四驱混合动力轿车分布式卡尔曼车速估计

四驱混合动力轿车存在两轮/四轮多种驱动模式,针对某一驱动模式所设计的车速估计算法难以满足其他模式下车速估计的精度。考虑车辆不同驱动模式,利用车载传感器信号、后轮毂电机转矩信息以及既定档位下前轮转矩信息,提出两级分布式卡尔曼车速估计方法。考虑模型的强非线性,采用无味卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)算法设计主/子滤波器。同时为了提高UKF算法对模型误差、信号干扰的鲁棒性,实现了量测噪声均值和方差的自适应调节。基于Untire轮胎模型和滑移率递推方程,设计滑移率子滤波器;基于整车运动学模型,设计车速主滤波器;考虑不同驱动模式,利用子滤波器估计值在线融合得到车速。搭建Carsim-Simulink联合仿真平台,并分别在纯电动驱动模式和四轮混合驱动模式下,对车速估计算法进行仿真验证。结果表明,所提出的两级分布式卡尔曼车速估计方法能有效提高车速估计精度,并增强了对模型误差、量测信号干扰和不同驱动模式的鲁棒性。     

四轮驱动混合动力轿车驱动防滑控制研究

多动力源增加了混合动力汽车驱动轮转矩的调节方式,也对依赖常规防抱死制动系统(Anti-lock braking system,ABS)而实施的驱动防滑控制(Acceleration slip regulation,ASR)带来新的挑战.针对四轮驱动混合动力轿车,考虑非线性7自由度车辆纵向动力学,建立样车动力系统前向仿真模型.利用转矩控制精确且响应快的电动机进行打滑车轮的转矩调整,基于既有并经验证的能量管理策略,开发逻辑门限及P-Fuzzy-PI多模态分段ASR控制算法,结合低附着系数路面纯电动起步及混合驱动急加速行驶工况进行离线仿真.通过整车电控单元(Hybrid control unit,HCU)引入前轮轮速传感器信号并集成ASR功能,在冰雪路面开展实车纯电动起步防滑试验.仿真及测试结果表明,所设计的两种ASR控制策略均能有效地抑制驱动轮的瞬时打滑,基于能量管理策略开发ASR控制算法并通过HCU来实施是可行且有效的.     

DCT变速四驱HEV混动至纯电动模式切换优化控制

双离合自动变速器（Dual clutch transmission,DCT）变速四轮分布式驱动混合动力汽车（Hybrid electric vehicle,HEV）直线行驶非紧急制动停车时,车辆常由发动机参与的前轮混合驱动模式切换至后轮轮毂电机纯电驱动模式,以提高整车能量转化效率。但该模式切换过程伴随着驱动转矩的前后轴转换和轴荷的前后转移,既涉及多动力源的转矩协调控制,也与车辆纵向动力学状态有关。若控制不当,常引起较大的车辆纵向冲击。针对DCT变速四驱HEV直线行驶工况混合动力至纯电动模式切换过程,基于5自由度车辆纵向动力学模型,利用ISG电机和轮毂电机转矩/转速快速响应的优势以补偿发动机转矩响应滞后以及离合器转矩波动,提出并开发了动力前后端多阶段切换过程模型预测优化控制策略。离线仿真及硬件在环试验结果表明,所开发的直线行驶工况模式切换模型预测控制策略不仅能较柔顺地完成动力由前轴向后轴的平滑过渡,将整车纵向冲击度限制在5 m/s³以内,而且也对整车参数摄动和传感器量测噪声具有较好的鲁棒抑制作用。     

四轮驱动混合动力轿车驱动模式切换控制

混合动力汽车存在多种驱动模式,模式切换过程中相关动力源输出转矩的协调控制对车辆动力性及驾驶性能有重要影响。以四轮驱动混合动力轿车为研究对象,针对其在驱动过程中的模式切换可能导致的驾驶性能变差问题,重点考察纯电动向四轮混合驱动模式的切换过程,考虑动力耦合过程发动机和轮毂电机间动态特性的差异,设计出无扰动模式切换控制策略。在Matlab/Simulink/SimDriveline软件平台上建立四轮驱动混合动力轿车前向仿真模型,对模式切换控制策略的性能进行模拟。仿真和实车试验结果表明:所设计的模式切换控制策略可保证模式切换过程中的动力传递平稳性,有效地抑制了因动力耦合所造成的纵向冲击,在满足驾驶员需求转矩的前提下,提高了四轮驱动混合动力轿车的驾驶性能。     

