基于数据的汽车发动机动力总成系统分析与控制

提炼汽车发动机动力总成系统的共性基础科学问题"多目标多工况的扭矩需求管理，高效低计算成本的MAP自适应修正，快速无静差的鲁棒跟踪控制，可靠实时的动力总成状态估计，控制系统的标定及安全性诊断"，研究有效利用大量离线/在线数据的系统分析与控制的新理论与新方法，有机结合机理模型的辅佐作用，实现对汽车发动机动力总成系统的有效的、低成本的分析与控制，建立基于数据/机理模型的发动机动力总成系统分析与控制的理论与方法，并在多目标多工况扭矩需求优化管理快速算法、分布式结构化低维状态估计策略、MAP修正算法、MAP控制性能分析等方面取得创新性成果。结合理论与应用技术创新，将部分研究成果应用于一汽自主发动机动力总成电控系统，完成台架实验或实车试验。本项研究旨在促进控制与车辆工程的学科交叉，拓宽控制应用领域，迎接动力总成系统的机理建模难、动力学强耦合、低成本控制等问题对控制理论的挑战。

针对存在大量数据图表的发动机动力总成电控系统，本项目旨在研究基于数据/机理混合模型的发动机动力总成系统分析与控制的理论与方法，提出了复杂耦合系统的机理/数据混合建模方法，基于数据的“稳态控制+参考动态前馈控制+状态依赖PID误差反馈控制”三步设计方法和基于数据的非线性估计方法。在缸内直喷汽油发动机（GDI）轨压控制、发动机气路控制、自动变速箱换挡控制、车辆起步控制、离合器压力估计、发动机扭矩估计等方面的应用研究取得了原创性成果。结合理论与应用技术创新，将基于三步法的GDI轨压控制技术应用于一汽技术中心自主发动机动力总成电控系统，完成台架实验；将基于数据的车辆起步控制技术应用于改装的一汽自主品牌奔腾B50乘用车，完成实车试验。