无人驾驶重型车辆底盘电控化改装技术研究

对无人驾驶重型车辆底盘改装技术进行了研究,介绍了一种基于电控技术及总线技术的改装方案,对重型车辆的动力系统、转向系统、制动系统、车身系统进行了详细的改装方案设计,与以往采用机电执行机构控制无人驾驶车辆的方案相比,该方案在技术先进性及可靠性方面得到提升。     

电动轮驱动电动汽车差速技术研究

提出了电动轮旋转动力学方程和对驱动电机采用转矩指令控制及车轮转速随动的方法,实现电动轮系统的自适应差速。进行了转向行驶、路面不平及不同车轮半径等工况的道路试验,试验结果表明:电动轮汽车在各种工况下都能保持良好的差速性能,具有自适应差速特性。     

高速无人驾驶车辆的操控稳定性研究

通过分析路面附着条件和道路曲率等因素对车辆转向特性和稳定性的影响,建立了高速车辆的等效动力学模型。提出了一种变步长的模型离散化方法,能够在保证车辆模型预测精度的基础上,实现较长的预测时域,并满足计算实时性的要求。通过对高速车辆稳定行驶状态进行分析,推导了基于包络线的滑移稳定性约束条件,并设计了基于模型预测控制的高速无人驾驶车辆的轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,该方法可有效保证高速无人驾驶车辆在不同地面附着情况及道路曲率下的操控稳定性。     

四轮独立驱动/转向电动汽车的无线控制系统设计

为使四轮独立驱动/转向电动汽车在无线指令下完成相应的行驶任务,根据测试需求,开发了无线控制系统,实现了上位机对车辆的无线控制。选用ZigBee作为通信模块,设计上位机控制软件,运用Python语言编写车载信息处理单元的主程序,完成无线控制系统的开发,经标定后进行台架和实车测试。测试结果表明,该系统可以正常运行,实现控制指令传送、状态数据显示等功能,可应用于智能驾驶或无人驾驶车载环境典型样本的收集和控制策略学习。     

线控转向系统理想传动比设计

线控转向系统由于其可以自由设计传动比的特点,可以保证在不同工况下,汽车都有着良好的转向特性和操纵稳定性。文章主要对线控转向系统理想传动比进行了研究设计。在中低速段,采用基于稳态横摆角速度增益不变的设计方案;在高速段,采用模糊控制对传动比进行设计。最后通过仿真试验,验证了设计的理想传动比的控制效果。     

一种机械式四轮转向系统性能分析

现有汽车的四轮转向装置结构复杂成本高昂,不适合在整车轻便且平价的民众车型上使用。文章提出一种基于飞锤离心装置控制的机械式汽车四轮转向系统,该系统利用飞锤感应车速,在低速行驶时实现前后轮反向偏转以减小汽车转向半径,中速行驶转向时后轮不辅助转向,高速行驶转向时前后轮同向偏转进而提高行驶稳定性,不同车速下后轮辅助转向幅度逐渐变化,无级调节,使具有该系统的汽车在日益复杂的交通状况下更加灵活和稳定。通过对该系统进行仿真验证,得到了预期的运算结果。     

北京道路工况下公交车PM和NO_x排放特性试验研究

利用综合性车载排放测试系统完成北京典型柴油公交车在道路工况下排放特性的试验研究。结果表明,匀速行驶工况下的NOx排放率与车速呈正线性相关;平均车速为13.3km/h的低速拥堵工况的NOx排放因子是平均车速为41.1km/h的高速畅通工况的近两倍;研究表明,在低速加速的起步过程和低负荷工况下出现较严重的PM排放,须针对这两种工况优化发动机的燃烧品质。     

极限工况下无人驾驶车辆稳定跟踪控制

针对无人驾驶车辆在极限工况下跟踪控制精度和稳定性均难以保障的问题,提出一种纵横向稳定性综合协调控制方法。首先对无人驾驶车辆在摩擦极限下的速度进行规划,通过纵向加速度前馈和状态反馈控制器实现极限车速下的速度跟随。其次将预瞄前馈与人工势场反馈相结合设计了横向路径跟踪控制器。提出了基于期望与实际横摆角速度偏差的稳定性控制策略,优化纵向控制的驱动力矩。Simulink/Carsim联合仿真结果表明,所提出的纵横向协调稳定控制方法可在极限工况下改善无人驾驶车辆瞬态响应,抑制道路曲率突变处的超调量,减少路径跟随中的稳态误差,提高了无人驾驶车辆的轨迹跟踪精度和弯道运动过程中的横向稳定性。     

