摘要：基于轮毂电机的力矩主动分配实现电动汽车的侧倾稳定性控制。建立轮毂电机驱动整车虚拟样机模型并通过了试验验证;以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,设计基于模型预测控制的横摆稳定性控制器,以侧倾角速度和侧倾角为状态变量,设计基于反馈最优控制的侧倾稳定性控制器;基于空间运动解耦进行四轮驱动转矩的底层协调分配,在此基础上实现了兼顾整车横摆运动的轮毂电机驱动电动汽车的侧倾稳定性控制。研究表明,轮毂电机驱动具有常规半轴驱动所不具备的整车空间稳定性大强度控制能力,利用所提出的横摆和侧倾运动联合解耦控制方法,可以在保证横摆稳定性的前提下有效控制侧倾运动,从而大幅提高整车的空间稳定性。

摘要：为了利用所设计的双电机防滑差速驱动系统来提高分布式驱动汽车的动力学性能,在前期同轴耦合驱动控制理论研究的基础上,开展该车的高速稳定性机电耦合控制研究。建立并验证包含所设计驱动系统在内的分布式驱动汽车的人-车系统14自由度空间动力学模型;以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,基于模糊规则设计动力学稳定性控制器;制定整车失稳的判定条件,辨识控制系统参数;利用施加机电耦合控制所产生的附加直接横摆力矩,实现极限工况下的整车高速稳定性控制。结果表明,采用机电耦合控制,除了可以实现两侧分布式驱动系统的动力耦合,起到增强车辆高速稳定性的作用,还能够协调两侧驱动系统的转矩输出,抑制驱动力矩波动,降低电机和控制器的工作强度。

摘要：针对现有智能车辆轨迹规划方法在结构化道路中、高速场景中因均匀采样产生的计算时间浪费问题,提出一种基于采样区域优化的轨迹规划方法。该方法综合考虑道路环境信息和障碍物信息,将采样区域划分为基础代价区和障碍代价区,分别计算两个区域内采样点的代价值并依据该代价值对采样点进行筛选,高代价点将被忽略,低代价点将用于计算最优轨迹,从而避免均匀采样造成的计算量浪费。为进一步缩短规划时间并提高轨迹选择合理性,将候选轨迹按轨迹代价值进行排序,依次对候选轨迹进行碰撞检测,将不满足检测的轨迹剔除并将第一条通过检测的轨迹选为最优轨迹。为检验算法的可靠性,通过构建仿真道路及设计多个场景,对规划算法进行仿真验证。研究结果表明,所提出方法在有效降低单步轨迹规划时间的同时,保证了最优轨迹的安全性、合理性和可靠性。

摘要：匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明:施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。

摘要：混合动力汽车可以通过模式切换获得良好的燃油经济性,但发动机和驱动电机高效工作区间的转速差异会降低耦合驱动效率,发动机启动瞬态冲击也会破坏整车纵向行驶平顺性。为解决上述问题,开展一种可实现发动机与驱动电机高效工作区域重叠的增速离合器的创新设计,并基于其进行发动机启动平顺性控制研究。首先,设计增速离合器三维实体结构,介绍其功能特点;接着,建立增速离合器齿轮传动机理模型、执行机构驱动电机模型和制动系统模型;然后,设计基于滑模速度控制和单神经元力控制的执行机构双闭环控制器;再后,使用遗传算法对力曲线进行寻优,确定最优接合速度与最终结合力;最后,开发增速离合器原理样机并对提出的发动机平顺启动控制方法进行快速原型试验验证。研究结果表明,所设计的增速离合器除了可以提升发动机与驱动电机的耦合工作效率外,基于其进行发动机启动控制还可以有效减少冲击度、滑摩功和扭矩超调量,从而大幅提升发动机启动时车辆的纵向行驶平顺性。

