汽车ASR系统控制算法及其硬件在环仿真研究

研究了以节气门开度调节为主、制动干预为辅的汽车ASR控制算法.以常用节气门开度调节算法为基础,提出了自适应PID控制算法.制动干预采用传统的逻辑门限值法.为保证车辆加速的方向稳定性,研究了制动干预时的横摆力矩估算法,并根据横摆力矩限制制动压力来防止车辆的横摆运动.基于上述算法编写了程序代码写入自行开发的ECU,采用dSPACE硬件在环仿真系统进行验证.仿真结果表明控制算法行之有效.     

基于带切换增益模糊调节的滑模控制算法的车辆电液制动系统

针对汽车线控电液制动系统建立了单轮车辆模型,研制了一种新的状态观测器对车速进行估算,试验结果表明该方法正确实用.采用切换增益模糊调节的滑模控制算法对非线性时变的车辆实施基于最佳滑移率的制动控制,在Matlab/Simulink中的仿真结果和验证试验都表明在汽车线控制动系统应用该算法是可行、有效的,在该算法的控制下汽车可获得比一般滑模控制更好的制动性能.     

基于电子液压制动系统的防抱死冗余控制研究

基于电子液压制动系统的线控和解耦特性,提出了一种在常规ABS失效时,通过主动调节主缸液压力实现制动防抱死冗余控制的算法。首先分析防抱死冗余功能定义,设计控制策略;然后,采用串级控制理论设计滑移率控制器,内环调节制动液压力,外环跟踪车轮目标滑移率;最后,通过硬件在环试验优化控制器参数,并在高附和低附路面上进行实车算法验证。结果表明,算法能够较好地实现车轮防抱死,在常规ABS失效时保证车辆的稳定性,提高车辆安全性。     

智能汽车冗余电控制动系统电流传感器故障容错控制

为满足智能汽车对制动系统的冗余安全要求，基于集成式电控制动系统(Integrated Electronic Braking Control System, IBC)和冗余制动单元(Redundant Brake Unit, RBU)构成的冗余电控制动系统，设计针对电流传感器故障的软件冗余和硬件冗余容错控制方法。首先，分析冗余电控制动系统工作原理，针对IBC中电流传感器故障设计冗余电控制动系统容错控制机制，并对电流传感器进行故障诊断以获得冗余电控制动系统的故障状态；然后，根据电流传感器故障诊断结果设计不同的容错控制方法，以满足容错控制机制的需求，设计基于坐标变换的软件冗余容错控制方法实现单相电流传感器故障容错控制，在对RBU的进液阀及出液阀进行增压/减压特性分析与测试后，设计RBU压力控制算法，实现多相电流传感器故障的RBU硬件冗余容错控制；最后，搭建硬件在环试验台进行硬件在环试验验证。研究结果表明：所设计的RBU压力控制算法能够实现轮缸压力控制，容错控制机制能够根据电流传感器故障诊断结果选择正确的容错控制方法，软件冗余和硬件冗余容错控制方法能在基础制动功能和主动制动功能下完成冗余电控制...     

某重型自卸车排气辅助制动效果不良的探索和改进

文章针对某重卡6×4自卸车出现辅助制动效果不良的现象,结合此车型对排气辅助制动器参数进行理论校核计算,发现按照理论参数进行匹配设计并不能有效地提高排气辅助制动性能：同时与市场上反映使用效果较好的同等竞品车型进行对比分析,找出导致该重型自卸车排气辅助制动效果不良的主要原因,并对该自卸车排气辅助制动系统进行优化;通过试验验证表明,改进后的辅助制动性能得到明显提升,并优于同等竞品车型。     

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.     

混合线控制动系统制动力精确调节控制策略

鉴于电子液压制动(electronic hydraulic brake,EHB)系统液压管路复杂且难以集成驻车制动,而电子机械制动(electronic mechanical brake,EMB)很难满足失效备份的需求,本文提出了一种前轴采用EHB,后轴采用EMB的混合线控制动系统(hybrid brake by wire system,HBBW),研究了EHB的双闭环压力跟随PI控制算法和EMB的三闭环制动力跟随PI控制算法,使其制动力能快速准确地跟随目标值。在此基础上,提出了混合制动系统的制动力精确调节PI控制策略,最后基于d SPACE Autobox和Car Sim搭建了HBBW系统的硬件在环(Hi L)试验平台,进行了Hi L测试与算法验证。结果表明,混合线控制动系统可有效地协调工作,实现四轮制动力快速、精确调节,从而提高车辆制动性能。     

