RUDN Journal of Engineering ResearchRUDN Journal of Engineering ResearchВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования2312-81432312-8151Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)3506110.22363/2312-8143-2023-24-1-50-56EXXABZArticlesСтатьиResearch ArticleOptimization of the control algorithm for a vehicle with a hybrid power plantОптимизация алгоритма управления автомобилем с гибридной силовой установкойhttps://orcid.org/0000-0003-1839-384557936166500LinZar NiЛинЗар Ни

postgraduate student, Department of Wheeled Vehicles and Applied Mechanics

аспирант, кафедра колесных машин и прикладной механики

zarniznl15@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0000-3423-8517PopovAndrey A.ПоповАндрей Александрович

student, Department of Wheeled Vehicles and Applied Mechanics

студент, кафедра колесных машин и прикладной механики

leonfn4@mail.comhttps://orcid.org/0009-0004-0214-1373572224729146162-2659SidorovVladimir N.СидоровВладимир Николаевич

Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Wheeled Vehicles and Applied Mechanics

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры колесных машин и прикладной механики

sidorov-kaluga@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0007-0905-0329572066656165344-1957GolubinaSvetlana A.ГолубинаСветлана Александровна

Ph.D of Technical Sciences, Associate Professor, Assistant Professor of the Department of Wheeled Vehicles and Applied Mechanics

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры колесных машин и прикладной механики

asbina@yandex.ruBauman Moscow State Technical University, Kaluga branchКалужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана25062023241VOL 24, NO1 (2023)ТОМ 24, №1 (2023)505626062023Copyright ©; 2023, Lin Z.N., Popov A.A., Sidorov V.N., Golubina S.A.Copyright ©; 2023, Лин З.Н., Попов А.А., Сидоров В.Н., Голубина С.А.2023Lin Z.N., Popov A.A., Sidorov V.N., Golubina S.A.Лин З.Н., Попов А.А., Сидоров В.Н., Голубина С.А.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/legalcodehttps://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/35061

Along with the rapid growth of fuel prices, the increase of car fleet in the world, including Russia, has focused on reducing fuel consumption by vehicles. One of the ways that can reduce the consumption of hydrocarbon fuels is to use vehicles with an electromechanical powertrain. The energy source for such vehicles is both an internal combustion engine and an electric motor. The results of a study of fuel consumption by a hybrid vehicle with various control algorithms are presented. The methods of mathematical and simulation modeling were used. Fuel consumption data is given when using various algorithms for turning on the gasoline internal combustion engine, depending on the vehicle speed. As a result of simulation modeling, it was found that in order to ensure the greatest fuel economy, it is necessary that the gasoline engine starts when the car reaches a speed of at least 60 km/h, then fuel consumption in the urban driving cycle is reduced by 50% compared to the gasoline engine start mode at a speed of 30 km/h.

Увеличение автомобильного парка в мире и в том числе в России с одновременным стремительным ростом цен на топливо заставляет обратить внимание на снижение расхода топлива автомобилем. Одним из направлений, позволяющих снизить потребление углеводородного топлива, является использование автомобилей с электромеханическим приводом. Источником энергии на таких автомобилях служат двигатель внутреннего сгорания и электрический двигатель. Приводятся результаты исследования расхода топлива гибридным автомобилем при различных алгоритмах его управления. Использовались методы математического и имитационного моделирования. Рассматриваются данные расхода топлива при использовании различных алгоритмов включения бензинового двигателя внутреннего сгорания в зависимости от скорости движения автомобиля. Посредством имитационного моделирования установлено, что для обеспечения наибольшей экономии топлива необходимо, чтобы бензиновый двигатель запускался при достижении автомобилем скорости не ниже 60 км/ч, тогда расход топлива в условиях городского цикла уменьшается на 50 % в сравнении с режимом запуска бензинового двигателя при скорости 30 км/ч.

