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.

轮毂电机驱动电动汽车4WS和DYC协调控制

为了提高轮毂电机驱动电动汽车的路径跟踪能力和操纵稳定性,本文针对主动四轮转向系统(4WS)和直接横摆力矩控制系统(DYC)提出一种新型的协调控制策略。首先,综合考虑车辆的路径跟踪性能和操纵稳定性,建立一种共享转向控制模型,并在此基础上提出基于非合作Nash博弈的4WS控制策略。其次,为了提高危险行驶工况下的车辆侧向稳定性,基于质心侧偏角相平面将车辆状态划分为稳定区域、过渡区域和失稳区域,并分区域建立DYC控制器。再次,为了实现后轮转向与直接横摆力矩的协同控制,建立基于模糊神经网络的ARS/DYC协调控制器。最后,利用CarSim/Simulink联合仿真平台和硬件在环平台,分别进行双移线工况下的试验验证。研究结果表明,所提出的控制策略能够有效地提高车辆在极端行驶工况下的路径跟踪精度和操纵稳定性能。

面向经济性最优的电动汽车转矩动态分配策略研究

为了提高四驱电动汽车的整车能效,提出了根据电机系统效率最优法进行前后电机转矩动态分配的策略。在Cruise中建立了整车仿真模型,在Simulink中搭建了转矩分配策略模型,通过联合仿真计算了不同车速、不同轮端转矩下的前后电机转矩分配与电耗。通过对多种转矩分配策略计算结果的对比分析以及对试验车辆在测试场地的实测数据与仿真结果的对比分析,证明了所提出的转矩动态分配策略是可行的。另外,探讨了四驱车型在低转矩阶段采用脱开装置之后,电机效率提高和整车电耗降低的可行性。

四轮独立驱动电动车的ABS控制方法

为实现四轮独立驱动电动车制动防抱系统(ABS)控制,提出了基于4台无刷直流轮毂电机的控制方案,通过对电机驱动理论及传统ABS系统进行分析,设计了基于单片机(PIC)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的电动车控制器。采用四轮独立驱动方式,提出了开、闭环控制策略,给出了电动车参考车速和实际车速的计算方法,进行了纯电动ABS控制方法研究。对配有4台700W轮毂电机的电动样车进行仿真和实验的结果表明,电动车控制器设计合理,系统具有良好的动态性能;ABS系统控制策略正确,能够满足四轮独立驱动电动车的制动要求。

基于电机损耗机理的双电机四轮驱动电动车转矩分配策略的研究

为实现双电机四轮驱动电动车的高效运行,提出了一种基于电机损耗机理的最优转矩分配策略。首先分析了双电机四轮驱动电动车驱动功耗特征,提出了最优转矩分配数学模型;接着基于面贴式永磁同步电机dq等效模型,构建了双电机系统损耗模型,推导了双电机能效最优的转矩分配系数βo公式;最后在双电机测试平台上,测试了双电机温差对βo的影响规律,验证了所提出的转矩分配策略的合理性。结果表明,对于前后轴匹配相同动力系统的双同步电机驱动电动车,应优先采用双电机平分转矩驱动模式,而非单电机驱动模式。平分转矩驱动模式在低负荷工况,可避免非工作电机拖转损耗对驱动效率造成的负面影响;而在中高负荷工况,可实现最小驱动功耗;此外,前后电机温差对上述能效最优平分转矩策略影响较小。

四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真

论述了四轮独立驱动系统作为汽车驱动系统的优势及在电动汽车上应用的技术潜力。比较了ICEV动力学控制系统与EV动力学控制系统的区别,提出了四轮独立驱动电动汽车的新动力学控制方法。该方法利用前轮转向角和车速的前馈控制与基于质心侧偏角和横摆角速度的误差反馈控制相结合来控制车辆运动状态,并通过最优控制的方法确定了反馈系数。建立了整车数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件生成系统的仿真模型,对所述控制系统进行了仿真研究。结果表明:前馈与反馈相结合的控制系统在各种路面条件下均可明显改善汽车的动力学性能。