基于PWM控制的线控液压制动系统模型辨识

线控液压制动系统在实际应用中多数是采用PWM信号对开关阀进行控制,所以建立变PWM信号作用下的液压模型具有实际应用意义。文中通过对线控液压制动系统关键液压零部件进行理论分析,得到了变占空比作用时的压力变化模型;再利用试验数据对系统模型进行参数辨识,通过开关电磁阀试验辨识得到节流指数和最大开度时的系统参数、不同PWM压力变化试验得到占空比与平均开度的关系,最后得到变占空比调节时的轮缸压力模型。经试验验证,该模型可以准确表达变占空比调节时的压力变化过程,实现轮缸压力的准确估计。     

电液主动悬架的自校正控制

运用衰减记忆递推最小二乘参数估计算法和广义加权最小方差自校正控制算法对主动悬架系统进行控制，并利用压力伺服阀控制的液压缸作为执行器。理论分析和仿真结果表明，所提出的控制系统是可行的，这种自适应自校正算法对系统中一些时变参数具有良好的适应性。     

某轻型载货汽车制动性能分析与改进设计

将某轻型载货汽车制动系统中前制动器改为盘式制动器,对采用不同配置制动系统的整车进行路试制动性能试验,结果表明制动性能得到很大改善.在该制动系统中加装制动力自动调节装置来调整前、后轮制动器的输入压力,并对改进设计后的整车制动性能进行实车道路试验.结果表明,该轻型货车制动力分配更加合理,制动性能明显提高,制动稳定性和安全性得到改善.     

列车制动过程仿真计算系统研究与开发

在列车牵引计算理论方法的基础上,设计了基于等时间步长法的列车制动过程仿真算法,开发了列车制动过程仿真系统。系统根据给定列车管减压量可计算相应的制动距离,也可根据设定的停车目标位置反推出所需要的列车管减压量。系统还能够计算制动距离、时间、列车管减压量等技术指标,显示列车制动过程的速度一距离曲线。应用系统定量研究了线路条件、编组条件、停车位置对列车制动过程的影响。     

Cooperative control for friction and regenerative braking systems considering dynamic characteristic and temperature condition

The braking system of hybrid electric vehicle (HEV) is composed of friction and regenerative braking system, meaning that braking torque is generated by the collaboration of the friction and regenerative braking system. With the attributes, there are two problems in the HEV braking system. First, rapid deceleration occurs due to dynamic characteristic difference when shifting the friction and regenerative braking systems. Second, the friction braking torque alters with temperature because the friction coefficient changes with the temperature. These problems cause the vehicle to be unstable. In this paper, the concurrence control and compensation control were proposed to solve these problems. And also, the concurrence control and compensation control were combined for the stability of the braking system. In order to confirm the effect of these control algorithms, the experiment and simulation were conducted. Consequently, it was confirmed that the control algorithm of this study improved the vehicle safety and stability.     

基于集成式电液制动系统的主动制动压力精确控制方法

智能电动汽车的发展对制动系统的主动制动和再生制动能力提出了更高的要求。配备真空助力器的传统制动系统难以满足智能电动汽车的需求，因此逐渐被线控制动系统所取代。为提高线控制动系统的集成度与解耦能力，提出了一种新型集成式电液制动系统（Integrated Braking Control System，IBC），能够实现主动制动、再生制动、失效备份等功能。作为机-电-液耦合的高集成度系统，IBC具有复杂的非线性特性和动态摩擦特性，对制动系统压力的精确控制提出了挑战。为了提高IBC制动压力动态控制精度，提出了一种基于集成式电液制动系统的主动制动压力精确控制方法。首先，介绍了IBC的结构原理和控制架构。随后针对液压系统的迟滞特性和传动机构的摩擦特性进行建模与测试。然后基于系统的强非线性特性，提出了主动制动三层闭环级联控制器，其中压力控制层采用液压特性前馈与变增益反馈结合的控制策略，伺服层控制器设计考虑了机构惯性补偿与摩擦补偿，电机控制层采用矢量控制并进行了电压前馈解耦。最后，基于dSPACE设备搭建了硬件在环（Hardware-in-the-loop，HiL）试验台对主动压力控制方法进行验证。结果表明：所提出的压力控制方法能控制制动系统压力快速精确跟随期望压力，使动态压力跟随误差控制在0.4 MPa之内，稳态压力误差控制在0.1 MPa之内。     

用于车辆稳定性控制的直接横摆力矩及车轮变滑移率联合控制研究

设计基于最优控制理论的横摆力矩控制策略和适用于复杂工况的制动力分配策略;设计基于模糊控制理论的滑移率分配算法并提出使横摆力矩控制和变滑移率控制协同工作的方法;最后通过转向盘的阶跃输入和正弦输入工况验证制动力分配策略的正确性和联合控制的有效性。     

