<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">nami</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Труды НАМИ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Trudy NAMI</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0135-3152</issn><publisher><publisher-name>ФГУП «НАМИ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">KEYQKI</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">nami-387</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ENGINE DEVELOPMENT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Разработка рациональной стратегии управления автомобильной гибридной силовой установкой в ездовом цикле</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Development of automobile hybrid powertrain rational control strategy during driving cycle]</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Горожанкин</surname><given-names>С. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gorozhankin</surname><given-names>S. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Горожанкин Сергей Андреевич – д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Автомобильный транспорт, сервис и эксплуатация»</p><p>г. Макеевка 286126</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Gorozhankin S.A. – D.Sc. (Eng), professor, professor of the department “Automobile transport, service and operation”</p><p>Makeyevka 286126</p></bio><email xlink:type="simple">s.a.gorozhankin@donnasa.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>В.</surname><given-names>Савенков Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Savenkov</surname><given-names>N. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Савенков Никита Владимирович – канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Автомобильный транспорт, сервис и эксплуатация»</p><p>г. Макеевка 286126</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Savenkov N.V. – PhD (Eng), associate professor, head of the department “Automobile transport, service and operation”</p><p>Makeyevka 286126</p></bio><email xlink:type="simple">n.v.savenkov@donnasa.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Золотарев</surname><given-names>О. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zolotarev</surname><given-names>O. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Золотарев Олег Олегович – ассистент кафедры «Автомобильный транспорт, сервис и эксплуатация»</p><p>г. Макеевка 28612</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Zolotarev O.O. – assistant of the department “Automobile transport, service and operation”,</p><p>Makeyevka 286126</p></bio><email xlink:type="simple">o.o.zolotarev@donnasa.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»</institution><country>ДНР</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Federal State Budget Education of Higher Education “Donbass National Academy of Civil Engineering and Architecture”</institution><country>DNR</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>09</day><month>07</month><year>2025</year></pub-date><volume>0</volume><issue>2</issue><fpage>104</fpage><lpage>117</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Горожанкин С.А., В. С.Н., Золотарев О.О., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Горожанкин С.А., В. С.Н., Золотарев О.О.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Gorozhankin S.A., Savenkov N.V., Zolotarev O.O.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://nami.elpub.ru/jour/article/view/387">https://nami.elpub.ru/jour/article/view/387</self-uri><abstract><p>Введение (постановка задачи и актуальность). Ввиду значительных расстояний между населёнными пунктами, а также недостаточно развитой инфраструктуры для повсеместной эксплуатации полных электромобилей, применение гибридных транспортных средств (ГТС) в Российской Федерации является оправданным и позволяет их гибко использовать в качестве альтернативы автомобилям с традиционными силовыми установками и полным электромобилям. Задача экономии энергетических ресурсов, а тем более невозобновляемых, при условии выполнения необходимой транспортной работы, актуальна для автомобилей со всеми типами силовых установок.Цель исследования – разработка метода поиска рациональной стратегии регулирования гибридной силовой установкой (ГСУ) параллельного и последовательно-параллельного типов в заданном цикле движения: предложен критерий энергетической эффективности, подход к выбору варьируемых параметров и последовательность оптимизации.Методология и методы. Применены численные методы исследования. В качестве примера рассмотрен процесс движения в условиях ездового цикла WLTC автомобиля Toyota Prius ZVW52, для которого расчётным способом составлены математические модели характеристик ГСУ.Результаты и научная новизна заключаются в том, что предложенный метод по сравнению с известными подходами позволяет сократить вычислительную сложность задачи рационального регулирования агрегатов ГТС в заданном ездовом цикле за счёт объединения однотипных режимов движения в группы, исключения из числа возможных состояний системы нереализуемых и нерациональных режимных точек с последующим применением к оставшемуся числу состояний многопараметрической оптимизации.