四轮轮毂电机电动汽车行驶状态估计

针对四轮轮毂电机电动汽车行驶过程中的状态估计和在数据测量过程中由于偶然因素使观测序列中存在野值的问题,本文中提出了一种基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先利用四轮轮毂电机电动汽车的每个车轮的电机驱动力矩容易测得的优势计算轮胎的纵向力,采用Dugoff轮胎模型计算轮胎的侧向力,建立了汽车非线性3自由度车辆模型。接着通过对简单易测低成本传感器信号的信息融合实现电动汽车在行驶过程中的纵向速度、侧向速度和质心侧偏角的准确估计。最后应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真对估计算法进行验证。结果表明,基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的估计算法比扩展卡尔曼滤波估计算法更能较准确地对车辆行驶状态进行估计,且具有较好的实时性。

轮毂电动机驱动车辆电动机的失效安全性

针对四轮独立驱动轮毂电动机式电动汽车电动机失效后车辆存在的安全性问题,提出了一种新型电动机失效控制策略.首先,失效控制器检测每台电动机的失效因子,判断失效类型;其次,根据油门踏板开度和转向盘转角决定失效控制目标,迅速协调正常工作电动机的输出转矩,以满足车辆期望纵向力矩和横摆力矩的需求,保证车辆行驶的动力性和稳定性.利用Simulink软件搭建了7自由度轮毂电动机驱动车辆动力学模型,对提出的控制策略进行了仿真研究.结果表明:该算法能在油门踏板开度大且转向盘转角小时保证汽车的动力性需求;在油门踏板开度较小或转向盘转角过大时进行稳定性协调控制,改善了电动机失效后车辆的行驶稳定性.

四驱电动车经济性改善的最优转矩分配控制

阐述了转矩分配控制实现四轮驱动电动车经济性改善的思路,采用效率最大化方法优化确定了转矩分配系数矩阵作为最优转矩分配控制策略核心.针对各种驾驶循环进行了能量消耗的仿真分析.仿真分析表明,最优转矩分配控制方法能够明显减少驱动能量消耗,增加反馈制动能量回收,总体能效提高约3%.同时能够大大降低轮毂电机的发热功率,延长其使用寿命.转矩分配最优化的控制方法能够应用于采用轮毂电机的纯电动车、前轴机械驱动,以及后轴电驱动的混合动力四轮驱动汽车的能量消耗经济性改善控制.

四轮轮毂电机驱动电动汽车扭矩分配控制

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动/制动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法,优化分配驱/制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性.控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱/制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件.仿真结果表明:采用层次化结构的控制分配方法充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,降低了总的轮胎利用率,提高车辆的操纵稳定性.与平均分配的方法相比,稳定性控制效果更佳.

电动轮车驱动防滑控制策略的研究

针对四轮驱动电动轮车的研发,设计了基于电机转矩的车轮滑移率估算器,对用于驱动防滑的模型跟踪控制算法(MFC)和最优滑移率PI控制算法进行了深入分析及优化,设计了基于滑移率估计的模糊控制算法,依据车辆单轮动力学模型对这3种驱动防滑控制算法进行了仿真分析。仿真结果表明:3种控制算法均可充分利用路面附着条件,有效进行驱动防滑控制,使汽车具有较好的稳定性。基于滑移率估计的模糊控制算法使汽车具有较好的动力性;最优滑移率控制算法使汽车具有较好的经济性;模型跟踪控制算法不需要依赖路面识别技术,算法简单,成本较低。

双横臂悬架-扭杆弹簧-电动轮模块的开发与应用

减少四轮驱动电动汽车关键零部件的种类,简化整车结构,是降低其批量化制造成本的有效途径。为此, 在对悬架导向机构和转向机构进行优化设计的基础上,提出双横臂悬架-扭杆弹簧-电动轮模块化设计概念和一 种零前束变化非转向轮双横臂悬架导向机构,实现了前后悬架-电动轮模块的通用化,并成功应用于国内第一台 线控转向四轮驱动燃料电池微型汽车“春晖三号”底盘系统的开发。

