基于實時內(nèi)核的電動車電子差速算法仿真
摘要 設(shè)計了一種基于嵌入式實時內(nèi)核ARTXl66的電動車電子差速算法,介紹了基于Ackermann-Jeantand 轉(zhuǎn)向模型的四輪速度關(guān)系、電子差速算法,并用MatIab/Simulink進行了仿真。通過實車試驗證明了該算法的可行性。
關(guān)鍵詞 Matlab/Simulink 電子差速算法 Infineon XCl64CS微控制器 實時內(nèi)核 ARTXl66
引言
伴隨著日益嚴重的大氣污染和能源危機,傳統(tǒng)的交通工具――汽車的發(fā)展面臨著一系列的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車消耗大量的石油資源,嚴重污染環(huán)境。這些無法避免的缺點使人們意識到,以清潔能源為動力的新一代汽車替代傳統(tǒng)汽車的重要性,其中的電動汽車技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今汽車領(lǐng)域的前沿課題之一。
電動汽車具有零排放,低噪聲,輕便,操控性能好等特點。此外隨著電動輪技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展,在電動車上更容易實現(xiàn)四輪獨立驅(qū)動控制,進而為剎車防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)等主動安全系統(tǒng)的實現(xiàn)提供便利。
本文介紹一種基于嵌入式實時內(nèi)核ARTXl66的電子差速算法。
1 基于Ackermann轉(zhuǎn)向模型的四輪速度關(guān)系
根據(jù)汽車動力學(xué)分析可知,車輛轉(zhuǎn)彎行駛時,汽車外側(cè)車輪的行程要比內(nèi)側(cè)的長。如果通過一根整軸將左右車輪連接在一起,則會由于左右車輪轉(zhuǎn)速雖相等但行程不同而引起一側(cè)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移,不僅使輪胎過早磨損,無益地消耗功率,并且易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑的能力而使穩(wěn)定性變壞,操控性變差。為避免上述情況的出現(xiàn),實現(xiàn)車輛的平順轉(zhuǎn)向,一般要求所有車輪在轉(zhuǎn)向過程中都做純滾動。對四輪獨立驅(qū)動電動車而言,即要求四個車輪在轉(zhuǎn)向過程中具有各自不同的轉(zhuǎn)速,并且各車輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足一定的關(guān)系。該關(guān)系為設(shè)計汽車差速系統(tǒng)的主要依據(jù)。低速情況下,這一特定關(guān)系可由Ackermann模型推導(dǎo)得出。
使用Ackermann轉(zhuǎn)向模型進行轉(zhuǎn)向時,分析四輪速度關(guān)系的假設(shè)前提條件為:
①剛性車體;
②車輪作純滾動,即不考慮已發(fā)生滑移、滑轉(zhuǎn);
③行駛時所有輪胎都未離開地面;
④輪胎側(cè)向變形與側(cè)向力成正比。
該轉(zhuǎn)向模型如圖1所示。
其中,軸距L和兩側(cè)軸線距離D是常數(shù)值,δ是方向盤的轉(zhuǎn)角,ω0為車繞轉(zhuǎn)向瞬心的角速度,V1、V2、V3、V4是4個轉(zhuǎn)動輪的速度。由圖1可得:
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