Практическая значимость. Разработанный метод может быть применён для совершенствования алгоритмов управления ГТС параллельного и последовательно-параллельного типов с целью достижения максимальной совместной эффективности двигателя внутреннего сгорания и электрического привода как в условиях ездовых циклов, так и в реальных условиях движения.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Introduction (problem statement and relevance). Considering the significant distances between settlements and underdeveloped infrastructure for widespread exploitation of pure electric vehicles, the application of hybrid vehicles (HVs) in the Russian Federation is considered justified and allows using them flexibly as an alternative to the vehicles with conventional powertrains and pure electric vehicles. The task of saving energy recourses, especially non-renewable ones, provided that the necessary transport operations are completed, is relevant for vehicles with all types of powertrains.The purpose of the study is to develop a method for finding a rational control strategy for a parallel and serial-parallel types of hybrid powertrains (HP) in the specified driving cycle: an energy efficiency criterion, approach to selection of variable parameters, and optimization sequence have been offered. Methodology and research methods. Numerical methods of research have been applied. The driving process of the Toyota Prius ZVW52 vehicle under WLTC driving cycle conditions is reviewed as an example, for which the hybrid powertrain (HP) characteristics mathematical models were developed by calculation.The results and scientific novelty are that the proposed method allows reducing the computational complexity of the objective of HV units rational control within the assigned driving cycle in relation to the known approaches by combining the same-type driving modes into groups, excluding non-implementable and non-rational operating points from the possible system states along with subsequent application of multi-parametric optimization to the remaining number of states.Practical significance. The method developed can be applied to improve the parallel and serial-parallel type HV control algorithms in order to achieve the maximum joint efficiency of the internal combustion engine and electric drive under driving cycles conditions as well as under real driving conditions.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>гибридное транспортное средство</kwd><kwd>гибридная силовая установка</kwd><kwd>критерий оптимизации</kwd><kwd>оптимизационные параметры</kwd><kwd>ездовой цикл</kwd><kwd>вычислительная сложность</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>hybrid vehicle</kwd><kwd>hybrid powertrain</kwd><kwd>optimization criterion</kwd><kwd>optimization parameters</kwd><kwd>driving cycle</kwd><kwd>computational complexity</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 59890-2021. Автомобильные транспортные средства. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Технические требования и методы испытаний на базе всемирной согласованной процедуры испытания транспортных средств малой грузоподъёмности и испытаний в реальных условиях эксплуатации. – Введ. 2022-04-01. – М.: Российский институт стандартизации, 2022. – 280 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">[GOST R 59890-2021. Motor vehicles. Emissions of pollutants with exhaust gases. Specifications and test methods based on a globally harmonized vehicle test procedure light-duty and real-world testing exploitation]. Moscow, Rossiyskiy institut standartizatsii publ., 2022. 280 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Парк электрокаров и гибридов в России. URL: https://www.autostat.ru/infographics/58435/?ysclid=m5ybwenpe2238918144 (дата обращения: 20.11.2024).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">[Electric and hybrid vehicle fleet in Russia]. Available at: https://www.autostat.ru/infographics/58435/?ysclid=m5ybwenpe2238918144 (accessed 20 November 2024). (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhang C, Vahidi A. Route preview in energy management of plug-in hybrid vehicles // IEEE Trans Control Syst Technol. – 2012. – No. 20 (2):546e53.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhang C, Vahidi A. Route preview in energy management of plug-in hybrid vehicles. IEEE Trans Control Syst Technol, 2012, no. 20 (2):546e53.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chen Z., Xiong R., Wang C., Cao J. An on-line predictive energy management strategy for plug-in hybrid electric vehicles to counter the uncertain prediction of the driving cycle // Appl. Energy. – 2017. – No. 185 (2). – P. 1663–1672.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chen Z., Xiong R., Wang C., Cao J. An on-line predictive energy management strategy for plug-in hybrid electric vehicles to counter the uncertain prediction of the driving cycle. Appl. Energy, 2017, no. 185 (2), pp. 1663–1672.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Guo H., Liang B., Guo H., Zhang K. A robust costate predictive model for energy management of plug-in hybrid electric bus // J. Clean. Prod. – 2020. – No. 250 (3), 119478.