分布式驱动电动汽车驱动力矩分配策略研究

文章通对过四轮独立驱动的分布式驱动的电动汽车转矩分配的研究,基于模糊算法和pi算法,通过对车辆横向稳定指标的评估从而计算补偿力矩。并且基于确定的补偿力矩具体给出转矩分配原则,最后同过使用CarMaker和Simulink进行联合仿真,证明了这种分配算法对车辆的稳定性有改善的效果。     

分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

分布式驱动电动汽车底盘集成控制技术综述

分布式驱动电动汽车可控自由度高、响应速度快、底盘线控集成度高、车辆结构紧凑,是实现先进车辆动力学控制技术的最佳平台。线控转向系统、线控驱动/制动系统、线控悬架系统等线控系统,制动防抱死系统、车道保持系统、自适应巡航系统、变道辅助系统等不同等级的辅助驾驶系统的广泛使用,造成车辆底盘控制中出现冗余及冲突。分布式驱动结构形式为多线控系统及线控系统与辅助驾驶系统间的高效、协同控制带来了更大的可能。基于此,从集成控制策略架构、纵-横向动力学集成控制、横-垂向动力学集成控制、纵-垂向动力学集成控制、纵-横-垂向动力学集成控制、容错控制、分布式驱动智能电动汽车底盘动力学集成控制等方面重点阐述分布式驱动电动汽车底盘集成控制技术的最新进展。通过对文献分析总结可以看出：基于分层式控制架构的分布式驱动电动汽车动力学集成控制是当前研究重点;一体化集成控制目标、高级辅助驾驶系统与底盘控制系统深度融合及个性化集成控制等问题亟待解决。研究成果能为分布式驱动电动汽车底盘高性能集成控制技术发展提供参考。     

某分布式驱动电动汽车复合制动策略设计

针对某后轴制动器经改制的分布式驱动电动汽车,为保持良好的踏板感觉,以原车(改制前)的总制动特性为目标,设计了复合制动策略,包括滑行再生制动策略和制动踏板解析。考虑电机发电效率,离线计算不同前、后电机力分配系数时的总电机效率,从而根据总电机效率最高得到最优的电机力分配系数,在ECE法规和Ⅰ曲线的约束下,设计出了复合制动经济性优化策略。仿真结果表明,考虑电机发电效率进行经济性优化后,续驶里程贡献率由14.2%提高至15.4%。     

基于模糊滑模控制算法的分布式驱动电动汽车横向稳定性控制研究

针对分布式驱动电动汽车转向工况下系统参数摄动以及外界环境干扰影响车辆横向稳定性的问题,以横摆角速度为控制量,设计模糊滑模控制算法,得到车辆维持稳定所需的附加横摆力矩并进行分配。基于CarSim与Simulink联合仿真,验证所提出的横向稳定控制算法能够有效地提高车辆的横向稳定性,减轻驾驶员操作负担。     

汽车转向瞬态响应试验研究与分析

汽车转向瞬态响应性能是评价汽车操纵稳定性的重要指标之一,国标和ISO标准对该性能分析有具体的试验方法 ,结合国标与ISO标准的差异,选取4款车型按照标准要求进行阶跃输入和单正弦输入试验。结果表明对于车辆瞬态响应特性性能评价及开发对标中,需要对试验项目和试验方法进行一致性约定,便于结果对比,以期给出客观准确的评价结果和更好地提高整车性能。     

基于多参数控制的分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制策略研究

为改善高速低附着路面上的车辆动力学性能,本文针对分布式驱动电动汽车提出一种基于多参数控制的操纵稳定性控制策略,包括上层轨迹跟踪控制和下层转矩分配控制。上层控制器设计基于2自由度车辆模型和驾驶员预瞄偏差模型,提出了MPC轨迹跟踪控制策略,实现对侧向偏差、横摆角偏差、质心侧偏角、横摆角速度的多参数控制。下层控制器以轮胎负荷率最小为优化目标,获得4个车轮电机转矩的最优分配量,借助于7自由度动力学模型,在双移线、蛇行工况下完成了CarSim-Simulink联合仿真。结果表明：提出的控制策略改善了高速、低附着工况下的操纵稳定性和轨迹跟踪精度。     

基于相平面的分布式驱动电动汽车稳定性控制

为提高分布式驱动电动汽车的操纵稳定性,提出一种基于相平面法的行驶稳定性控制策略.首先,建立非线性车辆2自由度模型,获得不同路面附着系数下车辆质心侧偏角相平面稳定域边界模型.其次,基于质心侧偏角相平面设计分区域控制器,当车辆处于稳定域内时,采用模糊神经网络控制器来决策横摆力矩,使车辆跟随目标变量;当车辆处于稳定域外时,设...     

