Vehicle Dynamic Control for In-Wheel Electric Vehicles Via Temperature Consideration of Braking Systems

?Vehicle dynamic control (VDC) systems play an important role with regard to vehicle stability and safety when turning. VDC systems prevent vehicles from spinning or slipping when cornering sharply by controlling vehicle yaw moment, which is generated by braking forces. Thus, it is important to control braking forces depending on the driving conditions of the vehicle. The required yaw moment to stabilize a vehicle is calculated through optimal control and a combination of braking forces used to generate the calculated yaw moment. However, braking forces can change due to frictional coefficients being affected by variations in temperature. This can cause vehicles to experience stability problems due an improper yaw moment being applied to the vehicle. In this paper, a brake temperature estimator based on the finite different method (FDM) was proposed with a friction coefficient estimator in order to solve this problem. The developed braking characteristic estimation model was used to develop a VDC cooperative control algorithm using hydraulic braking and the regenerative braking of an in-wheel motor. Performance simulations of the developed cooperative control algorithm were performed through cosimulation with MATLAB/Simulink and CarSim. From the simulation results, it was verified that vehicle stability was ensured despite any changes in the braking characteristics due to brake temperatures.     

Hierarchical Direct Yaw-Moment Control System Design for In-Wheel Motor Driven Electric Vehicle

In this study, a hierarchical structured direct yaw-moment control (DYC) system, which consists of a main-loop controller and a servo-loop controller, is designed to enhance the handling and stability of an in-wheel motor driven driven electric vehicle (IEV). In the main loop, a Fractional Order PID (FO-PID) controller is proposed to generate desired external yaw moment. A modified Differential Evolution (M-DE) algorithm is adopted to optimize the controller parameters. In the servo-loop controller, the desired external yaw moment is optimally distributed to individual wheel torques by using sequential quadratic programming (SQP) approach, with the tire force boundaries estimated by Unscented Kalman Filter (UKF) based on a fitted empirical tire model. The IEV prototype is virtually modelled by using Adams/Car collaborating with SolidWorks, validated by track tests, and serves as the control plant for simulation. The feasibility and effectiveness of the designed control system are examined by simulations in typical handling maneuver scenarios.     

汽车ABS弯道制动的阶梯控制

提出了汽车ABS弯道制动的阶梯控制模型,在不同附着性能的路面上对该控制模型进行分析验证并与其它滑移率控制方法进行比较,分析表明该控制模型显著改善了汽车ABS弯道制动的制动性能,提高了汽车弯道制动的稳定性和保证了制动效能。     

混合电动汽车驱动电机AC22的转子磁场定向矢量控制研究

摘要混合电动汽车是一种利用燃油发动机和电机混合驱动的新型节能环保型汽车。由于感应电机在成本、可靠性以及维护性等方面的优势，使它在电动汽车中得到了广泛的应用。文中结合实际项目，针对具体的电动车用感应电机AC22．利用转子磁场定向矢量控制方法成功实现了电机磁通和转矩的解耦控制，仿真结果表明了该方案的可行性和有效性。     

轮毂式电动汽车驱动系统发展综述

轮毂式电动汽车是直接将电机安装在车轮轮毂内的新型电动汽车。轮毂式电动汽车的关键技术就在于对轮边电机的控制,特别是转向时的差速控制。文章介绍了轮毂式电动汽车的发展历程、转向电子差速控制和关键技术。     

基于汽车质心侧偏角的EPS回正控制策略

针对传统的转向回正控制容易产生回正过度或回正不足的情况,提出一种基于质心侧偏角的汽车电动助力转向回正控制策略。建立车辆动力学模型,基于车载电子稳定程序传感器信号,采用无迹卡尔曼滤波方法在线实时估计路面附着系数和车辆的质心侧偏角。将估计的质心侧偏角与期望质心侧偏角的偏差作为输入,对车辆进行转向回正滑模控制。在Carsim、Matlab/Simulink和LabVIEW中对车辆不同工况下的转向回正性能进行仿真和硬件在环试验。结果表明,提出的转向回正控制策略能够有效地改善车辆的中心转向性能,使车辆具有良好的回正效果。     

