四轮独立驱动电动汽车动力学仿真分析

针对四轮独立驱动汽车在转向和变速行驶中各车轮输出转矩和功率变化规律问题,建立自然坐标系下的整车动力学模型,考虑车辆转向时的轴荷转移,并在Matlab/Simulink环境下对低速行驶的工况进行仿真。结果表明,在低速转向和变速工况行驶中,各轮的输出转矩和功率有所不同,但与理论变化趋势相吻合,进一步为各轮转矩控制策略的研究奠定基础。     

四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略研究

对四轮独立驱动轮毂式电动汽车转向控制策略进行研究,建立了整车控制系统,提出了基于滑模变结构算法的转速转矩协调控制策略;基于Ackermann-Jeantand转向模型计算车辆转向所需的四轮差速,通过滑模控制器和转矩分配模块计算车辆稳定所需的四轮转矩,在车辆差速行驶的同时协调分配四轮的转矩。仿真结果表明,该控制方法简单有效,能提高电动汽车转向的稳定性和操纵性。     

基于模糊PI控制策略的电动汽车无离合器两挡变速控制

针对电动汽车低速大转矩的要求,提出了一种无离合器两挡变速电动汽车PMSM驱动控制方案,即基于转速模糊PI参数自整定的PMSM矢量控制系统,以期改善电动汽车高低速控制性能.仿真与实验结果表明,该系统克服了PMSM矢量控制系统传统转速PI控制中存在的超调量大、响应速度慢等缺点,通过转速跟踪实现了电动汽车无离合器的换挡,提高了电动汽车在各种路况下的实用性.     

行星齿轮机械式自动变速器换挡控制策略的研究

针对混合电动汽车高效传动和自动换挡的需要,提出了运用电机辅助调速实现带行星齿轮机构的机械式自动变速器换挡的控制策略.采用MATLAB/Simulink建立了换挡过程控制的模型,并进行了仿真.结果表明该控制策略能有效减小变速器换挡过程中输出转矩的波动,验证了所提出的变速方案及其控制策略的可行性.     

电动汽车纵向加速度控制仿真研究

提出一种基于电动汽车变速均匀性控制的加速度模型,在对永磁同步电动机驱动系统分析的基础上,建立系统单变量CARIMA模型,采用递推最小二乘法对模型参数进行辨识;并设计速度预测PI控制器,以柔化加速度变动带来的冲击。最后对电动汽车的变速过程进行仿真,仿真结果表明:该方法能够实现对电动汽车纵向加速度的有效控制且鲁棒性强。     

电动汽车轮毂电机车轮动力系统的研究

目前,电动汽车研制的难点之一是传统电动机的转矩不够大,不得不使用变速机械来满足电动汽车起动和爬大坡的大转矩需求。本技术方案就是使用高于传统电动机常规电压的宽范围系列阶梯电压来驱动特制的轮毂电机车轮动力系统,以彻底解决当前研制电动汽车的这一难点,从而使现代电动汽车能早日大量使用,造福于人类。     

搭载机电控制CVT电动汽车再生制动变速策略

基于对机电控制无级变速器工作原理的分析,提出电动汽车搭载机电控制无级变速器的结构方案,并相应地建立了电机数值模型、电池充电数学模型和机电控制无级变速器速比控制模型。综合考虑电机效率、机电控制无级变速器效率、电池荷电状态和整车特性,提出了再生制动时机电控制无级变速器的变速策略。在MATLAB/Simulink仿真平台上,搭建了系统再生制动性能仿真模型,并对搭载机电控制无级变速器的电动汽车再生制动性能进行了仿真。结果表明,采用所提出的变速策略与传统两挡变速策略相比,能更好地发挥电动汽车性能,提高再生制动过程中的能量回收率。通过台架试验,验证了仿真结果的有效性。     

纯电动汽车用永磁同步电机转矩控制仿真研究

基于纯电动汽车低速下的行车要求及永磁同步电机的结构特点,分析电机低速下转矩输出实现采用的最大转矩电流比控制方法;利用Matlab/Simulink工具对控制算法进行仿真分析。仿真结果证明这种控制方式可以满足电动汽车低速大转矩的行驶需求。     

基于MPC的四轮转向车爆胎稳定性控制

四轮独立转向驱动汽车相比传统车辆具有更多控制自由度,具备在高曲率跟踪精度好,低附着路面操纵稳定性优越的特点。本文针对车辆在轨迹跟踪中所面对的低附着、爆胎等紧急工况,本研究采用模型预测控制理论,针对四轮转向电动汽车的横摆稳定性问题进行了探究。以横摆角速度和横向误差为控制目标,计算出最优四轮转角和直接横摆力矩,下层采用最优转矩分配并考虑轮胎摩擦圆约束,以实现对四轮驱动电动汽车的稳定性控制。在CarSim/Simulink联合仿真整车模型中,采用参数化建模设置整车参数。通过双移线爆胎工况仿真实验分析,所提出的策略能够有效地提高四轮驱动电动汽车的轨迹跟踪精度,从而提高整车的行驶稳定性。     

基于行驶场景模型的线控辅助转向系统仿真

线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接,由控制算法折算转向电机驱动转矩并通过电控实现传动比的改变。针对实际转向过程中存在的转向过度或转向不足等问题,本文中在动态输出反馈控制框架下,根据车辆运动学和动力学理论,结合车辆2自由度模型提出了基于行驶场景模型的角传动比动态协调控制机制,建立了线控辅助转向系统的转角控制算法。最终通过转向过程中的速度、加速度、横摆角速度和轨迹的仿真,并与其它转向控制算法和机械转向进行对比,验证了系统对转向过程主动调控和施加补偿或修正控制的有效性与实时性。     