基于动态门限值的分布式驱动电动汽车驱动力矩控制研究

为改善分布式驱动电动汽车高速行驶稳定性,避免频繁驱动控制操作对汽车行驶安全性的影响,提出了一种适应不同驾驶工况的参数动态门限值算法,设计了汽车附加横摆力矩滑模控制策略和驱动力矩二次规划优化分配控制策略,并进行了角阶跃输入工况和双正弦输入工况的仿真分析。结果表明,所设计的控制策略能有效控制汽车的质心侧偏角与横摆角速度,在保证汽车行驶稳定性的前提下,使质心侧偏角与理想值偏差减小了3.6%以上,轮胎附着利用率减少19.5%以上,有效地降低了轮胎附着利用率,提高了汽车的行驶安全性。     

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。     

测量车辆横向瞬态响应特性的新测量方法研究

讨论了以方向盘转角伪随要和正弦波扫描为输入，横摆角速度响应的输出的车辆横向瞬态响应特性的试验方法，并对几种不同的试验方法做了对比分析。     

分布式电动汽车驱动力分配控制方法研究

针对驱动电机正常和故障工况下分布式电动汽车的操纵稳定性问题,提出了一种结合前轮转向和驱动力重构的驱动力分配控制方法。首先基于横摆角速度与质心侧偏角设计滑模加权控制器,计算所需的附加横摆力矩;再分别建立电机正常和故障工况驱动力优化分配模型。其中,针对故障工况下驱动电机输出能力的限制,通过协同前轮转向来补偿横摆力矩。然后,基于二次规划理论求解最优驱动力分配值。最后利用Carsim和Simulink联合仿真,验证了提出的协调控制方法的有效性。结果表明,该方法可充分利用分布式驱动的冗余特性,确保分布式电动汽车在驱动电机正常与故障工况下均可满足操纵稳定性要求。     

影响车辆转向瞬态响应特性的因素研究

利用ADAMS/CAR二次开发模块,建立了国产某小客车的整车多体系统动力学仿真模型。分析了车辆转向盘角阶跃输入和脉冲输入时的瞬态响应特性,并对相关的影响因素进行了预测分析,通过调整后轮侧倾刚度等参数,优化转向瞬态特性响应结果,经过样车的试验验证了优化结果。     

加载条件对柴油机瞬态响应的影响研究

应用GT-Power和Simulink软件建立了涡轮增压柴油机的动态模型和联合仿真平台,提出了“自然特性和恒转速”组合方式的测功机加载方式,对高原环境下柴油机瞬态过程进行模拟分析。通过不同的加载条件,分析了柴油机在加速过程中瞬态响应性差的影响因素,研究发现发动机转速和喷油量是影响涡轮增压器响应性的两个重要参数。先快速提升发动机转速,增加进气量,然后恒速加载能够克服增压器滞后现象,快速达到发动机的高负荷状态。应用这种仿真模拟方法,为车辆高原起步过程施加扭矩干预改变发动机运行工况,改善起步响应性提供依据。     

分布式驱动电动汽车转向工况转矩分配控制研究

针对分布式驱动车辆转向工况在低速下期望提高转向机动性能,高速下期望保证行驶稳定性的需求,充分考虑转向行驶内外侧车轮的转向关系以及车辆动力学,制定了适应车速变化的四轮转矩分配策略,建立了四轮轮毂电机驱动模型以及二自由度参考模型。为了改善分布式驱动转向机动性能,建立自抗扰控制器调整内外侧车轮转矩,形成合理的转速差,减小转向半径,以提高转向机动性;对于高速转向行驶稳定性的需求,通过二次规划方法优化分配各车轮驱动力矩,分析轮胎纵横向附着裕度建立目标函数,并加入附加横摆力矩和路面附着力的限制,进行车轮驱动转矩的在线优化分配,提高车辆转向行驶的稳定性;另外为避免2种控制模式转换时驱动转矩突变,根据车速和稳定性参数制定模糊规则决策2种模式的协调系数,保证2种控制模式的平滑过渡。基于CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真,并搭建硬件在环平台进行试验,对所提出的方法进行验证。结果表明：在低速转向工况下,提出的分配策略能够调节内外侧车轮产生差速效果,与转矩平均分配的策略相比,转向半径有所减小,提高车辆机动性;高速转向工况下,分配策略能够保证车辆稳定转向,与未考虑稳定性控制的分配策略相比,能更好地跟踪目标轨迹,且横摆角速度控制在参考横摆角速度附近,证明了所提控制策略的有效性。