基于EHB的无人驾驶线控制动改装方案

无人驾驶汽车需要解决三个问题,即环境感知及实时定位,计算分析以及路径规划,最后还有就是控制执行。其中控制执行也就是汽车通过感知周围环境并结合路径规划后,实现车辆主控制功能,线控执行主要包括线控制动、转向和油门,而线控制动时最难的部分。目前发展中的汽车线控制动系统主要有两种类型,即电子液压式线控制动系统和电子机械式线控制动系统电子液压式线控制动系统是电子系统和液压系统相结合的产物,电子系统提供柔性控制,液压系统提供制动促动力,是从传统制动系统到电子制动系统的过渡传统tire1如博世开发的Ibooster,日产开发的EACT,大陆开发的MKC1等均已实现线控制动功能。但博世对国内厂家一般只开放ACC和ESP量产接口协议,刹车力度最大大约为0.5 g,标准的刹车力度在0.8g以上,0.5g是远远不够用。因此要实现无人驾驶车辆的线控制动功能,需另辟蹊径。EHB与ABS相结合是实现线控制动的方法之一。     

国产商用车制动系统的发展

随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,发达国家正在将大量先进技术应用到提高商用车制动性能方面。除了传统的制动防抱死系统（ABS）、驱动防滑控制系统（ASR）、电子制动系统（EBS）、电子稳定装置（ESP）、巡航控制系统（ACC）等系统外,制动系统的零部件如空压机、制动器等技术领域也日益向模块化、高可靠性发展。近几年伴随着中国商用车的迅猛发展,其制动系统也在发生着深刻的变化,主要体现在制动系统总体性能的逐步提高和电子化装置的应用方面。     

车辆自适应巡航控制系统的建模与分层控制

为改善车辆自适应巡航控制(ACC)系统的功能,本文中研究一种ACC系统建模和分层控制方法。首先建立考虑纵向、侧向和垂向耦合特性的14自由度整车模型,并根据电子节气门和制动器的实际物理特性建立能准确跟踪期望输入的执行器模型。接着建立包含驱动/制动切换逻辑、发动机逆模型和制动器逆模型的车辆逆动力学模型。最后针对ACC系统的功能需求,应用模型匹配控制理论设计能适应不同工况的鲁棒下层控制器,而上层控制器则通过线性二次最优控制理论获得综合考虑车距、相对速度和自车加速度的期望跟车加速度。仿真结果表明,该ACC系统能使车辆在加速行驶、稳态跟车和制动减速等行驶工况下保持良好的跟踪性和自适应性。     

天然气发动机电子节气门控制系统的研究

介绍基于电控调压器的增压单燃料CNG发动机的系统组成,在分析电子节气门结构和驱动原理的基础上,开发了以MC68376为主芯片的电子节气门控制系统,采用TLE6209设计了电子节气门驱动电路。设计了基于模糊自整定参数PID控制器,通过电子节气门在CNG发动机试验台架上的阶跃响应试验和油门开度与节气门开度的跟踪响应试验,验证了所设计的节气门控制系统可以实现对电子节气门精确、快速和稳态误差小的闭环控制。     

基于模糊逻辑的无人驾驶车纵向多滑模控制

为实现车速跟踪期望值的控制目标,研究了含有参数和外部干扰等不确定性的无人驾驶车纵向运动控制问题.采用模糊多滑模控制策略设计基于油门与制动的无人驾驶车纵向运动控制算法.该算法利用模糊逻辑调节滑模增益系数,实现了对不确定性和外部干扰的估计和补偿,并利用Lyapunov稳定性分析方法证明了所得闭环系统的稳定性.最后构造油门控制与制动控制的切换策略以保证油门执行器与制动执行器之间的平滑过渡.分析结果表明:该控制算法可克服不确定性和干扰的影响,具有高精度和强鲁棒性.     

