载货汽车质量与路面坡度联合估计方法研究

同时利用纵向动力学模型和加速度偏差坡度估计模型,基于多遗忘因子的递推最小二乘法(RLS),对载货汽车的质量与路面坡度进行了联合估计。在Matlab/Simulink中建立了估计模型,在动力学软件Truck Sim中建立了载货汽车的非线性车辆模型,通过固定坡度路面与正弦扫频路面的动力学仿真对估计方法进行了验证,结果表明,当路面坡度变化不明显时,使用联合坡度估计模型与只采用纵向动力学模型对路面坡度进行估计辨识时两者差异较小;而在正弦扫频路面条件下,联合坡度估计模型能够更好地跟踪路面坡度变化,估计值更精确。     

基于道路坡度实时信息的经济车速优化方法

作为生态驾驶辅助系统的组成部分,提出了基于道路坡度实时信息的车辆经济车速优化方法。搭建了车辆油耗模型和车辆动力学模型,对于车辆行驶在没有坡度的和前方出现坡道的两种情况,进行最省油车速优化。根据坡度信息,利用动态规划算法,计算出通过坡道的经济车速。对于一款D级轿车,运用Matlab/Simulink和Carsim联合仿真,与真实道路信息上实车模拟结果进行对比分析。结果表明:与传统定速巡航控制算法相比,该算法节油达到5%。这说明,该算法能降低车辆油耗。结合全球定位系统(GPS)信息以及地理信息系统(GIS),该技术可用于基于车联网的生态驾驶辅助系统。     

基于自适应滤波的电动车纵向滑移率识别方法

根据路面附着状况实时地选择最优的滑移率控制目标是电动车驱动防滑控制策略的关键.针对四轮驱动电动车的特点,研究利用自适应Kalman滤波获得车速信息和轮胎驱动力信息的方法.利用该方法实时估计车速和驱动力等参数,并计算附着系数-滑移率曲线的斜率k,以对路面附着状况进行精确估计.通过将计算得到的斜率与设定的最优滑移率所对应的斜率之差作为控制参考量,及时地调整驱动电机的输出转矩,提高电动车的道路附着系数利用率,以获得更好的电动车驱动防滑控制效果.仿真结果表明:车辆在高、低附路面行驶时,该算法均可有效地估计滑移率的k值.     

道路几何参数对车辆操纵稳定性影响

为研究道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响,本文采用MATLAB/Simulink建立了3自由度整车动力学模型,通过数值仿真模拟,研究了车辆在不同超高、纵坡坡度以及合成纵坡下动力响应,在此基础上进一步分析了在不同车速以及前轮转角输入下,道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响.结果表明:与水平路面相比,道路超高和纵坡坡度对车辆...     

四轮独立驱动电动汽车多模式自适应车速估计方法

提出一种多模式自适应车速在线估计方法,通过轮速、车辆加速度等信息综合判断每个车轮的稳定性,利用Simulink/Stateflow搭建逻辑决策模型,根据四轮稳定状态实时选择相应策略对车速进行在线估计,同时研究了轮加速度与车辆加速度的内在联系,并根据仿真结果推导了经验关系式。在Simulink/CarSim联合仿真环境下进行工况仿真,并基于dSPACE/Infineon-TriCore搭建试验平台,开展硬件在环试验,结果表明,该方法可以较为精确地对车速进行实时估计。     

基于道路工况预测的混合动力汽车自适应等效燃油消耗最小策略

为解决传统自适应等效燃油消耗最小策略(A-ECMS)SOC波动频繁和存在坡度时控制效果不佳的问题,提出基于改进型灰色预测的车速预测算法和基于卡尔曼滤波估计坡度的线性拟合函数的坡度预测算法,实现未来短期道路工况(即车速和道路坡度)的预测,从而提出基于道路工况预测的A-ECMS。仿真结果表明,该算法能很好地预测未来短期道路工况,所提出的能量管理策略相比基于SOC反馈的A-ECMS燃油经济性提高了6.54%,电池SOC更稳定且更好地维持在初始值附近。     

基于HSRI模型的参数自适应质心侧偏角观测器的设计

首先对全维车速观测器进行降维处理,以减少观测器的在线计算量,并设计了非线性级联车速观测器.接着,对路面附着系数和轮胎侧偏刚度进行参数自适应估计,以提高质心侧偏角的估计精度,并基于HSRI轮胎模型设计了参数自适应非线性质心侧偏角观测器.在估算轮胎侧偏刚度时采用无侧向车速的车辆模型,以避免车辆动力学模型与侧向车速观测器的耦合作用,并引入带双重遗忘因子的递推最小二乘法,以保持算法的修正能力和解除不同估计参数之间误差的耦合作用.最后采用Simulink与Carsim动力学仿真软件进行联合仿真验证,结果表明所设计的参数自适应非线性质心侧偏角观测器是有效的,估计精度满足ESC控制的工程要求.     

