基于速度特性的混合动力电动汽车发动机停止位置控制

《Scientific Reports》：Speed-feature-based engine stop-position control for hybrid electric vehicles

　　

摘要

混合动力电动汽车（HEVs）中频繁的发动机启停循环会加剧噪音、振动和颠簸（NVH），从而降低驾驶舒适性，而这一问题随着HEV市场份额的增长而变得更加严重。初始曲轴角度（ICA）对重启的平稳性有着关键影响，但传统的控制系统依赖曲轴传感器，存在低速信号不可靠性和复杂性增加的问题。本研究提出了一种无需位置传感器的停止位置控制策略，仅利用速度信号来实现控制。通过利用压缩冲程中速度极值与上止点（TDC）之间的确定性关系，实现了实时TDC检测和曲轴角度估计。设计了一种C1-连续二次速度轨迹，以满足最终速度、加速度和目标位置的边界条件，并结合了前馈扭矩补偿和增益调度的PI反馈控制。车辆测试表明，该方法的定位精度达到1.7°CA，完全消除了发动机反转现象，并回收了44.69焦耳的动能（占重启能量需求的6.25%）。由于无需专用曲轴传感器，这种控制方法简化了控制架构，特别适用于那些气缸数量较少且速度波动较大的HEVs，具有较高的成本效益。