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guo H., Liang B., Guo H., Zhang K. A robust costate predictive model for energy management of plug-in hybrid electric bus. J. Clean. Prod., 2020, no. 250 (3), 119478.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhang B., Xu F.G., Shen T.L. Receding horizon optimal control of HEVs with onboard prediction of driver’s power demand // IET Intell. Transp. Syst. – 2020. – No. 14 (12). – P. 1534–1545.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhang B., Xu F.G., Shen T.L. Receding horizon optimal control of HEVs with onboard prediction of driver’s power demand. IET Intell. Transp. Syst., 2020, no. 14 (12), pp. 1534–1545.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">East S., Cannon M. Energy management in plug-in hybrid electric vehicles: convex optimization algorithms for model predictive control // IEEE Trans. Control Syst. Technol. – 2020. – No. 28 (6). – P. 2191–2203.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">East S., Cannon M. Energy management in plug-in hybrid electric vehicles: convex optimization algorithms for model predictive control. IEEE Trans. Control Syst. Technol., 2020, no. 28 (6), pp. 2191–2203.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Litvinov A.S., Farobin Ya.E. [Automobile: theory of operational properties: textbook for universities in the specialty “Automobiles and automobile industry”]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1989. 240 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Klir G.J. Facets of systems science. – Springer, 1991. – P. 121–128. – ISBN 9780306439599.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Klir G.J. Facets of systems science. Springer, 1991, pp. 121–128. ISBN 9780306439599.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Блохин А.Н. Разработка методики поиска рациональных передаточных чисел трансмиссии с учётом эксплуатационных свойств и назначения автомобиля: дис. … канд. тех. наук: 05.05.03. – Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2006. – 256 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Blohin A.N. [Development of a methodology for finding rational transmission ratios taking into account the operational properties and purpose of the vehicle. Cand. eng. sci. diss.]. Nizhny Novgorod, NGTU im. R.E. Alekseeva, 2006. 256 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Toyota Hybrid – Transmissions line-up. URL: https://www.toyota-club.net/files/faq/21-12-01_faq_hybrid_tr_en.htm?ysclid=m1osgwob4y333001578 (дата обращения: 20.11.2024).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Toyota Hybrid – Transmissions line-up. Available at: https://www.toyota-club.net/files/faq/21-12-01_faq_hybrid_tr_en.htm?ysclid=m1osgwob4y333001578 (accessed 20 November 2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колчин А.И., Демидов В.П. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов; 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 496 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolchin A.I., Demidov V.P. [Calculation of automobile and tractor engines: a textbook for universities]. Moscow, Vysshaja shkola Publ., 2002. 496 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2010. – 350 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vol’dek A.I., Popov V.V. [Electrical Machines. Alternating Current Machines: textbook for universities]. Saint Petersburg, Piter Publ., 2010. 350 p. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фираго Б.И., Александровский С.В. Энергетические показатели синхронного частотно-регулируемого электропривода // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. Объединений СНГ. – 2018. – Т. 61, № 4. – С. 287–298. EDN: TODPUE.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Firago B.I., Aleksandrovskiy S.V. [Energetic factors of a frequency-controlled synchronous electric drive]. Energetika. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy i energetika Ob’edineniy SNG, 2018, vol. 61, no. 4, pp. 287–298. EDN: TODPUE. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тихомиров В.А., Бычков Е.В. Компьютерный анализ КПД преобразовательных устройств // Интеллектуальная электротехника. – 2021. – № 1 (13). – С. 93–108. DOI: 10.46960/2658-6754_2021_1_93.EDN: DDFXGH.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tikhomirov V.A., Bychkov E.V. [Computer analysis of converter devices efficiency]. Intellektual’naya elektrotekhnika, 2021, no. 1 (13), pp. 93–108. DOI: 10.46960/2658-6754_2021_1_93. EDN: DDFXGH. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горожанкин С.А., Савенков Н.В., Золотарев О.О. Исследование энергетической эффективности рабочего процесса гибридной силовой установки автомобиля при установившемся движении // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2024. – № 2 (145). – С. 90–101. EDN: BNXVMC.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gorozhankin S.A., Savenkov N.V., Zolotarev O.O. [Study of energy efficiency of hybrid vehicle powertrain operating process during steady motion]. Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva, 2024, no. 2 (145), pp. 90–101. EDN: BNXVMC. (In Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
