ASR驱动防滑液压系统分析与改进措施

ASR驱动防滑系统是汽车上的一种新型安全装置,可以控制汽车在起动和加速时的驱动轮滑转率,充分利用纵向附着系数和横向附着系数.通过分析欧美日ASR液压系统的结构、工作过程,总结其特点,提出对液压系统的改进措施.     

基于限滑差速器驱动的防滑控制

在分析限滑差速器力矩传递特性基础上,建立了限滑差速器、液压控制系统和后轮驱动汽车整车动力学方程.以驱动轮滑转率和角速度差变化率为控制门限设计了控制逻辑.采用Simulink/Stateflow工具箱,设计了逻辑门限控制器.在分离附着路面上进行了整车加速性能仿真研究,结果表明,基于限滑差速器的驱动防滑控制系统能充分利用高附着路面附着力,有效抑制左右驱动轮转速差,提高车辆驱动性能.     

基于路面识别的汽车驱动力模糊滑模控制

为适应路面附着条件的变化对车辆驱动力控制系统的要求,设计了基于纵滑侧偏组合刷子轮胎模型的路面识别算法,采用卡尔曼滤波方式估算轮胎与路面间的附着力,应用最小二乘法估算路面附着系数,进而确定当前路面对应的最佳车轮滑转率;在此基础上,设计了基于路面自适应的驱动力模糊滑模控制算法,并在Matlab/Simulink与CarSim联合仿真环境下进行了仿真验证。结果表明,本文算法能快速准确地识别路面变化,并根据路面附着情况有效调节车轮滑转率,改善车辆驱动性能。     

ASR驱动防滑液压系统分析与改进措施

ASR驱动防滑系统是汽车上的一种新型安全装置，可以控制汽车在起动和加速时的驱动轮滑转率，充分利用纵向附着系数和横向附着系数。通过分析欧美日ASR液压系统的结构、工作过程，总结其特点，提出对液压系统的改进措施。     

基于最优滑转率识别的电动轮车驱动防滑模糊控制研究

根据轮毂电机输出转矩可独立控制和易于测量的特点,提出了利用轮毂电机的转矩和角加速度来识别车轮最优滑移率的方法,并采用模糊控制的方法对各车轮滑转率进行控制以保证整车行驶稳定性。根据4轮轮毂电机独立驱动的高速电动轮试验车结构,在ADAMS中建立了其18自由度的整车动力学模型。通过Matlab与Adams的联合仿真,分析了采用该驱动防滑模糊控制方法时,车辆在低附着路面、高附着路面和对接路面上加速行驶时的行驶轨迹、各车轮滑转率和转矩分配,并与驱动防滑模型跟踪控制方法作对比,验证了该控制方法的有效性。     

电动轮汽车复合再生制动系统防抱协调控制

为了提高电动轮汽车在紧急制动过程中的稳定性,提出了一种基于实时计算车轮滑移率的再生制动与液压制动协调控制防抱死策略。基于重新构型的液压制动系统,根据轮速和车速计算汽车瞬时纵向滑移率,并以其为控制目标,设定一套滑移率门限值,通过降低电机转矩来实现制动防抱死控制。在AMESim软件中建立相应的15自由度整车模型,在Simulink中建立防抱死控制策略模型,并在低、中、高3种不同附着路面上进行仿真,结果表明,本文制定的控制策略能够在满足汽车在高效回收制动能量的同时防止车轮抱死,保证了车辆的制动稳定性。     

基于积分滑模的电子机械制动系统ABS控制

为解决传统制动系统逻辑门限控制存在逻辑复杂且难以充分利用路面附着的问题,以及ABS存在的非线性、不确定性问题,提出了一种基于路面识别的ABS控制策略应用在电子机械制动系统。首先,通过Simulink建立1/4车辆制动模型;其次,分析附着系数在不同路面存在的差异性以及附着系数和车轮角减速度的变化规律,设计了一种高效且准确的路面识别算法来估算当前路面的最佳滑移率;最后,设计了基于积分滑模控制的ABS控制策略跟踪最佳滑移率。仿真结果表明：路面识别算法识别响应快、识别准确度高;所设计的ABS控制策略能够稳定跟踪最佳滑移率,对不同路面工况具有较强的适应性。与基于逻辑门限控制的传统制动系统相比,在单路面条件下制动时间减少了11.89%,制动距离缩短了12.7%;在变路面条件下制动时间减少了17.8%,制动距离缩短了19.9%。     

