重型车辆电控机械式自动变速系统设计与应用

以dSPACE为控制器设计了重型车辆电控机械式自动变速系统(AMT),按照V模式开发流程进行了硬件设计,控制软件代码自动生成,整车标定与测试.在12挡手动变速重型载货汽车平台上,设计了AMT液压控制系统、换挡执行机构和离合器自动控制系统,确定了系统控制策略,完成了控制软件设计,进行了实车标定与控制性能试验.结果表明,基于dSPACE的重型车辆AMT系统控制性能达到了预期的目标,控制软件开发与实车参数标定、调试容易,可减少控制系统在设计、开发、试验到定型过程中的重复工作,加快研发周期.     

基于V模式的机电复合传动能量管理控制系统设计

利用V模式开发方法进行了能量管理控制系统的设计与验证,实现了方案设计与仿真、快速控制原型、硬件在环仿真、道路试验标定与验证等各开发环节。研究结果表明,设计的机电复合传动功率耦合方案、控制方案和控制策略正确可行,开发的能量管理控制系统完成了系统的能量管理和综合控制功能,性能良好。应用V模式开发方法使设计与验证工作简单易行,提高了研发效率,具有较大的优越性。     

无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统

设计了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统,进行了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真试验,并且对仿真测试及优化后的电子控制单元进行了实车试验验证.结果均表明,该系统能够对车辆集成模型与电子控制单元的控制算法进行实时验证及优化控制,为无级变速器电子控制单元开发提供了一个仿真测试平台.     

四轮转向车辆鲁棒控制系统快速开发仿真与试验

考虑车辆行驶工况的不确定性及系统建模误差,建立了多自由度四轮转向车辆动力学数学模型.基于结构奇异值μ综合鲁棒理论,通过设立不确定性虚拟模块,设计了μ综合控制器,抑制外部扰动;基于Mathb/Simulink/dSPACE建立了四轮转向(4WS)车辆控制系统的HILS快速开发平台,验证测试控制器的有效性;通过实车试验修订硬件在环仿真结果.试验表明四轮转向车辆控制系统的纯数字仿真-实时数字仿真-硬件在环仿真-实车试验整个控制系统开发过程的有效性及优越性,说明该快速开发系统具有较好的扩展性.     

无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系

设计了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统，进行了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真试验，并且对仿真测试及优化后的电子控制单元进行了实车试验验证。结果均表明，该系统能够对车辆集成模型与电子控制单元的控制算法进行实时验证及优化控制，为无级变速器电子控制单元开发提供了一个仿真测试平台。     

车辆半主动悬架系统模糊混合控制策略

在建立4自由度1/2车辆半主动悬架系统模型基础上,首先研发了兼顾车辆平顺性与道路友好性的模糊混合控制策略,然后利用自行开发的以Freescale MC9S12XDP512为核心处理芯片的16位电子控制单元,并结合Matlab/Real-time Windows Target模块搭建了车辆半主动悬架系统控制策略硬件在环仿真平台,在该平台开展了基于硬件在环的半实物仿真试验,深入验证模糊混合控制策略的实车应用可行性.试验结果表明,与天棚控制、地棚控制相比,所提出的模糊混合控制策略可以有效兼顾车辆平顺性和道路友好性,具有较好的实车应用前景.     

基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统研究

数字孪生（Digital Twins,DT）是借助实时仿真技术将真实物体映射到虚拟世界的系统,应用数字孪生技术可实现虚拟道路场景下真实智能汽车的自动驾驶测试。设计了一套基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统,并将其应用于AEB系统的开发验证。在数字孪生技术框架下结合仿真测试工具、V2X通信设备、真实测试车辆等功能单元,形成虚拟环境与真实环境相互映射的整车在环测试系统。基于虚幻引擎（Unreal Engine）4构建真实驾驶环境的镜像仿真场景,利用V2X通信技术将实车状态数据实时传输到虚拟AirSim车辆控制器,同时向被测车辆反馈仿真场景环境感知数据。考虑测试系统信号延时的影响,通过多种工况的整车在环测试对AEB控制算法进行优化改进。通过实车试验验证了基于数字孪生的智能汽车测试方法的有效性与优越性,结果表明该测试方法既保留了实车测试的真实性,也可以有效避免实车测试的危险性。     