基于控制分配的轮毂电机驱动电动车稳定性控制仿真研究

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动/制动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法优化分配驱/制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性。控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总的纵向力和横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱/制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件。仿真结果表明:采用层次化结构的控制分配方法能充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,提高车辆的操纵稳定性。

四轮毂独立驱动电动汽车协调控制技术综述

对四轮毂独立驱动电动汽车的协调控制技术进行综述,重点介绍了多目标之间的协调控制以及四轮转矩协调控制的研究方法以及国内外研究现状,提出了当前存在的一些问题,展望了今后的发展趋势。

基于滑模控制的四轮驱动电动汽车稳定性控制

根据四轮独立驱动电动汽车每个车轮转矩可以单独控制的特点,建立了用于稳定性控制的电动汽车理想的线性2自由度模型.选择质心侧偏角和横摆角速度作为稳定性控制的主要控制变量,运用直接横摆力矩控制方法,基于滑模控制理论,分别设计了以质心侧偏角、横摆角速度以及两者联合为控制变量的稳定性控制策略,并在Matlab/Simulink环境下进行了转向行驶以及移线行驶的仿真分析.结果表明,滑模控制下的质心侧偏角与横摆角速度联合控制策略能够将质心侧偏角控制在稳定范围内,并能够很好地跟踪车辆的期望横摆角速度.

四轮轮毂电机电动车横摆力矩参数自调整模糊控制

针对四轮轮毂电机电动车横摆力矩控制问题,进行横摆力矩参数自调整模糊控制研究,确定整车横摆力矩分层控制结构.基于参数自调整模糊控制理论设计附加横摆力矩决策控制器.利用四轮驱动力矩独立可控的优势,采用规则分配方法进行四轮驱动力分配,并通过CarSim与Matlab/Simulink联合仿真实验,选取连续正弦方向盘转角输入工况对控制方法进行验证.结果表明:四轮轮毂电机横摆力矩参数自调整模糊控制方法能够有效提高车辆行驶稳定性.

四轮转向汽车的控制策略

四轮转向汽车能有效地提高低速时的机动性和高速时的操纵稳定性，从心理上和体力上减轻驾驶员的负担。分析和总结了四轮转向汽车的控制策略及其控制目标，介绍了几种典型的前馈型与反馈型控制方案，指出了四轮转向系统控制所面临的困难，并展望了其发展方向。

4WID/S电动汽车独立转向的多电机协调控制

针对电动汽车四轮独立驱动/转向(4WID/S)中4个转向电机协调控制,设计以转速为控制量的多电机协调控制策略,实现各电机转速合理分配。在Matlab/Simulink中构建汽车动力学与两相混合式步进电机转速控制相结合的仿真模型,以TMS320F28335为控制核心构建实验台架,4个转向电机协调运行表明控制策略的可行性。

四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述

基于轮毂电机驱动的电动汽车是未来汽车的重要发展方向,而针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的发展和国内外研究现状,论文进行了综述。首先介绍了轮毂电机和轮毂电机电动汽车结构和控制特点,对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车国内外研究概况进行了说明,最后指出从产品化角度四轮毂电机电动汽车在稳定性控制、城市工况节能控制方面进行深入的理论研究和实践探索,而充分发挥其控制优势进行基于驾驶员特性的智能控制是未来研究的重要内容。

基于矢量空间纯电动车三自由度建模与验证

建立电动车运动坐标系,利用矢量空间数学工具和刚体力学原理,建立四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车运动学数学模型,模型包含了纵向、侧向、横摆3个自由度。同时根据直流无刷轮毂电机的电气特性建立了轮毂电机的数学模型。模型使用了课题组试验车的参数,在相同的油门输入与方向盘输入的情况下,分别做了实车实验与模型仿真实验,采集两组实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据。通过比较试验车与仿真模型输出的数据验证了数学模型的准确性。利用已经建立的数学模型,研究高速状态下后轮转角对电动车的横摆角速度和质心侧偏角的影响,从实验结果可以看出,实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的横摆特性和质心侧偏角特性。此外,论文对模型的局限性进行了分析,明确该数学模型适用的场合以及使用该模型时应注意的事项。