【摘要】：汽車自適應(yīng)巡航控制是在傳統(tǒng)定速巡航控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,根據(jù)本車與前方目標(biāo)車輛或障礙物之間的相對距離,自動控制車輛驅(qū)動或制動來保證合適的安全距離。論文以四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車為研究對象,依托國家自然科學(xué)基金項目“考慮駕駛員特性的四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車動力學(xué)控制(51675257)”,利用其四輪驅(qū)動力矩、制動力矩及四輪轉(zhuǎn)角獨立可控的優(yōu)勢對自適應(yīng)巡航控制、再生制動控制和后輪主動轉(zhuǎn)角控制進(jìn)行研究。在保證自適應(yīng)巡航控制的前提下,通過再生制動控制節(jié)省電動車的電能消耗,通過后輪主動轉(zhuǎn)角控制提高汽車的駕駛舒適性和操縱穩(wěn)定性。首先,論文建立了四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車的仿真模型。應(yīng)用MATLAB/Simulink軟件,根據(jù)四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車實車上各項參數(shù),建立四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車仿真模型,與CarSim軟件聯(lián)合仿真對所設(shè)計的模型進(jìn)行仿真實驗驗證,證明了建立模型的合理性。其次,設(shè)計了自適應(yīng)巡航控制(ACC)策略。綜合考慮了理論安全距離與兩車之間的實際距離之差以及兩車之間相對車速的模式切換控制和再生制動控制,該控制策略將ACC系統(tǒng)分為跟隨前車模式、定速巡航模式和勻速行駛模式,設(shè)計了包括理論安全距離算法、驅(qū)動力矩控制算法、制動力矩控制算法的自適應(yīng)巡航控制器并充分利用四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車的優(yōu)勢,采用再生制動控制回收車輛制動部分消耗的能量,節(jié)省了電動車的能源消耗,應(yīng)用MATLAB/Simulink與CarSim軟件聯(lián)合對該控制策略進(jìn)行仿真實驗驗證。再次,設(shè)計后輪主動轉(zhuǎn)向控制策略。選取線性二自由度車輛模型為參考模型,基于最優(yōu)控制理論設(shè)計附加后輪轉(zhuǎn)角決策控制器。當(dāng)車輛的質(zhì)心側(cè)偏角、橫擺角速度超出參考模型中計算出的期望值時,附加后輪轉(zhuǎn)角決策控制器會控制兩個后輪產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)角,有效提高汽車在自適應(yīng)巡航控制過程中的操縱穩(wěn)定性。最后,基于駕駛模擬器試驗臺對具有后輪主動轉(zhuǎn)向控制的自適應(yīng)巡航控制策略進(jìn)行試驗驗證。搭建基于駕駛模擬器試驗臺的整車模型,設(shè)計自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的典型試驗工況對控制策略進(jìn)行試驗驗證。實驗結(jié)果表明:設(shè)計的自適應(yīng)巡航控制算法、理論安全距離算法以及后輪主動轉(zhuǎn)向控制算法能夠使本車安全跟隨前車行駛,提高車輛的操縱穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6
【圖文】：

1.2 四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀四輪獨立驅(qū)動與轉(zhuǎn)向電動車是分布式驅(qū)動電動汽車的一種，屬于多輪獨立驅(qū)動電動汽車。多輪獨立驅(qū)動電動汽車一般為輪轂電機，應(yīng)用線控驅(qū)動控制各個輪轂電機的驅(qū)動力矩，使得驅(qū)動力矩分配更加精確，控制效果更加良好，目前成為各大汽車公司、科研部門的研究熱點[5]。1.2.1 國外研究現(xiàn)狀日本豐田公司在第 37 屆東京車展中展出概念車 Fine-N，它裝配的是超薄的燃料電池，厚度僅為 150mm，并且其加速能力與傳統(tǒng)汽油發(fā)動機的汽車不相上下，因為它裝備的儲氫罐壓強能夠達(dá)到 70MPa，可以在需要時提供足夠的能量。同時 Fine-N 使用的是整車動態(tài)控制系統(tǒng)，全車采用線控技術(shù)分別控制四個輪轂電機，每個輪轂電機的最大功率是 25KW，最大扭矩為 110Nm。兩年后，豐田公司在第 39 屆東京車展上展出了一款更加先進(jìn)的概念車 Fine-X，該車最顯著的特點是采用了可以更容易停車入庫等功能的四輪獨立轉(zhuǎn)角機構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)原地轉(zhuǎn)向等特殊需求，而且四個輪轂電機分別獨立的供給整車足夠的驅(qū)動力[6]。

圖 1.2 三菱 i-MIEV 概念電動車 1.2 Mitsubishi i-MIEV conceptual electric vehi世紀(jì)初相繼推出了其研制的一系列 PIV別使用 4 個輪轂電機作為整車動力的來，所以它的轉(zhuǎn)彎半徑非常小，能夠在非城市工況下進(jìn)行推廣使用。在 2010 年根據(jù)需求進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，并且可和空間利用率之高[8]。

圖 1.2 三菱 i-MIEV 概念電動車Fig. 1.2 Mitsubishi i-MIEV conceptual electric vehicle日本日產(chǎn)公司在 21 世紀(jì)初相繼推出了其研制的一系列 PIVO 概念電動車，該電動采用全系線控技術(shù)，分別使用 4 個輪轂電機作為整車動力的來源，并在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上可進(jìn)行四輪獨立轉(zhuǎn)向控制，所以它的轉(zhuǎn)彎半徑非常小，能夠在非常狹小的空間內(nèi)進(jìn)行原轉(zhuǎn)向，非常適合目前的城市工況下進(jìn)行推廣使用。在 2010 年，日產(chǎn)公司推出最新款 PIVO 3，其座椅可以根據(jù)需求進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，并且可以同時乘坐 3 人，充分現(xiàn)出了它的人性化程度和空間利用率之高[8]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2795824