考虑道路识别的四驱电动汽车再生制动策略

为了充分利用路面附着条件分配再生制动力,提高制动能量回收率,根据双电动机四驱结构电动汽车复合制动系统的特点,对其制动能量回收控制策略进行了研究.分析了驱动轮与地面附着特性,设计了道路识别器来计算每个轮胎与当前路面之间的峰值附着系数,并使用模糊控制策略确定每个车轮与8种道路的滑移率和附着利用率的相似输入.根据双电动机外部特性的制动力分配关系,提出了使更多制动能量回馈给电池的策略.结果表明:制动强度为0.3时,能量回收率为65.55%,具有较高的回收效率.

四轮独立电驱动越野车驱动力优化控制

为了充分利用四轮独立电驱动越野车各轮转矩独立可控的优势,提高越野车的牵引力和越野能力,提出了一种驱动转矩协调控制策略.根据越野车前后轴载荷预分配驱动电动机转矩,利用基于车轮滑转率-路面附着系数的极值寻求算法实现路面最优滑转率估计.采用比例-积分-微分(proportional-integral-differential, PID)控制-滑模控制(sliding mode control, SMC)和基于状态的驱动力再分配方法实现各轮驱动转矩的协调分配,抑制越野车在恶劣路面条件下的车轮打滑.通过CarSim/MATLAB联合仿真以及硬件在环(hardware-in-the-loop, HIL)测试,进行了爬陡坡、单一附着路面、对开路面及连续起伏路面工况的试验验证.结果表明:提出的控制策略能根据实际工况分配驱动轮的转矩,降低驱动轮滑转率,实现整车驱动力的优化.

四驱车辆交互式多模型自适应无迹卡尔曼滤波路面附着系数估计

路面附着系数对车辆动力学控制性能有重要影响,为准确实时估计路面附着系数,提高算法在不同路面及工况下的估计精度与收敛速度,本文针对分布式四轮驱动车辆,结合7自由度车辆动力学模型和Dugoff轮胎模型,提出了一种基于交互式多模型的自适应无迹卡尔曼滤波(IMM-AUKF)路面附着系数估计方法,首先将改进的Sage-Husa噪声估计器引入到无迹卡尔曼滤波(UKF)算法中,构建了自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)观测器,以对测量噪声进行实时更新并保证其协方差矩阵的正定性,同时提高新观测数据的权重,并增强算法的实时跟踪精度和稳定性;然后通过选择不同的观测变量,分别构建了车辆纵向行驶工况AUKF观测器和横纵向耦合工况AUKF观测器,并利用交互式多模型(IMM)算法进行观测器模型的切换,进而实现算法在车辆不同行驶工况下路面附着系数的准确估计。高附、低附、对接以及对开等路面仿真试验及实车道路试验结果表明,所提出的IMM-AUKF算法相比于传统的UKF算法,具有更高的估计精度与更快的收敛速度,能够适应不同工况下路面附着系数的实时准确估计。

基于四轮轮边驱动电动车的路面附着系数估算方法

路面附着系数是影响车辆行驶安全性的重要因素,利用轮边驱动电动汽车驱动力矩可以对路面利用附着系数进行观测。当观测到μ-λ曲线接近于峰值点时,将该时刻的轮胎利用附着系数作为路面峰值附着系数,并根据识别的路面峰值附着系数进行驱动防滑控制。该方法能够有效防止轮胎滑转,提高车辆行驶稳定性。

基于模糊路面识别的4WID电动车驱动防滑控制

针对四轮独立驱动(4WID)电动车的驱动防滑(ASR)问题,研究了基于模糊识别路面的控制方法.为了快速、准确识别低附着路面,提出了通过模糊规则将小滑转率、小附着区域的路面利用附着系数和滑转率估高的方法.利用4WID电动车四轮驱动力矩独立可控、转速和转矩易于获得的特点,实时估算路面利用附着系数和最优滑转率,控制各轮驱动力矩实现驱动防滑.仿真实验表明:基于模糊识别路面的4WID电动车ASR能够快速准确识别低附着路面,抑制驱动轮滑转,提高了车辆行驶稳定性和动力性.

基于路面识别的四轮驱动电动汽车驱动防滑控制

介绍了四轮独立驱动电动汽车的驱动防滑控制系统。采用路面识别方法,识别不同路面的最佳滑转率,设计了以滑转率最优为控制目标的模糊-PID联合控制器。为确定模糊-PID联合控制器对提高汽车行驶性能的效用,结合车辆的驱动模型,对变附着系数路面行驶的汽车进行驱动防滑仿真分析。结果表明:基于路面识别的驱动防滑控制系统能快速、准确地识别出路面状况的变化,实时地调整控制参数,并应用模糊-PID联合控制方法,及时地调整驱动电机的输出转矩,使车轮滑转率基本控制在最佳滑转率附近,保证车辆在恶劣路况下行驶时仍可以获得较好的驱动防滑控制效果。

