轮毂电机驱动车辆驱动力控制研究

轮毂电机驱动车辆各轮转矩精确可控且响应迅速的特点适用于越野工况，但越野路面起伏不一且附着条件多变，因此，开发基于越野工况辨识的车辆驱动力控制策略，对提升轮毂电机驱动车辆的纵向行驶稳定性具有重要意义。基于动力学模型分析路面附着与路面几何特征，确定可用于越野工况辨识的车辆特征参数集；针对车轮悬空垂向载荷估计失真现象，且由于地面垂向力的实际变化导致车辆垂向载荷分配比例的改变，修正了垂向载荷的计算；利用各特征参数的差异与越野工况的映射关系判定工况属性，采用模糊识别法界定4种地形工况；驱动力控制上层考虑工况与驾驶员影响因素，通过越野工况辨识结果决策驱动利用系数，作为前馈期望转矩调节权重；中层通过四轮垂向载荷得到转矩分配系数，设计驱动力分配算法；下层针对车辆在越野工况下出现车轮滑转与悬空状态，对车轮进行动态转矩补偿。仿真测试与实车验证表明，越野工况辨识结果与预期相符，驱动力控制策略综合优化了车辆稳定性和动力性。     

汽车防滑和牵引力控制系统

汽车行驶时,驱动力取决于发动机的扭矩(假设传动比不变),但又受到驱动轮的附着力限制,驱动轮的附着力又取决于路面的附着系数。 对于泥泞、湿滑、雨雪路面上的行驶,发动机过大的输出扭矩将会引起驱动轮的打滑而丧失驱动能力,同时也破坏了车辆的侧向稳定性而引发出不安全因素。     

四轮驱动系统的结构特点及故障检修

众所周知，汽车驱动轮产生的牵引力受到地面附着性能的影响，并且与车重的大小成正比。为了改善汽车的操纵性能，特别是为了提高车辆在低摩擦系数路面行驶时的动力性和稳定性，许多汽车采用了四轮驱动（4WD）系统。四轮驱动系统能够把发动机的动力有效地分配在4个车轮上，配合托森（Torsen）机械式等中央差速器，确1％4个轮胎都能有效抓地，使车辆具有优良的越野性能，并且在高速行驶时也可以保持良好的稳定性和安静性。     

低附着弯道路面车辆制动力控制策略研究

分析了车辆ABS系统在弯道制动时存在的横向稳定性问题,提出了一种低附着弯道路面车辆制动力控制策略.它综合考虑车轮防抱死与车辆发生侧滑时所能承受的最大侧向力,根据两者所允许的最大制动力中较小值确定施加于车辆的制动力.所进行的数值仿真结果表明该控制方法能提高车辆在低附着弯道路面上的横向稳定性.     

基于自适应滤波的电动车纵向滑移率识别方法

根据路面附着状况实时地选择最优的滑移率控制目标是电动车驱动防滑控制策略的关键.针对四轮驱动电动车的特点,研究利用自适应Kalman滤波获得车速信息和轮胎驱动力信息的方法.利用该方法实时估计车速和驱动力等参数,并计算附着系数-滑移率曲线的斜率k,以对路面附着状况进行精确估计.通过将计算得到的斜率与设定的最优滑移率所对应的斜率之差作为控制参考量,及时地调整驱动电机的输出转矩,提高电动车的道路附着系数利用率,以获得更好的电动车驱动防滑控制效果.仿真结果表明:车辆在高、低附路面行驶时,该算法均可有效地估计滑移率的k值.     

轮毂电机驱动汽车区域极点配置横向稳定性控制

分布式驱动结构给车辆动力学控制带来机遇和挑战,如何可靠地实现其横向稳定性控制是关键技术。考虑车辆参数的不确定性,提出了基于区域极点配置的轮毂电机驱动汽车横向稳定性控制策略,分析了保性能权重矩阵参数对控制性能的影响;为了能最大限度地利用路面附着能力,利用轮毂电机驱动力和制动力共同产生横摆力矩,并结合驱动模型切换提出了规则化转矩分配控制策略;通过数值仿真和硬件在环仿真开展了控制系统的性能分析。结果表明,所提出的基于区域极点配置的上层控制策略不仅能改善汽车的操纵稳定性,而且对轮胎侧偏刚度等参数不确定性具有较强的鲁棒性;同时,下层规则化转矩分配控制策略能确保在低附着路面可靠实现转矩分配。     

单电机强混合动力电动车辆的动态协调控制

为减小或消除单电机式强混合动力电动车辆在纯电动模式与发动机驱动模式间切换时产生的动力系统冲击,提出了发动机起动过程的转矩协调控制策略和发动机退出过程的转矩补偿控制策略.转矩协调控制策略包括起动模式下的发动机起动阻力转矩补偿控制和调节模式下的发动机过冲转矩平衡控制,转矩补偿控制策略利用电机补偿发动机退出过程中动力系统转矩的变化.台架和实车试验结果表明了该动态协调控制策略可确保发动机的快速平稳起动和发动机退出时不产生动力系统冲击.     