基于支持向量机的道路坡度实时预测方法试验

道路坡度预测是汽车ABS、AMT、混合动力汽车扭矩分配等实时控制的关键技术。提出一种基于支持向量机(SVM)的道路坡度实时预测方法,输入参数为发动机转速、输出扭矩、纵向车速和纵向加速度,均从控制器CAN网络中实时提取。分别构建实车道路试验系统和Car Sim仿真平台,通过系统试验分别得到的样本对SVM模型进行学习和泛化能力测试。结果表明:Car Sim试验数据建立的SVM模型预测平方相关系数达到0.99,实车试验数据建立的SVM模型预测平方相关系数在0.9左右,二者差异的主要原因是实车试验GPS方法获取道路坡度信息时叠加了不易消除的车体俯仰角的影响。基于Lab VIEW编程将实车试验SVM模型导入虚拟仪器PXIe实时控制器中,其预测一个点的耗时等效到汽车电控ECU单片机为1.33 ms,完全满足实时控制要求。证明所提出道路坡度预测方法是有效、可行的。     

基于LabView汽车制动性试验系统的开发

利用虚拟仪器开发软件LabView开发实时测量与分析的汽车道路制动性试验系统。在分析汽车道路试验系统技术要求的基础上,详细介绍试验系统的硬件组成,给出可实时进行汽车制动动态参数信号测量、采集以及可视化处理的道路试验系统的软件流程以及基于频率法计算车速与基于斜率法计算制动减/加速度等关键技术的实现过程。最后结合实车的汽车道路制动试验验证该试验系统的可行性以及可靠性。     

汽车EPS/ABS集成控制硬件在环研究

针对汽车助力转向制动过程中的动力学耦合关系,通过建立汽车转向和制动系统模型,分别设计了单个ABS及EPS子系统控制器和集成控制器,对两系统进行了集成控制,并将控制器局域网络应用到两系统集成控制中,采用SAE J1939协议,设计了CAN总线通讯系统。最后基于LabView进行了软件仿真和硬件在环实车试验。结果表明：基于CAN通讯的集成系统工作稳定,抗干扰能力强,汽车在转向制动工况下综合性能得到改善。     

电控单体泵硬件在环仿真系统

以电控单体泵控制系统的开发为应用背景,研究开发了电控单体泵硬件在环仿真系统。对电控单体泵硬件在环仿真系统的硬件组成以及软件模块进行了深入阐述,同时利用所开发的硬件在环仿真系统对自主开发的电控单体泵控制系统进行了硬件在环仿真测试。测试结果表明,所开发的硬件在环仿真系统能够满足电控单体泵控制器的测试需要,为电控单体泵控制器的开发提供了一个很好的系统仿真测试平台。     

汽车ABS控制器模拟测试系统硬件接口设计与实现

研究了汽车防抱死制动系统(ABS)控制器模拟测试技术。基于M CS 51单片机系统,开发了一种适合微机与ABS控制器之间通信的I/O接口,能实现ABS轮速信号与阀控信号的采集与传输,并对信号进行分析处理,从而实现ABS控制器的性能测试。     

转鼓试验台阻力模拟和控制的研究

探讨了转鼓试验台的结构特点、阻力模拟和控制原理 ,建立了车辆行驶阻力在道路上和转鼓试验台上等值转换的数学方程及相应的试验方法 ,介绍了控制系统软硬件的总体设计。对控制系统与试验台联机测试结果表明 ,系统的总体模拟精度完全达到所要求的试验精度     

基于扩展卡尔曼滤波的车辆质量与道路坡度估计

针对车辆自动变速器控制系统难以实时测得车辆质量与道路坡度参数这一问题,运用最优估计理论,以车辆纵向动力学模型为基础,建立系统的状态空间模型,运用前向欧拉法将过程方程离散化,进一步对非线性过程方程进行近似线性化,获得过程方程向量函数的Jacobian矩阵,实现了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的车辆质量及道路坡度估计算法。在Matlab/Simulink仿真平台下,进行了实车道路试验数据的离线仿真。仿真结果表明,该算法可有效估计车辆质量及道路坡度,能够满足车辆自动变速器控制系统的要求。     

