结果曲线 ..................................................................31 图 4.3 IMPACT 函数示意图.................................................................................32 图 4.4 ADAMS 仿真模型 .....................................................................................32 图 4.5 缓冲器随行程变化曲线 ...........................................................................35 图 4.6 空气弹簧力随行程变化曲线 ...................................................................35 图 4.7 油液阻尼力随行程变化曲线 ...................................................................35 图 4.8 缓冲器的功量图 .......................................................................................36 图 4.9 轮胎作用力 ...............................................................................................36 图 4.10 后轮冲击载荷 .........................................................................................37 图 4.11 前轮冲击载荷..........................................................................................37 图 4.12 缓冲器行程变化曲线 .............................................................................38 图 4.13 不同重量下的缓冲器行程 .....................................................................39 图 4.14 不同重量下起落架对机身的冲击载荷 .................................................39 图 4.15 空气弹簧力随行程变化的比较曲线 .....................................................40 图 4.16 缓冲器的功量图 .....................................................................................41 图 5.1 理想的变油孔面积曲线形式 ...................................................................46

电动汽车驱动系统的轻量化设计与研究

电动汽车驱动系统的轻量化设计与研究下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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某微车转向系统怠速NVH性能优化

qiyekejiyufazhan2014年第23期（总第387期）企业科技与发展1引言随着人们对汽车驾驶舒适性的重视，顾客对汽车NVH 性能的要求越来越高[1]，尤其是发动机怠速时，若转向系统结构设计不合理，方向盘会剧烈抖动[2]，直接影响整车的驾驶舒适性。

因此，提高转向系统的怠速NVH 性能，避免与发动机发生共振，对提高整车舒适性具有十分重要的意义。

为满足客户需求，某量产微车转向系统拟配备电动助力转向机构（EPS ），进行CAE 分析时发现，配EPS 的转向系统一阶模态频率偏低，接近发动机怠速频率，极易引起共振。

由于该车型已量产，只能对转向管柱支架、仪表板支架等进行局部优化。

目前，传统优化方法是利用有限元方法，通过分析其模态频率与振型，并根据应变能分布情况，识别转向系统的薄弱区域，然后对该区域进行强化处理。

该方法主要依赖设计者的经验，耗时耗力，效率不高。

本文结合形貌优化方法，通过建立优化目标，定义响应及约束条件，可以更直观、更简便地提高转向系统的一阶模态频率（由30.58Hz 提高至35.86Hz ）。

2理论基础2.1激励频率发动机产生的振动通过传动系统、排气系统和悬置系统传递到转向系统[3]。

发动机怠速时，其激励主要是二阶往复惯性力[4]，与转向系统的一阶模态频率接近，易激发转向系统产生共振，其二阶往复惯性力的激励频率如下：f ＝2n·g ＝n ·g （1）式（1）中，n 为发动机转速，g 为汽缸数，c 为冲程数。

某微车搭载四缸四冲程发动机，怠速转速为750～800rpm ，根据公式（1）得到其怠速频率为25～26.7Hz ，为了尽可能地避免共振，要求转向系统的一阶模态频率不得低于35Hz 。

2.2形貌优化形貌优化是一种形状最佳化的方法，用来设计薄壁结构的强化压痕，不但可实现轻量化设计，又能满足强度及模态频率等要求[5]。

形貌优化步骤简单，只需定义设计区、加强筋的最大高度及拉伸角，同时还可实现多种压痕的优化成型，优化设计的表达式如下：（1）最小化（Minimize ）：f （x ）＝f （x 1，x 2，…，x n ）（2）（2）约束条件（Subject to ）：g i （x ）≤0i ＝1，2，…，m h j （x ）≤0j ＝1，2，…，m jx L k ≤x k ≤x U k k ＝1，2，…，n⎧⎩⏐⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐⏐（3）公式（2）、公式（3）中，x ＝x 1，x 2，…，x n 为设计变量；f （x ）为目标函数；g （x ）为不等式约束函数；h （x ）为等式约束函数。

并联式混合动力汽车AMT无动力中断换档控制策略研究

并联式混合动力汽车AMT无动力中断换档控制策略研究为改善混合动力汽车的换档品质、经济性和动力性能,越来越多的混合动力汽车装配机械式自动变速器,目前针对混合动力传动系统的研究主要包括两个方面:动力传动系统的结构优化;动力传动系统的动态协调控制。

