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Development and experimental validation of an automatic parking brake system with less driveline sensor

Science China(Technological Sciences) 2018年第11期61卷 1628-1641页

作者： wang junnian SUN NaNa YAN JiaWei SONG DaFeng wang QingNian State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control Jilin University Chassis Systems Control Division Bosch Automotive Products (Suzhou) Co. Ltd.

Electrical Parking Brake(EPB) has been popularly used in passenger cars over the past ten years. With the help of the several kinds of sensors mounted in driveline for the total traction force estimation, EPB can obtain well performance on drive-off assistance and automatic parking brake. Furthermore, its AUTOHOLD function can realize automatic parking brake and ease the driver. However, given that the higher cost and complexity of this traction force estimation method based on the driveline sensors and its slower response resulted by applying maximum parking force for safety parking while driving off, a novel automatic parking brake system without these transmission system sensors, such as clutch position sensor for the cars with manual transmission, is proposed in this paper, including its control scheme and application test. Firstly, the indirect judgement method of the appropriate moment to release the parking brake, which is based on the car pitch moment when it drives off, is introduced according to the force analysis when the car is ready to go. Then a pragmatic mass estimation method for proper brake force calculation is proposed for improving the drive-off performance. In addition, for the convenience and drivability of skillful driver, as well as the system reliability, a mechanical redundant design to reserve the conventional handbrake lever is also described. Finally, various simulations based on CarSim software and road tests are performed to validate its effectiveness.

关键词： automatic parking brake mass estimation hill-start assist releasing time drive-off tilt angle redundant design

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Simulation investigation of tractive energy conservation for a cornering rear-wheel-independent-drive electric vehicle through torque vectoring

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Science China(Technological Sciences) 2018年第2期61卷 257-272页

作者： SUN Wen wang junnian wang QingNian ASSADIAN Francis FU Bo State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control Jilin UniversityChangchun 130022China Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of CaliforniaDavisCA 9561USA

Although electric vehicle fully exhibits its comparative merits of energy conservation and environmental friendliness, further improvement of its traction energy efficiency lacks comprehensive investigations in the past. In this paper, the effect of the torque vectoring on traction energy conservation during cornering for a rear-wheel-independent-drive electric vehicle is ***, turning resistance coefficient and energy conservation mechanism of torque vectoring are derived from the single track dynamic model. Next, an optimal torque vectoring control strategy based on genetic algorithm is proposed, with the consideration of the influence of the operation-point change of the in-wheel motors, to find out the best torque vectoring ratio offline. Finally,various simulation tests are conducted to validate the energy conservation effect after Simulink modelling. The results verify that though the optimization of the operating region of the motors is the main part for tractive energy conservation, the contribution of torque vectoring itself can reach up to 1.7% in some typical cases.

关键词： electric vehicle (EV) independent drive cornering resistance torque vectoring energy saving optimization

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Structural Topology and Dynamic Response Analysis of an Electric Torque Vectoring Drive-Axle for Electric Vehicles

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Automotive Innovation 2022年第2期5卷 164-179页

作者： junnian wang Shoulin Gao Yue Qiang Meng Xu Changyang Guan Zidong Zhou State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control Jilin UniversityChangchunChina

In-wheel motor-drive electric vehicles have the advantage of independently controllable wheel torque and the disadvantages of unsprung mass rise and power *** address the disadvantages,a centralized layout electric torque vectoring drive-axle system(E-TVDS)with dual motors is proposed,which can realize arbitrary distribution of driving torque between the left and right ***,the speed and torque distribution principle of E-TVDS based on velocity diagram are analyzed,and a virtual prototype of the whole vehicle with basic gear ratio relation model of the E-TVDS is built for simulation to verify the theoretical results and the basic effect of E-TVDS on the steering performance of the ***,the charac-teristics of 36 types of the novel E-TVDS topology structure are compared and analyzed,and the optimal structure scheme is ***,the accurate multiple degrees of freedom dynamic model for the optimal structure is established by using the bond graph method,and its dynamic response characteristics are *** results show that the vehicle equipped with the proposed E-TVDS can distribute the driving torque with the almost identical amount but opposite sign between the left and right wheels in any direction,and varying amount according to different chassis dynamics control requirements,and the torque response performance is great with little delay and *** function and dynamic response of the proposed E-TVDS show that it has potential application value for various performance improvements of electric vehicles.

关键词： Electric vehicle Torque vectoring Differential Structural topology Bond graph

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Structural Analysis and Functional Verification of a Novel Electric Vehicle Torque Vectoring Drive-axle

Structural Analysis and Functional Verification of a Novel E...