商用车气压防抱死制动系统技术应用

引言 随着人们对车辆的安全性和舒适性的要求日益提高,制动安全系统作为车辆安全系统的重要组成部分,其新技术发展较为迅速,尤其是制动系统在电子控制和技术集成方面取得了很大的进展和成就。本文主要阐述商用车气压ABS防抱死制动系统的技术应用。     

商用车底盘线控技术研究现状及应用进展

底盘线控技术是实现商用车自动驾驶和辅助驾驶功能的关键基础技术,是当今汽车行业的研发热点。底盘线控技术包括线控执行系统和线控集成控制技术两大部分。分别对商用车的线控转向、线控制动、线控悬架、线控驱动和线控换挡等线控执行系统,以及自动紧急制动 （Autonomous Emergency Braking,AEB） 系统、自适应巡航 （Adaptive Cruise Control,ACC） 系统和车道保持辅助 （Lane Keeping Assist,LKA） 系统等线控集成控制技术的构成、控制原理与研究应用现状进行了概述,重点分析了商用车各类构型的线控转向和线控制动系统及其应用场景。结合最新发布的国家智能底盘技术路线框架图和商用车未来的客户需求,给出了商用车线控底盘各技术方向的发展趋势,为商用车线控底盘技术发展提供了参考。     

无人驾驶机器人机械腿模糊监督控制

为实现对无人驾驶机器人机械腿运动的精确控制,提出了一种模糊监督控制方法。通过对驾驶机器人机械腿操纵自动挡汽车油门/制动踏板的运动分析,描述了机械腿各杆件的运动学关系,并建立了机械腿的拉格朗日动力学模型。在此基础上,设计了一种模糊监督控制器,并通过Lyapunov稳定性分析原理,验证了跟踪误差的收敛性,保证了机械腿对位移跟踪的稳定性。模糊监督控制器以机械腿的位移跟踪误差及误差变化率为输入,位移跟踪过程中,实时监测跟踪误差的变化趋势,当误差不超过给定值时,模糊控制器单独作用,当误差超出给定值,采用模糊监督控制器。最后,设计了一种油门/制动机械腿切换控制器,搭建了油门/制动机械腿车速跟踪仿真模型,仿真结果与实车试验数据比较,验证了提出方法的有效性。     

无人驾驶机器人车辆非线性模糊滑模车速控制

为了实现不同行驶工况下车速的精确、稳定控制，提出一种基于非线性干扰观测器的无人驾驶机器人车辆模糊滑模车速控制方法。考虑模型不确定性和外部干扰对车速控制的影响，建立车辆纵向动力学模型。通过分析无人驾驶机器人油门机械腿、制动机械腿的结构、机械腿操纵自动挡车辆踏板的运动，建立油门机械腿和制动机械腿的运动学模型。在此基础上，分别设计油门/制动切换控制器、油门模糊滑模控制器以及制动模糊滑模控制器，并进行控制系统的稳定性分析。油门/制动切换控制器以目标车速的导数为输入来进行油门与制动之间的切换控制。油门模糊滑模控制器和制动模糊滑模控制器以当前车速以及车速误差为输入，分别以油门机械腿直线电机位移和制动机械腿直线电机位移为输出来实现对油门与制动的控制。模糊滑模控制器中，为了减少控制抖振，滑模控制的反馈增益系数由模糊逻辑进行在线调节。模糊滑模控制器中的非线性干扰观测器用于估计和补偿无人驾驶机器人车辆的模型不确定性与外部干扰。仿真及试验结果对比分析表明：本文方法能够精确地估计和补偿无人驾驶机器人车辆的模型不确定性和外部干扰，避免了油门控制与制动控制之间的频繁切换，并实现了精确稳定的车速控制。     

商用车气压ABS性能综合测试系统设计与试验

为解决商用车气压ABS性能试验过程中难以精确调控管路压力导致试验效率低、试验结果不准确等问题,基于虚拟仪器构建商用车气压ABS性能综合测试系统。根据实际制动管路结构设计了管路压力调节装置,采用基于NI LabVIEW平台开发的软件对管路压力进行精确调控。最后进行了压力调节装置验证试验和气压ABS性能场地实车试验,验证了本系统对商用车制动管路压力精确调控效果和工作可靠性。     

混合动力轿车电子节气门控制系统设计与匹配试验

基于智能积分模糊PID控制原理,采用英飞凌TLE4729G单片机开发了电子节气门控制系统的硬件和软件,并将其嵌入发动机ECU中.将所开发的电子节气门安装在混合动力车上,进行整车起动试验和工况循环试验.试验结果表明,混合动力车起动时间和喷油脉宽明显优于传统车,且电子节气门响应速度快,能满足混合动力车不同工况的需求.     

