分布式驱动电动汽车动力学集成控制研究进展及趋势

分布式驱动电动汽车具有四轮可独立控制和响应速度快等突出优势，对增强车辆操纵稳定性、安全性和经济性具有重要的意义。但车辆是一个非线性、强耦合的系统，需研究解决各个控制器相互耦合、过驱动系统复杂性和不确定性等核心问题，这依赖于多维 （纵向、横向和垂向） 集成控制模式和容错控制。对现有研究进行分类和总结，从传统单一维度控制到多维集成控制，综述分布式驱动电动汽车的关键技术和发展现状，重点归纳了汽车动力学集成控制的多层结构及其应用，特别是集成了纵向-横向-垂向动力学的综合控制。最后对分布式驱动电动汽车动力学控制系统所面临的挑战提出了一些建议。     

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。     

分布式电驱动车辆力矩分配控制研究现状综述

分布式电驱动车辆具有控制灵活度高、传动链短、结构紧凑、传动效率高、空间布置利用率高等特点,独特的结构特点与驱动方式令其在充分挖掘车辆动力学控制潜力、增强车辆安全性、提升驱动效率、简化底盘结构等方面带来明显的技术革新,为高性能车辆控制技术提供硬件载体。然而,作为过驱动、多约束、车辆纵向-横向-垂向运动行为强非线性耦合系统,分布式电驱动车辆在车辆动力学控制、车辆行驶经济性控制、协同控制等方面仍面临理论与技术挑战。基于此,综合国内外前沿分布式电驱动车辆力矩分配控制策略研究,主要从控制框架、稳定性控制、能效控制、兼顾稳定性与经济性控制4个方面重点阐述当前发展现状,设计并对比分析应用案例,从不同角度对力矩分配的发展方向进行展望,旨在为先进分布式电驱动车辆高性能力矩分配控制器开发提供参考。     

汽车线控驱动技术的发展

电子技术和控制理论的飞速发展为进一步改善车辆动力学特性及提高主动安全性提供了有效途径,如已经广泛应用的各种底盘控制技术。综述了汽车线控驱动技术的发展现状和相关技术,着重介绍了线控转向、线控制动、线控油门等系统的结构组成、工作原理和性能特点,并讨论了线控驱动的集成化和相关技术要求。     

智能电动汽车的线控制动新技术应用与发展

随着制动控制技术的发展,制动系统线控化成为了该领域的关键技术路线。在智能电动汽车建立的新电子电气架构下,线控制动系统可以实现更多的新技术功能。线控制动系统将会是智能电动汽车线控底盘的技术核心,以及汽车行业新的研究热点。文章概述了汽车制动系统的发展;对两种典型的线控制动系统的结构特点、工作原理、系统性能进行了分析;结合智能电动汽车对线控制动系统的技术要求,介绍了几种线控制动系统新技术的特点与应用;最后展望了线控制动系统的技术研究趋势,为未来线控制动系统的发展方向提供参考。     

新一代线控底盘集成控制策略研究

针对汽车稳定性控制,提出了一种基于线控转向和线控制动的新一代底盘集成控制策略。分别设计制造了线控制动、线控转向系统样机,建立了相应的动力学模型。应用模型预测控制,设计了基于主动前轮转角调节和主动制动力调节的底盘集成控制系统。设计了针对目标汽车的底盘集成控制硬件在环试验台,并进行了典型工况测试试验。结果表明,本文所设计的控制策略可有效使汽车跟随期望状态,保证车辆行驶的稳定性,提升车辆的综合性能。     

基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明：分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。     

信息网络技术驱动汽车底盘控制系统的未来

如今汽车底盘控制技术正向电子化、信息化、网络化、集成化方向发展。汽车底盘系统是一个有机整体,随着车辆底盘系统复杂程度及人们对车辆性能要求的日益提高,单系统的控制已经无法兼顾整车性能的提高。汽车底盘动力学集成控制,因有着传统控制无法比拟的优点,成为国际汽车研究领域的热点问题之一。越来越多的新电子控制设备被应用于汽车上,其中许多新的底盘控制技术设备在汽车的安全性、动力性、操作稳定性等方面起着重要的作用。电动汽车的研究则带动汽车底盘控制技术向更高层次的发展。     

新能源汽车智能驾驶线控底盘技术应用研究

新能源汽车智能驾驶线控系统包含了线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门几部分构成。线控底盘技术属于新能源汽车智能驾驶涉及到的关键技术,也是推进智能驾驶不断更新发展的有效支撑,是现阶段新能源汽车研发制造的热点问题。本文结合笔者实际研究,探讨了新能源汽车智能驾驶线控系统结构及其线控底盘技术的基本原理,对全矢量控制线控底盘技术展开分析。     

电动汽车新型再生-机械耦合线控制动系统机理研究

本文中对一种新型电动汽车再生-机械耦合线控制动系统进行研究。首先,构建新型再生-机械耦合线控制动系统动力学模型,基于动力学模型进行系统制动性能分析,获得再生-机械耦合线控制动系统摩擦制动转矩和电磁制动转矩的匹配关系。接着,根据该再生制动系统特性和制动工况,提出电磁制动和耦合制动两种工作模式,低制动强度下采用电磁制动模式,高制动强度下采用耦合制动模式;在耦合制动模式下,提出通过电机电磁转矩和摩擦制动转矩集成控制,实现电磁控制、摩擦控制和耦合控制3种制动转矩控制方式。最后,分别进行了38和15km/h两种车速下电磁制动和耦合制动台架试验,对新型再生-机械耦合线控制动系统耦合制动机理进行了验证。     

