基于车辆稳定性的轮胎力优化分配研究

针对电动汽车的高速行驶稳定性问题,对四轮独立制动/驱动、四轮独立转向电动汽车进行了研究。提出了一种轮胎力优化分配控制算法,提高极限工况下车辆稳定性。首先,根据驾驶员的转向、制动/驱动输入,基于理想二自由度车辆模型算出横摆角速度、质心侧偏角的目标值,然后比较目标值与车辆实际值得出偏差,再根据目标值与实际值的偏差采用滑模控制计算出了所需的总横摆力矩、侧向力、纵向力。最后基于八自由度车辆模型,通过最优分配控制算法,计算出了每个车轮上需要施加的纵向力与侧向力。利用Matlab/Sinmulink与车辆动力学软件CarSim联合仿真验证了基于车辆稳定性的轮胎力优化分配效果。仿真结果表明,提出的轮胎力优化分配算法在高速急转向工况下能够使车辆保持理想的横摆角速度和质心侧偏角,提高了极限工况下车辆稳定性。     

基于转矩优化分配的电动汽车横摆稳定性研究

以四轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,针对车辆稳定性问题,提出了基于横摆角速度和质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法。确立了分层控制结构,上层控制器基于模糊控制理论得到控制所需的附加横摆力矩,下层控制器应用加权最小二乘方法并联合轮毂电机与液压制动系统进行力矩优化分配。实时仿真实验结果表明：联合轮毂电机与液压制动系统的优化分配控制策略有效提高了车辆的稳定性。     

基于ABS的车辆弯道稳定性控制仿真研究

车辆在低附着弯道路面上制动是一种非常危险的工况.本文从车辆在低附着弯道路面上制动整车受力的角度出发,分析了车辆弯道制动时ABS控制的不足,提出了车辆ABS与横摆力矩控制协调控制的制动力控制策略.利用模糊控制原理设计了横摆力矩控制器,在制动车辆ABS的基础上,通过对车辆的横摆力矩控制和车轮滑移率的调节,实现了制动过程中对附加横摆力矩的动态调整,从而可以在不增加硬件成本的条件下实现车辆在低附着弯道路面上制动的稳定控制.最后进行仿真试验验证了该控制方法的有效性.     

横摆力矩滑模控制的轮边驱动电动汽车稳定性分析

为了提高轮边驱动电动汽车行驶的稳定性,提出横摆力矩滑模控制的稳定性控制策略,采用层次化结构的稳定性控制器。针对极限工况下车辆的状态估计误差偏大,基于无迹卡尔曼滤波(UKF)理论设计了适用于轮边驱动电动汽车的状态估计方法,根据UKF估计的车辆状态计算,设计滑模运动控制器计算所需的横摆力矩。考虑到转矩分配时的实际约束条件,设计了控制分配器,采用二次规划方法优化分配各轮上的驱动/制动扭矩。仿真结果表明:该稳定性控制器能够快速施加驱动力或制动力,及时、准确地控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高车辆的操纵稳定性。     

基于滑移率的线控制动系统制动力分配策略研究

为提高制动安全性和稳定性,针对四轮独立制动的线控制动系统,提出了基于滑移率的制动力最优分配策略及其约束优化问题的实时求解方法,并建立了Simulink与CarSim的联合仿真实验。仿真结果表明,所提出的制动力最优分配策略在不同的制动工况下始终能保证前轮滑移率大于后轮滑移率且后轮滑移率最优,既提高了汽车制动稳定性又能获得较短的制动距离。最后对最优制动力分配策略算法的实时性进行了实验验证,实验结果表明,所提出算法能够满足控制的实时性要求。     

对开路面弯道制动的控制方法

运用多体动力学软件SIMPACK建立汽车模型,着重研究了汽车在外侧附着系数低、内侧附着系数高路面上弯道制动的情况.通过仿真,在分析轮胎受力的基础上,提出了一种基于转角预测前馈的动态调节内侧车轮最佳滑移率的控制方法,并在Matlab中搭建了模糊控制系统进行联合仿真.结果显示,所提出的控制策略可以改善车辆在这种极限工况下的侧偏位移和横摆角速度,减轻了驾驶员的操纵心理负担,并且车辆的制动距离基本保持不变,保证了制动效能,提高了车辆侧向稳定性.     

