一种新型增程插电式混合动力控制策略的开发

针对一种新型增程插电式混合动力车辆,以实现该构型车辆的燃油经济性和整车动力性较优的特点为目标,开展了该构型车辆的控制策略开发的研究。建立了发动机、驱动电机和启动发电一体电机的等效燃油消耗模型,根据各部件效率离线计算出等效燃油最小下的需求扭矩分配系数。针对模式切换中的系统不连续性,设计了分阶段转矩协调控制策略。台架测试和实车道路测试结果表明,该整车混合动力控制策略能够保证车辆动力部件运行在效率最优区域,并且电控离合器闭合时间不大于1.5s,电控同步器闭合时间不大于0.2s,整车混合动力模式切换迅速和平稳。     

软件在环仿真技术的整车控制器功能验证

在采用Simulink软件搭建控制对象模型的基础上,基于VEOS系统制定测试方案,搭建某款纯电动汽车整车控制器测试平台,实现软件在环仿真;利用仿真结果对功能错误的代码进行调试改正,并将调试好的C代码下载到硬件环境中进行实车测试,完成电动汽车整车控制器的功能验证。研究表明,整车控制器能够根据测试人员的故障输入快速准确地识别故障等级,并作出响应;应用软件在环仿真技术能及时发现整车控制器在早期研发阶段存在的功能代码错误,可有效缩短整车控制器的开发周期。     

电动轮汽车转矩矢量控制系统试验平台

电动轮采用安装在车轮内部的轮毂电机直接驱动汽车行驶,实现了驱动转矩与电制动转矩独立可控。针对目前电动轮汽车的系统耦合程度高、轮毂电机匹配复杂等问题,提出了一种转矩矢量控制系统(TVCS),其结构与整车其他系统相互独立,构成电动轮汽车的动力总成。设计了转矩矢量控制系统的网络拓扑结构及矢量控制器的软硬件架构。通过对原型车底盘系统的设计与校核,获得了搭载转矩矢量控制系统的电动轮汽车试验平台。实车单移线试验结果表明:转矩矢量控制系统能有效保证整车通信负载率,便于轮毂电机集成;试验车实现了基本功能,为转矩矢量控制算法的研发与优化提供了测试平台。     

基于T-S模糊模型H_∞控制的车道保持性能研究

为了有效控制并避免车道偏离造成的交通事故,文章提出一种基于模糊Takagi-Sugeno(T-S)的车道保持协调控制方法;基于远、近视角建立驾驶员模型,利用纵向速度的非线性变化,建立人-车-路闭环模型,设计基于T-S的控制器得到期望的辅助转矩;考虑到外部阻力对汽车转向跟踪的影响,增加前馈补偿控制模块;将电动助力转向(electric power steering,EPS)作为车道保持的执行机构,通过控制电机实现车辆的主动转向纠偏。仿真实验和实车实验结果均验证了该方法可以保证车辆稳定地在车道中心线附近行驶。     

基于功能安全的整车控制器的概念设计与仿真

基于汽车功能安全标准的要求,对电动汽车整车控制器进行了概念设计。在此基础上,完成了对整车控制器的危害分析和风险评估,确定安全等级和安全目标。搭建了整车控制器的仿真模型,对整车驾驶性能进行测试,测试结果表明此设计能够满足功能安全标准规范,实现了对整车控制器的功能安全设计,对整车控制器的安全开发具有指导意义。     

厢式运输车实车碰撞过程驾驶员的安全性分析

以国内某厂生产的5021型厢式运输车作为研究对象，对该车进行二次实车正碰，由碰撞过程中安全带出现的故障，分析表明安全带在实车正碰过程中对驾驶员的保护作用。     

基于状态估计的无人车前轮转角与横摆稳定协调控制

针对无人车轨迹跟踪问题,提出了一种基于状态估计的无人车前轮转角和横摆稳定协调控制策略.建立了车辆轨迹跟踪模型,利用模型预测控制算法设计了轨迹跟踪控制器,得到实时跟踪参考轨迹所需的前轮转角.根据车辆模型设计了一种基于未知输入观测器的前轮转角估计方法,并将估计结果作为前轮转角跟踪控制的输入量.基于非奇异终端滑模控制设计了前轮转角跟踪方法,通过转向电机扭矩来控制车辆转向以实现轨迹跟踪.同时,设计了车辆横摆稳定控制器,通过控制横摆角速度跟踪误差确保车辆横摆稳定.建立了CarSim-Simulink联合仿真模型并进行仿真实测试.结果表明,未知输入观测器具有较好的前轮转角估计效果,从而为车辆协调控制提供可靠信息源,协调控制策略能够在保证车辆横摆稳定性的同时完成车辆轨迹跟踪.      

