考虑发动机排气背压阈值的柴电混合动力汽车最优控制-控制理论与应用.PDF

第34 卷第4 期 控制 理 论 与 应 用 Vol. 34 No. 4 2017 年4 月 Control Theory Applications Apr. 2017 DOI: 10.7641/CTA.2017.60426 考考考虑虑虑发发发动动动机机机排排排气气气背背背压压压阈阈阈值值值的的的柴柴柴电电电混混混合合合动动动力力力汽汽汽车车车最最最优优优控控控制制制 隗寒冰 , 刘小飞 , 彭志远 (1. 重庆交通大学机电与车辆工程学院, 重庆400074; 2. 重庆长安汽车有限公司汽车工程研究院, 重庆401120) 摘要: 根据柴油发动机台架试验结果, 分析排气背压对发动机性能的影响, 在设计插电式柴电混合动力汽车 (plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)控制策略时考虑排气背压对油耗与排放的影响因素. 以排气背压和蓄电池荷 电状态为状态变量, 利用庞特里亚金极小值原理, 求解以插电式混合动力汽车油耗与颗粒物排放量的多目标泛函, 从而得到整车油耗与排放综合最优控制策略. 在MATLAB/Simulink仿真平台下建立了包含柴油颗粒过滤器(die- sel particle filter, DPF)压力损失和捕集效率模型的整车动力学模型, 对上述所得最优控制策略进行验证, 并与二阶 段(charge-depleting and charge-sustaining, CD–CS)控制策略和无排气背压状态最优控制策略进行对比. 仿真结果表 明, 本文建立的最优控制策略相对于其它两种控制策略均能明显降低排气背压升高对发动机性能的影响, 有效地改 善了整车燃油经济性和排放性. 最后通过台架试验对所提出的最优控制策略的有效性进行验证, 结果表明, 采用该 控制策略优化后的等效燃油消耗量与颗粒物(particulate matter, PM)排放量分别降低了9.68%和32%. 关键词: 混合动力汽车; 柴油发动机; 排气背压; 极小值原理; 最优控制; 排放 中图分类号: TP273 文献标识码: A The optimal control of plug-in diesel hybrid electric vehicle with considering the threshold of exhaust back pressure WEI Han-bing , LIU Xiao-fei , PENG Zhi-yuan (1. College of Mechatronics Vehicle Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China; 2. Automobile Engineering Institute, Chongqing Changan Automobile Company, Chongqing 401120, China) Abstract: The influence of exhaust back pressure for the engine performances is analyzed according to the experiment results from diesel engine test rig.