驾驶员起步意图识别的P2.5插混单离合起步控制策略

为解决起步过程中车辆状态无法有效跟随驾驶员起步需求的问题,提出考虑驾驶员起步意图识别的起步控制策略。基于搭载双离合变速器(DCT)的P2.5插电式混合动力系统,分析系统结构及DCT单离合器起步过程,根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员操作得到驾驶员起步意图,将起步意图结合离合器状态参数推导离合器结合油压,控制离合器传递扭矩。结果表明:不同驾驶员起步操作下,车辆能有效识别驾驶员的起步意图,冲击度与滑磨功均满足相关性能指标。     

紧凑型驾驶员在环EMT换挡试验平台开发

常见的变速器换挡试验台架注重对换挡的动力学过程进行研究,而没有把驾驶员以及交通场景带来的外界随机扰动考虑在内。为了提升变速器换挡试验的真实性和可靠性,在原有电驱动机械变速器(EMT)换挡试验台架的基础上增加了紧凑型驾驶模拟仿真系统,集成了虚拟交通场景、驾驶操作部件以及基于模型预测控制方法的自动驾驶算法。在Lab VIEW环境下开发了数据采集与处理软件来实现驾驶模拟信息采集和处理、驾驶模拟仿真系统与变速器控制器通信、车辆运行状态以及换挡过程监控等功能。大量试验结果表明:该试验平台能够模拟车辆在不同路况和驾驶员风格下的运行状态,实现驾驶员和交通场景在环的EMT换挡试验。     

汽车稳定性控制系统模型及横摆控制仿真

在Matlab/Simulink中建立了包括横摆运动、侧倾运动的八自由度整车动力学模型和车辆参考模型。采用车辆横摆角速度的状态差异法,基于模糊控制理论制定了直接横摆控制策略,实现了ESC系统对车辆的稳定性控制。对典型工况鱼钩试验进行仿真分析。结果表明:所制定的控制策略可以有效地实现横摆稳定性控制,而且减小了侧向加速度,使汽车具有一定的抗侧翻能力,提高了汽车的稳定性和安全性。     

基于概率神经网络的自动换挡策略研究

为了将驾驶员手动换挡经验制作成自动换挡策略,更好地满足汽车换挡的动力性要求,缩短变速箱自动换挡策略的研发时间,提出使用驾驶员手动换挡经验训练概率神经网络,从而高效率地制定汽车自动变速箱的换挡策略。在TruckSim中搭建汽车仿真模型,通过车辆CAN总线获得训练样本,在Matlab里训练概率神经网络模型。一方面进行PNN换挡策略与动力性换挡策略及BP神经网络换挡策略的仿真对比试验;另一方面进行原车离线数据的换挡试验。试验结果表明:基于概率神经网络的自动换挡策略可以实现正确率为98.76%的挡位控制,达到将优秀驾驶员手动换挡经验应用于自动换挡策略的要求;概率神经网络自动换挡策略的动力性优于动力学理论推导的换挡策略和BP神经网换挡策略。     

基于预瞄的智能车辆路径跟踪控制研究

针对智能车辆在实际行驶过程中的路径跟踪问题,综合考虑车辆位置和动力学状态,建立了二自由度车辆动力学模型和路径跟踪预瞄误差模型,并将预瞄误差模型与二自由度车辆动力学模型相结合。以最小化横向预瞄误差和车辆与目标路径之间的方位偏差为控制目标,基于线性二次型最优状态调节器(LQR),得到了安装四轮转向控制器的智能车辆的前后轮转角。将车辆的前后轮转角作为车辆模型的输入,控制车辆稳定地跟踪期望路径。仿真结果表明:提出的路径跟踪控制策略能够在车辆换道时始终维持横向预瞄误差和方位偏差在较小范围内,同时具有较好的横向稳定性。     

双电机两挡驱动系统协同控制策略研究

基于某新型双电机两挡变速箱驱动系统,研究了能耗经济性双电机转矩分配策略以及工况适应性两挡变速箱换挡策略。针对经济性优化目标,挖掘行驶工况数据与双电机效率的互补特征,提高协同控制效率,实现车辆能耗经济性最优控制。针对瞬态最优策略的换挡频繁问题,提出了在线辨识工况特征参数的方法,实时调整变速箱换挡规律及双电机转矩分配策略。基于Matlab/Simulink仿真验证了双电机两挡驱动系统工况适应性协同控制策略的可行性及有效性。     

基于Pc-Crash的车辆侧翻事故逆向分段事故再现方法

为精确再现复杂多模态交通事故运动过程,提出一种基于Pc-Crash的逆向分段事故再现方法,针对一起追尾碰撞、滑移和侧翻的复杂交通事故,应用Pc-Crash软件,以事故现场车辆终态位置等信息为基础,逆向再现车辆侧翻运动过程,确定车辆侧翻前某时刻运动状态,再基于车辆侧翻前仿真结果,进一步逆向再现两车碰撞过程。应用动力学方法推演分析案例中两车碰撞前车速,并与仿真结果中获得车速做比对分析,验证逆向仿真分段事故再现方法的正确性。提出的再现方法流程简便、仿真难度降低,可获得较为准确的仿真结果,保证了事故仿真过程与事故现场痕迹的一致性。     