主动横摆控制在车辆横向稳定性中的应用研究

以汽车系统动力学为基础,在Matlab/simulink中建立了八自由度整车模型。针对汽车实际转向时存在的非线性特点,以线性二自由度半车模型作为参考标准,结合对车辆稳定性控制原理的分析,设计了以车身横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的联合模糊控制器。采取效率车轮单独差动制动以产生附加横摆力矩的策略,最后在两种典型的试验工况下对整车模型进行仿真。仿真结果表明,采用此策略能够切实可行地实现对车辆行驶稳定性的控制,提高了车辆的横向稳定性。     

新能源汽车液压制动力的优化分配与控制

为进一步改善新能源汽车液压制动系统的安全性与节能性，提出一种多通道的分布式制动力控制方案，对不同工况下的并行和分时控制响应效果进行仿真分析和试验研究。在液压制动系统内增加能量回收单元，基于台架测试得出不同控制方式下的活塞位移和液压缸的输出特性。通过Car Sim软件建立整车及制动系统模型，得出直线和转弯制动下的减速特性、轮缸压力和车身横摆响应。结果表明，并行控制下的弯道制动和分时控制下的直行制动具有良好的应用效果，利于车辆本身的节能降耗和液压缸响应速率的提升。     

商用车横向稳定性优化控制联合仿真分析

提出一种基于粒子群优化与径向基(Radical basis function,RBF)神经网络优化算法的商用车横向稳定性优化控制策略,采用上、下双层控制模式,上层控制器以横摆角速度与质心侧偏角为控制目标,依据车辆行驶工况的反馈信息,利用粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法对模糊控制器中的比例因子参数实施动态优化,实现对前轮附加转角和横摆力矩的控制。下层控制器采用RBF神经网络优化制动力分配,通过对横摆角速度偏差的自适应学习,结合滑移率控制器实时优化分配左、右前轮的制动器制动力并修正前轮转角。基于搭建的Truck Sim与Matlab/Simulink联合仿真环境,选取典型试验工况进行车辆横向稳定性仿真分析。研究结果表明,与传统的电子稳定控制系统(Electronic stability control,ESC)控制策略相比较,优化控制后车辆的横摆角速度、质心侧偏角以及侧向加速度等动态响应指标均满足控制要求,并且实际行驶轨迹与目标规划路径之间具有良好的跟随性,有效改善了低附着路面行驶条件下商用车的横向稳定性。     

基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究

研究了基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略,即紧急避障时采用差动制动,高速超车时采用驱动力分配方法。采用二自由度车辆的横摆角速度作为参考,并与实测的横摆角速度相比较,根据比较结果采取相应的控制策略。应用虚拟样机技术建立车辆多体动力学模型,采用联合仿真的方法对控制策略进行仿真。仿真结果表明,采用基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略可以大大提高加速超车和紧急避障时的操纵稳定性,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义。
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多轴轮边驱动铰接客车的横摆稳定性控制策略

多轴轮边驱动铰接客车兼具铰接车辆的力学特性和分布驱动的动力特性,针对其在极限工况中可能出现的折叠、甩尾、横摆等问题,进行横摆稳定性控制策略研究;建立线性三自由度参考模型,通过粒子滤波对前车厢的相关状态变量进行估计,估计结果证明模型的有效性;根据三自由度参考模型得到理想响应,采用分层控制的思想,在上层采用模糊等效切换滑模控制,前车厢采用横摆角速度和铰接角联合控制,后车厢采用横摆角速度控制,从而得到前后车厢所需附加横摆力矩;下层采用二次规划法,以轮胎附着利用率为优化目标进行转矩分配。在d SPACE-ASM平台上进行转向角阶跃工况和双移线工况的仿真分析。结果表明,该控制策略能够在多种工况下有效改善车辆的横摆稳定性,与等转矩分配相比,轮胎附着利用率得到有效减小,控制效果更加显著。     

电动客车并联制动控制策略研究

针对电动客车再生制动问题,结合制动约束条件在Cruise与Matlab联合仿真环境下建立整车并联制动控制策略模型,并通过UDC循环工况验证并联制动控制策略的性能。通过仿真验证可知,电动客车并联制动控制策略能够优化制动力分配,在保证最佳制动性能的前提下最大程度地提高了制动能量回收率,在提高制动性能的同时大大提升了整车经济性。     

基于差动制动的车道偏离辅助控制

针对高速公路上因驾驶员注意力不集中容易发生车辆偏离车道事故的问题,提出采用四轮差动制动对车辆施加辅助横摆力矩以避免车辆偏离车道的方法。基于预瞄点处的车-路偏差、车辆状态和道路附着限制计算期望的横摆响应,设计滑模控制器控制辅助横 摆力矩。通过在同侧车轮定比例分配制动力产生横摆力矩,使车辆横摆响应跟踪目标值,达到车道偏离辅助控制的目的。在Carsim/Simulink联合仿真平台上对基于差动制动的车道偏离辅助控制方法进行仿真实验,研究结果表明所提出方法将车辆限制在车道范围内,有效避免了车道偏离事故的发生。     

考虑操纵稳定性的适时四驱扭矩分配策略

以某款全新开发的电控适时四驱SUV为研究对象,为同时发挥四轮驱动(4WD)与直接横摆力矩控制(DYC)的优势,建立适应于动力性及操纵稳定性的汽车动力学系统模型,提出基于轮胎最小滑移率同时保持横摆角速度跟随的适时四驱智能扭矩分配策略,采用PID算法计算出保持车辆最小滑移率及横摆角速度跟随所需的四驱控制器控制电流并加以控制。然后将该算法移植到单片机中进行低附试验,全油门加速工况、蛇形工况及定圆加速工况试验结果表明:制定的智能扭矩分配策略在迅速抑制车轮打滑的同时能有效提升车辆在低附路面的操纵稳定性,进一步提高了车辆的主动安全性,具有较强的工程实用性。     