线控转向系统控制技术综述

线控转向系统通过线控化、智能化可以实现个性驾驶、辅助驾驶、无人驾驶等目标,是智能网联汽车落地的关键技术,其相关动力学控制技术更是影响线控转向系统整体性能的核心技术。该文介绍了线控转向系统的基本结构类型及其动力学建模,分别对线控转向系统的路感控制技术、稳定性控制技术、容错控制技术等关键技术进行了全面概述,分析了线控转向技术的发展历程和研究现状及其在智能汽车上的应用状况;对线控转向系统的未来研究趋势进行了展望,指出线控转向系统的控制技术将向着执行精准、全工况覆盖、平行驾驶、安全可靠和智能网联的方向发展。     

“初”闻大名 如雷贯耳 当汽车技术拥有了品牌(贰)

底盘系统是电动汽车进入智能自动驾驶时代的关键执行部件。从过往的燃油车到如今的新能源车,或许再到未来可能出现的新型车辆,动力形式的改变一直是底盘系统技术革新的主要驱动源,以往底盘最为讲究的控制与制动传导机制,已经从物理机械传动朝着电信号传输转变,而底盘所承载的对象也由开初驱动和控制车辆的相关系统为主,全面扩展为承载智能座舱、自动驾驶以及动力三大主要系统。更为明显的莫过于,工作期间的底盘不再是从前单一被动地接受执行指令,简单完成从A到B的运输工作。     

线控汽车底盘控制技术研究进展及展望

对各国线控汽车发展现状,以及汽车线控转向系统、线控制动系统、线控驱动系统和线控悬架系统的各系统组成、工作原理和控制方法及研究现状进行了概述,总结了影响线控汽车发展的关键技术,并对信息传输、驾驶人意图与工况辨识、故障诊断与容错控制、底盘集成控制等技术的研究进展进行了综述.针对全线控汽车,给出了分层式集成控制系统框架,并对框架内容进行了分析,以期为线控汽车研究与发展提供新的视角和基础资料.     

线控底盘系统设计与控制专栏导语

正汽车电动化、智能化和网联化已成为全球汽车产业发展的普遍共识,发展智能网联新能源汽车是推动我国实现碳达峰和"交通强国"战略的必要途径。线控底盘系统包括线控驱动、线控转向、线控制动和(半)主动悬架等线控操纵子系统,通过电信号等控制执行机构实现驾驶意图,具有响应时间短、控制精度高、人机解耦以及易于实现主动安全控制等特点,是实现智能驾驶的必要条件。     

分布式电驱动车辆纵-横-垂向力协同控制

针对现有研究多采用经验工况划分、主动悬架力简单分配等轮胎力解耦控制方法,难以实现车辆性能最优化的问题,提出了分层式轮胎纵-横-垂向力协同优化控制系统,在制定上层行驶期望目标和下层执行控制策略的同时,重点研究了中层轮胎纵-横-垂向力优化分配。建立了融合轮胎负荷率和垂向力动态系数的统一优化目标函数,综合考虑了车辆行驶期望目标、轮胎附着极限和执行器特性等约束条件,最终解决了轮胎纵、横、垂向力的协同优化控制难题。基于Matlab/Simulink和CarSim的联合仿真结果表明,提出的分层协同控制系统能同时有效控制车辆行驶姿态和改善车辆操纵稳定性能。     

电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究

随着电动汽车的快速发展,线控转向系统作为电动汽车的重要组成部分,对于提升驾驶稳定性和操控性具有重要意义。本文通过对电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究分析,总结了相关研究的现状和发展趋势。首先,介绍了电动汽车线控转向系统的基本原理和结构,然后重点讨论了影响操纵稳定性的关键因素,包括车辆动力学特性、控制算法和传感器技术等。接着,对不同电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究方法和实验手段进行了比较和分析,包括仿真模拟、试验台架和实车试验等。最后,对未来电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究的方向进行了展望。     

基于高速公路的半自动驾驶辅助系统的开发与应用CSCD

为了对东风风神AX7集成主动安全系统的量产进行有效的探索和技术积累,在此系统开发平台的基础上,开发了在纵向动力学控制上的高级驾驶辅助系统(ADAS),包括全速自适应巡航系统(FS ACC)、自动紧急制动辅助系统(AEB)和前向碰撞预警系统(FCW);通过扩展电动助力转向系统实现主动转向功能,开发了车道中线保持系统(LC)、车道保持辅助系统(LKA)和车道偏离预警系统(LDW)。实现带有转向干预的全速域高速公路半自动驾驶系统。对车辆行驶采取了综合控制,初步实现集成主动动力调节、主动制动和主动转向的集成底盘控制;所有的零部件、总成和系统都已经实现量产,基于城市高架及高速公路也进行了实车测试。结果表明:该系统方案能解决低成本车辆实现高速公路半自动驾驶的技术难题,且具有良好的可行性。     

智能网联巡逻车动力系统与线控底盘的匹配分析

智能网联汽车是汽车行业未来的重要发展方向,线控底盘是实现自动驾驶的执行机构,也是传统汽车企业产品升级换代的必要途径和发展的重要领域,对促进汽车产业转型起着重要作用。文章以一款智能网联巡逻车为例进行动力系统与线控底盘的匹配研究,对动力系统驱动电机以及动力电池的参数选择进行匹配,在此基础上进一步对线控驱动、线控转向和线控制动系统进行选型与优化。此研究为智能网联巡逻车动力系统和线控底盘研发提供了参考。     

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。     

线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。