《中国公路学报》编辑部[1]2017年在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中研究指明为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
周洋[2]2016年在《车用燃料电池系统控制策略研究》文中进行了进一步梳理在汽车工业中,燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,简称FCEV)是解决能源紧缺与环境污染的根本出路,本文以燃料电池电动汽车为研究对象,深入地对燃料电池发动机控制系统展开研究,以高性能的Freescale16位嵌入式MCU为控制核心,采用CANBUS通讯、建立合理的控制策略,开发了一种新型的燃料电池发动机控制系统。主要研究内容如下:首先,根据燃料电池发动机所要达到的性能指标,研究了燃料电池发动机控制系统的总体结构以及传感器系统进行分析。以微处理器MC9S12DG128B为核心,进行燃料电池发动机控制系统的硬件设计。完成硬件平台、接口模块设计,并使该硬件系统具有一定的抗干扰能力。其次,对燃料电池工作状态的进行分析,然后对各个工作状态进行软件流程的分块设计与系统功能模块软件流程设计。在软件程序中,采取了数字滤波技术,以提高系统采样数据的可靠性。采用CANoe进行燃料电池发动机与整车控制器通讯仿真,验证通讯设计满足实际性能指标要求。最后,完成燃料电池汽车发动机控制策略的研究。由于冷却水循环系统是燃料电池发动机的难点及重点,分别采用PID控制和Fuzzy-PID控制对冷却水温度进行控制,进行仿真实验研究,验证了冷却水循环系统设计方案、控制算法和控制策略的正确性,对研究燃料电池电动汽车发动机控制系统有一定的借鉴意义。
时巍[3]2007年在《电动公交车燃料电池发动机实时嵌入式系统的研究》文中研究说明燃料电池作为一种节能环保的动力源，受到了国内外电动汽车领域的广泛重视。燃料电池发动机系统已成为燃料电池电动汽车设计研究与开发的主要内容。燃料电池发动机是燃料电池堆及其配套辅助系统的总称。其控制系统的性能决定了燃料电池是否能的长期稳定的运转。本论文以锌空燃料电池发动机为研究对象，采用了以ARM9为核心的S3C2410处理器作为控制器芯片，S3C2410开发板的配置使嵌入式Linux的移植成为可能，从而提高了控制系统的可靠性。本文对嵌入式Linux内核结构进行了分析，实现了Linux2．6内核的移植，根文件系统CRAMFS(compressed ROM file system)的移植，建立了嵌入式系统的开发环境。另外，本文的燃料电池发动机控制器采用CAN(Controller Area Network控制局域网)进行信息传递，因而对S3C2410开发板扩展了CAN接口，并且编写了CAN控制器在Linux系统下的驱动程序。锌空气燃料电池是一种高容量、可长时间使用、可机械性补给燃料的电池。由它构成的锌空燃料电池发动机是一个多输入、多输出、非线性的复杂控制对象，难以建立统一、精确的数学模型，本文将这种发动机分成多个子系统分别研究。其中对于空气供给系统、电解液液位控制系统、去钝化系统，本文采用模糊控制算法分别建立了模糊控制器，并用MATLAB的模糊控制工具箱和SIMULINK仿真工具对前两个子系统建立了仿真模型。在此基础上，本文对模型的控制性能作了初步研究，得到了比较满意的结果。