分布式驱动电动汽车复合制动控制研究

针对分布式驱动电动汽车制动模式切换条件限制能量回收的问题,制定了一种制动工作模式切换条件,设计了一种复合制动控制策略,其中,制动转矩分配采用分层控制的方法,上层控制器计算需求制动力矩,选择制动工作模式,下层控制器根据制动控制策略分配各轮的液压制动力和电机制动力.在建立分布式驱动电动汽车复合制动模型的基础上,利用AMEsim与Simulink在各种行驶工况下进行联合仿真,对所提出的复合制动控制策略进行验证.结果 表明,本文所提出的复合制动系统能够准确地切换制动工作模式,在保证车辆的制动效能和稳定性的同时最大程度回收制动能量.     

四轮独立驱动轮毂电机电动车ABS与再生制动协调控制研究

针对四轮独立驱动轮毂电机电动车ABS与再生制动的协调控制问题,提出一种新的协调控制策略。进行了四轮独立驱动轮毂电机电动车再生制动控制原理的分析,主要针对高速紧急制动工况,合理分配前后轴制动力、合理协调液压制动力与再生制动力,在保证制动安全性和稳定性前提下,合理分配再生制动参与制动。应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真搭建整车仿真模型和编写控制策略,选取紧急制动工况对设计的控制策略进行试验验证。结果表明:设计的控制策略通过合理分配制动力,在紧急制动工况下具有良好ABS制动性能同时有效回收再生制动能量。     

车辆弯道制动防抱死系统仿真

基于Matlab/Simulink仿真技术,充分考虑车辆弯道制动时因为纵向和侧向加速度的存在而引起轮胎所受垂直载荷的变化,建立了汽车弯道行驶的八自由度整车动力学仿真模型,嵌入了ABS控制逻辑模型。对弯道制动工况下的车速、横摆角速度、转弯半径以及车轮滑移率的变化进行了仿真计算,结果表明该模型可以全面准确的模拟车辆在弯道制动时的运动状况,为开发和改进ABS系统提供了很好的参考依据。     

重型车辆防侧翻控制研究

针对重型车辆极限工况下易侧翻问题,建立重型车辆三自由度模型,并利用Trucksim建立被控重型车辆模型,以横摆角速度跟踪误差定义积分形式的切换函数,设计一种基于差动制动的模糊滑模控制器。当横向载荷转移率(LTR)超过侧翻因子时,模糊滑模控制求解出车辆所需的目标横摆力矩,根据制动轮选取逻辑对车轮差动制动。通过Trucksim和Simulink对重型车辆防侧翻控制器进行联合仿真,结果表明该控制器提高了车辆在行驶过程中抗侧翻能力,保证了车辆良好的操纵稳定性和路径跟踪能力。     

混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验

为提高制动能量回收系统性能,针对某型串联式混合动力城市客车,选用一种串联式制动能量回收装置进行道路试验研究.针对研究对象,设计出串联、并联等多种制动力分配策略;开发出一套道路试验测试系统,适用于中国典型城市公交循环等多种工况条件下进行道路试验;利用dSPACE硬件平台快速成型一个包含控制算法的控制单元,替代实际的整车控制器. 将所搭建的控制单元应用到实际的目标车辆上,利用自己设计的制动能量回收道路试验系统对目标车辆进行制动性能试验以及制动能量回收经济性试验等;重点研究不同策略下的制动能量回收的经济性及整车的制动舒适性,以及影响制动经济性与舒适性的因素.试验结果表明,所研发的制动能量回收装置能够实现不同的制动力分配策略,串联式制动能量回收策略能够在保证驾驶员制动感觉的前提下回收较多的制动能量,是多种方案中相对较好的选择.     

纯电动汽车的再生制动力分配策略研究

针对电动汽车在低附着路面的驾驶稳定性的问题进行研究。因为汽车在冰雪路面制动时,大多数制动力分配方案以再生制动为主要制动力,此时很有可能发生抱死,从而发生汽车驾驶稳定性下降。本文中提出了一种在制动力分配上加入滑移率的控制方法,该方法以纯电动汽车为模型,设计出以汽车滑移率为控制对象的滑膜控制器。该控制方法在改进再生制动力分配策略上,特别在小制动强度时,电动汽车驱动轴有趋于抱死的情况立即减少再生制动力,使电动汽车恢复原有的稳定性。仿真结果表明:在强度恒定的制动工况下,电动汽车模型具有良好的驾驶稳定性,电动汽车模型在需要频繁制动的城市路况下,能量回收率提升了4.1%。