乘用车电动助力转向系统建模与设计

提出了汽车电动助力转向系统的控制日标,并分析总结出不同工况下的控制策略.建立了电动助力转向系统模型,结合电动助力转向系统特性设计了带有串联校正的PID控制器.通过在助力控制策略下的仿真,验证了助力特性、校正方案和转向盘转角估算算法的正确性.试验结果表明,系统实际助力特性与理想助力特性之间基本一致.     

无人驾驶汽车研究动向

正无人驾驶汽车是一种智能汽车,也可以称之为轮式移动机器人,主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪器来实现无人驾驶。它通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标;利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度,从而使车辆安全、可靠地在道路上行驶。无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体,是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物。     

三轴车辆全轮转向最优控制EI北大核心CSCD

为提高三轴车辆在正常行驶工况下的操纵稳定性,综合考虑车辆的低速和高速转向性能,提出了三轴车辆全轮转向最优控制策略。建立了三轴全轮转向车辆的线性2自由度模型,分别制定了车辆低速和高速时的控制目标并建立了相应的理想模型,应用线性二次型最优控制中的状态调节器理论,采用前馈加状态反馈跟踪理想模型的控制方法设计了全轮转向最优控制系统,最后利用MATLAB/Simulink建立了控制系统仿真模型,对控制系统在不同车速下的控制性能进行了仿真。结果表明,全轮转向最优控制方法低速时可使车辆具有所在车速下的最小转弯半径,高速时在改善车辆稳定性的同时不增加驾驶员的操作负担。     

基于系统级的电动助力转向控制测试评价研究

对电动助力转向(EPS)硬件在环(HIL)测试的3种方案进行了对比分析,基于HIL仿真系统和转向试验台,构建了EPS机械系统级的虚拟整车测试平台。研究分析EPS功能和故障诊断测试内容,通过车辆动态转向工况的仿真以及各类故障的注入,对EPS系统控制功能和故障模式下诊断安全策略进行了测试和评价。EPS系统级HIL测试可以在整车试装前使测试更加接近实车,又能覆盖实车难以实现的边界极限及故障工况。     

汽车ESC系统干预转向不足性能测评与研究

为探索能有效激发出车辆在危险工况或极限工况下转向不足趋势的试验方法,并制定合理的指标以评价电子稳定性控制系统（ESC）转向不足控制性能,弥补国内外在该领域的不足,在分析ESC工作原理及基本要求的基础之上,利用多体动力学仿真软件ADAMS进行整车模型搭建,并用MATLAB/Simulink联合仿真,结合实车试验验证,提出了一种针对车辆ESC控制转向不足性能的测评方法,能有效地测试、评价在危险工况下ESC对于车辆转向不足的控制性能,完善了ESC测试评价体系。     

运动模式下车辆排放和燃油经济性分析

按照轻型车国五和国六标准中常温冷启动排放和实际行驶污染物排放(Real Driving Emission)试验规程,使用定容稀释排放测试系统和便携式车载排放设备(PEMS)对9辆样车进行了运动模式和普通模式下排放和油耗测试。结果表明:运动模式下THC排放结果要低于普通模式;NOx在两种模式下排放结果无规律性;NEDC工况下CO的结果变化不大,WLTC工况下运动模式明显大于普通模式,且一些车辆会出现运动模式下CO排放剧烈增加的现象;运动模式下油耗结果均大于普通模式,平均增加30%,NEDC工况比WLTC工况表现明显,低速工况比高速工况表现明显;两种模式在WLTC工况上的差异更接近实际道路。建议重点关注车辆运动模式下CO排放以及低速工况下的油耗。     

基于电磁离合器的重型车辆节能型电控液压转向系统

为降低重型车辆液压转向系统(HPS)的能耗,改善高速工况转向驾驶员路感、提出一种节能型电磁离合器电控液压转向系统(E-ECHPS),该系统采用电磁离合器控制转向泵转矩和转速。运用有限元分析法,建立电磁离合器主、副电机仿真模型,研究主、副电机的动力特性;研究电磁离合器功率输入输出的关系,分析该E-ECHPS的节能性;对E-ECHPS转向工况下的助力性能和直行工况下的能耗进行了仿真分析。结果表明:在转向工况,电磁离合器的输出转矩随车速增大而减小;在直行工况,在车速为10、40、80 km/h的时段内,该E-ECHPS的总能耗相比HPS减少71%。该E-ECHPS可实现随车速可变的助力特性,并具有明显优于HPS的节能性。     

