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。     

轮胎／路面附着系数估算方法

为提高汽车主动安全系统自适应控制性能,需要对轮胎／路面附着系数进行精确的识别或估算。鉴于附着系数估计的复杂性,文章综述了目前路面附着系数估算中的汽车动力学建模和轮胎／路面摩擦模型建模,重点讨论了轮胎／路面附着系数识别算法中传感器的直接检测估计法,以及基于车辆动力学、回正力矩和状态观测器等动力学模型的估计算法,并对各估算方法存在的问题与发展趋势等进行了分析。对开发汽车主动安全电控系统和提高汽车产业核心竞争力具有重要意义。     

基于轮胎回正力矩的路面附着系数估计方法

路面附着系数的识别对汽车稳定性控制起着至关重要的作用。轮胎回正力矩能够反映整车及轮胎的运动、受力状况以及路面环境信息,且利用回正力矩能比使用侧向力更早地估计轮-地接触状况。为此,本文设计一种基于轮胎回正力矩的路面附着系数估计方法。首先,基于二自由度车辆模型设计轮胎侧偏角反馈观测器,对轮胎侧偏角进行实时估计;其次,基于轮胎侧偏角和轮胎回正力矩信息设计路面附着系数估计器,构建路面附着系数评估函数;最后,搭建Carsim与Simulink联合仿真平台,仿真结果表明设计的估计算法能够有效地对路面附着系数进行估计。     

车速鉴定中轮胎-路面附着系数估算方法研究

在交通事故鉴定中,车辆行驶速度是事故处理和诉讼的重要依据。其中,路面附着系数是事故车速鉴定的重要参数。本文在大量实验数据基础上,拟合出车辆制动过程的特性曲线,并简化出相应的车速估算模型。利用此模型对不同车型、路面类型、湿滑状况和不同车速情况下的路面附着系数e进行了估算研究。经估算实例验证,文中的估算方法对不同状况下的路面附着系数具有较好的估算能力。     

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。     

基于Kalman滤波的路面附着系数估计算法综述

实时、准确地获取车辆行驶时的路面附着系数信息对车辆主动安全控制具有重大影响,尤其智能汽车控制策略的设计对获取路面附着系数信息的精准度和实时性提出更高要求.本文基于Kalman滤波原理,针对国内外学者采用此算法的研究现状进行了梳理,总结了路面附着系数估计算法的未来发展趋势,为车辆主动安全控制系统研究提供理论参考.     

路面附着系数的自适应衰减卡尔曼滤波估计

为了获得实时、准确的路面附着系数,进一步提高观测路面附着系数算法的精度和收敛速度,结合非线性车辆动力学模型和轮胎力修正模型,搭建分布式驱动电动汽车联合仿真平台,提出一种基于自适应衰减无迹卡尔曼滤波的路面附着系数观测算法。该算法设计与各轮对应的路面附着系数观测器,应用协方差匹配判据对观测器发散趋势进行判别,设计自适应加权系数修正预测协方差,以增强新近观测数据的利用率;同时采用次优Sage-Husa噪声估计器对未知的系统过程噪声进行估计,抑制观测器的记忆存储长度,调整过程噪声和测量噪声的均值与协方差,提高观测器的跟踪能力。利用分布式驱动电动汽车分别进行高、低附着路面和对开路面直线制动试验,并将自适应衰减无迹卡尔曼滤波路面附着系数观测器的观测结果与无迹卡尔曼滤波观测值、参考路面附着系数进行比较和分析。结果表明：高附着路面条件下,所设计的算法估计误差可控制在0.64%以内;低附着路面条件下,所设计的算法估计误差可控制在1.03%以内;对开路面条件下估计误差可控制在1.26%以内;自适应衰减无迹卡尔曼滤波算法相比无迹卡尔曼滤波算法响应速率更快,具有更高的估计精度和较强的自适应能力,估计结果整体上维持稳定,能够适应各种不同路面的估计。     

路面附着系数估算技术发展现状综述

对路面附着系数估算领域的研究状况进行了综合叙述,并对其缺陷和今后发展方向进行了讨论。     

车速和路面附着系数的滚动时域估计

基于Dugoff轮胎模型建立了车辆的非线性动力学方程,并给出了路面附着系数的约束条件.针对车速和路面附着系数约束的非线性估计,提出了一种基于滚动优化原理的滚动时域估计法(MHE),并给出了MHE法的具体步骤.在不同路面上对MHE法进行了多种工况的实验验证,并在同样条件下与扩展Kalman滤波法进行了比较.实验结果表明,MHE法的估计性能优于扩展Kalman滤波法.     