电动助力转向系统的回正与主动阻尼控制策略研究

针对配备电动助力转向系统的车辆低速时回正性差,而中高速时又容易出现回正超调的现象,提出了一种新型的回正与主动阻尼控制策略。该控制策略以功能原理为理论基础,可以随车速和转向盘转角的不同而调整回正力矩或阻尼力矩的大小。实车试验的结果证明,该控制策略能够改善车辆低速时的回正性,抑制车辆中高速时的回正超调现象,并且在施加了回正与主动阻尼控制后,驾驶员的操纵手感没有受到不良的影响。     

电动轮驱动的轿车差速性能试验

电动轮驱动的汽车取消了机械式差速器后,在转向行驶、路面不平及车轮半径不等3种工况下,会出现差速问题。文章进行了实车转向行驶试验和车轮半径不等时的差速试验,验证了对电动轮电机控制按转矩模式控制而转速随动以实现自适应差速的控制策略。电动轮控制器可以实现很好的差速性能,说明采用转矩控制和转速随动的策略是解决汽车电子差速问题的前提和关键。     

某微型纯电动车转向系统力矩波动优化改进

文章阐述了汽车转向系统的结构型式和转向力矩波动原理,并利用该原理,在某车型转向系统硬点不改变的情况下,确定转向系统的最佳中间轴相位角,使该车型转向系统力矩波动降到最低,并通过实车验证。     

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。     

Lateral stability control of dynamic steering for dual motor drive high speed tracked vehicle

In this paper, the torque and power required by dual motors for electric tracked vehicle during dynamic steering maneuvers with different steering radiuses are analyzed. A steering coupling drive system composed of a new type of center steering motor, two Electromagnetic (EM) clutches, two planetary gear couplers, and two propulsion motors is proposed for the dual motors drive high speed electric tracked vehicle (2MHETV), which aims to improve its lateral stability. An average torque direct distribution control strategy based on steering coupling and an optimization-distribution-based close-loop control strategy are designed separately to control the driving torque or regenerative braking torque of two propulsion motors for vehicle stability enhancement. Then models of the 2MHETV and the proposed control strategy are established in Recudyn and Matlab/Simulink respectively to evaluate the lateral stability of dynamic steering for the 2MHETV with different steering radiuses on hard pavement.The simulation results show that the lateral stability of the 2MHETV can be significantly improved by the proposed optimization-distribution-based close-loop control strategy based on steering coupling system.     

中型越野车转向问题浅析

在提高中型越野车机动性研究中,分析了在低等级路面高机动性行驶时出现的方向盘打手驾驶体验差问题的主要原因,提出了配装电动辅助转向系统(EAS)的解决方案。某中型越野车分别配装液压助力转向系统(HPS)和EAS进行了对比试验研究。试验项目包括试验场低等级路面(大小圆凸起路、卵石路、搓板路和石块路)高机动性行驶和转向回正,得到了配装2种转向系统的方向盘手力矩对比数据。结果表明,中型越野车配装EAS能够较好解决前述问题。     

Integrated chassis control for a three-axle electric bus with distributed driving motors and active rear steering system

This paper describes an integrated chassis control framework for a novel three-axle electric bus with active rear steering (ARS) axle and four motors at the middle and rear wheels. The proposed integrated framework consists of four parts: (1) an active speed limiting controller is designed for anti-body slip control and rollover prevention; (2) an ARS controller is designed for coordinating the tyre wear between the driving wheels; (3) an inter-axle torque distribution controller is designed for optimal torque distribution between the axles, considering anti-wheel slip and battery power limitations and (4) a data acquisition and estimation module for collecting the measured and estimated vehicle states. To verify the performances, a simulation platform is established in Trucksim software combined with Simulink. Three test cases are particularly designed to show the performances. The proposed algorithm is compared with a simple even control algorithm. The test results show satisfactory lateral stability and rollover prevention performances under severe steering conditions. The desired tyre wear coordinating performance is also realised, and the wheel slip ratios are restricted within stable region during intensive driving and emergency braking with complicated road conditions.     

汽车电动助力转向控制系统的初步研究

自行设计的电动助力转向系统(EPS)由控制器、转向盘转矩传感器、车速传感器、电流传感器(在控制器内)、助力电机及减速机构、机械式转向器、蓄电池等组成。EPS的控制系统主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路等组成。控制算法由电机助力控制算法和电机转矩控制算法两部分构成。该方案易于实现，同时又能保证转向控制系统较高的控制精度。     

电子控制液压动力转向技术在混合动力客车上的应用

电子控制液压动力转向技术是通过对传统的液压动力转向器的控制阀进行改造,增加一套通过电子控制的电动旁通阀,根据车速和方向盘的转角,控制进入转向器工作缸的助力油,从而改善车辆在高速时转向器的助力特性。本文主要介绍了电子控制液压助力转向器的组成﹑原理及特点,及其在混合动力客车上应用。     

电动助力转向系统移线试验转向感觉评价与分析

针对某乘用车电动助力转向系统进行了整车移线性能转向感觉主观评价试验,介绍了试验及数据处理方法,并对转向操作量、侧向动力学响应、反馈速度、侧倾响应等客观评价指标进行了分析。根据分析指出,应用上述指标参数可以系统地评定电动助力转向系统移线转向感觉,指导EPS与整车的匹配开发。