混合动力汽车动力总成试验台设计与开发

为开发混合动力汽车能量管理策略,基于模块化思想,设计开发单轴并联式混合动力汽车动力总成试验台。通过整车工况分析,合理选取动力部件参数,完成试验台动力总成搭建;基于整车传动系统,分析不同工作模式下的能量流,结合车辆行驶阻力公式,建立阻力模拟模块;基于整车控制器和动力单元控制器构建控制网络,控制网络通过CAN总线与各部件进行通讯。试验结果表明,实际车速能够较好地跟随目标车速,数据采集频率和误差符合设计要求,试验台能够实现整车工况模拟与瞬时工况测量。     

复合电源纯电动汽车整车控制器设计

整车控制器是纯电动汽车的核心部件,将复合电源纯电动汽车中的整车控制器作为研究对象。分析了整车控制系统的组成,设计了复合电源的结构,制定了复合电源的工作模式与能量管理控制策略,设计了基于SAE J1939标准的整车CAN通信网络,应用CRUISE软件搭建了复合电源纯电动汽车整车模型并进行仿真,验证了能量管理控制策略对复合电源能量分配的有效性。最后,搭建了整车控制器实验平台进行试验。测试结果表明,整车控制器软硬件设计可靠,复合电源能量控制策略合理。     

并联式混合动力车整车控制单元的开发

以某国产并联式轻度混合动力车为研究对象,设计了整车控制策略,包括驾驶员驱动力需求分析、发动机工作区优化为基础的功率分配策略,以及制动能量回收策略,并进行了整车控制器的硬件及软件系统开发.在此基础上,利用硬件在回路仿真对整车控制器进行了测试评价.结果证明,并联式混合动力车整车控制策略设计能满足整车控制需求,可有效对混合动力整车进行控制;并联式混合动力整车控制单元的硬软件系统开发是成功的,能满足整车控制的需要.     

四轮独立驱动电动汽车自适应驱动防滑控制

驱动防滑控制研究存在建模方法单一,控制器的目标滑转率不能与变化的路面条件相适应,未考虑车辆轴荷转移对车轮附着性能的影响等问题。为解决上述问题,建立基于Carsim与Matlab/Simulink联合仿真的整车动力学模型;设计基于双模糊算法的自适应驱动防滑控制器,控制器中加入路面识别模块,能够估计变化的路面附着条件,根据估计结果选择最优的目标理想滑转率,实现对当前路面的自适应控制;分别设计前后轴驱动防滑控制器,实现前后轴差别控制。针对不同工况,对建立的整车模型及驱动防滑控制器进行验证。     

多轮混合动力驱动无人驾驶框架车整车控制器开发

针对多轮分布式混合动力驱动无人驾驶框架车(MHUFV)的功能特点,开发整车控制系统,包括基于双动力源协调的高压上下电管理,考虑多控制节点复杂系统的故障诊断与容错控制,以及双输入模式驾驶员指令判定、防滑控制、模式切换和能量分配控制算法的设计.在此基础上,构建MHUFV软件架构,利用快速控制原型(RCP)技术平台,开发整车控制器,并对整车基本性能进行实车测试.结果表明,开发的整车控制器能够满足实车设计需求,在满载极限车速15 km/h时各关键状态量测试结果合理,且在同一运行工况下相比于传统柴油车节油效果达到38％,可以满足当前框架车行业的开发需求.     

基于改进天棚阻尼的半主动悬架系统动力学与电磁兼容特性分析

磁流变阻尼器(MRD)对实现智能车辆悬架系统具有重要的应用价值. 在建立整车7-DoF悬架系统模型和修正的MRD Bouc-wen滞环模型基础上,应用磁流变(MR)“四分之一”车辆悬架系统的改进型天棚阻尼控制策略,设计了一种对整车4个MR悬架子系统进行独立控制的半主动异步控制器,并考虑整车前、后轮的间距,应用带延时的谐波和平滑脉冲,及实测的随机路面信号作为路面对车轮的激励输入,对MR悬架和被动整车动力学系统的垂直、俯仰和侧倾运动性能进行了系统的比较研究,同时验证了控制器的电磁兼容特性. 结果表明:提出的基于天棚阻尼策略的半主动控制器能理想地改善MR整车悬架系统的乘坐舒适性和操纵安全性等多目标悬架性能,其控制电流的传导与辐射噪声均满足国家标准要求,为进一步开展MR智能车辆悬架系统的半主动解耦控制研究奠定了理论基础.     