分布式驱动电动汽车双无迹卡尔曼滤波状态参数联合观测

为实时观测分布式驱动电动汽车行驶过程中的车身质心侧偏角等状态及车辆惯性参数如车辆质量、横摆转动惯量等信息,针对车辆惯性参数估计易敏感于载荷参数变化的挑战,发展面向载荷参数不确定（乘客或货物加载）的纵向、侧向、横摆运动的四轮车辆非线性动力学系统估计模型,在融合轮毂转矩等车载多传感器信息的基础上,将能适应强非线性系统的无迹卡尔曼滤波引入到车辆惯性参数估计中,设计车辆并联双无迹卡尔曼滤波状态参数联合观测系统,其中一个无迹卡尔曼滤波器观测车辆速度、车身质心侧偏角等状态,而另一个无迹卡尔曼滤波器观测车辆惯性参数。在CarSim/Matlab高保真环境中使用双移线、正弦工况对观测器在不同的载荷加载条件的可行性和有效性进行仿真验证,结果表明：该观测系统能实时观测车辆运行的状态及车辆惯性参数,即使在重载荷加载条件下仍具有较高的观测精度。     

采用RKF轮胎力估计的4WID电动汽车纵向速度估计研究

车辆纵向速度、轮胎力的准确获取是车辆主动安全控制的前提和基础,由于直接测量纵向速度和轮胎力的车载传感器价格极其昂贵,提出了采用随机卡尔曼(RKF)轮胎力估计的纵向车速估计。利用普通车载传感器直接测量的车辆状态参数结合车辆七自由度模型,采用RKF算法估计轮胎侧向力;其次,根据估计的轮胎力,运用卡尔曼滤波(KF)技术实现纵向车速估计。Car Sim与MATLAB/Simulink联合仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于多基站IMMKF-DOA辅助车辆协同定位算法研究

针对传统卡尔曼滤波算法在进行车辆实时运动过程中难以精准定位问题,提出一种基于运动状态自适应的交互多模型卡尔曼滤波(Interacting multiple model Kalman filter,IMMKF)与多基站到达方向(Direction-of-arrival,DOA)相融合进行车辆位置实时估计算法。基于无偏估计器对测量噪声协方差进行实时更新并将其嵌入标准卡尔曼滤波算法中实现自适应交互多模型卡尔曼滤波。针对车辆不同运动状态及动态行驶环境对车辆定位估计精度的影响,构建自适应交互多模型卡尔曼滤波器与多基站信息融合算法进行车辆位置实时估计,考虑不同车速与不同基站数等行驶工况下车辆定位精度的变化趋势,实现车辆实时位置的准确估计。利用PreScan-Simulink联合仿真平台进行虚拟仿真验证和实车试验验证。结果表明,基于交互多模型卡尔曼滤波与到达方向角的融合算法相对标准的卡尔曼滤波估计精度高,较好地改善了传统单一模型的卡尔曼滤波算法在进行车辆实时运动状态估计过程中精准定位问题,实车试验验证了提出算法对车辆定位精度较传统卡尔曼滤波算法的精度提高了一个数量级,实现了更精确的车辆位置估计。     