混合动力汽车耦合装置闭锁离合器动力学分析

并联式混合动力汽车耦合装置是混合动力汽车的关键部件,其性能决定了模式切换过程的平顺性和快捷性。而闭锁离合器的设计开发是混合动力耦合装置的难点之一。研究了混合动力汽车耦合装置闭锁离合器动力学特性,通过对混合动力汽车工作模式进行分析,并结合行星轮的动力学特性、行星轮杠杆受力分析图,推导出行星轮闭锁离合器的力矩计算公式,提出了混合动力耦合装置闭锁离合器设计准则,为闭锁离合器设计提供了必要的理论依据。     

双桥独立驱动铰接车辆牵引力控制策略研究

为了满足我国自主研制井下辅助运输车辆的需要,依据铰接式特种车辆的结构特征,建立了整车七自由度动力学模型。针对双桥独立电驱动铰接车辆,以滑模控制的驱动防滑控制算法为基础,提出了双桥独立电驱动铰接车辆的驱动防滑控制策略。对所研究的控制策略在MatLab-simulink环境下进行了数值仿真验证,并且与直接使用前、后桥驱动电机输出等比例驱动转矩方式进行了比较。结果表明:转速差控制策略能够将车辆各轮胎的滑转率控制在期望值附近,避免了车轮打滑的发生,有效提升了车辆系统的驱动性能,为我国井下车辆关键技术的发展提供了理论储备和技术支持。     

基于ANFIS的纯电动轻卡自动换挡策略

在纯电动轻卡中,不同的换挡策略对于汽车的能耗有着很大的影响。基于模糊神经网络控制理论,依据传统的两参数换挡规律,采用具有2输入单输出的Sugeno模糊推理结构,建立了ANFIS换挡策略。通过具体的样本数据对换挡策略进行训练,在Cruise中搭建纯电动轻卡的整车模型作为仿真环境,代入整车参数进行仿真,将得到的仿真结果与传统模糊换挡策略进行分析比较,结果表明:ANFIS换挡策略能有效改善车辆的操作稳定性和经济性能,并在能耗上得到优化。     

基于液力变矩器效率优化的车辆自动换挡策略研究

恶劣行驶环境下的特种车辆对动力性、传动效率要求较高,为此,根据TR50特种车辆的实车数据制定最佳动力性换挡规律。通过分析液力变矩器的工作特性,建立了计算液力变矩器实时传动效率的数学模型。以换挡前后液力变矩器传动效率的变化最小为优化目标,利用贪心算法对最佳动力性换挡规律进行优化。分别将优化后和优化前的换挡规律在Matlab/Simulink仿真系统模型中进行仿真分析,得出两种换挡规律下液力变矩器的效率变化情况。结果表明:优化后的液力变矩器传动效率与优化前相比提升较多,其中大于0. 5的效率提升20. 5%,大于0. 6的效率提升16. 6%,各挡位的高效率工作区比例得到明显提升。     

基于Q学习的纯电动重型商用车智能换挡控制策略研究

为了同时兼顾换挡策略的全局最优性与在线实时性,提出了基于Q学习算法的智能综合换挡策略。根据马尔科夫理论,构建需求功率转移概率模型。以电能消耗与加速度量纲归一化最大为加权目标,建立综合性能换挡策略优化模型。运用Q学习算法,得到不同车速下的需求功率、SOC、速比三者关系的MAP图,从而制定出整车智能综合换挡策略。基于AVL/Cruise仿真平台,选取C-WTVC为循环工况,进行综合性能仿真分析。结果表明:与传统综合换挡策略相比,基于Q学习算法的智能综合换挡策略,整车0～50 km/h的加速时间缩短了4.6%,整车的能量消耗率降低了5.3%,说明该换挡控制策略能够有效地改善整车的动力性与经济性。     

基于动态规划的混联式混合动力客车能量管理控制策略研究

能量管理策略是混合动力车辆的核心技术之一,其优劣直接影响到燃油经济性。提出一种基于动态规划的能量管理控制策略优化设计方法。以燃油经济性为目标函数,以电池荷电状态、离合器状态及发动机转速为状态量,以发动机油门开度、离合器命令及发动机转速变化命令为控制量,建立最优控制的数学模型。求解最优控制模型并提取控制规律,设计改进的基于动态规划规则的能量管理控制策略。以中国典型城市公交工况为输入的目标循环工况,测试并验证了所开发的能量管理控制策略的正确性及实用性。应用该能量管理控制策略到实际车辆,并进行转鼓测试,测试结果表明:该控制策略相比基于规则的方法燃油经济性提升32%。     