增程式电动客车整车控制器的设计

针对某带APU的增程式城市电动客车的整车协调控制问题设计了整车控制器,研究了整车控制器的硬件、软件设计,多能源管理和能量优化控制策略。通过动力电池组荷电状态SOC逻辑门限控制策略,当动力电池组SOC低于门限值后,APU开启,起到增程器的作用。整车控制器以瑞萨科技的32位微控制器uPD70F3380为核心,实现数字I/O、模拟量的采集以及CAN总线通信、多能源管理和能量优化控制等功能。经过实车实验,该整车控制器实现了电动客车的APU驱动、混合驱动、纯电驱动等多种工作模式,并有效地提高了能量的利用率,证明了该整车控制器的可行性和控制策略的有效性。     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

路面激励下主动悬架和四轮转向的协调控制

为了研究主动悬架和四轮转向系统的协调控制,建立包含悬架系统和转向系统的整车动力学模型.基于LQR控制理论分别设计了主动悬架和四轮转向的控制器,对比分析不同加权系数时车辆在路面激励下的频率响应,研究了主动悬架和四轮转向的控制对车辆操纵稳定性的影响;针对车辆的稳态响应(不考虑路面激励的影响),采用横摆率跟踪控制策略进行前后轴主动悬架控制力的匹配控制;在主动悬架和四轮转向2个单独控制器的基础上,以主动悬架控制力的匹配为主要协调机制,设计了主动悬架和四轮转向的协调控制器,对两者的控制量进行调整.仿真结果表明,主动悬架和四轮转向的协调控制可以获得优于两者简单叠加时的整车综合性能.     

基于持续测试技术的整车控制器测试平台研究

针对当前整车控制器软件测试效率低下和测试任务执行不及时问题, 设计了一个基于持续测试技术的整车 控制器测试平台。平台自动化完成待测软件获取、测试脚本筛选、测试环境部署、测试任务执行以及测试报告发送 等整车控制器测试流程, 同时根据具体需求设计了多测试任务调度算法实现测试任务优化分配。实验结果表明, 持 续测试平台测试效率相较于现有自动测试平台测试效率提高了14%, 测试稳定性提高了7%, 持续测试平台整体性 能优于现有自动测试平台。     

Implementation of MPC-Based Trajectory Tracking Considering Different Fidelity Vehicle Models

In order to investigate how model fidelity in the formulation of model predictive control(MPC) algorithm affects the path tracking performance, a bicycle model and an 8 degrees of freedom(DOF) vehicle model, as well as a 14-DOF vehicle model were employed to implement the MPC-based path tracking controller considering the constraints of input limit and output admissibility by using a lower fidelity vehicle model to control a higher fidelity vehicle model. In the MPC controller, the nonlinear vehicle model was linearized and discretized for state prediction and vehicle heading angle, lateral position and longitudinal position were chosen as objectives in the cost function. The wheel step steering and sine wave steering responses between the developed vehicle models and the Carsim model were compared for validation before implementing the model predictive path tracking control. The simulation results of trajectory tracking considering an 8-shaped curved reference path were presented and compared when the prediction model and the plant were changed. The results show that the trajectory tracking errors are small and the tracking performances of the proposed controller considering different complexity vehicle models are good in the curved road environment. Additionally, the MPC-based controller formulated with a high-fidelity model performs better than that with a low-fidelity model in the trajectory tracking.     

基于模型预测的车辆稳定控制

利用三自由度车辆模型设计了模型预测控制器,发动机力矩PI控制器和制动力矩模糊控制器。并针对制动单移线转向行驶典型工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的车辆稳定性控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆操纵稳定性;开发的制动力矩算法能够充分利用各个车轮的制动力,使得在发动机力矩改变和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。     

电动车辆感应牵引电机DTC驱动系统的设计和开发

研究和开发电动汽车三相感应电机驱动装置的直接转矩 (DTC)驱动控制系统 .采用低成本数字信号处理器 ,通过软硬件模块化结构 ,运用程序测试实现感应电机无速度传感器直接转矩全数字实时控制方案的可行性 .通过测试程序实验证明整个控制系统的硬件接口功能正常和软件的可实现性 .测试电机时 ,采用基于空间矢量脉宽调制的变频控制技术 ,电机能够正常运行 ,但以18r/min运行时 ,转矩脉动大 .在已建立的感应电机无速度传感器直接转矩控制理论基础上 ,展开其在电动汽车上的应用研究 ,侧重在转矩响应的快速性、平滑性和稳定性 ,这有利于提高电动车辆的动力性和经济性 .     

