柴油公交车行驶工况解析及排放特性研究

为评价ESC和ETC工况与公交车实际行驶工况的一致性,以及其排放限值与实际行驶排放水平的差异,对北京市公交车的行驶工况进行了调查.采用聚类的统计方法对工况数据进行解析和特征值计算,选择合适的公交车采用SEMTECH气态分析仪对气态污染物实时测量.结果表明:ESC稳态及ETC瞬态工况均与公交车的实际行驶工况有很大的差别,采用通过ESC和ETC标准的发动机在公交车上运转时,CO和NOx的排放量会经常大幅度超过限值,特别是NOx超过50%的时间点均处于限值以上,且偏离程度较大,不能有效地对公交车排放进行限定.对公交车可以在台架上采用特定的工况进行型式认证,或者采用车载测量的方法作为补充的监督手段.     

实际行驶工况下柴油车发动机负荷分布及排放

通过发动机电子控制单元测试发动机的转速、油门开度，研究排放满足欧3标准的某重型发动机在北京高速行驶工况下负荷分布特征，并基于发动机台架试验时的负荷特性数据计算出其功率消耗；同时结合车载排放系统的测试结果计算出该工况下的比功率排放量．试验表明，实际道路发动机的负荷分布特征和实验室法规工况差异较大，导致实际工况和法规工况下的排放数据差异大，尤其在NOx和PM两个指标方面．需重新匹配整车和发动机，使其能够工作在高效工作区域；或者采用符合我国实际道路运行工况的法规认证测试方法来控制车辆的道路排放，进而减少城市重型机动车NOx和PM的排放．     

城市道路机动车行驶工况本地化特性分析

为了明确作为非标准工况的城市道路机动车行驶工况在车辆排放评估研究中的重要性,从时间特性和空间特性对城市道路机动车行驶工况的本地化特性进行了分析.对采集的南京市道路车载试验时间速度数据提取短行程并构建本地行驶工况,从时间维度比较2009年和2017年的南京本地行驶工况,同时对比国内其他城市的本地行驶工况,从空间维度分析城市道路机动车行驶工况本地化特性.结果表明:即使使用相同的试验和数据处理方法,不同年份的南京本地行驶工况仍存在明显差异;由于国内城市本地工况存在明显的特征参数差异,所以构建城市本地行驶工况很有必要;构建符合城市特性的本地行驶工况并定期进行更新,能够有利于得到与在用车辆实际排放相符合的排放因子.     

城市道路轻型汽油车细颗粒物的排放特性

为研究轻型汽油车在南京市区道路上的细颗粒物排放特征,建立了车载测试系统.通过对比实际道路和底盘测功机测试结果探讨了机动车速度、加速度及行驶工况对细颗粒物排放的影响.实际道路下,加速状态下的车辆颗粒物数量、质量浓度明显高于其他行驶状态;在低速情况下,核模态(Dp＜50 nm)细颗粒物数量浓度较大,高速条件下积聚模态(50 nm＜Dp＜565 nm)的颗粒数量较多.底盘测功机试验的颗粒物平均数量浓度为车载试验下的1.62倍,但质量浓度仅为车载试验的0.18倍.粒径100 nm以下的细颗粒物数浓度占整个测试的绝大部分.高速及急加速下,车辆会产生更多细颗粒物.结果表明:实际道路轻型汽油车的细颗粒物排放特性可用该车载系统来描述.     

多源信息融合的插电式混合动力公交车行驶工况构建

为了反映插电式混合动力公交车(PHEB)在实际公交工况运行时的真实油耗,提出了一种基于实时交通信息的工况构建方法。首先,通过车载传感器获取实时交通信息,利用D-S证据理论对获取的多种传感器信息进行多源信息融合。其次,根据实车采集的原始行驶数据,对车速片段进行划分。利用马尔可夫转移矩阵,结合蒙特卡洛方法构建了全局行驶工况。通过实时更新的交通信息对构建的全局行驶工况进行实时更新,从而进一步反映实时的道路行驶路况。最后,通过与实际工况数据的比较,验证所提出方法的有效性。研究结果表明:基于实时交通信息构建的行驶工况与实际工况较为吻合,主要特征参数的相对误差均在5%以内,百公里油耗与实际工况的百公里油耗相对误差为1.8%。     

柴油卡车实际道路氮氧化物排放特征分析

利用SEMTECH-DS车载排放分析仪对3辆柴油卡车进行实际道路排放测试,获得了车辆的行驶工况、油耗及污染物排放数据,并分析得到工况、油耗与NO_x、NO和NO_2排放之间的关系.结果表明:测试车辆NO_x排放与各行驶工况下的速度、加速度及油耗密切相关.速度对NO_x、NO、NO_2排放速率的影响主要体现在高速阶段,此阶段排放速率随速度的增加迅速升高,而NO_x排放因子在速度为40～60 km/h时达到最低;车辆行驶过程中当加速度大于-0.3 m/s~2时,NO_x、NO和NO_2排放速率和排放因子均随加速度的增加而升高,且随着速度段的提高,这种趋势愈加明显;当油耗速率在0.04～0.07 L/s时,NO_x、NO和NO_2排放速率随油耗增加基本不变,其排放因子则不断减小,说明合理控制油耗将有利于NO_x排放的减少.     