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2021中国汽车工程学会年会暨展览会

作者： wang junnian Gao Shoulin State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control Jilin University

A centralized electric drive-axle system having a novel differential with torque vectoring function is proposed in this paper,which can achieve arbitrary distribution of driving torque between the left and right wheels,without changing the total driving ***,based on velocity diagram,the speed and torque distribution principle of torque vectoring differential is analyzed,and a virtual prototype is built to verify the theoretical analysis ***,the 36 type structures of the torque vectoring differential are compared and analyzed,and the optimal structure scheme is ***,the dynamic model of the optimal structure of the novel electric torque vectoring drive-axle system（E-TVDS） is established by using the bond graph theory,and the dynamic response characteristics are *** results show that the vehicle equipped with the proposed E-TVDS can distribute arbitrarily the driving torque between the left and right wheels,and has good dynamic response performance,which is an ideal power transmission system.

关键词： electric vehicle torque vectoring differential velocity diagram bond graph

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汽车转矩定向分配驱动技术发展现状综述

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机械工程学报 2020年第18期56卷 92-104页

作者：王军年杨斌王庆年倪健土吉林大学汽车仿真与控制国家重点试验室长春130025

直接横摆力偶矩控制被广泛用于维持汽车稳定性,但是存在着降低车速、额外能量消耗的缺点,影响驾驶体验。近年来出现了采用差动驱动的转向定向分配(Torque vectoring,TV)新技术,该技术在控制车辆稳定性的同时减少了动力消耗,兼顾了车辆... 详细信息

直接横摆力偶矩控制被广泛用于维持汽车稳定性,但是存在着降低车速、额外能量消耗的缺点,影响驾驶体验。近年来出现了采用差动驱动的转向定向分配(Torque vectoring,TV)新技术,该技术在控制车辆稳定性的同时减少了动力消耗,兼顾了车辆操纵稳定性和驾驶乐趣的双重需求。为全面了解TV技术发展现状,明确未来技术走向,首先介绍TV技术基本概念和研究热点问题,全面回顾关键总成转矩定向分配差速器的技术发展脉络。接着分析几种现有应用于传统汽车上的代表性转矩定向分配差速器的工作原理和技术特点。最后针对电动汽车,提出一种新型电动转矩定向分配驱动桥的自有专利技术,论证了其力学特性和工作原理。研究可见,TV技术能够一定程度上解决车辆稳定性控制与驾驶乐趣的矛盾;提出的无离合器摩擦元件的新型电动转矩定向分配驱动桥,其灵活自由的轮间转矩分配的特性将会在电动汽车综合动力学性能提升方面发挥重要作用。TV技术将成为未来电动汽车向高性能、高端化方向发展的重要研究方向。

关键词：电动汽车转矩定向分配差速器稳定性操控性横摆控制

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基于感应滤波变压器的混合有源补偿电流平衡装置

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电工技术学报 2013年第8期28卷 268-275页

作者：朱红萍李燕王俊年湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201

在电气化铁道的混合有源补偿电流平衡装置中,为了减少谐波对PWM逆变装置的影响,采用感应滤波变压器代替输出变压器。感应滤波变压器的滤波绕组所接的LC滤波器补偿一定的无功,消除大部分主要次谐波,使牵引变电所的谐波,或者回灌的谐波电... 详细信息

在电气化铁道的混合有源补偿电流平衡装置中,为了减少谐波对PWM逆变装置的影响,采用感应滤波变压器代替输出变压器。感应滤波变压器的滤波绕组所接的LC滤波器补偿一定的无功,消除大部分主要次谐波,使牵引变电所的谐波,或者回灌的谐波电流对PWM逆变器的直流侧电压抬升的影响减小,有助于PWM逆变装置的稳定。为了消除牵引变电站的负序电流,提出了基于神经网络的PSO-BP算法来检测有功电流,采用对电源电流的直接控制方法来平衡两个牵引臂的有功电流,并动态补偿无功和谐波电流,使牵引变压器两臂输出的有功电流相等。本文详细介绍了该装置的拓扑结构和工作原理,仿真和实验结果表明这种装置能够有效地改善电网质量。

关键词：感应滤波变压器负序电流神经网络PSO-BP算法混合有源补偿装置

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电动轮驱动汽车驱动助力转向技术

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机械工程学报 2010年第14期46卷 101-108页

作者：靳立强王军年宋传学胡长健吉林大学汽车动态模拟国家重点试验室长春130025

根据电动轮驱动汽车转向轮驱动力可独立控制的特点,提出利用左右转向轮驱动力独立控制产生转向助力力矩实现减小驾驶员手力目的驱动助力转向技术。分析驱动助力转向技术的原理,建立其力学模型和系统结构,提出由以转向角和车速输入的前... 详细信息

