过刊目录针对分布式驱动电动汽车因轮毂电机响应差异而引发的车辆失控、转向不足和转向过度等稳定性问题,提出了一种分层式车辆稳定性控制策略。上层采用基于模型预测控制(MPC)的附加横摆力矩控制器,可在线计算附加横摆力矩,以跟踪车辆期望横摆角速度和质心侧偏角,下层控制器负责四轮驱动力矩分配,在保证车辆稳定性的同时兼顾能量消耗优化。搭建了基于Simulink与CarSim的联合仿真平台,以上层基于滑模控制(SMC)的附加横摆力矩控制器作为对比开展仿真分析,结果表明:MPC算法在直线工况下将车辆横向偏移由13.01 m收敛至1.71 m,对横向偏移的抑制率达86.9%,且电机能耗降低约6.8%,在双移线工况下有效抑制了横摆角速度与质心侧偏角的振荡,证明了该策略能够有效补偿轮毂电机响应差异的影响,显著提升车辆行驶稳定性,并改善整车经济性。
针对四轮独立驱动电动汽车驱动防滑控制中各电机转矩响应存在误差,导致电机输出转矩不稳定的问题,提出一种考虑电机响应误差的驱动防滑控制策略,在综合分析电机动态响应和稳态响应对驱动防滑控制影响的基础上,设计了基于滑模控制的目标滑转率跟踪算法,并在控制底层对电机转矩响应误差进行补偿。通过CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真对所提出控制策略进行了验证,结果表明,在低附着系数路面、中附着系数路面条件下,相对于未考虑电机响应误差的驱动防滑控制策略,该方法使车速分别提升了55.6%、31.8%,达到快速起步效果,且能够有效控制驱动防滑控制中滑转率的超调量,保障车辆驱动的安全性和稳定性。
针对纯电动轻型载货汽车在低附着系数路面、全油门加速等工况下驱动轮打滑严重的问题,提出基于路面附着系数的前馈与反馈融合防滑控制策略。首先,基于“摩擦椭圆”原理实时计算路面附着系数,并结合轮荷提前计算所能提供的基础驱动扭矩,同时基于目标角速度和实际角速度计算驱动扭矩,将前馈与反馈叠加进行融合控制。在全油门加速上坡工况下对某纯电动轻型载货汽车进行实车测试,结果表明:未开启防滑控制功能时,车轮在第4 s、第11 s、第18 s发生严重打滑,驱动轮的滑移率大于80%;采用所提出的防滑控制方法时,车轮在第11 s、第14 s出现打滑现象,驱动轮的滑移率小于60%,显著降低了驱动轮的打滑程度。
针对车辆主动悬架系统线性二次型调节器(LQR)因固定权重系数无法满足复杂工况需求,导致优化方向难以精准控制的问题,建立永磁直线电机作动器模型、七自由度主动悬架模型和状态空间方程,根据不同路面、车速划分多种工作模式,使用层次分析法(AHP)确定适应度函数加权系数,利用红嘴蓝鹊优化(RBMO)算法优化权重系数矩阵,在不同工况下进行MATLAB/Simulink仿真分析,结果表明:与被动悬架相比,舒适性模式下车身垂向加速度、俯仰角加速度,以及右前、左前、左后、右后侧悬架动行程分别改善27%、30%、17%、14%、8%、15%;安全性模式下侧倾角加速度及右前、左前、左后、右后侧轮胎动载荷分别改善41%、15%、18%、15%、17%;综合性模式下车身垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度分别改善35%、32%、48%。进一步通过CarSim/Simulink联合仿真分析所提出策略的综合性能,结果表明,该控制策略在不同模式下取得了一定程度的改善。
为改善整车平顺性和乘坐舒适性,针对车辆垂向动力学系统中线性二次型调节器(LQR)存在的性能优化主观性和局限性问题,提出了一种遗传算法(GA)优化方法。首先建立汽车垂向动力学模型,设计了LQR控制器,然后,引入遗传算法实现了参数优化。仿真结果显示,相较于被动悬架,经遗传算法优化的LQR控制器在车身加速度、悬架动行程以及轮胎动位移方面展现了更优的控制效果。
针对商用车电子机械制动(EMB)系统在防抱死制动控制中的响应滞后和鲁棒性不足问题,提出一种基于制动电机夹紧力-转速-电流三闭环的防抱死制动滑模控制算法,通过建立单轮车辆动力学模型与EMB执行器模型,设计滑模控制器以实时跟踪目标滑移率。在TruckSim/MATLAB联合仿真中,滑移率稳定控制在目标值附近,轮速波动小、制动一致性良好,进一步搭建硬件在环(HIL)台架,分别将防抱死制动滑模控制器和EMB系统制动电机控制器布置在快速原型和电机控制板中,实测结果表明:滑移率能够有效跟踪目标值,满足防抱死制动控制性能要求,验证了控制策略在仿真与HIL测试中的有效性与工程可行性。
为探究离合器控制策略和能量管理策略对混合动力汽车行驶过程中模式切换造成的冲击问题,选取典型的P2+双离合器变速器(DCT)构型作为研究对象,通过MATLAB/Simulink和AVL Cruise M联合仿真平台设计了离合器模糊控制策略和模式切换主动优化控制策略,研究结果表明:采用离合器模糊控制策略的整车模型在保证良好的动力性的同时,能够实现更佳的驾驶平顺性;模式切换主动优化控制策略在将模式切换次数降低25.66%的情况下,等效燃油消耗量仅比基于规则的能量管理策略轻微增加0.97%,在满足动力性需求的前提下兼顾了平顺性和经济性。