基于混杂理论的电磁与摩擦集成制动方法

鉴于传统电子液压制动系统连续制动易产生"热衰退"现象，结构缺陷导致的制动响应慢，制动系统与电控系统衔接差等缺点，提出了一种基于混杂自动机模型的电磁与摩擦集成制动方法。首先分析集成制动器制动时的工作特点以及不同情况下对应的工作模式（纯电磁制动、纯摩擦制动以及集成制动），并确定3种制动模式的切换条件，通过逻辑门限算法将其实现。根据制动时车辆既具有连续运动状态又有离散状态的混杂特性，使用MATLAB/Stateflow建立基于制动模式切换系统的推广自动机模型，并根据制动模式切换控制策略，对3种制动模式切换进行试验，验证制动模式切换控制策略的合理性。最后选取车辆制动初速度为28 m·s^-1的直线制动工况，分别在高附着系数（0.85）以及低附着系数（0.3）的路面条件下，通过试验平台对控制算法和制动系统性能进行试验验证。研究结果表明：所提出的汽车混杂理论模型以及优化方法在在低附着系数（0.3）路面条件下，集成制动方法较传统液压制动系统缩短5.12%的制动距离，缩短制动时间0.3 s；在高附着系数（0.85）路面条件下，集成制动方法较传统液压制动系统缩短5.66%的制动距离，缩短制动时间0.2 s，能有效提高制动效能。     

基于双模式执行器的商用车自适应巡航控制系统

为实现商用车自适应巡航控制(ACC)系统的功能,开发了双模式制动执行装置和电子油门控制装置,即基于高速开关阀的商用车气压电控辅助制动系统和双模式油门控制系统,可以实现驾驶员和ACC系统的协同切换控制。在此基础上,以某商用车为对象,设计了ACC系统,结合比例-积分控制器和Smith预估补偿器设计了ACC的下位控制算法。结果表明:该ACC系统速度稳态跟踪误差小于1 m.s-1,距离稳态跟踪误差小于1.5 m;同时油门执行器和制动执行器具有安装方便、与原车电子油门及气压制动系统兼容性好的优点。     

面向骑行者的AEB测试方法研究

文章通过对CIDAS统计的150例汽车与二轮车碰撞事故工况样本参数信息进行系统聚类分析,提取出了用于评价面向骑行者的自动紧急制动系统(AEB)的测试场景,建立了面向骑行者的自动紧急制动系统测试评价方法,并利用Prescan和Simulink软件搭建了典型场景的虚拟交通模型以及自动紧急制动系统(AEB)算法控制模型,通过联合仿真分析验证了AEB控制算法的具体实施过程,进一步说明了典型场景和测试方法的有效性。     

Combined control of a regenerative braking and antilock braking system for hybrid electric vehicles

Most parallel hybrid electric vehicles (HEV) employ both a hydraulic braking system and a regenerative braking system to provide enhanced braking performance and energy regeneration. A new design of a combined braking control strategy (CBCS) is presented in this paper. The design is based on a new method of HEV braking torque distribution that makes the hydraulic braking system work together with the regenerative braking system. The control system meets the requirements of a vehicle longitudinal braking performance and gets more regenerative energy charge back to the battery. In the described system, a logic threshold control strategy (LTCS) is developed to adjust the hydraulic braking torque dynamically, and a fuzzy logic control strategy (FCS) is applied to adjust the regenerative braking torque dynamically. With the control strategy, the hydraulic braking system and the regenerative braking system work synchronously to assure high regenerative efficiency and good braking performance, even on roads with a low adhesion coefficient when emergency braking is required. The proposed braking control strategy is steady and effective, as demonstrated by the experiment and the simulation.     

CA6100SH8并联混合动力客车制动能量再生系统开发

提出一种新的制动能量再生系统。通过在CA6100SH8混合动力客车原装ABS系统的基础上增加压力传感器、双向单通阀和补气阀,配上控制模块,实现了驾驶员的制动意图,并达到最佳的制动能量回收效果;同时还确保了电机失效时的可靠制动。实车试验验证了该系统的制动能量再生功能。     

基于滑模自抗扰的电制动系统动态负载模拟

为精准模拟传动系弹性及齿隙作用下电制动系统非线性机械负载,提出了自适应模糊滑模自抗扰的测功机控制算法。首先,针对一款前驱电动汽车,建立融合感应电机模型的车辆及台架机电一体化模型,引入典型正常制动和防抱死制动控制作为测试对象。其次,构建扩张状态观测器估计台架系统未建模动态,以自适应模糊滑模控制测功机实时模拟高度非线性机械负载。最后,开展了制动控制策略台架测试的仿真研究。结果表明:提出的方法可精确模拟电制动系统动态负载,有效提高制动控制算法台架测试精度。