发动机振动、噪音对车辆的影响和预防

发动机的振动、噪音是汽车振动和噪音的最大来源.在往复式发动机中,燃烧压力作用在活塞上,并转换为曲轴的转动.但是,由于曲轴转动每隔一周工作压力才产生一次,这样就产生了转矩波动.在四缸发动机中,曲轴每转一周,就产生两次转矩波动,在六缸发动机中,产生三次转矩波动.这些波动经离合器传至变速器,然后又传给驱动轴,使车辆产生噪音和振动.     

THS-III纯电动模式下的发动机转速控制

利用杠杆法对THS-III混合动力系统的纯电动加速过程进行了动态分析,通过仿真比较了不同驱动需求转矩、发动机静态阻力转矩和扭转减振器阻尼对发动机转速波动的影响。结果表明,纯电动模式下若仅对驱动电机实施转矩控制,可能会直接导致发动机被起动并产生转速波动,从而严重影响车辆行驶的平稳性。为此,设计了纯电动模式发动机转速补偿控制策略,并合理地选择控制器采样时间。经Matlab平台仿真验证,所采取的措施明显降低了发动机转速波动,在满足驾驶员转矩需求的情况下,改善了车辆行驶的平稳性。     

路面状况与行车安全浅探

大量的实验和理论研究表明，路面状况的好坏影响着路面的附着性能，路面的附着性能又影响着车辆的运行安全，因此，搞好公路养护，加强路政管理，是改善路面状况提高路面的附着性能，保证行车安全的重要措施。     

工程车辆牵引动力学概述及其研究回顾(2)

1．2．1工程车辆的性能指标及其实现方法。牵引型车辆的总体性能指标为动力性、经济性、作业生产率，要求车辆工作中发动机功率充分发挥且有最好的燃料经济性，传动系统有最好的效率，整个车辆有最好的作业生产率。车辆作业生产率通过附着重量与行走机构滑转率的合理匹配来实现，与传动系统间接相关。因此，对车辆传动系统的综合性能要求主要为动力性、经济性，这一点无论对机械传动、液力机械传动．还是液压传动都应该是适应的。     

基于路面附着系数估计的车辆轨迹跟踪控制

针对车辆在高速转向和不同路面附着系数下的轨迹跟踪控制问题，基于模型预测控制理论提出了一种考虑路面附着系数的变侧偏角约束MPC控制策略。根据魔术公式轮胎模型分析轮胎的侧偏特性以及不同附着系数对轮胎侧偏角-侧向力线性区的影响，建立轮胎侧偏角约束与不同路面附着系数的函数关系；采用遗传算法（GA）优化BP神经网络模型设计路面附着系数估计器，将估计结果作为与轮胎侧偏角约束相关的变量传递到MPC控制器中；最后在MPC控制器中建立系统控制量约束、控制增量约束，以及考虑路面附着系数的变侧偏角约束，将不同路面附着系数工况下的轨迹跟踪问题转化为多约束条件下最优值求解问题，实现轨迹跟踪和车辆稳定性控制。仿真和试验结果表明，考虑路面附着系数变化的MPC控制方法相对传统MPC控制方法在各种工况下具有更高的轨迹跟踪精度和更好的车辆稳定性，GA-BP神经网络路面系数估计方法具有很高的估计精度。     

Driving Torque Coordination Control of Distributed Drive Electric Vehicles

针对现有分布式驱动电动汽车驱动力控制系统在进入驱动防滑工况时纵向驱动转矩和加速度降低以及产生非期望的横摆力矩和横摆角速度等问题,提出了两种多轮驱动转矩协调控制策略.其中,基于动力性的驱动转矩协调控制策略的目标是改善纵向驱动转矩和加速度,而基于稳定性的驱动转矩协调控制策略的目标则是增加车辆的横向稳定性.实车实验结果表明,所提出协调控制方法有效实现了设计目标,改善了车辆性能.     