城市工况下基于改进RRT的无人车运动规划算法

为解决城市结构化道路环境下的无人驾驶汽车运动规划问题,针对换道和转向两种工况设计了快速偏向性RRT(FB-RRT)算法。首先以几何分析所得的安全的曲线控制点初始化RRT,随后以驾驶行为为引导并结合决策给出的目标点设计偏向性采样策略,基于车辆运动学特性设计度量基准,设计快速邻近点搜索策略,并结合环境地图保证扩展节点的安全性。最后,对RRT进行修剪和重构。通过仿真和实车测试验证了该算法的有效性和实用性。     

机动车道路排放的实时测试系统开发及试验研究

在OEM-2100基础上开发了一种机动车道路排放实时测试系统,并在实际道路上进行了轻型车的实时排放测试。计算了路段排放因子和排放总量,分析了车辆各行驶工况所占时间和排放量比例以及平均排放率,研究了各工况下机动车尾气污染物的贡献率,为准确测定交通流中单车污染物提供一种可行的方法。该测试系统为建立排放模型提供数据依据,对于评价交通控制改进措施和智能交通系统对排放的影响具有重要的意义。     

超低氮氧化物排放的乘用车柴油机

为解决实验室测试与实际使用柴油车排放之间的差距问题,汽车行业引入实际行驶排放(RDE)要求。现代柴油机技术证明,可以在宽泛行驶工况下实现车辆在道路上的低排放。研究进一步表明,通过综合采用一体化的排放控制技术,可以在超过欧六dRDE要求的宽泛行驶工况下实现持续的低氮氧化物(NOx)排放和低颗粒数量(PN)排放。采用稀薄氮氧化物捕集技术(LNT)与双剂量尿素喷射选择性催化还原(SCR)系统相结合,通过综合采用LNT和SCR催化剂涂覆柴油机颗粒物捕集器(SDPF)上的紧密耦合SCR系统,可以实现低负荷NOx控制。另一方面,通过装有AdBlue??喷射器的下置SCR系统涵盖了高负荷工况的NOx控制。采用P048V轻度混合动力系统也可以辅助NOx控制,以确保良好的驾驶性能和燃油效率。采用先进的控制策略,确保在所有排放控制功能之间实现最佳交互。该系统在1辆C级试验样车上进行验证。在道路上和实验室中进行了一系列综合测试,以涵盖宽泛的行驶工况。特别关注了市区和高速公路行驶工况下排放性能的稳定性。结果显示,在所有行驶工况下,每种后处理组件都有助于实现持续的低NOx排放。研究表明,SDPF可有效控制颗粒排放。     

多功能机场除雪车的多模态转向系统

为了适应不同工况下多功能机场除雪车对车辆转弯半径的不同需求,并且满足车辆转向系统的安全可靠性,通过采用多模态转向系统,匹配叶片泵及整体循环球式转向机加机械连杆机构,实现单前桥液压助力转向模式。后桥采用电液比例阀和转向助力缸采集前、后桥同侧转向主销上的角度传感器的转向信号,按照指令配合前桥实现向心和蟹形转向。实践结果表明,以上方案能够可靠地实现车辆的多模态转向功能,适应机场除雪车对不同转弯半径的需求。     

轻型汽油车实际道路行驶工况与实验室工况油耗对比分析

选择两台满足国六排放标准的轻型汽油车在进行了WLTC和NEDC循环工况下的实验室工况试验,并对其按照RDE测试规程进行了实际道路行驶工况试验,探讨实际道路行驶工况的油耗结果与实验室工况油耗的对比。用碳平衡的方法计算各工况油耗,结果表明实际道路行驶工况的油耗结果和实验室工况结果偏差都在5%之内,WLTC工况与实际道路行驶工况之间的偏差更小。在低速阶段实际行驶油耗与实验室差异较大,而在高速阶段,WLTC循环工况油耗与实际道路油耗很接近。