【摘 要】
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汽车新四化的发展,无疑给汽车行业带来了一场深刻的变革。智能新能源汽车是发展的方向,需要更加智慧的主动驱动、主动制动和主动转向系统。分布式驱动电动汽车(Distributed drive electric vehicle,DDEV)具有结构紧凑、传动高效、能量回收效率高、各轮驱动与制动力矩独立可控等特点。分布式驱动电动汽车集安全、舒适、节能、环保于一身,被认为是未来低碳社会与智慧城市的主要交通工具之
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“汽车横向辅助驾驶系统深度感知与人机协同控制研究”(51675151); 教育部重点实验室开放课题“高端装备先进感知与智能控制”(GDSC202013);
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汽车新四化的发展,无疑给汽车行业带来了一场深刻的变革。智能新能源汽车是发展的方向,需要更加智慧的主动驱动、主动制动和主动转向系统。分布式驱动电动汽车(Distributed drive electric vehicle,DDEV)具有结构紧凑、传动高效、能量回收效率高、各轮驱动与制动力矩独立可控等特点。分布式驱动电动汽车集安全、舒适、节能、环保于一身,被认为是未来低碳社会与智慧城市的主要交通工具之一。分布式驱动电动汽车具有再生制动的能力,满足一般行驶工况的制动需求,但是再生制动不能满足紧急制动工况下制动要求,需要额外的制动压力。智能分布式车辆的制动系统也应该是一种智慧的制动系统,通过充分的环境感知,可以在驾驶员参与和驾驶员不参与的时候,提供合适的制动力,保证汽车的安全。本文针对智能分布式驱动车辆制动系统的需求,开展了智能制动系统和控制策略的设计。首先,分析车辆受力,搭建车辆动力学模型;设计并分析一种踏板与压力执行机构全解耦式的线控电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake system,EHB),搭建其数学模型,通过仿真验证了数学模型的正确性,并明确再生制动力矩不足问题。为使线控EHB系统能够精确执行期望制动力,提出一种包含了前馈环节、反馈环节、死区补偿环节的线控EHB系统闭环压力控制策略;为使线控EHB系统补偿轮毂电机再生制动力矩,应用一种再生制动优先作用的电液制动力协调控制策略。通过仿真验证了所提出控制策略的有效性。其次,分析避障过程,提出一种基于经验数据优化的双级预警式改进安全距离模型,并与四种常见安全距离模型进行比较仿真验证了有效性;分工况推导碰撞时间并选定阈值。提出一种基于可拓方法的纵向主动避障决策,通过选取主副特征量、计算关联函数,划分不同控制域,确定不同控制域下,纵向主动避障时的期望制动减速度。通过Matlab/Simulink软件进行多工况主动避障仿真,验证了主动避障系统的有效性。最后,在搭载所设计的线控EHB系统的硬件在环试验平台上,分别进行了EHB压力控制试验、电液制动力协调控制试验、主动避障试验,进一步验证了所提出的分布式驱动车辆智能制动系统的有效性。
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