电动汽车轮边驱动系统驱动方式与特点分析

文章简要介绍了电动汽车轮边驱动系统的驱动形式,分析了轮边驱动系统与传统汽车驱动系统相比的优势与不足,并对其未来发展趋势进行了预测。     

基于指数加权衰减记忆无迹卡尔曼滤波的路面附着系数估计

针对车辆主动安全控制中路面附着系数这一关键信息,提出一种指数加权衰减记忆无迹卡尔曼滤波(FMUKF)估计算法。该算法在传统无迹卡尔曼滤波(UKF)的基础上,利用衰减记忆滤波来解决由于模型不准确造成的滤波误差过大甚至发散等问题。利用Car Sim和MATLAB/Simulink对算法进行了联合仿真和实车道路试验,并与传统UKF算法的估计结果进行对比分析。结果表明,该算法增强了滤波的稳定性、提高了算法的估计精度,且具有一定的自适应性。     

车辆转向工况下的路面附着系数估计算法

提出了一种在转向工况下根据车轮侧偏特性估计路面附着系数的算法.首先在Matlab/Simulink中建立了七自由度整车模型,分析了车轮的侧偏特性;然后设计了扩展卡尔曼滤波器,以根据车辆的纵、侧向加速度,估算车辆的纵、侧向速度,并据此计算出车轮的侧偏角;最后,采用反向传播神经网络算法,根据前轮侧偏角和横摆角速度及其增益,估计路面附着系数.仿真结果验证了该算法的有效性.     

路面纵向附着系数测量仪

本文介绍了路面纵向附着系数测量仪的结构、工作原理,并对其进行精度分析。该测量仪能完整地描绘出路面纵向附着系数曲线——φ－s曲线;采样密集、数据准确直观、测量迅速、重复性好;还可以利用软件变换作多功能的数据处理。     

分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真

采用Matlab/Simulink软件建立分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统的仿真模型,并通过仿真,分析系统起动、加速和能量回馈制动时的动态特性。结果表明,该轮边电机传动系统的输出转矩发生突变时会引起速度和加速度的抖动,并影响整车动态特性。针对受传动系统输出转矩抖动影响较大的因素,采用状态反馈控制方法从理论上解决系统的振动问题,改善整车动态特性,提高车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。     

基于路面构造特性的附着系数识别研究

为提高汽车主动防碰撞系统的预警精度,提出了一种基于路面构造特性的附着系数识别方法.首先通过激光扫描仪扫描不同类型和不同磨耗程度的沥青路面,获取路表纹理形貌的三维坐标,在Matlab中编制程序计算出MTD、MPD等7个路面构造特征参数数值;然后对特征参数进行相关性分析,选取MTD、MPD、Rq和Δq作为评价路面附着系数的...     

线控转向汽车状态和路面附着系数的联合估计算法

线控转向( SBW)系统采用电子元件代替了转向盘到转向车轮之间的机械连接,其车轮回正力矩较传统汽车更容易获得.本文中通过建立SBW系统动力学模型和利用车轮回正力矩信息,采用双扩展卡尔曼滤波(DEKF)算法对汽车状态和路面附着系数进行联合估计.通过DEKF估算与CarSim仿真结果的对比,验证了联合估计算法的有效性.     

面向汽车纵向安全辅助系统的路面附着系数估计方法

文中通过仿真研究探索了一种基于车轮滑移率的路面附着系数识别方法.首先讨论了有效估计驱动轮滑移率和利用附着系数的途径,然后在此基础上,提出了基于贝叶斯原理的路面附着系数估计迭代算法,并利用车辆动力学软件veDYNA对该算法进行仿真分析.结果表明,在滑移率大于代表不同路面的最小滑移率阈值的工况下,该方法能够快速、准确地捕获路面特征,满足汽车纵向安全辅助系统调整安全策略的需要.     

轮边驱动电机对电动汽车振动影响的分析与优化

本文采用频域分析方法,通过振动响应量的频率响应特性和统计特性表示。以B级路面和轮边电机作为双激励源,基于1/4汽车2自由度系统建立轮边电机驱动电动汽车的振动模型,仿真分析轮边驱动电机对电动汽车振动性能的影响。结果表明,相比非簧载质量的变化,车速的变化对电动汽车的振动影响较大。基于此提出了一种由轮内主动减振的电机充当吸振器的新型轮毂电机结构并进行了优化。     

轮胎力滞后对分布式驱动电动汽车瞬态响应的影响

分布式驱动电动汽车具有的电机直驱和工况响应快速的特点,会进一步激发轮胎瞬态特性。为了简要分析轮胎力滞后对分布式驱动电动汽车侧向、横摆瞬态响应的影响规律,进而优化其控制器模型,本文首先通过轮胎力学建模和高速轮胎试验台验证,得到轮胎力滞后的实用表达;其次,建立考虑轮胎侧-纵向力滞后的车辆动力学模型,通过频域、时域图分析,揭示轮胎力滞后对汽车横摆瞬态响应的影响规律;最后,通过Simulink仿真验证,将四个车轮互异&时变轮胎力滞后以状态空间形式写进控制器模型,可用于提高控制器模型的预测精度。     

关于路面纵向附着系数的讨论

本文利用路面纵向附着系数的测量结果,对汽车制动过程、路面纵向附着系数与滑移率、车速、路面不平度的关系进行了探讨。