实际道路运行工况下轻型车排放特征研究

针对定量评价机动车在特定运行状况下排放状况的问题,采用轻型车在OEM-2100的基础上搭建了车载排放测试试验平台进行实际道路试验. 分析了机动车在不同运行工况模式下3种排放污染物的差异;分别分析了速度和加速度对机动车3种排放污染物质量排放率的影响,并获得了速度和加速度联合分布下3种污染物的排放特征. 研究结果表明加速工况下的排放值要明显高于其他工况,巡航次之,其次是怠速和减速;速度和加速度对车辆排放都有较大的影响,轻型车的行驶速度控制在30~50 km·h-1范围内中速行驶,加速度小于等于0.5 m·s-2时,可达到最佳的排放性能.      

装有综合变速箱的履带车辆制动工况换挡策略

为提高液力机械综合变速箱对复杂行驶工况的适应能力,以某履带车辆为研究平台,通过分析行驶过程中不同制动方法的特点,针对各制动工况提出了辨识方法,并依据发动机转速、液力变矩器速比、车速信号反馈车辆行驶状态,制定出相应的换挡控制策略. 实车试验表明,该控制策略满足了车辆实际行驶过程中制动工况的要求,且能够符合驾驶员的驾驶意图.     

轻型汽车道路排放的车载实验研究

采用一套车载排放检测装置,对上海城市道路、高速道路进行实际道路排放测试.行驶工况对车辆污染物排放影响明显,加速及高速匀速段,污染物浓度对排放速率起主要影响;减速段,排气量对排放速率的影响程度高于污染物浓度.高速道路行驶,CO、NO的排放速率主要受其浓度影响,HC的排放速率受排气量的影响较大;CO、HC和NO污染物实测排放因子分别为1.47、0.02和0.08 g/km.     

基于台架模拟的纯电动汽车能耗经济性研究

 能源和环保问题使纯电动汽车能耗经济性问题被日趋重视,采用台架模拟的方法研究能耗经济性,建立了纯电动汽车能耗试验台架系统,开发了测试系统软件。以实验室研发的ECUV纯电动汽车为对象,在台架上测试不同车速下匀速行驶的百公里能耗作出能耗经济特性曲线,模拟道路循环行驶工况实现续驶里程及能耗仿真计算。通过测试纯电动汽车在不同整车质量下的百公里能耗,分析整车质量对能耗经济性的影响。研究结果用于指导ECUV纯电动汽车能耗性能的改善及续驶里程的提高,对开发其它电动汽车具有参考作用。     

基于模糊在线识别的并联混合动力客车自适应控制策略

针对一款并联混合动力客车提出了一种基于模糊在线识别的自适应控制策略.基于自主研发的混合动力车数据采集监控系统构建符合本地车辆实际行驶道路特点的典型工况,设计模糊工况识别算法对车辆实际行驶的工况类型进行在线识别.根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合工况识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制.实验结果表明,所设计的模糊识别方法能够较好地完成行驶工况类型的识别.基于此所提出的自适应控制方法能够在满足车辆需求功率和电池SOC维持在有效工作区间内的前提下完成发动机和电池的最优功率分配,显著提高整车的燃油经济性.      

基于改进遗传算法的电动汽车轨迹优化方法

在复杂障碍物环境中的轨迹规划方法是电动汽车智能辅助驾驶技术的一个重要研究内容.为了使得电动汽车能够在高速行驶工况下平稳转向行驶,提出了一种基于改进遗传算法的轨迹优化方法.本文基于五次多项式进行轨迹规划,用改进遗传算法对五次多项式的参数进行优化,使得规划轨迹满足车辆的动力学约束条件,从而使得优化后轨迹具有更强的可行性.实车实验结果表明,优化后轨迹比优化前轨迹能够更好地满足动力学约束条件,优化效果明显,车辆在高速行驶工况下按照优化轨迹行驶能够进行平稳转向行驶.     

新型多功能电动轮设计及整车动力性能仿真

为节约能源和保护环境,适应未来城市交通的要求,提出了一种用于电动汽车的集动力、悬架、制动和行驶为一体的高效紧凑的多功能电动轮系统。对轮毂电机、悬架和制动器进行了选型,形成了直接驱动型电动轮系统方案。结合城市道路条件和行车环境,确定了整车参数,进行了轮毂盘式永磁电机的结构设计和动力参数的计算。设计了基于MR阻尼器的车轮内装半主动悬架。把电动轮与四轮独立驱动电动汽车车体进行耦合,在电动汽车仿真软件ADVISOR基础上,建立整车动力学仿真模型,对整车进行了动力学仿真。结果表明,该车的动力性能与设计指标基本相符,能够适应城市的交通状况,电动轮驱动系统的设计方案是实用、可行的。     