向金凤[4]2004年在《燃料电池发动机控制系统的研究与实现》文中进行了进一步梳理随着我国汽车保有量的增长，传统汽车燃料的供需矛盾更加突出，而城市汽车排放污染也更加严重。燃料电池电动汽车是治理汽车尾气污染的根本出路和最现实的措施。本文以电动汽车研究为背景，以燃料电池电动汽车为研究对象，开展25KW质子交换膜燃料电池发动机控制系统的研究，以高性能的嵌入式微处理器为核心，采用CAN总线光纤通讯、建立合理的控制策略和智能控制算法，开发了一种新型的燃料电池发动机控制系统。主要研究成果如下： 根据燃料电池发动机所要达到的性能指标，研究了燃料电池发动机控制系统的总体结构。以嵌入式微处理器DSP为核心，实现燃料电池发动机控制系统的硬件系统。完成硬件平台、接口模块、监控模块的的开发设计，并使该硬件平台具有一定的抗干扰能力。 完成燃料电池发动机控制系统的软件设计。基于DSP软件开发平台，运用C语言和汇编语言编程的方式，实现整个控制软件的设计。根据软件的功能，设计了初始化模块、A／D采样模块、控制策略模块、通讯模块等。每一个模块部分的内容互相独立，便于程序的编写和调试。 完成燃料电池发动机控制策略的研究。根据燃料电池发动机在整车的不同的工作模式下不同的工作状态进行分析，结合燃料电池发动机特殊的应用场合，针对它的控制要求，提出了一套较为完整的适合本燃料电池发动机控制系统的控制策略和方法。 开展燃料电池发动机控制系统中的算法研究。讨论了燃料电池发动机控制系统基本的PID控制算法，指出循环冷却水控制系统是燃料电池发电系统的关键和难点，引入Fuzzy—PID控制算法实现了循环冷却水温度的精确控制，获得较好的效果。 完成了燃料电池发动机控制系统硬件设计和软件设计，采用了合适的控制策略，成功把燃料电池发动机安装在电动汽车上，经过了实践的检验，基本满足了东风汽车公司所规定的技术指标要求，形成了实用化的燃料电池发动机控制器控制系统的雏形。
阮诗峰[5]2008年在《可软配置燃料电池发动机控制系统研究与实现》文中研究表明燃料电池以其高能量密度、工作温度低、无污染排放、结构紧凑等优点被公认为发展前景最好的汽车动力源之一,而对燃料电池发动机的研究也正成为当前的热点并已取得了重大的进展。燃料电池发动机工作的优劣除了电堆本身的特性及辅助系统外,其可靠性、耐久性等很大程度取决于控制系统的好坏,因此燃料电池发动机控制系统是燃料电池发动机中一个十分重要和急需研究的部分。本文针对60KW燃料电池双堆发动机系统,在详细分析了传统控制系统软件设计不足的基础上,设计了一种新型的可软配置燃料电池发动机控制系统,实现了控制系统的可软配置升级以及控制策略的软切换,并开展了智能控制算法的研究,主要研究成果如下:根据燃料电池发动机所要达到的性能指标,研究了60KW燃料电池双堆发动机控制系统的总体结构。以嵌入式微处理器TMS320F2812为核心,并在此核心上进行各个接口、通讯模块的设计,完成了可软配置燃料电池发动机控制系统的硬件设计;同时,基于DSP软件开发平台,运用C语言和汇编语言编程的方式,完成了各个接口、通讯模块的软件设计。进行软件体系结构以及软配置技术的研究,指出软件设计的目标是不仅需要完成系统设定的功能和性能要求,更需要在可理解、易维护、可扩充方面达到高的水平,以满足用户需求不断变化的要求,在此基础上分析了软件体系结构在软件设计中的重要性,并提出了实现嵌入式系统软件升级的软配置技术。在软配置的设计思想下,根据对燃料电池发动机控制系统在不同的工作模式下以及不同环境中对硬件、软件的不同需求的分析,结合燃料电池发动机多样化的控制要求,提出了一套较为完整的适合本燃料电池发动机控制系统的软配置升级策略以及控制策略,并解决了燃料电池发动机传统控制系统软件无法升级、控制策略单一的问题。开展燃料电池发动机控制系统中的算法研究。讨论了燃料电池发动机控制系统的控制特点、控制难点以及几种控制技术在控制过程中的应用,并指出空气供给子系统的风量控制是燃料电池发电系统的关键和难点,引入模糊PID控制算法实现了风量的精确控制,获得较好的效果。