基于simulink的纯电动汽车整车控制系统设计

为电动汽车整车控制系统开发周期长和稳定性差的问题,本文通过设计了一款纯电动汽车整车控制系统研究了整车控制问题。该系统基于飞思卡尔S12处理器开发的ECMV2硬件模块,软件的底层驱动是以Code Warrior IDE for HCS12为开发环境创建软件工程,封装成simulink的图形化模块,提供全部板载外设驱动程序库,并提供GUI界面以便于配置,使得基础软件和控制算法在同一个平台上搭建并验证,以及建立了整车各模块模型和控制策略。通过实车测试进行验证,结果表明,电机驱动扭矩峰值的时间差是1s;车辆的加速过程相对稳定;电池电压也不会迅速下降;驾驶员的操作也很快得到响应。可见该系统控制器灵敏度高,电机响应迅速,车辆运行平稳。此系统与传统的开发形式相比,开发时间大大缩短,增强了整车控制器的稳定性和可靠性。     

基于滑移率的双电机电动汽车转矩分配系统

针对双电机驱动电动汽车车轮打滑引起的动力损失问题,引入采用模糊PID(比例积分微分)控制算法的踏板调整系数,建立了基于车轮滑移率的转矩动态优化分配方法,并利用美国NI公司的Motohawk搭建了整车模型和策略模型;在Veri Stand的基础上研发了面向整车模型的上位机控制系统,应用Kvaser将策略下载到整车控制器内,实现了在D2P(快速原型设计)设备上的硬件在环仿真测试。测试结果表明,所建立的转矩分配策略可以合理的将转矩分配到前后轴上,同时可将前后轮的滑移率有效控制在10%以内,提高了电动汽车的效率和性能,为双电机电动汽车的转矩分配提供了有益参考。     

虚拟交通场景与试验台架融合的测控系统开发

目前,电动汽车结构呈现多样化,且研发周期越来越短。传统的测试台架已无法满足其测试需求。结合电动汽车发展现状及实际测试需求,为了在实验室环境下对动力总成各部件性能进行整车级集成测试,提出了整车仿真测试与试验台架相结合的设计方法,将虚拟现实驾驶模拟系统和台架动态加载控制系统集成,最大限度地模拟实车运行状况,检验关键部件的协调工作,以提升台架测试效率和产品开发周期。最后,以EM-CVT台架测试为例,验证了该台架测控系统的可行性。     

电动汽车整车控制器BootLoader功能开发

传统的电动汽车整车控制器开发中,对程序的烧写是通过BDM调试接口实现的,该方法不仅在控制器应用程序开发阶段会影响开发效率,而且会给后期整车控制器升级维护造成极大的不便.通过嵌入式系统引导加载程序(即BootLoader)对解决上述问题具有较强的实际意义.本文提出了整车控制器开发中BootLoader功能实现的整套设计与解决方案,并将该方案应用到实车运行中.最后,通过实际应用的测试与分析,结果表明该功能具有极高的可行性与有效性.     

基于模型的双电机驱动电动汽车控制系统开发

为充分挖掘双电机双轴驱动电动汽车的潜力,针对其构型特点进行了整车控制系统的开发研究。采用基于模型设计的方法建立了各个模块的控制模型,并在此基础上进行了整车控制策略模型的集成开发;利用嵌入式代码生成技术,实现了由Simulink环境下的整车控制策略模型到系统控制应用层软件代码的自动生成。设计了整车控制器的硬件系统,完成了应用层软件与底层软件的集成设计。在NEDC工况下进行了控制系统硬件在环测试,结果表明本文开发的控制系统能够满足实际需求。     

纯电动汽车上下电及电池管理系统故障控制策略

为有效执行整车能量控制策略,实现动力电池系统的优化管理并保障其安全性,文中根据纯电动汽车动力系统结构特点设计了一种电池管理系统,分析了整车高压上、下电过程中各控制节点的响应原则,提出了整车正常上、下电及紧急下电的控制策略,定义了电池管理系统的故障等级,并设计故障阈值表以实现故障情况控制策略;采用Stateflow/Simulink对整车上、下电及电池管理系统故障进行控制逻辑建模与仿真分析,并在实车静态及新欧洲标准行驶循环(NEDC)工况下进行验证.仿真和试验结果表明,绝缘上电及HVIL故障下电的处理符合控制逻辑,绝缘故障下电处理保证了高压安全,上、下电控制逻辑更加有利于整车能量控制.     

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机转矩分配

四轮驱动轮毂电机电动汽车采用4个永磁无刷轮毂电机驱动,根据轮毂电机的反电势接近正弦波的特点,采用磁场定向控制方法可以实现最大转矩电流控制。该文在永磁同步电机磁场定向控制效率模型的基础上,提出了相同转速转矩下的多永磁同步电机系统效率模型,根据此模型证明了多永磁同步电机系统相同转速下转矩平均分配可使电机系统效率达到最优。将此结论应用到四轮驱动电动汽车轮毂电机转矩分配研究中,通过仿真和实车测试进行验证。仿真和试验结果证明,平均分配永磁无刷轮毂电机转矩可使整车效率最优。     

轮边电机驱动差动转向车辆动力学控制

基于抗积分饱和算法为轮边电机驱动差动转向车辆设计了纵侧向解耦的动力学控制器.分析了差动转向车辆的动力学特性,针对复杂行驶工况下轮胎路面附着条件复杂多变从而影响动力学控制效果的问题,提出了双闭环结构的侧向动力学控制方法.仿真及实车试验结果表明,所设计的控制器具有良好的瞬态及稳态跟踪性能,实现了对驾驶员意图的准确跟踪.     