基于纵向力伪测量的分布式驱动电动汽车行驶状态估计

精确可靠的状态估计是车辆主动安全控制的必要因素之一,提出一种纵、横向加速度传感器信息缺失情况下的车辆状态补偿估计方法。建立了3自由度车辆模型与轮胎模型,提出电驱动轮模型并将其应用到纵向力估计中,考虑电驱动轮模型含有噪声和未知输入,通过模型解耦的方式得到了纵向力重构方程,并基于伦伯格观测器和高阶滑模观测器实现纵向力估计。将纵向力估计作为伪量测值,设计了一种传感器信息不足情况下的补偿估计方法,并基于强跟踪滤波实现车辆状态估计。联合仿真结果表明,所设计的纵向力观测器针对含未知输入和干扰的系统能够实时估计纵向力,采用补偿和强跟踪结合的方式能够有效提高估计精度。考虑估计方法的实车表现,进行了台架和道路测试,台架试验结果表明纵向力观测器估计精度达到了91.3%,道路试验结果表明STF相比EKF对纵向车速、侧向车速以及横摆角速度的估计精度分别提高了14.03%,15.02%和16.58%。     

并联混合动力城市客车驱动系统建模与仿真

通过对混合动力城市客车驱动系统动力学的研究,在ADVISOR上建立了该车驱动系统仿真模型.在典型的循环行驶工况ECE_EUDC下对车辆模型进行动力性仿真分析,仿真结果与实车测量结果一致,表明模型可运用于该并联混合动力城市客车的动力性研究.     

混合动力汽车牵引力控制驱动策略建模分析

如何精确地协调发动机系统和电机系统,使得发动机和电机实际作用总和能够实时、准确地满足上层控制求得的驱动轮目标驱动力矩,是混合动力汽车牵引力控制系统(HEVTCS)驱动控制策略所需解决的问题。根据转矩动态协调制定发电机、电机协调控制策略,搭建混合动力汽车牵引力控制系统仿真实验平台,建立了发动机、电机、传动系统、制动系统及十五自由度车辆动力学模型。通过在均一沥青路面上直线行驶三种不同工况下分析,对比分析有无HEVTCS控制的汽车动力性能,对比分析发动机电机协调控制策略与传统控制策略控制结果。对比分析表明:混合动力汽车牵引力控制系统能迅速地将驱动轮轮速控制在了目标轮速;与传统内燃机汽车牵引力控制算法相比,发动机电机协调控制策略更快、更有效地实现了对打滑车轮的控制。为进一步实车实验提供模型和理论支持。     

绿色汽车的研究现状与发展方向

在环境保护和能源短缺的压力下,绿色汽车在全世界得到了加速发展。本文简要地介绍了小排量汽车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车的概念、工作原理以及国内外的发展现状,最后得出了绿色汽车的发展方向:电动汽车和燃料电池汽车将是未来汽车的发展方向。     

基于单目视觉的前方车辆距离计算方法研究

针对基于单目视觉的前方车辆距离测量方法无法计算曲线道路中的前方车辆实际距离等问题,对结构化道路中的前方车辆模型、前方车辆距离主车及其行驶线的距离计算等方面进行了研究,构建了世界坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系中的前方车辆车尾模型,分析了前方车辆在图像平面和道路平面中的对应位置,建立了道路平面中前方车辆位置与主车行驶线之间的相对关系,推导出了前方车辆距离主车纵向行驶距离的计算模型以及前方车辆距离主车行驶线的横向距离计算模型,提出了一种适用于直线和圆弧曲线行驶状况的前方车辆距离计算方法,利用仿真实验平台对距离计算方法的有效性进行了测试。研究结果表明,该计算方法适用于直线和圆弧曲线行驶的道路状况,能够用于估算前方车辆与主车行驶线的距离,该计算方法适用性强、准确性高。     

电动车的现状和趋势

社会对环境和节能的重视有力地促进了电动车辆的发展。本文首先综述了电动车的现状，然后重点阐述了开发电动车辆的工程哲学和关键技术，接着展望了各种电动车的商业化前景及其面临的挑战。最后做出结论：未来数十年，电池电动车，混合电动车和燃料电池电动车的市场份额将以稳定的速度增长，而燃油汽车的市场份额将逐渐减少。     

车辆工程中虚拟技术的应用探究

车辆工程行业想要获得进一步发展必须融入新技术,而虚拟技术作为当前新出现的技术不仅改变了车辆工程行业的研发模式,而且对于车辆制造过程及其工艺也造成了一定的影响,因此在车辆工程领域越来越多地使用虚拟技术。本文主要介绍了车辆工程虚拟技术的相关情况,阐述了车辆工程虚拟技术在应用过程中的技术关键,并分析了虚拟技术在车辆工程领域的具体应用情况。     