Finite Disturbance Directional Stability of Vehicles with Human Pilot Considering Nonlinear Cornering Behavior

The driver of a vehicle has a significant influence on handling and stability of the vehicle. Due to the complex behavior of a human pilot, a driver model is usually neglected when dealing with the problem of vehicle stability. This work focuses on the interaction between the vehicle and the human pilot. A model characterizing human operator behavior in a regulation task is employed to study directional stability. Linear stability is analyzed by the application of the Routh-Hurwitz criterion and stability boundaries separating the stable domain of operation of the driver from the unstable one are constructed.

The linear analysis predicts that the only possible instability in a driver/vehicle system is an oscillatory instability with increasing amplitude. It is shown that the addition of kinematic as well as slip angle nonlinearities in the vehicle model can have a stabilizing effect on these oscillations of the combined driver/vehicle system. They may also be responsible for the opposite, namely a linearly stable motion may become unstable to finite size disturbances. These nonlinear motions are predicted by a bifurcation analysis and are verified by direct numerical simulation.     

电动汽车电机驱动系统多功能控制总成的开发与应用

介绍一种电动汽车电机驱动系统多功能控制总成产品,其电气电路采用集成设计,结构采用双面布置、箱体与散热器一体化铸造设计,已成熟应用于8～12 m电动客车.     

混合动力电动汽车电动机的仿真建模

详细介绍电动机仿真模型，并在ADVISOR仿真分析平台上对原有电动机仿真模型进行修改，考虑了温度敏感性和非热量损失对电动机模型的影响，使仿真计算分析的精度得到进一步提高。     

四轮独立驱动电动汽车轮毂电机控制策略的研究

为降低轮毂电机转矩脉动对电动汽车平顺性的影响,提出了开关磁阻电机的控制策略。建立了电机的非线性模型,对电机进行了最优角度控制。针对电机转矩脉动问题,首先在直接转矩分配控制基础上,采用模糊算法对传统PID控制器的参数进行在线整定,其次提出将快速终端滑模控制算法与直接转矩分配相结合的控制策略。仿真结果表明,模糊算法的引入提高了系统的稳定性;而快速终端滑模控制算法不仅提高了系统抗干扰的能力,而且降低了电机的转矩脉动。     

电动汽车复合驱动系统

电动汽车的复合驱动系统包括内燃机驱动和电力驱动，它综合了这两种驱动方式的优点。介绍了电动汽车的各种复合驱动结构，分析讨论了这些结构的优缺点，阐述了选择串联还是并联复合驱动结构时应考虑了主要问题，并给了一个单轴复合驱动结构的实例。     

CAN总线在纯电动汽车电机控制系统中的应用

介绍CAN总线在纯电动汽车电机控制系统中的应用情况,结合TI公司的电机控制DSP芯片TMS320LF2407设计了CAN总线接口的硬件和软件。     

并联混合动力客车控制策略比较

控制策略的制定是混合动力电动汽车开发的关键,因为其直接影响着能量在车辆内部的流动及整车的性能。本文首先介绍了3种不同的并联混合动力客车控制策略:电动助力控制策略、实时控制策略及模糊逻辑控制策略,然后利用ADVISOR建立的SY6480整车模型在SIMULINK环境下进行整车仿真,根据仿真结果考察这些控制策略对于这一并联混合动力客车的燃油经济性的影响,最后通过分析,对于不同的控制策略的适用性作出评价。     

并联混合动力汽车自适应控制策略

提出了以电池电量平衡为目标的基于行驶循环识别的并联混合动力汽车自适应控制策略.其核心是一个负责发动机和电机之间转矩分配的两参数模糊控制单元.自适应调整模块由行驶循环识别和参数调整两部分组成,后者的目标是维持混合动力汽车在行驶过程中的电量平衡.这样,既可使电池尽可能保持在高效率区间内工作,又能合理控制电池的充放电,提高整车燃油经济性.仿真结果表明,对于多数行驶循环,该控制策略能够明显地提高混合动力汽车的燃油经济性.     