摘要：同轴并联混合动力客车因其动力总成构型较传统构型改动小、能量传递效率高且易于实现多模式运行而在公交客车领域得到广泛的应用。应对复杂瞬变的公交工况,如何设计高效的能量分配策略实现混合动力客车的高效节能已成为近期的研究热点。针对同轴并联构型混合动力客车建立逆向仿真模型,在分别对规则式能量分配策略和瞬时优化分配策略分析的基础上,考虑发动机切入/退出动力系统时机对于整车燃油经济性的影响,提出一种基于规则修正的瞬时优化能量分配算法。将发动机切入/退出判定引入到瞬时优化算法中,并对该策略进行仿真与道路试验验证。实车验证结果表明所提出的策略能够提升节油率约5%,是一种具有实际应用前景的并联混合动力客车能量管理方法。

摘要：为提高电动汽车的空间稳定性,开展基于轮毂电机和主动悬架的整车横摆-侧倾运动联合控制.分析了轮毂电机差动驱动联合主动悬架控制对车身横摆-侧倾运动的影响,制定了空间稳定性协同控制策略.以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,设计了基于参考模型的横摆稳定性控制器;以方向盘转角和侧向加速度为状态变量,设计了基于主动悬架侧倾抑制的前馈控制器;以侧倾角速度和侧倾角为状态变量,设计了基于反馈最优控制的侧倾稳定性控制器.建立了四轮驱动转矩和主动悬架力/力矩协调分配规则,通过联合仿真验证了控制策略的有效性.研究表明,轮毂电机差动驱动具有横摆稳定性控制能力和一定的侧倾辅助控制效果,联合主动悬架控制可以改善车辆的横摆-侧倾运动状态,大幅提高整车的空间稳定性.

摘要：轮毂电机驱动汽车可以通过差动驱动抑制车辆横摆和侧倾运动,从而提高车辆侧向稳定性,但受轮毂电机力矩和地面附着力约束的限制,作用效果薄弱。为提升车辆侧向稳定性控制效果,提出综合差动驱动、主动转向和主动悬架的车身横摆与侧倾稳定性底盘协同控制方法。根据轮毂电机驱动汽车特点,对其侧向失稳机理进行分析,基于模型预测控制设计前轮主动转向控制器;利用所提出的变系数指数趋近率求解期望横摆控制力矩,基于最优控制算法计算侧倾控制力矩;最后,构建集成差动驱动、主动转向和主动悬架的侧向稳定性控制器并完成整车侧向稳定性协同控制仿真验证。研究表明,所提出的底盘协同侧向稳定性控制方法可以有效控制车辆的横摆和侧倾运动,使其收敛于理想控制域,为轮毂电机驱动车辆的主动安全性控制提供了理论支持。

摘要：分布式驱动电动汽车具有优越的侧倾稳定性控制功能,但基于横向载荷转移率评价进行控制并不能充分发挥其技术优势。为提升该类车型恶劣工况下的防侧翻控制能力,针对当前侧翻评价指标的不足,开展基于能量转化评价的稳定性控制研究。针对该类车型的结构特点,建立车辆系统坐标系,借助欧拉旋转角法推导了整车在侧翻运动过程中动能、势能和耗散能的表达方程;通过计算车辆失稳能量阈值与车辆实时失稳能量,提出综合多因素的车辆稳定性评价指标;基于侧翻动力学模型设计出防侧翻滑模控制器;通过在分布式驱动系统力矩阈值范围内开展基于驱动轮力矩分配的差动驱动,实现了整车的防侧翻控制。研究表明,基于能量法制定的空间失稳评价指标相较于横向载荷转移率而言,更能准确、灵敏地反映整车侧倾运动状态的变化趋势,基于其设计的防侧翻控制方法通过主动分配两侧驱动力矩,削弱了相关能量转化,有效抑制了整车侧倾运动,显著提高了侧倾稳定性。

摘要：为了对粘性限滑差速器的工作原理及其对车辆性能的影响有深入了解,在建立的限滑差速器剪切转矩传递模型的基础上,以7自由度整车模型为例,进行汽车装粘性限滑差速器与装普通差速器的操纵稳定性对比分析。仿真结果表明,限滑差速器不仅能有效改善车辆的操纵稳定性,还可以明显提高车辆的动力性和通过性。