基于交互多模型的车辆质量与道路坡度估计

车辆结构参数和道路环境信息的实时准确获取是提高智能汽车运动控制性能的重要因素之一,而车辆质量与道路坡度信息是多种汽车控制系统的必要信息,因此质量与坡度在线估计的研究一直受到关注。针对车辆质量与道路坡度的联合估计问题,提出了一种基于交互多模型的质量与坡度融合估计方法。首先,设定了适宜进行质量精确估计的工况条件,据此提出了基于模糊规则的质量估计置信度因子计算算法,进而设计了基于置信度因子的递推最小二乘车辆质量估计算法,以实现质量的在线估计。然后,以车辆纵向动力学模型为基础,建立了运动学和动力学2种坡度估计模型,并设计了基于运动学模型的线性卡尔曼滤波坡度观测器,基于电子稳定性程序ESP的纵向加速度信息实现坡度估计,设计了基于动力学模型的无迹卡尔曼滤波坡度观测器,基于ESP和发动机管理系统EMS的力信息实现坡度估计。运动学模型未考虑车辆姿态信息,坡度估算结果与实际值有偏差;动力学模型对模型精度要求高,算法稳定性差,为充分发挥2种方法优势实现坡度的精确估计,采用交互多模型算法实现了2种坡度估计方法的加权融合。最后,对所设计的算法进行了实车试验验证。结果表明:所设计的质量与坡度估算算法具有较好的实时性和准确性,适合智能汽车运动控制的应用需求。     

基于交互多模型的车辆质量与道路坡度估计（双语出版）

车辆结构参数和道路环境信息的实时准确获取是提高智能汽车运动控制性能的重要因素之一，而车辆质量与道路坡度信息是多种汽车控制系统的必要信息，因此质量与坡度在线估计的研究一直受到关注。针对车辆质量与道路坡度的联合估计问题，提出了一种基于交互多模型的质量与坡度融合估计方法。首先，设定了适宜进行质量精确估计的工况条件，据此提出了基于模糊规则的质量估计置信度因子计算算法，进而设计了基于置信度因子的递推最小二乘车辆质量估计算法，以实现质量的在线估计。然后，以车辆纵向动力学模型为基础，建立了运动学和动力学2种坡度估计模型，并设计了基于运动学模型的线性卡尔曼滤波坡度观测器，基于电子稳定性程序ESP的纵向加速度信息实现坡度估计，设计了基于动力学模型的无迹卡尔曼滤波坡度观测器，基于ESP和发动机管理系统EMS的力信息实现坡度估计。运动学模型未考虑车辆姿态信息，坡度估算结果与实际值有偏差；动力学模型对模型精度要求高，算法稳定性差，为充分发挥2种方法优势实现坡度的精确估计，采用交互多模型算法实现了2种坡度估计方法的加权融合。最后，对所设计的算法进行了实车试验验证。结果表明：所设计的质量与坡度估算算法具有较好的实时性和准确性，适合智能汽车运动控制的应用需求。     

基于中心差分卡尔曼滤波的车速估计研究

针对车辆行驶过程中车速估计问题,论文基于中心差分卡尔曼滤波理论设计了车速的估计算法。建立了非线性三自由度车辆估算模型,根据纵向加速度、侧向加速度和方向盘转角低成本传感器信号的信息融合,实现对车速的准确估计,应用CarSim与Matl ab/Simulink联合仿真实验对算法进行验证。结果表明:估计算法能够准确估计车辆行驶过程中的纵向车速、侧向车速和质心侧偏角。     

基于汽车车身垂直加速度的典型道路路面谱识别研究

以1/4汽车振动模型为研究对象,推导出以汽车车身垂直振动加速度作为输入信号、路面不平度作为输出信号的数学模型及其模拟图,并利用MATLAB/SIMULINK搭建系统模型求解路面不平度,对路面不平度进行谱估计完成路谱的识别。通过实际测试和数据处理分析,说明该方法理论依据正确可行,可以为虚拟样机仿真路面的生成提供数据支持。     

基于信息融合的轿车碰撞两轮车事故车速分析

在对北京市轿车与两轮车碰撞事故调研分析的基础上,深入分析车辆、路面遗留痕迹特征与汽车碰撞特点之间的联系,选择与轿车碰撞速度相关的人体-风窗玻璃接触、人体及车辆与路面接触的痕迹特征参数,运用人工神经网络方法建立了轿车与两轮车碰撞事故的车辆碰撞速度分类预测模型.该模型融合了人-车-路相互作用的痕迹特征信息,采用实际事故案例提取的可靠样本对其进行训练并应用于车速估算.     

Engine clutch torque estimation for parallel-type hybrid electric vehicles

This paper mainly focuses on the accurate estimation of the torque transferred through the engine clutch installed between the engine and the drive motor in parallel-type hybrid electric vehicles. The estimation of the engine clutch torque primarily relies on the forward-direction observer which uses the nominal engine net torque information. To overcome the limitation of using the nominal engine torque information that it may not be accurate during the transient states or due to the influence of external disturbance such as the road condition and wind, the forward-direction observer is supplemented by the use of reverse-direction observer which uses the driveline model and wheel speed measurements. In addition, the drive motor torque information is used to calibrate the nominal engine torque during the idle charging state, so that the driveline characteristic unique to parallel-type hybrid electric vehicle can be utilized to increase the estimation accuracy. Finally, the estimation performance of the designed observer is tested via simulation and experiments based on a real vehicle.     