轮毂驱动电动汽车复合制动防抱死协调控制及舒适性研究

针对轮毂驱动电动汽车电机-液压复合制动系统的协调控制问题和舒适性问题,提出了基于滑模变结构控制算法和模糊算法的控制策略,首先利用滑模算法根据车辆状态参数来计算电动汽车所需的制动总转矩,再利用模糊算法根据制动踏板行程l和电池SOC来计算液压制动和电机制动转矩分配比例。其中液压制动转矩作为汽车制动转矩中的基础制动转矩,用电机转矩调节车轮滑移率,以实现防抱死控制,并且由于液压制动轮缸的压力变化减少,制动舒适性得以提高。最后采用Matlab/Simulink、Amesim和Carsim软件联仿,分别进行高附着和低附着路面仿真,仿真结果表明复合制动系统的防抱死协调控制策略不仅有效,而且改善了ABS介入时的舒适性。     

基于路面不平度的路面附加动载分析

为了能够分析出与实际车辆动荷载更接近的动载,基于路面不平度分析了较低等级路面B、C、D的附加动载.分析结果表明：车辆行驶速度、路面等级不同,车辆对路面产生的附加动荷载的作用点的位置也不相同;路面附加动载随着路面等级降低逐渐增大;在相同的路面条件下,附加动荷载大小并不是随着车速的增大而增大的,而是在某一车速下达到最大值.     

基于路面估计的车辆避撞控制策略研究

为实现车辆对变路面工况的动态自适应控制,提出一种路面估计的舒适性避撞控制策略,基于四自由度车辆模型,使用容积卡尔曼滤波和 Ｄｕｇｏｆｆ轮胎模型对车辆状态和路面附着系数进行估计,建立了基于路面附着系数的安全距离模型。为提高车辆制动时的舒适性,对制动压力进行约束优化和跟随控制,使用模型预测控制作为控制器进行仿真分析。结果表明：使用压力控制搭配模型预测控制能显著提高驾乘的舒适性,提出的避撞控制策略对变附着系数路面能够实现车辆安全避撞控制。     

基于DYC-TCS的电动轮轿车在低附着路面起步性能

针对汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,直线加速行驶时,易出现摆尾等失控现象,根据电动轮式四轮驱动汽车驱动力矩独立可控的特点,提出基于PID控制算法,结合DYC-TCS控制策略,控制内、外侧车轮的驱动力矩,实现整车操纵稳定性最优.在Adams/View中建立了四轮驱动汽车的模型,与Simulink进行了联合仿真.结果表明:汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,进行直线加速试验时,采用DYC-TCS控制策略,明显优于传统的无DYC-TCS控制策略的方案,也优于仅有TCS控制的方案.采用DYC-TCS策略后,最大横摆角速度仅为传统的无DYC-TCS控制策略方案的4%,最大侧向位移仅为5%.     

基于目标控制器的四轮驱动汽车沙地牵引力控制系统

针对车辆在实际沙地上行驶的特点,应用将PI控制与门限控制联合起来的控制方法设计了沙地牵引力控制油门控制系统。在某沙矿场的沙地上进行了基于目标控制器的汽车直线行驶牵引力控制实车道路试验。试验结果表明:采用PI控制和门限控制建立的油门控制系统能够消除驱动轮的过度滑转,防止驱动车轮在沙地上下陷,从而减小汽车行驶的推土阻力,提高汽车在沙地上的通过性和牵引性。     

自适应巡航控制新方法

为提高汽车高速行驶的交通安全 ,提出一种新的基于目标安全车距的自适应巡航控制(ACC)方法 .它仅通过调节辅助节气门开度和驱动轮制动力矩即可实现 .论述了测距传感器的选择 ,目标安全车距、目标减速度的确定和实现 ,给出了ACC逻辑框图 ,进行了仿真分析 .探讨了误报现象及其排除方案 .仿真结果表明 ,这种控制方法是简单可行的 ,易于和ABS/ASR形成ABS/ASR/ACC集成化系统     

深度混合动力电动汽车牵引力控制方法

提出了基于深度混合动力电动汽车的牵引力分层控制方法。上层控制中提出了基于动态滑模的驱动轮目标驱动力矩制定策略;下层控制中提出了电机转矩单独控制策略、基于转矩动态协调的发动机电机协调控制策略以及工况识别逻辑。最后开发了仿真和硬件在环试验平台,结果表明,本文方法能够快速、准确、平稳地实现对打滑车轮的控制,改善了深度混合动力汽车的起步性能、加速性能以及稳定性能。     

平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的速度控制

为提高平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的通过能力,提出一种基于机器人过弯偏角变化的速度控制模型。通过对机器人弯管过渡阶段的运行状态的分析,建立了机器人在该阶段运行的位姿模型,求解该位姿模型可得到机器人各驱动轮的轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置坐标。以建立的位姿模型为基础,结合无干涉条件下的驱动轮运行速度与驱动转速之间的关系,得到各驱动轮驱动转速基于偏角变化的速比关系,即速度控制模型。对所提出的基于偏角变化的速度控制模型进行仿真验证,仿真结果与理论计算基本一致,验证了该控制模型的正确性。     