王丽君[6]2010年在《基于信号处理的氢燃料发动机优化控制》文中研究说明环保意识增强和石油资源短缺促使在世界范围内寻找―清洁能源‖的持续升温,氢能以其清洁、高效、可再生等特点受到了广泛关注,正在登上21世纪能源舞台,并有望成为主角,人们对其发展前景充满了期待。氢作为内燃机的燃料有众多优越性使其成为最有前景的替代能源之一。但是,由于氢燃料与石油燃料的物化特性有着明显的差异,在氢燃料发动机工作过程中容易出现早燃、回火等异常燃烧和发动机功率下降问题,解决异常燃烧与提高氢发动机的功率之间的矛盾是推动氢发动机研究进展与技术进步的关键。本文综述了国内外氢能及氢燃料汽车的研究历程及技术状况,燃料电池汽车的发展及技术水平,简要分析了氢燃料内燃机的特点与发展关键,提出氢燃料内燃机汽车将先于燃料电池电动汽车进入市场。表明对氢燃料汽车发动机的研究具有重要的科学意义和应用前景。论文中进行了氢燃料发动机电控试验系统设计和电控系统软硬件开发,提出了协调解决异常燃烧与提高氢发动机功率,改善燃烧效率的优化控制思想与策略。为研究氢燃料发动机的燃烧特征与优化控制提供了实验基础。在氢发动机多方面参量的权衡和优化控制方面,进行了深入的实验研究,主要包括汽油机加氢后发动机排放特性及动力性、经济性的关系,加氢量与工况变化间的关系,喷射正时、点火正时、压缩比、过量空气系数等重要运转参数与氢发动机燃烧规律的关系,给出了详实的实验数据,提出优化控制喷氢时刻和点火时刻对改善发动机性能起着关键作用。以上成果对于发动机优化控制有重要参考价值。深入研究了氢发动机早燃、回火、燃烧循环变动等异常燃烧机理,氢发动机的异常燃烧之间的关系,指出早燃和回火一般发生在以外部混合气形成方式的氢发动机上。回火在较浓混合气浓度和较稀混合气浓度的工况下都可能发生,早燃可以向回火转换,氢燃料发动机的燃烧循环变动现象比其它燃料发动机较为明显。综述了氢发动机的异常燃烧抑制技术。在解决氢发动机早燃和回火的技术难题方面,提出了一种优化调整点火正时角度及进气管喷水量的新方法,不仅较好地解决了这一问题,而且兼顾氢发动机动力性及经济性。在氢发动机燃烧过程的建模与优化控制方面,首次引入非线性控制系统状态空间分析方法,并将其与质量传递、能量传递等热力学分析方法相结合,在此基础上给出了氢燃料发动机非线性燃烧控制系统的状态空间模型,并讨论了状态空间表达式的线性化、能控性、稳定性等问题。成功地实现了状态空间模型与氢发动机主要运转参数及性能指标表达的最优控制模型间的等价转换,本项理论成果对于发动机的优化控制,特别是解决异常燃烧与提高氢发动机的功率之间的矛盾,奠定了重要的理论分析与实验研究基础。在燃烧控制模型的优化设计方面,针对在多工况、多目标、多变量、多约束的情况下求解点火正时、喷氢正时等最优化设计问题,首次将非线性规划理论和多目标遗传算法相结合,成功地将多目标优化控制转变为单目标的优化控制,为解决氢燃料发动机多工况、多目标、多变量、多约束的优化控制问题的集成化开辟了新途径。在氢发动机的异常燃烧诊断方面,首次提出用提升小波变换和经验模态分解方法对早燃这种异常燃烧进行分析和研究,为早燃的早期诊断提供有用的信息。通过将Harr小波变换与提升小波变化对比,发现二者变换结果相近,能够较准确地表征原始信号的特征,但提升小波变换具有不依赖傅里叶变换,结构、算法更简单,计算速度快,计算时无需额外的存储开销等优点。鉴于经验模态分解与建立在先验性的谐波基函数的傅里叶分解和基于小波基函数的小波分解方法相比,具有直观、后验和自适应的特点,本章又采用经验模态分解方法对正常燃烧与早燃信号进行对比分析,结果表明:EMD可以方便将把燃烧压力信号特征在不同的分辨率下显示出来,相对于小波变换,能更准确的反映原始信号的特性,为早燃的早期诊断及鉴别提供了有价值的依据。在氢发动机的测试手段方面,设计了一套基于LabVIEW的氢发动机传感器信号检测系统,该系统可以方便地实现被测信号的监测、分析、处理、显示和存贮,解决了传统的发动机测试系统无法实现的传感器信号的图形显示和分析等问题,具有较高的实用价值。