四轮驱动电动车驱动防滑模糊控制研究

针对四轮驱动电动车辆载荷转移导致路面识别及驱动防滑控制精度降低的问题,通过建立转矩、转角加速度与路面的对应关系模糊规则,采用查表的方式实现了路面的精确识别,与标准滑移率曲线进行对比实现了最佳滑移率及最佳摩擦系数的判定。结合车辆6自由度非线性模型、轮胎模型及电机电枢模型,开发了模糊路面识别的四轮驱动电动车驱动防滑模糊控制策略。在MATLAB/Simulink仿真环境下对轮胎滑移率跟随状态进行了仿真。结果表明,所开发的基于模糊路面识别的电动车辆驱动防滑模糊控制策略具有良好的控制效果,提高了车辆行驶稳定性和动力性。

四轮驱动汽车牵引力控制算法

提出了实用的四轮驱动汽车牵引力控制算法。在确定控制系统结构的基础上,设计了车速估算算法、油门位置PI控制器和制动门限控制算法。为实现牵引力控制算法的快速开发,建立由传感器、执行器、工控机、采集卡和输入输出电路组成的车载快速开发平台。硬件在环试验和道路试验表明:传感器能准确检测输入信号,控制算法能根据输入信号生成控制指令,执行器能快速、准确产生动作以消除驱动轮过度滑转。

多路况下轮式装载机行驶动力学研究

为了研究多路况下轮式装载机的行驶动力学特性,提出轮式装载机行驶动力学评价方法,建立轮式装载机与路面耦合的动力学模型,仿真模拟得到了轮式装载机在F级对称和非对称路面上空载低速、空载高速、满载低速、满载高速行驶工况下轮心和铲斗处的横向、行驶方向和垂直方向上的加速度值。结果表明:轮式装载机在多路况下垂直方向上的振动是行驶动力学性能最大的影响因素。这种基于ADAMS软件的装载机行驶动力学仿真模拟试验,为轮式装载机行驶动力学的优化与改进提供了一种新颖、有效的方法。

基于DRBF-EKF算法的车辆质心侧偏角与路面附着系数动态联合估计

车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一种基于惯性测量单元、轮毂电机内置转速/转角传感器的车辆质心侧偏角和路面附着系数动态联合估计方法.对四轮独立驱动电动汽车进行车辆动力学分析,结合Dugoff轮胎计算模型得到车辆质心侧偏角估计器;利用机器学习中高维数据降维PCA多元分析方法,提取主元特征参数,建立路面附着系数估计器.采用可自适应调节网络结构的双径向基神经网络和扩展卡尔曼滤波DRBF-EKF方法,通过K-means算法改进RBF神经网络结构,扩展卡尔曼滤波进行噪声滤波提高估计精度,实现车辆质心侧偏角和路面附着系数的动态联合估计.通过仿真和实车实验表明,所设计的DRBF-EKF动态联合估计器实时性和估计精度均优于扩展卡尔曼滤波算法,可以适应车辆行驶过程中路面附着特性与车速的变化,表现出较强的鲁棒性;与DRBF方法相比,显著提高了估计精度;并且分析了可以同时满足估计精度和实时性要求的最佳隐含层神经元个数.

基于轮边驱动电动汽车轮胎力估计的路面附着系数估算

为了能够实时准确的获得当前车轮的轮胎力及路面附着系数以提高汽车主动安全性能,提出一种轮边驱动电动汽车状态估计与路面附着系数估计相结合的估计方法。根据车载传感器及七自由度非线性车辆动力学模型,采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行车辆状态及轮胎力的估计。结合EKF估算结果和轮胎模型,采用递归最小二乘法(RLS)实时估计不同路面的附着系数。仿真结果表明:该方法可以在较为复杂工况下估计出不同的路面附着系数,估计精度较高,实时性较好。

基于路面识别电液复合制动整车联合仿真

针对四轮毂电机轮边驱动汽车具有各车轮电机制动力矩可快速准确获得、各车轮液压制动力矩与制动管路油压成线性关系的特点,开发出一种新的基于路面识别的电液复合制动整车控制算法,并利用ADAMS和MATLAB分别建立了整车机械动力学模型和整车控制模型。整车联合仿真结果表明,该控制算法在对开或对接路面上制动效果良好。

某越野汽车轮边驱动轴的开发

介绍了第三代越野车用轮边驱动轴的设计开发过程,包括产品选型、参数设计、整车校核、试制改进及试验验证等,为今后相关产品的开发提供了参考。

四驱动电动汽车坡道行驶ASR控制仿真研究

轮毂电机电动汽车驱动防滑控制能够增加车辆行驶安全性。基于汽车纵向动力学方程和运动学方程,采用UKF算法对车速和道路坡度进行联合估计。采用模糊控制的方法识别汽车当前行驶路面的利用附着系数和最优滑转率。在车速和坡度联合估计与路面识别的基础上,采用PID控制方法对四轮驱动轮毂电机电动汽车进行驱动防滑控制。利用CarSim和MATLAB/Simulink软件进行联合仿真验证。结果表明设计的算法和控制策略准确有效。

基于数据融合技术的道路特征实验识别

针对4轮独立驱动电动车在采用多种方法对道路信号进行对比分析的基础上,最后选择了轮速变异系数作为道路识别参数.应用数据融合技术对轮速变异系数进行处理,成功地区分了4种路面的特征.这种方法有利于车辆正常行使时,对路面进行识别,以便进行自适应控制,提高驱动效率和行驶安全性.