基于虚拟仪器的ABS控制软件的实车匹配开发

将Lab Windows/CVI软件应用于ABS控制软件的开发调试,利用简单的硬件条件实现了ABS的外部特征量和单片机内部运行信息的采集分析,并为开发匹配ABS控制软件设计了软件仿真调试环境。设计的信息采集和软件仿真相结合的ABS实车匹配测试方法,可以完成控制程序实时监测、数据对比分析、ABS制动测试评价、ABS故障检测、控制流程再现、控制逻辑调试、模拟工况试验等功能,能有效提高ABS控制软件开发的效率。     

车辆ABS控制算法的理论分析与试验研究

采用车辆动力学分析的方法，分析了逻辑门限值和滑移率ABS控制算法的不足，并提出了基于路面附着系数的ABS控制算法。设计和开发了适应于BJ2020车型的单轮防抱制动系统的硬件和软件，并在转鼓试验台架上进行了一系列试验。通过仿真计算和试验研究，证实了该控制算法的有效性，为防抱制动系统的研究提供了切实可行的途径。     

基于遗传算法的电动四驱汽车轴间扭矩分配控制策略

为了提高纯电动四轮驱动汽车的整车动力性和行驶稳定性,提出一种通过对汽车前后轴转速差及车轮滑转率实时观测完成轴间扭矩重新分配的控制策略。通过Matlab/Simulink构建了整车动力学模型,并设计了基于遗传算法(GA)和PID控制的轴间扭矩分配控制系统,分别在低附着均一路面、对接路面对整车加速性能进行了仿真分析。对该轴间扭矩控制系统进行软硬件设计,并对开发的控制器进行了道路试验。结果显示运用该控制器及控制策略能较好地跟随实时路况,使车辆动力性和行驶稳定性得到提升,试验结果也验证了控制系统的有效性。     

基于CAN的汽车低附路面稳定性控制测试系统

基于汽车稳定性控制系统现场快速测试和控制策略调试的需要,搭建了由车身位置姿态模块、汽车稳定性控制器模块和CAN节点数据采集模块组成的低附路面试验测试系统。各模块间基于GPS接收机输出的秒脉冲同步信号完成数据同步,并通过CAN方式进行数据传输。详细给出了汽车侧偏角测试方法、惯性测量单元车上安装和初始对准方法、GPS惯性测量单元数据转换和传输延迟补偿方法,以及串口转CAN的快速实现方法。系统的道路试验验证了系统工作的可靠性。该测试系统构建CAN节点或基于车身CAN总线方式获取基于ESC和发动机管理系统配置传感器的信息,对了解汽车极限工况下的状态提供了真实数据,为汽车稳定性控制分析提供了有效手段。     

基于推杆电动机的拖拉机液压悬挂控制系统

设计的拖拉机液压悬挂自动控制系统包括推杆电动机、传动机构和控制单元ECU等。控制单元ECU实时接收上位机决策控制指令,控制推杆电动机驱动拖拉机液压悬挂的提升器,调整作业机具至适宜的位置。设计了双阈值斜坡启动和反馈PI算法相结合的PWM电动机控制方法,启动阶段以前馈斜坡输入控制为主,使推杆电动机可以平稳且快速地启动;主体运行阶段以PI反馈控制为主,以提高控制速度和精度。采用C语言实现整个控制系统编程,包括电动机反馈信号的AD转换采集、电动机的PID控制、上下位机的CAN通讯以及串口通讯等内容。试验测试结果表明,前馈斜坡启动方式可以较好地避免电动机启动时的瞬间冲击电流;当死区阈值设置为10(AD)时,最大误差范围为±11(AD),体现在推杆电动机上的行程误差为±0.26 mm,满足拖拉机液压悬挂系统的自动操纵控制要求。     

机械式自动变速器系统的离合器起步模糊控制

机械式自动变速器（ＡＭＴ）车辆取消了离合器踏板,离合器的分离与接合由电子控制单元ＥＣＵ控制,起步时离合器的控制一直是ＡＭＴ技术的一个难点,本文通过分析车辆起步时的离合器接合过程,应用模糊控制技术对机械式自动变速器在车辆起步时的离合器接合过程进行控制,并在装有ＡＭＴ系统的轻型车上进行了实车试验,取得了满意的效果。