新能源车用ISG电机气隙的研究

ISG电机现广泛应用于混合动力、增程式纯电动等新能源车辆中.因ISG电机安装复杂,因此对其结构、装配工艺都有较高要求,合理的气隙是决定电机性能的关键.通过分析新能源车用ISG电机在整车中的不同连接形式,探索了ISG气隙的设计原则.以某增程式纯电动ISG电机结构为例,通过计算其安装偏差,并结合仿真测试性能及实车测试,分析安装工艺对ISG电机性能的影响,为ISG电机关键部件的设计提供参考.     

分布式驱动电动汽车电液复合分配稳定性控制

针对分布式驱动电动汽车各车轮电机力矩和液压制动力矩可独立控制的特点,以操纵稳定性为目标,设计电机与液压制动复合分配的控制策略.控制策略采用分层控制的结构,上层运动控制器根据驾驶员输入和车辆状态的反馈求取广义力,下层控制分配器在执行器约束及速度约束下,考虑轮胎纵侧耦合特性对横摆转矩的影响,采用二次规划法进行转矩分配,实现车辆的稳定性控制效果.最后利用CARSIM和MATLAB软件对电液复合算法进行了联合仿真,并进行了实车试验来验证算法,最终的仿真和试验结果表明复合分配控制策略的控制效果相对仅用电机控制时要好,提高了车辆的稳定性控制效果.     

一种城市公交车用混联式混合动力系统的设计研究

在主要研究搭载ISG(integrated starter/generator)并联式混合动力城市公交车的技术背景下,设计一种搭载ISG混联式混合动力公交车的动力系统.采用以发动机效率最优为目标和以整车动力性需求为约束条件的能量控制策略,利用Cruise软件进行整车的动力性和经济性仿真.仿真结果表明,系统各工作模式切换平顺稳定,目标车速跟踪效果好.最后,在实车试验中进行参数标定和测试,证明了该动力系统方案及其控制策略的可行性.     

无人车硬件在环虚拟测试系统设计与验证

为了解决在验证无人车的智能行为时,实地道路测试中面临的诸多问题,如费时、经济性差、道路环境要求高,以及易受天气环境的影响等。通过设计无人车硬件在环虚拟测试系统以及虚拟现实的方式对无人车的智能行为进行测试,该系统包括虚拟交通环境、道路模拟、车辆动力学以及模拟车载传感器的感知4个部分,可满足在无人车测试时对不同的交通状况、不同车型、不同传感器的测试需求。在虚拟交通环境部分提出了动态场景的自动触发机制,可适用于虚拟场景内所有动态运动目标的触发;在车辆动力学部分,设计了2个车辆模型通过在实时系统中的接口映射方案,解决了场景软件中车辆模型自由度少、车辆模型精度差等问题;在模拟传感器感知部分,提出了2种激励信号方案,一方面解决了因传感器目标模拟系统的物理因素导致的不足,另一方面也更好地适应复杂场景下车辆算法测试。通过该系统设计的一个虚拟测试场景,在场景中验证动态场景的自动触发机制,通过配置某待测实车的车辆动力学模型,在该虚拟测试场景中测试待测实车整车控制器的自适应巡航功能。研究结果表明:自动触发机制可准点触发虚拟目标车辆运动,待测实车整车控制器的自适应巡航能力良好,在低速场景中跟车距离稳定在40 m左右;此外系统存在一定程度的机械延迟,对系统不同激励信号方式的应用研究表明,在坡度与弯道场景中黑盒模拟法存在一定的不足。该系统可完成无人车硬件在环的虚拟测试。     

汽车液晶仪表实车数据测试台开发及数据分析

为实现汽车仪表全功能检测及显示策略验证,利用实车数据搭建仿真测试环境。通过上位机读取实车数据脚本,经串口将数据发送给电控单元,电控单元控制产生仪表信号,实现仪表功能测试。利用步进电机带动滑动变阻器模拟油浮子采集油量阻值原理,实现实车油量数据的仿真。基于win32平台开发数据分析环境,对实车数据提取分析,为仪表中控制策略、显示算法提供数据依据。根据信号源制定通用的脚本协议,可以满足多种仪表规范的测试需求。通过多款仪表测试,本平台具有良好的实用性、通用性,且能大大缩短液晶仪表的研发、测试周期。