车辆双磁流变阻尼器座椅悬架的建模及控制

采用双磁流变阻尼器提高车辆半主动座椅悬架的减振效果,建立了包括变阻尼Vogit单元、附加调节质量和弹簧的串联支路和可变阻尼并联构成的3自由度半主动座椅悬架模型。推导了该模型的动力学方程,进一步采用改进的Bouc-Wen模型建立了磁流变阻尼器的数学模型。根据悬架动力学方程给出了基于分层的控制策略,在Simulink中搭建了相应仿真模型,取人体易发生共振的3个频率信号以及随机激励信号进行测试。仿真结果表明:所提出的半主动悬架机构及其控制策略具有较好的减振效果,为半主动悬架的设计和控制提供了参考。     

纯电动汽车两挡AMT换挡策略研究

两挡AMT相较于单级固定速比减速器,能够降低整车系统对电池和电机性能的要求,但需要为其设计合理的换挡策略,以保证车辆经济性和动力性满足需求。首先分析驱动工况下电池、电机和变速器效率随车速和加速踏板开度的变化情况,以系统效率最高为目标,设计最佳经济性换挡策略。其次,分析不同挡位下加速度随车速和加速度踏板开度的变化情况,以加速度最大为目标,设计最佳动力性换挡策略。最后,设计了一种换挡策略切换控制器,将百公里电耗和加速时间组成综合性能指标,基于模糊理论计算动力需求因数,根据动力需求因数选择相应的换挡策略。仿真和试验结果显示:相较于传统换挡策略,平均百公里电耗降低9.97%,加速度略有恶化约3.96%。因此,该换挡策略在基本保证驾驶员动力需求的同时,极大地提高了经济性,可有效延长车辆的续航里程。     

车辆离合器用2D数字缓冲阀缓冲特性研究

针对传统缓冲阀缓冲特性单一、适应性较差,导致电磁式缓冲阀控制精度不高的问题,利用2D数字技术应用于离合器油压控制系统中,设计了2D数字缓冲阀,阐述其结构和工作原理,建立数学模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:2D数字缓冲阀的阶跃响应时间约为55 ms,最大超调量约为18. 62%;在换挡缓冲过程中,其最大偏离量为0. 165 MPa,稳态误差为0. 056 MPa;输入不同的缓冲控制信号,阀的输出能够跟随输入变化。     

分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制策略研究

针对某型纯电动汽车进行轮毂电机参数匹配设计,建立整车参数化模型;以横摆角速度和质心侧偏角偏差作为控制目标,基于滑模控制理论及罚函数法,提出整车横摆稳定性控制和轮毂电机转矩分配控制策略;选取双移线和鱼钩试验2种典型工况,与无控制和模糊PID控制策略进行对比分析,对控制策略进行仿真验证。结果表明:采用积分滑模控制策略后,双移线试验工况下,车辆横摆角速度最大值为0.17 rad/s,质心侧偏角最大值为-0.038 rad;鱼钩试验工况下,车辆横摆角速度最大值为0.23 rad/s,质心侧偏角最大值为0.049 rad,均小于未加控制时车辆的状态参数,所提出的整车横摆稳定性控制策略能够有效对车辆进行横摆稳定性控制,降低车辆失稳机率。     

高速转弯时CVT速比快速变化对车辆动力学的影响

CVT(金属带式无级变速器)速比的快速变化会导致车辆纵向加速度的变化,进而影响车辆的运动速度。利用这个特性,当车辆高速转弯时,可以通过快速变化CVT速比影响车辆动力学特性。建立了多自由度整车和CVT传动系统耦合模型,研究了3种不同CVT速比变化对车辆高速转弯时纵向和侧向力的影响。模型仿真结果表明:车辆过弯时采用快速增加速比然后快速减小速比的控制方式,在减小进弯道速度的同时,可以获得更大的侧向加速度和更小的转弯半径,并对操稳性影响不大。该研究结果可用于研究开发车辆转弯时的CVT速比控制策略。     

基于滑转率的四轮轮边驱动客车电子差速控制策略

针对四轮驱动电动客车电子差速控制问题,考虑车辆转向过程中垂直载荷转移以及转向过程的横向稳定性,提出了以车轮滑转率为控制目标的电子差速控制策略,通过对4个驱动电机进行转矩调节以达到控制目标。在Carsim/Simulink联合仿真平台下进行离线仿真,经验证该策略可以根据不同转向工况对各个驱动电机转矩实时分配,将仿真结果与无电子差速策略的车辆仿真结果进行对比,相同转向工况下采用电子差速策略的车辆比无电子差速策略的车辆具有更好的差速效果和横向稳定性。在基于dSPACE/Infineon-TriCore搭建的硬件在环实验平台上进行半实物仿真,验证该电子差速控制策略的可靠性。     

基于MPC算法的车辆自适应巡航系统分层控制研究

以前车加速度为参考,考虑跟车效率、行车安全性等因素,建立了车辆的自适应巡航控制策略;设计了基于模型预测控制算法(MPC)计算期望加速度的上层控制器;建立了逆纵向动力学模型计算节气门开度或制动力,实现自适应巡航功能的下层控制器。通过Matlab/Simulink和Carsim软件的联合仿真对巡航工况、巡航-跟车综合工况进行验证,结果表明:该控制方法能够使车辆获得理想的巡航速度,实现车辆在安全车距下较好地跟踪前车。