电动汽车轴向轮毂电机的工作特性

本文针对轴向永磁轮毂电机变负载调速时的传动性能,分析了启动过程中的转矩和转速等启动性能以及启动完成后的磁密、涡流损耗、传动效率等工作性能.首先运用矢量磁位法建立了数学模型,得到气隙磁密、转矩、轴向力和传动效率等工作参数的数学表达式,并运用Matlab软件进行了系统气隙磁密的数值计算;然后利用Magnet软件模拟得到了不...     

分布式电驱动车辆力矩分配控制研究现状综述

分布式电驱动车辆具有控制灵活度高、传动链短、结构紧凑、传动效率高、空间布置利用率高等特点,独特的结构特点与驱动方式令其在充分挖掘车辆动力学控制潜力、增强车辆安全性、提升驱动效率、简化底盘结构等方面带来明显的技术革新,为高性能车辆控制技术提供硬件载体.然而,作为过驱动、多约束、车辆纵向-横向-垂向运动行为强非线性耦合系统...     

对现行《汽车低压电线束技术条件》的研究

通过对现行《汽车低压电线束技术条件》的分析研究,系统地阐述了它的不足之处,明确提出了需要对它尽快修订的观点。     

电动汽车复合制动控制研究现状综述

电动汽车复合制动由电机再生制动与机械摩擦制动两部分构成,其控制性能直接影响车辆的能量利用效率、制动安全性以及舒适性。围绕静态制动转矩分配控制、动态复合制动协调控制、制动换挡控制、智能辅助驾驶中的复合制动控制4个方面的研究现状与关键技术展开综述,并对复合制动控制未来研究方向进行了展望。对文献的梳理分析表明：制动转矩分配决定着复合制动系统能量回收能力与车辆制动稳定性,基于规则的分配策略面对复杂多变工况自适应性欠佳,而基于优化的分配策略各方面性能表现良好,但需要兼顾控制实时性与优化效果;利用电机响应迅速与控制精确的优势完成复合制动协调控制,能够提升制动模式切换过渡工况与紧急制动工况的控制性能,改善驾驶舒适性;制动过程中实施合理换挡可以进一步提升能量回收效率,同时通过补偿控制解决换挡过程中动力中断和转矩冲击等问题,保证换挡平顺性;随着电动汽车智能化和网联化发展,复合制动控制与驾驶人辅助系统相结合有助于在保证系统功能的同时实现能量回收效益最大化。     

滑行过程中的电机控制对电动汽车行驶阻力的影响分析

针对某款纯电动轿车进行整车阻力试验分析与研究,在整车阻力分解阶段提出在原有电机控制策略的基础上进行"电机零转矩指令下偏正向转矩标定优化"的控制策略,并对体现优化策略的实车进行阻力复测研究。研究结果表明,优化后的策略对降低整车行驶阻力有明显的改善,整车道路行驶阻力平均值降低33 N。运用此策略在进行道路行驶阻力测试时满足相应的国标测试规范,对新标欧洲循环测试(New European Driving Cycle,NEDC)下的续驶里程提升也有显著贡献。     

混合动力汽车发动机辅助制动控制方法

本文中提出一种基于行驶安全性和乘坐舒适性的并联式混合动力汽车发动机辅助制动控制方法。首先通过对下坡路段车辆行驶特性的分析,选择了发动机辅助制动的接入时机;分析了发动机接入过程中起动电机与离合器的动态协调过程;接着为保持发动机接入过程中的车速稳定,提出了发动机辅助制动接入过程中驱动电机的协调控制;最后通过实车实验对所提出的策略进行了验证,结果表明,该策略不仅可以提高并联式混合动力汽车在下坡路段的行驶安全和传动系部件的使用寿命,而且可以明显改善乘员的乘坐舒适性。