电动轮驱动汽车的最佳车轮滑移率实时识别

根据汽车轮胎与路面的附着特性及电动轮驱动系统的特点,提出了电动轮汽车驱动轮对应最大附着系数的滑移率实时识别方法。该方法利用包括车轮驱动转矩和转速在内的车轮动力学参数表达轮胎与路面之间的附着特性。通过计算其导数变化来检测车轮滑转状态,从而获得最大附着系数所对应的滑移率。通过仿真及实车试验对本文方法进行了验证,结果表明其可实时准确地判断车轮是否打滑,并输出最佳滑移率及最大附着系数。     

在冰雪路面上静液驱动履带车辆转向的安全控制策略

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,综合考虑系统可承受最高压力48 MPa、车辆无侧滑、附着力足够(无打滑)等安全条件,设计了在冰雪路面高速履带车辆静液驱动转向控制策略。运用Matlab/Simulink软件对系统进行冰雪路面转向控制仿真分析,仿真结果验证了本文控制策略的可行性和有效性。     

Variable Parameter Self-Adaptive Control Strategy Based on Driving Condition Identification for Plug-In Hybrid Electric Bus

A variable parameter self-adaptive control strategy based on driving condition identification is proposed to take full advantage of the fuel saving potential of the plug-in hybrid electric bus (PHEB). Firstly, the principal component analysis (PCA) and the fuzzy c-means clustering(FCM)algorithm is used to construct the comprehensive driving cycle, congestion driving cycle, urban driving cycle and suburban driving cycle of Chinese urban buses.Secondly, an improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm is proposed, and is used to optimize the control parameters of PHEB under different driving cycles, respectively. Then, the variable parameter self-adaptive control strategy based on driving condition identification is given.Finally, for an actual running vehicle, the driving condition is identified by relevance vector machine (RVM), and the corresponding control parameters are selected to control the vehicle. The simulation results show that the fuel consumption of using the variable parameter self-adaptive control strategy is reduced by 4.2% compared with that of the fixed parameter control strategy, and the feasibility of the variable parameter self-adaptive control strategy is verified.     

On fractional control method for four-wheel-steering vehicle

Four-wheel-steering (4WS) system can enhance vehicle cornering ability by steering the rear wheels in accordance with the front wheels steering and vehicle status. With such steering control system, it becomes possible to improve the lateral stability and handling performance. In this paper, a new control method for 4WS vehicle is proposed, its rear wheels steering angle is in accordance with the angle of front wheels steering and vehicle yaw rate, and the effects of front wheels steering angle velocity are considered by adopting the fractional derivative theory. Some design specifications for control law are also given. The effects of the control method are verified by a kind of numerical scheme presented in this paper. The dynamic characteristics such as the side-slip angle and the yaw angle velocity of the vehicle gravity center are compared among three kinds of vehicles with different control methods. And the kinematics characteristics such as turning radius between 4WS and 2WS are also discussed. Numerical simulation shows that the control method presented can improve the transient response and reduce the turning radius of 4WS vehicle. Supported by Ford-China Research and Development Foundation (Grant No. 50122153)     

Rollover prevention control for a four in-wheel motors drive electric vehicle on an uneven road

When a four in-wheel motors drive electric vehicle with a specific wheels mass is running on an uneven road and transient steering occurs in the meantime, the joint action of the large unsprung dynamic load and the centrifugal force may cause the vehicle to rollover. To avoid the above accident, a rollover prevention control method based on active distribution of the in-wheel motors driving torques is investigated. First, the rollover evolution process of the four in-wheel motors drive electric vehicle under the described operating condition is analyzed. Next, a multiple degrees of freedom vehicle dynamics model including an uneven road tyre model is established, and the rollover warning threshold is determined according to the load transfer ratio. Then, the hypothesis of the effects of unsprung mass on the vehicle roll stability on a plat road and on an uneven road is verified respectively. Finally, a rollover prevention controller is designed based on the distribution of the four wheels driving torques with sliding mode control, and the control effect is verified by simulations. The conclusion shows that, once the wheels mass does not match road conditions, the large unsprung mass may play a detrimental role on the vehicle roll stability on an uneven road, which is different from the beneficial role of large unsprung mass on the vehicle roll stability on a plat road. With the aforementioned rollover prevention controller, the vehicle rollover, which is caused by the coupling effect between large unsprung dynamic load and suspension potential energy on an uneven road, can be avoided effectively.