Fuzzy Logic Control for Semi-Active Suspension System of Tracked Vehicle

The model of half a tracked vehicle semi-active suspension is established. The fuzzy logic controller of the semi-active suspension system is constructed. The acceleration of driver‘s seat and its time derivative are used as the inputs of the fuzzy logic controller, and the fuzzy logic controller output determines the semi-active suspen-sion controllable damping force. The fuzzy logic controller is to minimize the mean square root of acceleration of the driver‘s seat. The control forces of controllable dampers behind the first road wheel are obtained by time delay, and the delay times are determined by the vehicle speed and axles distances. The simulation results show that this control method can decrease the acceleration of driver‘s seat and the suspension travel of the first road wheel,the ride quality is improved obviously.     

CAN总线在汽车电气控制中的应用

介绍了应用CAN总线实现汽车车身电气控制系统的方案,给出了基于CAN总线控制系统的软硬件设计方法,着重对系统的总体结构、车身控制系统CAN总线的节点设置进行了设计.同时还利用微处理器AT89S51、CAN控制器SJA1000和CAN收发器开发了智能节点.本设计具有可靠性和实用性.     

基于模糊与PID的车辆底盘集成控制系统

建立了车辆七自由度动力模型,基于模糊和PID设计了车辆底盘集成控制器的顶层控制器,在底层,用PI方法来控制线控转向系统;用二次规划法对主动横摆力矩进行了分配,并针对单移线转向行驶工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆的操纵稳定性;开发的分层控制算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。     

Combined Control Allocation and Sliding Mode Control in the Dynamic Control of a Vehicle with Eight In-Wheel Motors

An eight wheel independently driving steering (8WIDBS) electric vehicle is studied in this paper. The vehicle is equipped with eight in-wheel motors and a steer-by-wire system. A hierarchically coordinated vehicle dynamic control (HCVDC) system, including a high-level vehicle motion controller, a control allocation, an inverse tire model and a lower-level slip/slip angle controller, is proposed for the over-actuated vehicle system. The high-level sliding mode vehicle motion controller is designed to produce desired total forces and yaw moment, distributed to longitudinal and lateral forces of each tire by an advanced control allocation method. And the slip controller is designed to use a sliding mode control method to follow the desired slip ratios by manipulating the corresponding in-wheel motor torques. Evaluation of the overall system is accomplished by sine maneuver simulation. Simulation results confirm that the proposed control system can coordinate among the redundant and constrained actuators to achieve the vehicle dynamic control task and improve the vehicle stability.     

沥青路面养护车控制系统设计及研究

阐述了一种路面养护车的控制系统。该控制系统采用先进的西门子S7-200型PLC,并结合多枚温度传感器实现了对养护车的控制。在控制系统的硬件电路和控制要求的基础上,设计出软件的流程图,并利用STEP7-Micro/WIN 32软件开发出控制软件。     

车辆座椅次优控制主动悬架设计及分析

为了进一步提高车辆乘坐舒适性,同时有效地解决线性二次型高斯最优控制器在实际应用中存在的待测状态变量多、路面参数获取困难、应用成本高等问题,基于1/4车辆座椅主动悬架系统模型,设计了一种基于次优控制理论的车辆座椅主动悬架,并对不同待测状态变量下的车辆座椅次优主动悬架的性能进行了探讨,进而得到了基于次优控制理论的车辆座椅主动悬架的最优控制策略.在此基础上,通过与传统车辆座椅被动悬架、最优控制主动悬架进行对比分析,对所设计的座椅次优控制主动悬架的应用效果进行了验证,为车辆座椅主动悬架系统设计提供了一种新的技术思路.     

具有车型识别功能的车辆检测器设计

专门进行了不停车收费系统的车辆检测器的硬件系统设计及识别方式设计,并采用模糊模式识别算法进行车型识别。