汽车碰撞散落物再现模型研究

选取交通事故现场遗留的典型散落物作为试验对象,制作散落物承载装置并模拟真实环境下的车辆碰撞过程,利用VC3000加速计实时计测试验车相关运行参数,在干燥沥青路面进行散落物抛撒试验,深入分析散落物在地面的分布形态,利用ADAMS仿真分析散落物与车辆之间的相对运动过程,探讨路面散落物分布场的特征参数与碰撞车速的关系。     

Distributed and self-adaptive vehicle speed estimation in the composite braking case for four-wheel drive hybrid electric car

Considering the controllability and observability of the braking torques of the hub motor, Integrated Starter Generator (ISG), and hydraulic brake for four-wheel drive (4WD) hybrid electric cars, a distributed and self-adaptive vehicle speed estimation algorithm for different braking situations has been proposed by fully utilising the Electronic Stability Program (ESP) sensor signals and multiple powersource signals. Firstly, the simulation platform of a 4WD hybrid electric car was established, which integrates an electronic-hydraulic composited braking system model and its control strategy, a nonlinear seven degrees-of-freedom vehicle dynamics model, and the Burckhardt tyre model. Secondly, combining the braking torque signals with the ESP signals, self-adaptive unscented Kalman sub-filter and main-filter adaptable to the observation noise were, respectively, designed. Thirdly, the fusion rules for the sub-filters and master filter were proposed herein, and the estimation results were compared with the simulated value of a real vehicle speed. Finally, based on the hardware in-the-loop platform and by picking up the regenerative motor torque signals and wheel cylinder pressure signals, the proposed speed estimation algorithm was tested under the case of moderate braking on the highly adhesive road, and the case of Antilock Braking System (ABS) action on the slippery road, as well as the case of ABS action on the icy road. Test results show that the presented vehicle speed estimation algorithm has not only a high precision but also a strong adaptability in the composite braking case.     

4WD电动汽车转速闭环控制

研究了4WD电动汽车的转速闭环控制：提出了摸型跟踪2自由度转速闭环控制策略和基于观测器的车速估算方法。介绍了该控制方法的基本原理及实现技术通过轮毂电机加载试验台的硬件在回路仿真、9自由度整车模型弯道制动及分离系数路面仿真，验证了该控制方法的有效性。     

Estimation of maximum road friction coefficient based on Lyapunov method

With the real time and accurate information of motor torque and rotation speed of the four-in-wheel-motordrive electric vehicles, a slip based algorithm for estimating maximum road friction coefficient is designed using Lyapunov stability theory. Modified Burckhardt tire model is used to describe longitudinal slip property of the tire. By introducing a new state variable, a nonlinear estimator is proposed to estimate the longitudinal tire force and the maximum road friction coefficient simultaneously. With the appropriate selection of estimation gain, the convergence of the estimation error of the tire longitudinal force and maximum road friction coefficient is proved through Lyapunov stability analysis. In addition, the error is exponentially stable near the origin. Finally the method is validated with Carsim-Simulink co-simulation and real vehicle tests under multi working conditions in acceleration situation which demonstrate high computational efficiency and accuracy of this method.     

基于HiL实时联合仿真自动变速器控制系统TCU快速开发研究

建立了自动变速器模型,并集成于车辆发动机实时仿真平台Labcar-PT系统,构成了接近于实车的虚拟车辆TCU开发环境.在此基础上利用Bypass技术实现了TCU软件快速开发,并将TCU控制策略应用到实际车辆进行了道路试验.自动变速器模型实时仿真结果和实车测试结果对比表明,二者吻合性较好,基于此快速开发系统开发的TCU控制策略有效.     

汽车可靠性道路试验仿真研究

应用Virtual Proving Ground软件进行汽车试验场可靠性道路试验的仿真研究,对交通部公路交通试验场标准搓板路面进行了三维实体建模,按照可靠性试验规范,在标准搓板路上对某国产轿车进行了计算机仿真,并与实车试验典型测点加速度一时间历程数据进行对比,具有很好的相似性;并对车辆模型进行了初步的可靠性分析.研究结果为进一步进行汽车可靠性耐久性研究提供了一定依据.     

动态荷载下半刚性沥青路面弯沉的影响因素

在ABAQUS中建立移动的周期荷载,模拟真实的车辆荷载,分析连续式弯沉检测中检测速度、轴载大小、检测温度对路表弯沉产生的影响。计算表明:车速由40 km·h^-1增加到120 km·h^-1时,车速对弯沉值的影响显著,弯沉值下降了15.22%,尤其是在低速行驶时更加明显;路表弯沉与轴载大小基本上按照线性比例增加;当温度较低时,路表弯沉随温度较为缓慢变化,接近线性变化;当温度较高时,路表弯沉随温度的变化加快。研究结果初步揭示了检测参数对路表弯沉的影响,为连续式弯沉检测设备的开发应用提供了依据。