机械式自动变速器具有传动效率高、结构简单、成本低等优点,但换档过程存在动力中断的问题。

本文结合国家自然科学基金项目“极端行驶工况下HEV工作模式瞬态切换稳定性突变机理及失稳控制”(51705208),以搭配机械式自动变速器AMT的P3并联式混合动力客车作为样车,研究混合动力传动系统无动力中断的换档控制策略。

主要研究内容如下:首先,对P3并联式混合动力客车动力传动系统的结构特点和工作模式进行分析,结合发动机和驱动电机的试验数据进行建模,基于Simscape 搭建试验样车的等效整车仿真模型,并对混合动力客车的动力性能进行仿真验证,仿真结果验证了所搭建模型的正确性。

其次,对换档规律进行研究,分析了不同类型的换档规律,选择车速和加速踏板开度作为换档参数,针对装配机械式自动变速器AMT的P3并联式混合动力客车采用最佳经济性换档规律,并制定了最佳经济性换档曲线,基于Matlab/Simulink仿真平台建立了换档规律的Stateflow模型。

然后,基于最优控制理论对换档过程中发动机、离合器和驱动电机的控制分为调速阶段和调矩阶段进行研究分析,调速阶段以发动机转速、离合器转矩、驱动电机辅助转矩三者的导数作为控制向量;调矩阶段以发动机转矩、离合器转矩、驱动电机辅助转矩三者的导数作为控制向量。

以离合器滑磨功和冲击度的最小化作为优化目标并对其进行优化,设计线性二次型最优控制器并进行离线仿真,得到控制变量的最优化轨迹曲线。

最后,在50%加速踏板开度下进行换档控制器的升降档整车仿真和样车试验,与未采用最优控制的车辆进行对比分析,由于将换档过程分阶段进行最优控制,传动系统的动态响应控制更加精准,控制策略能够使驱动转矩在换档过程中平顺变化,达到减小冲击度和滑磨功的目的。

纯电动汽车电机转速主动阻尼控制策略软件开发及实车标定

2 电机目标转速滤波策略开发及标定
在电机控制领域，针对电机输出转速的控制已有大量的相关研究积累。考虑到电机驱动负载以及整车传动系的动力耦合、机械间隙的必然存在等因素，针对纯电动汽车整车层面驾驶性开发而开展的电机输出转速控制，与对单一电机部件进行输出转速控制的台架标定不尽相同。
2.1 电机目标转速滤波策略开发由于整车传动系各个动力传动部件间复杂的动力耦合关系，传动部件各自难易量化的机械特性以及无法预估的机械传动间隙的
针对纯电动汽车驾驶性开发，基于纯电动汽车传动系刚性连接、无阻尼的特殊特性
及传动系间隙存在的必然性，诸如博世 antijerk 等优秀的控制策略已经得到较为广泛的应用。其中，PID 作为控制领域最为成熟和广泛应用的一种控制算法，本身在电机的转速控制上已得到成熟的应用。但是由于整车传动系各动力总成部件之间的动力传动扭矩耦合关系的存在，电机内部的 PID 控制策略往往不足以完全闭环整车层面的抖动表现。本文基于一阶 RC 滤波算法和 PID 算法，建立一种通过调节电机输出扭矩来对电机输出转速进行闭环的电机转速主动阻尼控制策略，并完成相关软件开发和参数标定。
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
纯电动汽车电机转速主动阻尼控制策略软件开发及实车标定
沙伟郭亚子安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽省合肥市 230009
摘要：纯电动汽车电机转速主动阻尼控制策略软件开发及实车标定，以整车驾乘平顺无抖动为目标，研究一种电机转速主动阻尼控制策略的软件开发并开展相应的实车标定。通过对当前电机转速进行滤波处理建立电机目标输出转速，建立电机输出扭矩的 PID 调节环节对电机输出扭矩进行调节，闭环目标转速。实车标定结果显示，电机转速滤波策略及电机扭矩 PID 调节策略组成的电机转速主动阻尼控制策略能够实现对整车传动系统中电机的输出转速波动进行补偿，消除整车抖动提升纯电动汽车驾驶性，且在实车标定方面存在较大的可优化空间。

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常熟理工学院学报（自然科学）JournalofChangshuInstituteTechnology（NaturalSciences）第27卷第2Vol.27No.2

2013年3月Mar.,2013

收稿日期：2012-12-14基金项目：江苏省“六大人才高峰”资助项目“汽车再生制动与主制动系统匹配技术研究”（SZ2010002）；江苏省自然科学基金项目“汽车再生制动与液压制动的混杂动态集成控制研究”（BK2011367）通讯联系人：胡明明，硕士研究生，研究方向：汽车机电一体化，E-mail：humingmingnba@sina.com.