基于整车姿态测量的汽车前束测试

本文分析汽车整车姿态和前束的关系,介绍了激光式前束台的结构和测量原理,并对某一型号轿车进行了按照前束图测量调整前束的试验,情况表明采用基于整车姿态测量的前束测量调整方法更能保证商品车出厂前束参数的准确性。     

Intelligent vehicle electrical power supply system with central coordinated protection

The current research of vehicle electrical power supply system mainly focuses on electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV). The vehicle electrical power supply system used in traditional fuel vehicles is rather simple and imperfect;electrical/electronic devices (EEDs) applied in vehicles are usually directly connected with the vehicle’s battery. With increasing numbers of EEDs being applied in traditional fuel vehicles, vehicle electrical power supply systems should be optimized and improved so that they can work more safely and more effectively. In this paper, a new vehicle electrical power supply system for traditional fuel vehicles, which accounts for all electrical/electronic devices and complex work conditions, is proposed based on a smart electrical/electronic device (SEED) system. Working as an independent intelligent electrical power supply network, the proposed system is isolated from the electrical control module and communication network, and access to the vehicle system is made through a bus interface. This results in a clean controller power supply with no electromagnetic interference. A new practical battery state of charge (SoC) estimation method is also proposed to achieve more accurate SoC estimation for lead-acid batteries in traditional fuel vehicles so that the intelligent power system can monitor the status of the battery for an over-current state in each power channel. Optimized protection methods are also used to ensure power supply safety. Experiments and tests on a traditional fuel vehicle are performed, and the results reveal that the battery SoC is calculated quickly and sufficiently accurately for battery over-discharge protection. Over-current protection is achieved, and the entire vehicle’s power utilization is optimized. For traditional fuel vehicles, the proposed vehicle electrical power supply system is comprehensive and has a unified system architecture, enhancing system reliability and security.     

我国防爆柴油机的发展及应用

矿山无轨辅助运输是未来矿山设备的一个发展趋势，美国、澳大利亚、南非等国的矿山辅助运输设备无轨化程度很高。而我国刚处于起步阶段，仍有很大的发展空间。本文从介绍矿山辅助运输设备用的防爆柴油机的应用入手，详细阐述了防爆铲运机的特点、防爆原理，以及在国内的研究发展状况，并对防爆柴油机在未来的应用做出了展望。     

智能分布式电动车辆柔性化系统平台

为解决现有实验平台车可扩展和可升级性能不强、对智能技术与电动汽车技术集成程度不高的问题,提出了一种可扩展、柔性化电动汽车系统平台建立方法。该柔性化平台具有开放式结构、模块化部件,容易实现功能的扩展和部件的升级,使得机械参数的改变和电气设备的接入都变得更容易,有助于快速实现和验证设计。仿真和实验表明,具备新型结构的电动车平台满足基本性能要求,能够方便地配置成各种系统形态,并进行相关实验。     

基于MIL的整车控制器模型开发及功能验证

文中基于某款纯电动汽车整车控制器的功能定义,在Simulink软件中搭建整车控制器的功能仿真模型,利用Simulink Test功能为整车控制器模型搭建了Test Harness。通过深度模拟驾驶员操作信号对Test Sequence仿真模块进行编程以作为信号发生器,并针对功能模型进行模型在环测试。最后,将验证调试后的模型编译为C代码并下载到硬件环境中进行实车测试。实践表明,模型在环测试能够有效帮助研发人员在整车控制器的研发早期阶段发现问题并解决问题,可缩短开发时间,确保功能安全。     

双桥驱动铰接转向运盐车的静态转向力矩

通过铰接转向器和偏转车轮转向方式的对比，说明前者更适合于在此池内死碴盐“路面”上作业，因此根据双桥驱动铰接转向运盐车的结构特点对静态向阻力矩的成因进行分析，并提铰接车辆转向向能力的计算方法和利用此法对运盐车的转向力矩进行计算。