轮毂电机驱动车辆驱动力控制研究

轮毂电机驱动车辆各轮转矩精确可控且响应迅速的特点适用于越野工况,但越野路面起伏不一且附着条件多变,因此,开发基于越野工况辨识的车辆驱动力控制策略,对提升轮毂电机驱动车辆的纵向行驶稳定性具有重要意义。基于动力学模型分析路面附着与路面几何特征,确定可用于越野工况辨识的车辆特征参数集;针对车轮悬空垂向载荷估计失真现象,且由于地面垂向力的实际变化导致车辆垂向载荷分配比例的改变,修正了垂向载荷的计算;利用各特征参数的差异与越野工况的映射关系判定工况属性,采用模糊识别法界定4种地形工况;驱动力控制上层考虑工况与驾驶员影响因素,通过越野工况辨识结果决策驱动利用系数,作为前馈期望转矩调节权重;中层通过四轮垂向载荷得到转矩分配系数,设计驱动力分配算法;下层针对车辆在越野工况下出现车轮滑转与悬空状态,对车轮进行动态转矩补偿。仿真测试与实车验证表明,越野工况辨识结果与预期相符,驱动力控制策略综合优化了车辆稳定性和动力性。

履带式车辆通过性能仿真及乘员安全分析

根据某款履带式车辆具体的结构参数,通过动力学仿真软件RecurDyn构建多刚体动力学模型。对履带式车辆在越壕沟、攀垂直壁与爬坡路面工况下进行仿真分析。针对车辆行驶时驱动轮转速与路面类型的差异,研究履带式车辆在3种路况下转速与路面对通过性能的影响。基于乘员安全问题,利用MADYMO软件建立履带式车辆驾驶员冲击模型,并对模型在各路况最大冲击加速度作用下进行人体损伤分析。结果表明:该款履带式车辆在3种路面工况下的通过能力良好;在不同转速与路面类型下行驶时,车辆的通过性能有明显差异,且存在一定的规律变化;在最大冲击加速度的作用下,驾驶员人体胸部加速度、头部伤害指数等安全性能指标均在FMVSS相关标准的规定范围之内。

基于随机变幅动载的驱动桥道路模拟试验研究

开发了转鼓凸块式驱动桥室内道路模拟试验系统 ,在直径达 4m的转鼓表面安装了一定数量的高程凸块 ,运行时能模拟车辆行驶时来自不平路面的冲击和振动 ,并形成作用于车桥的随机变幅动载。介绍了试验系统的总体结构 ,分析了系统道路模拟的工作特性 ,阐述了试验原理和随机变幅动载荷的形成机理 ,给出了两组不同车速下试验时实测的变幅动载的时间历程曲线。通过对载荷曲线和试验结果的分析 ,证明了该试验方法是可行的。

一种新型地轮驱动式甘蔗种植机关键部件设计

根据甘蔗种植的农艺要求,结合农业机械上拖拉机与旋耕机用可伸缩万向联轴器连接的方式,以及车辆减震装置,对现有的地轮驱动式甘蔗种植机的行走主轴机构、机架及切种装置进行部件设计,并对机架进行有限元分析。研制的新型地轮驱动甘蔗种植机可以一次性完成开沟、切种、施肥、覆膜及培土等作业,解决了地轮驱动式甘蔗种植机在山地、斜坡地工作时会出现地轮悬空或打滑的问题。试验结果表明:新型地轮驱动式甘蔗种植机工作性能稳定,切出的甘蔗种符合农艺要求。

国道和乡村道路条件下三轮汽车的排放特性

为了分析实际道路行驶时三轮汽车的排放特征,该研究利用车载排放测试系统(portable emission measurement system,PEMS)对国道和乡村道2种道路条件下的10辆三轮汽车的常规气态污染物和颗粒物进行了排放测试。结果发现:在2种道路条件下的3种行驶工况(加速工况、匀速工况和减速工况)中,三轮汽车在加速工况下的各项排放因子均高于其他工况;加速工况下,CO的平均排放因子高出匀速工况和减速工况的0.7倍和1.7倍;3种工况条件下,三轮汽车在乡村道上行驶产生的排放均高于国道;对比速度、加速度和排放速率等高线图发现,在不同道路条件下CO、HC和PM排放速率峰值出现在车速较低而加速度较大的区域;对比国道和乡村道上颗粒物数量浓度分布发现,2种道路条件的分布规律相似,以核模态和积聚模态颗粒为主;在乡村道上行驶时,粗粒子模态颗粒数量浓度高于国道上的。该研究成果为三轮汽车的排放控制提供了参考。