Self-tuning control algorithm design for vehicle adaptive cruise control system through real-time estimation of vehicle parameters and road grade

The main purpose of this paper is to design a self-tuning control algorithm for an adaptive cruise control (ACC) system that can adapt its behaviour to variations of vehicle dynamics and uncertain road grade. To this aim, short-time linear quadratic form (STLQF) estimation technique is developed so as to track simultaneously the trend of the time-varying parameters of vehicle longitudinal dynamics with a small delay. These parameters are vehicle mass, road grade and aerodynamic drag-area coefficient. Next, the values of estimated parameters are used to tune the throttle and brake control inputs and to regulate the throttle/brake switching logic that governs the throttle and brake switching. The performance of the designed STLQF-based self-tuning control (STLQF-STC) algorithm for ACC system is compared with the conventional method based on fixed control structure regarding the speed/distance tracking control modes. Simulation results show that the proposed control algorithm improves the performance of throttle and brake controllers, providing more comfort while travelling, enhancing driving safety and giving a satisfactory performance in the presence of different payloads and road grade variations.     

基于目标速度的汽车ACC系统油门控制策略研究

ACC系统能够根据雷达等传感器检测到的前方车辆行驶信息,并自动控制本车的油门开度和制动强度,实现自适应巡航行驶,通过对车辆行驶纵向阻力特性的分析,针对目前广泛使用的基于目标加速度的油门开度控制策略受车辆装载质量影响较大的情况,利用功率平衡原理,提出了1种基于目标车速的油门开度控制策略,并利用PreScan软件对基于目标车速的油门开度控制策略进行了仿真实验,仿真结果表明了该控制策略有效的避免了整车装载质量变化对控制目标的影响。     

基于MC9S12X128的电子节气门控制系统设计

针对汽车发动机电控系统的重要组成部件——电子节气门的控制问题,提出了一种开环补偿与闭环控制相结合的电子节气门控制策略,并进行仿真分析.以16位单片机(MC9S12X128)为主控芯片,设计了电子节气门控制系统的软硬件,实现了基于扭矩控制的汽车电子节气门精确控制.通过试验验证了系统的基本功能,经进一步完善,此系统可满足实...     

Braking Force Distribution Control for Improved Vehicle Dynamics and Brake Performance

This paper describes the feasibility of improving the braking performance of a commercial vehicle by using an electronic braking system. An electronic braking system enables the braking force at each wheel to be independently controlled. Braking force distribution control makes the braking force at each wheel proportional to each wheel's load. Results of computer simulation and vehicle test showed that the proposed control laws can eliminate the effects of a laden condition on the braking distance and can increase the degree of deceleration at which wheel lock occurs, resulting in improved vehicle attitude stability during a critical maneuver.     

基于CAN总线的安全车距保持系统

在设计油门和制动执行器硬件以及各部分电控单元基础上,通过对相应的控制算法、信号采集和处理算法、CAN协议和通信软件的设计,构成基于CAN总线的安全车距保持系统。通过试验结果表明所设计的CAN控制网络能满足该系统的使用要求。     

Braking Force Distribution Control for Improved Vehicle Dynamics and Brake Performance

SUMMARY

This paper describes the feasibility of improving the braking performance of a commercial vehicle by using an electronic braking system. An electronic braking system enables the braking force at each wheel to be independently controlled. Braking force distribution control makes the braking force at each wheel proportional to each wheel's load. Results of computer simulation and vehicle test showed that the proposed control laws can eliminate the effects of a laden condition on the braking distance and can increase the degree of deceleration at which wheel lock occurs, resulting in improved vehicle attitude stability during a critical maneuver.     

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制，便于实现整车动力学控制和制动能量回馈，从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中，一旦1台电机突发故障，其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩，从而造成车辆失稳，此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向，但会使车辆制动力大幅衰减或丧失，同样不利于行车安全。为了解决此问题，提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法，力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例，首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型，通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足；然后，建立了电动助力液压制动系统模型，并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性；接着，基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器，并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证；最后，通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明：在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下，通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿，能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。     

基于PIC18F458的电子节气门控制系统设计

针对电子节气门的构造及其机械结构中存在的非线性问题,设计了基于PIC18F458的电子节气门控制系统。该系统利用PIC的A/D转换以及脉宽调制功能来控制节气门,实现了电子节气门的位置控制。试验结果表明,该电子节气门控制系统具有良好的跟随特性,提高了汽车的动力性、平稳性和经济性。