王超[7]2005年在《燃料电池发动机控制系统及其信息融合技术的研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着能源供给矛盾的不断突出和汽车尾气污染的不断加深,燃料电池电动汽车的研究进度不断加快。本文以电动汽车研究为背景,以燃料电池电动汽车为研究对象,开展25KW质子交换膜燃料电池发动机控制系统及其多传感器信息融合技术的研究,以高性能的嵌入式微处理器为核心,采用光纤CAN总线通讯、建立合理的控制策略和智能控制算法,研发一种新型的燃料电池发动机控制系统。主要研究内容如下: 根据燃料电池发动机所要达到的性能指标,研究了燃料电池发动机控制系统的总体结构。以嵌入式微处理器DSP为核心,实现燃料电池发动机控制系统的硬件系统。完成硬件平台、接口模块、传感器模块等子系统的开发设计,并使该硬件平台工作稳定、可靠。 完成燃料电池发动机控制系统的软件设计。基于DSP软件开发平台,运用C语言和汇编语言编程的方式,实现整个控制软件的设计。根据软件的功能,设计了初始化模块、A/D采样模块、控制策略模块、通讯模块、数据存储模块等。每一个模块部分的内容互相独立,便于程序的编写和调试。 完成燃料电池发动机部分传感器及其信号变送电路的研发。根据燃料电池发动机对传感器的要求进行分析,结合燃料电池发动机特殊的应用环境,针对温度测量模块、电压电流测量模块等传感测量电路,选用了一批适合本燃料电池发动机控制系统使用的传感器并设计一套较为实用的测量电路,达到了理想的测量结果。 开展燃料电池发动机控制系统中的算法研究。分析了在含有大量传感器的燃料电池发动机系统中引入多传感器信息融合技术的优越性,并基于信息融合中的神经网络方法设计一种传感器容错模型,并将该模型成功运用于温度信号的容错控制中,获得了良好的容错效果。该容错模型还适合推广到其它需要采集信号中。 完成了燃料电池发动机控制系统硬件设计和软件设计,采用了合适的控制策略,成功把燃料电池发动机安装在电动汽车上,经过了较长时间的实践检验,基本满足了设计的技术指标要求,形成了实用化的燃料电池发动机控制器控制系统的雏形。
陈海霞[8]2008年在《基于MCU燃料电池汽车发动机系统控制研究》文中研究表明在汽车工业中,燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,简称FCEV)是解决能源紧缺与环境污染的根本出路,本文以燃料电池电动汽车为研究对象,深入地对25kW质子交换膜燃料电池发动机控制系统展开研究,以高性能的Freescale16位嵌入式MCU为控制核心,采用CANBUS通讯、建立合理的控制策略,开发了一种新型的燃料电池发动机控制系统。主要研究内容如下：首先,根据燃料电池发动机所要达到的性能指标,研究了燃料电池发动机控制系统的总体结构以及传感器系统进行分析。以微处理器MC9S12DG128B为核心,进行燃料电池发动机控制系统的硬件设计。完成硬件平台、接口模块设计,并使该硬件系统具有一定的抗干扰能力。其次,对燃料电池工作状态的进行分析,然后对各个工作状态进行软件流程的分块设计与系统功能模块软件流程设计。在软件程序中,采取了数字滤波技术,以提高系统采样数据的可靠性。采用CANoe进行燃料电池发动机与整车控制器通讯仿真,验证通讯设计满足实际性能指标要求。最后,完成燃料电池汽车发动机控制策略的研究。由于冷却水循环系统是燃料电池发动机的难点及重点,分别采用PID控制和Fuzzy-PID控制对冷却水温度进行控制,进行仿真实验研究,验证了冷却水循环系统设计方案、控制算法和控制策略的正确性,对研究燃料电池电动汽车发动机控制系统有一定的借鉴意义。
