智能时代的汽车控制

自动驾驶是汽车产业发展的重要里程碑. 汽车驾驶自动化一直都在进行, 其发展进程是对驾驶人认知感知、决策规划和执行控制等各个重要环节的逐步增强或最终替代. 智能时代下, 大数据分析、泛在计算、泛在传感和人工智能等颠覆性技术为汽车驾驶自动化向着高级别迈进提供了新的机遇. 控制技术是智能时代汽车自动化进程中的基石, 更多的信息在先进控制技术的赋能下将衍生出更多的新功能与新系统, 从而实现汽车安全性、经济性以及舒适性等各个方面的提升. 本文对智能时代的汽车控制进行综述, 首先回顾汽车自动化的发展进程, 然后探讨汽车自动化进程中面临的问题, 最后梳理出一些未来智能汽车控制发展趋势与关键技术.     

AMT离合器结合速度的精确控制

提出了一种新的控制液压缸执行速度的方法,将柱塞的速度控制通过离散的精确位移来实现。ＡＭＴ（电控机械式自动变速器）车辆离合器的操纵机构广泛采用液压缸,然而液压缸的动作受实际中许多因素的干扰,如：液压油粘度变化,离合器弹簧回复力变化等,这给它的控制带来了难度。试验证明,该法使离合器能可靠地以任意精确速度结合,有很强的容错能力。     

轮毂直驱电动车轮胎刚度及滚阻匹配研究

研究轮毂直驱电动车轮胎垂向刚度与滚阻特性相匹配问题,揭示轮毂直驱电动汽车非簧载质量负效应产生机理,提出利用胎压改变轮胎垂向刚度进而改善悬架特性的方法。设计出四组不同胎压的轮胎垂向刚度试验,并将轮胎实际垂向刚度应用到悬架特性分析上。结果表明,通过调节轮胎垂向刚度改变了悬架特性的二阶共振频率使其远离人体敏感振动频率,并在一定程度上抑制其振动幅值。为解决轮毂直驱电动汽车轮胎刚度与滚阻特性匹配问题,研究胎压对轮胎滚阻特性和能量损耗的影响,并对四组胎压的轮胎进行滚阻特性及滞回特性试验。试验结果表明,胎压对轮胎滚动阻力有很大影响,胎压升高,轮胎滚动阻力系数和能量损耗变小。进一步表明,胎压与轮胎滚阻系数的关系及能量损耗的关系两者之间基本是一致的,揭示了轮胎滚动阻力产生机理。因此,利用胎压调节轮胎垂向刚度抑制了电动汽车非簧载质量负效应,兼顾了胎压对轮胎滚阻及能耗的影响,实现了轮胎垂向刚度与滚阻特性的匹配,为轮胎与悬架的相互作用机理提供了理论依据。     

汽车传动系统平顺性驾驶品质控制

汽车驾驶性能是现代汽车的主要性能之一,与汽车动力性、乘员舒适性有很大关系.发动机、变速器的扭矩输出,离合器的分离接合过程等对汽车平顺性都有很大影响.本文介绍了汽车传动系统各组成部分工作原理及其动力学模型,并对影响汽车平顺性的起步控制、换挡控制、急加减速控制、发动机启停控制和间隙补偿控制及其控制算法进行了详细阐述.最后总结了汽车传动系统及其控制策略并介绍近段时间内汽车的研究热点,包括汽车电动化所引起的协调控制问题及智能化对驾驶性能控制的影响等.     

驻车通风对汽车除霜性能的影响

驻车通风可加速前风窗玻璃降温和车内除湿,能够有效改善汽车的除霜性能,本文基于CFD方法,采用Realizable k–ε湍流模型,对汽车前风窗降温及车内除湿性能进行了研究.首先,利用简化模型试验来验证仿真方法的准确性,并证明驻车通风能有效预防车窗内表面结霜;然后对驾驶室模型的驻车通风过程进行仿真,获得了通风参数、降温除湿效果、流场结构之间的关系.结果表明:各通风参数中,除霜气流流量对前风窗玻璃的降温影响最大;在大流量除霜气流的基础上,全开吹脸风门并使其气流方向向上偏转,有利于促进气流的混合和排出.     

AMT离合器微小位移的精确调整

提出新的实现离合器微小位移调整的方法。对AMT(电控机械式自动变速器)车辆离合器进行定位控制时,需要精确地实现离合器分离或结合某一确定的位移调整量,以满足车辆起步,尤其是坡上起步、起步防滑的要求。AMT车辆离合器的操纵机构广泛采用液压缸,然而液压缸的动作受实际中许多因素的干扰,如：液压油运动粘度的变化、液压缸负载的变化等。这给它的控制带来了难度。给出的新方法能实现对温度的自适应,而且考虑了液压缸负载的变化。试验证明：该方法对离合器位移控制的精度可达到±0.06 mm,并有很强的鲁棒性。     

基于滚动时域优化的轮式移动机器人路径跟踪问题研究

轮式移动机器人是典型的非完整约束系统. 本文基于滚动时域控制策略研究轮式移动机器人的路径跟踪问题. 为了既能够保证移动机器人渐近收敛到期望轨迹, 又能够保证在线求解的优化问题的滚动可行性, 参考轨迹 被选为优化问题中的终端等式约束. 仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.     

汽车控制的研究现状与展望

汽车控制技术是推动汽车工业可持续发展的重要保障. 在全球汽车行业竞争日益激烈 的背景下, 如何通过理论与方法的创新, 提高我国汽车控制系统的自主研发能力, 完成从消费大国 向制造强国的过渡是我们目前面临的重大挑战. 本文主要围绕汽车动力总成系统、主动安全系统及新能源汽车中的关键控制问题展开论述, 总结国内外的研究状况, 提炼共性问题, 对汽车控制的发展趋势给出了一些观点.     

AMT车辆自动离合器控制系统开发

本文提出了一种高效的控制系统开发流程,并将其应用于干式AMT自动离合器控制系统的开发。在开发过程中设计了以直流电机为驱动的电动离合器执行机构,对手动档奔腾B50轿车进行改装,搭建了自动离合器实验样车。同时运用AMESim软件搭建样车仿真模型,设计了基于LQR的优化控制算法,对控制算法进行了AMESim-Simulink联合仿真测试与标定。在此基础上利用试验车对优化控制算法进行快速原型测试。通过模型仿真与快速原型测试完成了控制策略的初步开发。