驾驶风格对纯电动汽车能耗的影响

纯电动汽车能耗受多种因素影响,为揭示驾驶风格对纯电动汽车能耗的影响规律,采用控制单变量因子的实验思路,设计整车能耗实验。通过实验测试与理论计算相结合,得到各部件的能量分布,对能耗进行定量分析,为优化整车能耗指明方向。首先分析汽车在等速工况下的能量流动情况,得到确定因素对汽车能耗的影响;然后在综合工况下分析驾驶风格对纯电动汽车能耗的影响。结果表明：电池能量主要被电机电控系统和车辆行驶阻力消耗,附件能耗较少,驾驶风格主要通过影响制动损耗和动力传动系统运行效率造成能耗波动,不同驾驶风格将导致百公里电耗相差10 kW·h以上。     

山区城市道路交叉口纵向减速标线影响

道路交通安全问题是一个受各种因素影响的复杂的系统问题,受不同的驾驶员特性、汽车性能、道路条件及环境之间的相互影响。对速度的分析应该从实际的行驶环境出发,结合车辆行驶轨迹和其他事故致因系统分析。本文通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的山区城市道路交叉口路段和未设置标线的对比路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合山区城市道路交叉口处的交通特性和道路基本参数等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律。试验表明:在城市道路交叉口设置纵向减速标线后车辆在试验路段和对比路段的偏移量分布频率最大值42.62%和38.18%在（0.5,1]区间内;在山区城市道路交叉口段设置纵向减速标线可以提前警告驾驶员控制车速等有利的影响,提高交叉口行驶安全性。     

基于模型预测控制的电动轮车辆横摆控制

为提高电动轮驱动车辆对不同路面的适应能力,基于模型预测控制提出一种将驱动电机的饱和输出力矩作为控制输入约束、将质心侧偏角作为输出约束的汽车横摆控制方法。建立2自由度的车辆状态空间模型作为预测模型,在线计算出跟踪理想横摆角速度所需的附加横摆力矩,通过调节相应驱动轮的驱动力来完成高效、简易的直接横摆力矩分配。将本文算法应用于四轮驱动的8自由度整车模型进行控制仿真,结果表明,该方法能够保证车辆在良好路面及湿滑路面上紧急转向和换道的操作稳定性,并能改善车辆循迹能力。     

混合动力重卡标定参数工况适应性

为解决混合动力重卡整车控制器标定流程繁琐、标定结果无法满足不同行驶工况需求等问题,提出一种标定参数工况适应性规律,可以针对不同行驶工况快速进行控制参数标定.基于运煤线工况和省道工况合成100个新行驶工况,并筛选出代表行驶工况的24个工况特征参数,在电量平衡的条件下,以系统总损失能量最小为标定目标来求解最优功率门限值,通过回归分析寻找最优功率门限值与工况特征参数之间的关系,并确定该车型下最优功率门限值与工况特征参数之间的线性回归方程,研究结果揭示了标定参数与行驶工况之间的本质关系,缩短了不同工况下混合动力重卡整车控制器的研发周期.     

纯电动汽车驱动控制器研究与开发

 驱动控制器是电动汽车的核心部件,其性能的优劣直接关系着纯电动汽车的整车性能和传输效率。本文针对大中型纯电动汽车,研究开发了一款基于Freescale S12单片机的纯电动汽车驱动控制器。根据纯电动汽车的特殊要求和运行环境,给出驱动控制器总体设计方案,其中硬件电路包括电源模块电路、主控制器最小系统电路、信号调理模块电路、PWM输出电路、数据通信模块电路和IGBT驱动模块电路等;控制策略采用模糊自整定PID控制策略。对安装该驱动控制器的纯电动汽车进行道路试验,试验表明,该驱动控制器能够满足车辆复杂的行驶工况,纯电动汽车具有较好的加速性能和良好的速度跟随性,满足相关国家法规要求,控制器适用于各类大中型纯电动汽车。     

车辆机械传动系统的动态载荷计算

本文介绍了一种计算高速履带车辆动力传动系统在非稳定行驶时动载荷的方法,此法将复杂的车辆传动系统,简化为集中弹性质量系统,建立动力模型、数学模型以及编制计算程序在电子计算机上求解微分方程组。并对车辆传动系在非稳定行驶工况的激励力作了分析建立了计算公式。应用提出的方法对某重型履带车辆在非稳定工况传动系统动态性能和载荷进行了计算,并与实车道路试验测得的数据进行对比。     

四轮轮毂电机电动车横摆力矩参数自调整模糊控制

针对四轮轮毂电机电动车横摆力矩控制问题,进行横摆力矩参数自调整模糊控制研究,确定整车横摆力矩分层控制结构.基于参数自调整模糊控制理论设计附加横摆力矩决策控制器.利用四轮驱动力矩独立可控的优势,采用规则分配方法进行四轮驱动力分配,并通过CarSim与Matlab/Simulink联合仿真实验,选取连续正弦方向盘转角输入工况对控制方法进行验证.结果表明:四轮轮毂电机横摆力矩参数自调整模糊控制方法能够有效提高车辆行驶稳定性.