汽车怠速起停系统研究进展胡明明1，2，陈庆樟2，许广举1（1.苏州大学机械工程学院，江苏苏州215000；2.常熟理工学院汽车工程学院江苏常熟215500）摘要：介绍了汽车怠速起停系统的分类及原理，分析了起停系统的控制策略，探讨了起停系统关键技术问题.研究表明，智能怠速起停系统通过采集及分析汽车各部件信号及驾驶员的指令，判断汽车的起停条件及需求，实现对汽车怠速的停止起动控制，达到汽车怠速节能减排的目的；当前起停系统的研究重点是怠速停止起动智能判断、起动速度优化、电池寿命延长、高性能高寿命起动电机开发等方面.关键词：怠速；起停系统；关键技术；研究进展中图分类号：U461.8文献标识码：A文章编号：1008-2794（2013）02-0079-05

怠速起停系统被认为是未来汽车节能减排的一项关键技术，在典型城市道路中怠速工况可达20%以上，怠速工况时缸内燃烧完善程度较差，污染物排放较高，燃油消耗没有用于车辆行驶做功[1].起停系统能够

在车辆怠速时，控制发动机自动熄火，当驾驶员有起动车辆的意图时，自动起动发动机[2].怠速起停系统能够

有效提高城市行驶车辆的燃油经济性，减少汽车污染物排放.围绕汽车怠速起停系统的开发与应用，国内外学者已经开展了大量的研究工作，主要有：博世公司采用增强起动电机替换原有电机的方法实现了汽车的怠速起停[3]；丰田汽车公司采用世界首款永久啮合齿轮装置，开发出新一代怠速起停系统[4]；长安汽车股份有限公司通过设计合理的控制算法及采用大容量高性能的电池开发出了国内首个自主研发的起停系统[5]；奇瑞公司通过采用BSG技术，不仅实现了汽车的怠速停止还能做到汽车的再生制动[6].

本文介绍了现代汽车怠速起停系统，分析了智能起停系统的控制策略，以及发展怠速起停技术面临的挑战及解决策略.

1怠速起停系统工作原理

起停系统利用具有怠速起停功能的电机取代原有的起动电机，在必要的时候能够实现自动起停.在驾驶员有启动意图时，控制系统迅速响应驾驶员操作，通过电机起动发动机，使汽车重新前进[7].

图1是手动档起停操作示意图，在遇到红灯时，控制芯片接收各传感器和开关以及驾驶员传递的信息，分析具体状况，判断驾驶员是否有意图停机，在条件允许的情况下，关闭发动机，当红绿灯交换时，再次判断驾驶员的起动意图，接通电机，迅速起步[8].常熟理工学院学报（自然科学）2013年

2怠速起停系统技术当前使用的怠速起停系统有手动挡/自动挡起停系统、低速熄火/静止熄火起停系统、起动电机/轮毂电机起停系统和缸内直喷式起停系统等.根据起动机的不同，可以分为BSG/ISG起停系统、ESM起停系统、GDI起停系统.2.1BSG/ISG起停系统

BSG（BeltDrivenStarterGenerator）技术

是利用BSG电机（启发一体机）实现汽车怠速起停的技术.图2为BSG系统的结构原理图.发动机和BSG电机通过皮带相连接，电机带动发动机起动.当车辆停止时，通过对汽油喷射装置发出指令，停止喷油从而使发动机熄火，结束怠速状态.当汽车启动时，对电池供电，由电机带动发动机起动[9].之所以还保留

原有的起动电机，是为了保证当温度过低时，由原有电机保证发动机启动.BSG起停系统还添加有制动能量回收系统，更有效地节约燃料.ISG（IntegratedStarterandGenerator）技术在起停功能的实现方面与BSG技术一致，只是用ISG电机替换了BSG电机，工作原理也是一致的[10].

2.2ESM起停系统ESM（EnergySavingMotor）技术即增强

型起动机技术，采用增强型起动机替换原有起动机.增强型起动机比原有起动机具有更长的使用寿命，更多的启动次数.再给系统安装上成本较低、发电效率更好的发电机，就能够在原有基础上进一步提高节油效率.图3为ESM起停系统原理图[11].