王煜[9]2008年在《低热值气体燃料发动机性能研究》文中指出当今世界能源紧张,由于传统内燃机过分依赖于石油化工燃料,作为现代文明社会重要标志的汽车及发动机,其发展正承受着来自能源紧张问题的巨大挑战。实现本世纪汽车及发动机工业健康发展的根本出路,就要减少对石油的过度依赖。探索开发替代石油基燃料的新型洁净燃料是解决此问题的重要途径之一。而其中低热值气体燃料应用于发动机领域的研究也正在成为研究所关注的焦点。论文题目为低热值气体燃料发动机性能研究。来自于国家自然基金项目“发动机燃用低热值掺氢混合气体燃料的基础研究”主要内容的一部分。研究的对象为低热值气体燃料发动机,采用台架试验研究与模拟分析相结合的研究方法。按照真实的低热值气体燃料的成份和各成份体积比例,配制出低热值混合气体燃料,并对发动机燃用不同组分的低热值混合气体燃料的性能进行研究,并在试验的基础上利用GT-Power软件对发动机燃用低热值混合气体燃料进行模拟分析。研究首先利用现有的单缸柴油机,在其基础上进行改造,加装点火系统和燃料喷射系统;开发针对低热值气体燃料发动机的电控系统等,将其改造成为适合于燃用低热值混合气体燃料的发动机。其次针对发动机燃用低热值混合气体燃料进行台架试验研究。整理试验数据,得出以下结论:(1)发动机燃用低热值混合气体燃料情况下,由于燃料热值较低,发动机动力性较燃用单纯CNG情况有所降低。但可以达到发动机功率要求。(2)发动机燃用低热值混合气体燃料的燃料消耗率较燃用单纯CNG情况有所增加,但由于低热值混合气体燃料价格便宜,其经济性优于燃用CNG。(3)由于低热值混合气体燃料热值较低,在发动机缸内燃烧时燃烧温度较低,造成CO和HC排放较燃用CNG情况有所增加,但NO_x的排放低于燃用CNG情况。最后,利用GT-power软件对低热值气体燃料发动机进行模拟计算分析,通过改变点火提前角和对燃用其它组分的低热值混合气体燃料的模拟,分析低热值气体燃料发动机的燃烧及排放特性,并得出结论。模拟分析为今后的试验研究奠定了理论基础。
马天才, 孙泽昌[10]2005年在《燃料电池发动机控制系统设计》文中提出控制系统的性能对于保证燃料电池发动机安全、可靠、高效地运行非常重要。通过对质子交换膜燃料电池发动机的工作过程分析及其故障处理对控制系统的要求,确定了其控制系统设计的目标。结合燃料电池发动机失效性分析以及具体的使用环境,提出了燃料电池发动机控制系统设计的要点及一般性方法。
参考文献：
[1]. 中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017
[2]. 车用燃料电池系统控制策略研究[D]. 周洋. 湖南工业大学. 2016
[3]. 电动公交车燃料电池发动机实时嵌入式系统的研究[D]. 时巍. 沈阳工业大学. 2007
[4]. 燃料电池发动机控制系统的研究与实现[D]. 向金凤. 武汉理工大学. 2004
[5]. 可软配置燃料电池发动机控制系统研究与实现[D]. 阮诗峰. 武汉理工大学. 2008
[6]. 基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D]. 王丽君. 解放军信息工程大学. 2010
[7]. 燃料电池发动机控制系统及其信息融合技术的研究[D]. 王超. 武汉理工大学. 2005
[8]. 基于MCU燃料电池汽车发动机系统控制研究[D]. 陈海霞. 东北大学. 2008
[9]. 低热值气体燃料发动机性能研究[D]. 王煜. 北京交通大学. 2008
[10]. 燃料电池发动机控制系统设计[J]. 马天才, 孙泽昌. 车用发动机. 2005