根据电动轮驱动汽车转向轮驱动力可独立控制的特点,提出利用左右转向轮驱动力独立控制产生转向助力力矩实现减小驾驶员手力目的驱动助力转向技术。分析驱动助力转向技术的原理,建立其力学模型和系统结构,提出由以转向角和车速输入的前馈控制和以实际转向手力与理想手力差值的反馈控制构成的驱动助力转向技术的控制策略,并设计出理想转向手力特性曲线。搭建驱动助力转向技术的验证试验车,利用控制器快速原型技术对提出的驱动助力转向技术及控制策略进行包括定圆周行驶、双移线及原地转向等多工况的实车试验验证,结果表明所提出驱动助力转向技术在各种工况下均可明显减轻驾驶员手力并使其符合理想转向手力特性,它为电动轮驱动汽车的转向助力技术提供了一种新的实现方法。

关键词：电动汽车轮毂电动机转向助力

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电动轮驱动系统结构设计与仿真研究

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汽车工程 2016年第3期38卷 330-336页

作者：孙文王军年王庆年靳立强宋传学吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室重庆400054

根据某四轮轮毂电机驱动的纯电动试验车的车型参数和性能要求,对其电动轮驱动系统进行了匹配选型和结构方案设计。然后针对轮毂电机轴的3种受力工况分析,对电机轴和其他零部件进行了再设计。最后使用CATIA软件建立了电动轮模型,采用Adin... 详细信息

根据某四轮轮毂电机驱动的纯电动试验车的车型参数和性能要求,对其电动轮驱动系统进行了匹配选型和结构方案设计。然后针对轮毂电机轴的3种受力工况分析,对电机轴和其他零部件进行了再设计。最后使用CATIA软件建立了电动轮模型,采用Adina软件对电机轴和转子壳体进行了有限元分析。所采用结构设计和强度与疲劳寿命校核方法为电动轮驱动系统的正向开发提供了参考。

关键词：电动汽车轮毂电机驱动系统结构设计有限元分析

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基于维纳滤波和混合模型的说话人识别

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仪器仪表学报 2009年第7期30卷 1436-1440页

作者：邱政权范小春王俊年湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201 湖南科技大学知识处理与网络化制造湖南省高校重点实验室湘潭411201

在说话人识别系统中,训练和测试环境的不匹配会造成识别性能的显著下降。把小波变换和维纳滤波结合起来对语音进行去噪。对于说话人识别,设计了一个由传统方法(如GMM、MLP和DTW)作为前识别器和通过小波分析(加权求和法)检测到的基音作... 详细信息

在说话人识别系统中,训练和测试环境的不匹配会造成识别性能的显著下降。把小波变换和维纳滤波结合起来对语音进行去噪。对于说话人识别,设计了一个由传统方法(如GMM、MLP和DTW)作为前识别器和通过小波分析(加权求和法)检测到的基音作为后识别器所组成的混合识别器。传统方法分别由三类特征矢量(LSF、倒谱和滤波器组)组成。通过小波分析获得的基音携带了关于说话人身份的信息。这个系统能在不同噪声环境下分析基音周期。试验结果显示,所提出的系统的鲁棒性和辨识率都有所提高。

关键词：维纳滤波加权求和混合模型说话人识别

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电动汽车转矩定向分配差速器建模与动态仿真

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汽车工程 2020年第4期42卷 491-497,521页

作者：王军年倪健土杨斌 Francis Assadian 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025 美国加州大学戴维斯分校机械与航空工程系戴维斯CA95616

本文中提出一种新型具备转矩定向分配功能差速器的集中式电驱动桥系统。该集中驱动系统可以在不改变总驱动转矩的条件下,类似分布式驱动方式实现驱动转矩在左右轮间的任意分配,从而产生改变车辆横摆动力学的直接横摆力偶矩。首先,分析... 详细信息

本文中提出一种新型具备转矩定向分配功能差速器的集中式电驱动桥系统。该集中驱动系统可以在不改变总驱动转矩的条件下,类似分布式驱动方式实现驱动转矩在左右轮间的任意分配,从而产生改变车辆横摆动力学的直接横摆力偶矩。首先,分析了转矩定向分配差速器结构特点及其工作原理;其次,利用键合图理论建立了其动力学模型,并仿真分析了其动态响应特性;然后,设计了转矩响应控制系统以改善该差速器的动态性能;最后,嵌入整车模型进行了联合仿真。结果表明,装备该差速器的车辆可任意分配左右轮驱动转矩,并有效改善车辆操控特性。

关键词：电动汽车转矩定向分配差速器键合图动态仿真

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