2.3GDI起停系统

图4是缸内直喷起停系统的原理图[2]，在发动机起动或者停止时，使活塞固定处于一个设定的位置，当需要起动发动机时，将少许燃油喷射到处于压缩行程状态的气缸中，点火系统点火，燃油燃烧爆发的推力使活塞推动曲轴反转，反转使处于膨胀行程的气缸再次进入压缩行程状态，等到达到适当的点火角后再次点火，从而使曲轴正转，进而起动发动机[12].

相较而言，BSG/ISG技术不仅能够很好地实现汽车怠速起停功能，能量制动回收率较高，节能效果明显，但与其他两种相比，成本较高，对原车的改动较大；ESM技术利用增强型起动电机替换原有

图2BSG怠速起停系统原理图%6*+󱴎󰦥󰡼󱴎,󱏺󰓴󰡼

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图3ESM怠速起停系统原理图󰦥+󱴎󰦥󰡼󱴎,󱏺󰓴󰡼

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图4缸内直喷技术原理图

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图1手动档起停操作示意图

80胡明明，陈庆樟，许广举:汽车怠速起停系统研究进展2起动机，使汽车能够适应频繁的启动，其最大的优点就是成本低，对原车的改动小，缺点也很明显，节能效率相对较低[13].GDI技术，是舍弃原有的起动电机，通过将燃油直接喷入缸内点火带动发动机启动，安装该系统

的汽车起动迅速，振动噪声较小[14].2.4其他起停系统

怠速起停系统还可根据汽车手动挡和自动挡的不同分成手动挡起停系统和自动挡起停系统.根据能否低速熄火分为低速熄火起停系统和静止熄火起停系统等.自动挡和手动挡汽车最主要的区别是传动部件，手动挡依靠离合器传动而自动挡则是依靠液体传动系统，传动系统的区别导致汽车起动和停止所需要的操作及内部运转的不一致，从而造成两种怠速起停系统的差别.安装有怠速起停系统的汽车能否低速熄火，是由起动电机与发动机的连接方式决定的.传统的起动电机与发动机通过伸出式齿轮传动，这种连接方式是不能低速熄火的，因为如果在低速熄火，那么汽车将无法在完全停车前重新启动（传动齿轮无法在转动的情况下连接）.当起动电机与发动机通过永久啮合型齿轮或者皮带连接时，这种汽车就能够在低速（发动机转速低于起动电机工作转速）状况下重新启动，故此安装有该种起停系统的汽车能够低速熄火.

3怠速起停系统的控制策略

起停系统控制策略根据车速、发动机转速、变速器挡位和离合器等输入信号以及驾驶员的挡位、离合器等信号做出判断，在特定的情况下给出自动停机指令或者自动起动指令.判断驾驶员真正的意图，并且能够迅速做出响应，迅速启动或停止汽车，并且不会对驾驶员的正常操作产生影响，综合考虑所有相关情况，确保起停操作的安全[15].合理安排停机的时机，尽可能提高再次起动的速度，同时要求

不会对空调等功能使用产生影响.图5是汽车自动停车算法流程图.起停系统不断采集信号及驾驶员指令，判断驾驶员是否有停机意图，若有，再判断系统是否允许停机，系统允许则停机，否则结束系统，等待下一次检测[16].

起停控制系统是一个综合多项输入信号，经过分析，再输出信号的系统，可以将其分解成起停条件判断、起停需求判断、起停协调策略这3个相对独立又相互联系的模块，通过各模块之间互相合作，使怠速起停功能得以实现.图6为怠速起停系统控制策略结构图.3.1条件判定模块

起停条件判定模块专职收集汽车各方面的安全及控制信息，包括起停主开关状态，车辆安全检测，传动链开关检测，LIN（LocalInterconnectNetwork）故障检测，起动机状态故障/检测，电池状态/传感器故障检测，制动真空度状态传感器故障检测，空调等系统需求/故障检测.将众多的信息归纳成是否能起动汽车，是否能自动停车，是否要禁用起停系统，是否要起动发动机.并根据收集归纳出的条件，判断情况，控制汽车的起动和停止.3.2需求判定模块

起停需求判定模块通过采集起停系统主开关、加速踏板和离合器上相应传感器反馈的控制信息，以及车辆内部设备对起动发动机的需求，根据汽车当前的状态发出相应的起停指令.以手动挡车辆为例，在满足其他条件模块的条件下，挂空挡且离合器踏板松开表明驾驶员想要停机，而离合器踏板被踩下则说明驾驶员想要再次起动汽车.

图5汽车自动停车算法流程图

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