urban driving cyclefuel consumptionMatlab Simulinkcarbon dioxide emissionsгородской циклрасход топливаMatlab Simulinkвыбросы углекислого газаCárcel-Carrasco J, Pascual-Guillamón M, Salas-Vicente F. Analysis on the effect of the mobility of combustion vehicles in the environment of cities and the improvement in air pollution in Europe: a vision for the awareness of citizens and policy makers. Land. 2021;10(2):184. https://doi.org/10.3390/land10020184Cárcel-Carrasco J., Pascual-Guillamón M., Salas-Vicente F. Analysis on the effect of the mobility of combustion vehicles in the environment of cities and the improvement in air pollution in Europe: a vision for the awareness of citizens and policy makers // Land. 2021. Vol. 10. Issue 2. P. 184. https://doi.org/10.3390/land10020184Rakov VA. Assessment methods of maintaining the technical condition of hybrid power plants vehicles. Technology of Wheeled and Tracked Machines. 2015;(2):25–31. (In Russ.)Раков В.А. Методика оценки технического состояния гибридных силовых установок автомобиля // Технология колесных и гусеничных машин. 2015. № 2. С. 25-31.Becerra G, Alvarez-Icaza L, Flores De La Mota I, Mendoza-Soto JL. Simulation and optimization applied to power flow in hybrid vehicles. Applied Simulation and Optimization. 2017;2:185–224. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55810-3_7Becerra G., Alvarez-Icaza L., Flores De La Mota I., Mendoza-Soto J.L. Simulation and optimization applied to power flow in hybrid vehicles // Applied Simulation and Optimization. 2017. Vol. 2. Pp. 185-224. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55810-3_7He H, Guo X. Multi-objective optimization research on the start condition for a parallel hybrid electric vehicle. Applied Energy. 2018;227:294–303. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.07.082He H., Guo X. Multi-objective optimization research on the start condition for a parallel hybrid electric vehicle // Applied Energy. 2018. Vol. 227. Pp. 294-303. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.07.082Insu C, Jongwon B, Junha P, Jinwook L. Experimental evaluation and prediction algorithm suggestion for determining SOC of lithium polymer battery in a parallel hybrid electric vehicle. Applied Sciences. 2018;8(9):1641. https://doi.org/10.3390/app8091641Insu C., Jongwon B., Junha P., Jinwook L. Experimental evaluation and prediction algorithm suggestion for determining SOC of lithium polymer battery in a parallel hybrid electric vehicle // Applied Sciences. 2018. Vol. 8. Issue 9. Article 1641. https://doi.org/10.3390/app8091641Hellgren J, Jonasson E. Maximisation of brake energy regeneration in a hybrid electric parallel car. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles. 2007;1(1):95–121. https://doi.org/10.1504/IJEHV.2007.014449Hellgren J., Jonasson E. Maximization of brake energy regeneration in a hybrid electric parallel car // International Journal of Electric and Hybrid Vehicles. 2007. Vol. 1. No. 1. Pp. 95-121. https://doi.org/10.1504/IJEHV.2007.014449Rakov VA. Development of hybrid vehicle fleet. Transport na Alternativnom Toplive. 2013;(1):18–23. (In Russ.)Раков В.А. Исследование автопарка гибридных автомобилей // Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 1 (31). С. 18-23.Rakov VA. Improving the energy efficiency of hybrid engines with a parallel arrangement of elements. Alternative Energy Sources in Road Transport: Problems and Prospects of Rational Use: Materials of the International Scientific and Practical Conference. Voronezh; 2014. p. 118–123. (In Russ.)Раков В.А. Повышение энергетической эффективности гибридных двигателей с параллельной схемой расположения элементов // Альтернативные источники энергии на автомобильном транспорте: проблемы и перспективы рационального использования: материалы международной научно-практической конференции. Воронеж, 2014. С. 118-123.Chizhevskij KV, Sidorov VN, Lin ZN. Analysis of international driving cycles of motor vehicle. Current Scientific Research in the Modern World. 2020;(2):109–114. (In Russ.)Чижевский К.В., Сидоров В.Н., Лин З.Н. Анализ международных ездовых циклов автомобиля // Актуальные научные исследования в современном мире. 2020. № 2 (58). С. 109-114.Kulikov IA, Selifonov VV. Modeling and simulation of parallel type hybrid electric vehicle. Trudy NAMI. 2009;(242):67–84. (In Russ.)Куликов И.А., Селифонов В.В. Математическое моделирование движения автомобиля с гибридной силовой установкой параллельного типа // Труды НАМИ. 2009. № 242. С. 67-84.Cheranjov SV. Hybrid electric vehicle development with mathematical simulation software application. Izvestiya MGTU MAMI. 2011;(1):116–120. (In Russ.)Черанёв С.В. Использование программного обеспечения для математического моделирования при проектировании автомобилей с гибридными силовыми установками // Известия МГТУ МАМИ. 2011. № 1. С. 116-120.Chizhevskij KV, Sidorov VN. Design features of modern hybrid power plants. Modern Automotive Materials and Technologies (SAMIT-2019): Collection of Articles of the XI International Scientific and Technical Conference. Kursk; 2019. p. 379–383. (In Russ.)Чижевский К.В., Сидоров В.Н. Конструктивные особенности современных гибридных силовых установок // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ-2019): сборник статей XI Международной научно-технической конференции. Курск, 2019. С. 379-383.