冬天关于行驶的附着力

附着力表示轮胎与路面附着情况。附着力的大小是车重与路面附着系数的乘积。这是对整部汽车而言的，如果对一个车轮，那么该车轮的附着力应为：该车轮所受地面垂直反作用力乘以路面附着系数。     

基于多参数自适应优化的智能车轨迹跟踪

为了在不同工况中，同时兼顾轨迹跟踪算法的跟踪精度，计算速度与车辆稳定性，提出基于不同车速和路面附着系数的参数自适应MPC算法。在线性时变MPC的基础上增加车辆稳定性控制，并基于路面附着系数设计2种控制策略：在高附着系数路面，针对不同车速优化预测时域与控制时域；在低附着系数路面，开启车辆稳定性控制并基于改进粒子群算法优化权重参数。2种策略在保证跟踪精度与车辆稳定性的基础上提高计算速度。设计基于前馈神经网络的路面识别算法从而为多参数自适应轨迹跟踪算法识别所在道路的路面附着系数，利用CarSim-Simulink平台进行联合仿真。研究结果表明：路面识别算法的平均绝对百分比误差为12.77%,足够满足多参数自适应轨迹跟踪算法的需求；相较于传统线性时变MPC跟踪算法，低速工况下参数自适应轨迹跟踪算法在高附着系数和低附着系数的路面上，横向平均绝对误差分别降低了20.7%和24.6%;高速工况下横向平均绝对误差分别降低了66.2%和50.7%;综合所有试验，算法的计算时间减少了40.2%;在保障车辆稳定性的同时降低算法的计算时间。研究成果针对不同车速与附着系数对轨迹跟踪算法参数进行优化，利用自适应预...     

基于路面影响因子的轮毂电机驱动车辆自适应转矩控制

为实现轮毂电机驱动越野车辆在附着条件多变、路面起伏不定的复杂环境中动力性和稳定性的多目标优化,提出一种基于路面影响因子的自适应转矩控制策略。以滚动阻力差异、空气阻力归一化比例、坡度阻力归一化比例、路面附着差异方差以及最小路面附着系数5个特征参数作为输入,并基于模糊理论方法搭建路面影响因子五参数辨识模型。基于辨识出的路面影响因子,开发整车动力性和稳定性多目标优化自适应转矩控制策略,构建了三层式控制架构：顶层引入路面影响因子对加速度紧迫程度进行判定,采用模型预测控制算法得到期望总驱动力;中层为目标决策层,以最优滑转率为目标决策驱动防滑力矩,并基于路面行驶阻力,决策期望前馈补偿力矩;下层为转矩分配层,以需求总驱动力及轮胎利用率作为控制目标,引入路面影响因子优化两者权重系数,以多约束条件的混合优化算法对转矩进行自适应控制。利用Matlab/Simulink-CarSim联合仿真平台进行仿真,基于实车进行验证。结果表明,在低附着路面,在0.2 s内快速完成滑转率抑制;在对开路面,侧向位移接近0;在大扭曲路面,避免腾空车轮出现大滑转率,滑转率最高0.2。     

路面状况与行车安全分析

文中通过分析，指出路面状况的好坏影响着路面的附着性能，而路面的附着性能又影响着车辆的运行安全。从而认为搞好公路养护，加强路政管理，是改善路面状况、提高路面附着性能、保证行车安全的重要措施。     

基于四轮轮边驱动电动车的路面附着系数估算方法

路面附着系数是影响车辆行驶安全性的重要因素,利用轮边驱动电动汽车驱动力矩可以对路面利用附着系数进行观测。当观测到μ-λ曲线接近于峰值点时,将该时刻的轮胎利用附着系数作为路面峰值附着系数,并根据识别的路面峰值附着系数进行驱动防滑控制。该方法能够有效防止轮胎滑转,提高车辆行驶稳定性。     

一种附着系数-滑移率曲线的测定方法

汽车防抱死制动系统（ABS）依据附着系数-滑移率曲线对车辆轮速进行调节,使车辆达到最好的制动效果。但不同路面的附着系数-滑移率曲线不同,且附着系数的峰值和对应的最佳滑移率也不同。为便于车辆在不同路面均达到更好的ABS控制效果,文章提出一种附着系数-滑移率曲线的测定方法,可实时计算附着系数-滑移率曲线。     

基于线控制动的轮胎与地面附着系数实时检测

轮胎与地面间的附着系数是影响车辆安全性能的重要因素.在理论分析的基础上,提出了基于线控制动的路面附着系数检测方法.利用踏板位置传感器估计制动器制动力,采用MMA6260Q加速度传感器检测车辆制动减速度,由制动器制动力与地面制动力判断轮胎运动状态,根据车辆载荷转移公式得到车轮法向载荷,获得进入滑动区域的利用附着系数,并由此得到地面附着系数.分析显示,该检测方法可以较准确地识别轮胎与地面附着系数,具有一定的实用价值.