差速控制的案例
鉸接式電動輪自卸車動力學建模與仿真分析
（3）本文利用SIMPACK/AMESIM／Simulink協同仿真模型，參照國家標準GB／T6323.2014《汽車操縱穩定性試驗方法》中的汽車穩態回轉試驗方法和轉向盤角階躍輸入試驗方法，對分別采用“等電動輪驅動轉矩控制策略”和“基于車輪工作狀態和車輪路面附著特性識別的電動輪驅動轉矩控制策略”進行差速控制的60t鉸接式電動輪自卸車的整車操縱穩定性進行了仿真和分析。
仿真結果顯示：本文研究的鉸接式自卸車全液壓轉向系統，響應迅速，執行誤差小。采用“等電動輪驅動轉矩控制策略”和采用“基于車輪工作狀態和車輪路面附著特性識別的電動輪驅動轉矩控制策略”進行差速控制的鉸接式自卸車均具有不足轉向特性，穩態回轉性能和轉向瞬態響應性能均符合車輛設計要求，且采用后一種差速控制策略的鉸接式自卸車具有更好的穩態回轉性能。總體上，相同工況下，車速越高操縱穩定性越差。
來源： MBD之家
作者：笪穎帆
展開 深度 | 純電驅動技術路線！
但是必須要有兩個電機控制器，整車控制器要協調兩個電機控制器。這種方案對外行人而言，其是越來越復雜了，成本也是越來越高之嫌。北京精進電機在嘗試這個方案，市場反應如何？有待驗證。
七、輪邊(輪轂)電機方案還是亮點，離熱點距離較遠
發動機汽車離不開離合器、變速箱，純電動公交車采取直接驅動也是不得以而為之。無傳統軸的直驅方案用于客車，如何克服非簧載質量較重困難，還看不到其可行性。
開發輪邊(輪轂)電機方案的基本意圖是什么？
a)是便于能量回收？有多少都能量可以回收；
b)是便于汽車橫向移動？橫向移動對客戶有而言，有多少增值；
c)降低公交車客車的地板高度？目前公交車地板高度還可以降多少，對客戶有多少增值。
(1)輪邊驅動方案優缺點分析
假設輪邊電機性能是穩定的，下面僅僅從汽車驅動技術上予以分析。輪邊在車輛兩側分別配一個電機，單獨驅動該車輪，它取消了主減速器和差速器，意圖是電耗較少。目前的難題有2個：
a)高速轉彎和路面顛簸上的差速控制，電子差速器的性能還不能與機械差速器的性能相比。這是一個嚴重的技術上的安全隱患問題。
b)非簧載質量較高,導致客車舒適度嚴重下降。這樣的產品推上市，客戶部會買嗎？
(2)輪轂電機方案優缺點分析
假設輪轂電機性能是穩定的，下面僅僅從汽車驅動技術上予以分析。
輪轂電機是安裝在輪轂里面的。省去了傳動軸、減速器等，其效率可能更高，更節能。但是認真研究一下，輪邊驅動方案的不足，輪轂電機方案都有。還有一個安全隱患，就是電機控制器集成到輪轂電機里，可靠性如何保障？
八、研究結論
當下以集中驅動為主，未來才是分布驅動。目前客車企業面對市場開發的純電動客車產品，動力布置的基本技術路線是：單電機+AMT(變速箱(2-3檔)+傳動軸+傳統橋。如果是產品研發(或者后者是零部件驗證)，就另當別論了。
展開 一種新型垂起無人機總體設計
機體氣動分析
3.7 控制邏輯分析
該機型具有三種飛行模態，多旋翼飛行模態，過渡飛行模態，固定翼飛行模態，起飛，降落時使用多旋翼模態，升力完全由4個旋翼提供，飛行姿態調整通過4個旋翼差速控制來實現，過渡模態時，總升力有螺旋槳在豎直方向的分力與機翼升力組成，隨著機翼的展開與前飛速度的增加，機翼的迎角增大。機翼升阻比變化影響升力變化，從而影響控制策略。在控制方面，無人機飛行姿態的調整通過7個通道進行，通過V尾舵實現俯仰和航向控制。通過副翼舵差動偏轉實現橫滾控制。固定翼模態時控制方式常規固定翼一致。
旋翼模態姿態控制回路
固定翼模態姿態控制回路
3.8 操縱性與穩定性分析
穩定性是無人機設計的一項重要指標。穩定性與操縱性是相對的，也是統一的。當無人機受到擾動時，會偏離平衡狀態。如果擾動消除，不經過操縱控制，無人機能夠回復到原平衡狀態；無人機的操縱性是指無人機飛控通過控制無人機姿態的能力，前提是無人機的操縱機構必須要滿足控制無人機俯仰、橫滾、航向的能力。
穩定性分析主要是通過無人機的氣動導數來判斷，主要包括橫航向靜導數，縱向動導數、橫向動導數、航向動導數、操縱導數、全機穩定性分析、全機操縱性分析以及飛行性能分析，其計算方式參看飛機設計手冊，分析結果參考飛行品質規范MIL-F-8785C對方案特性進行評價。
4 結語
該新型垂起無人機在結構形式上較新穎，在氣動方面有一些優勢。但是在折疊結構設計以及飛控控制率設計方面難度較大，尤其是機翼折疊結構的強度及材料要求較高，穩定性與可靠性還有待提高，另外在總體設計過程中，三大核心數據功重比、翼載荷、升阻比之間的關系是獨立而統一的，是決定無人機性能指標的重要頂層數據，需要反復計算校核。該機型在滿足最大起飛重量的情況下，搭載不同載荷，擁有長續航時間和較大的飛行半徑。
展開 純電動汽車雙電機驅動構型大盤點
尺寸（mm）：L618*W510*H360
重量（kg）：≤158
整機功率密度：2.15
峰值功率kW：340
峰值扭矩Nm：6100
速比：12.5/8.9
電機最高轉速rpm：12000
雙電機獨立控制：是
換擋模式：2檔
冷卻方式：水冷
密封等級：IP67
2.8 Daimler Benz
3 商用車雙電機方案
電驅動橋可分為集中式電驅動橋和分布式電驅動橋。
分布式電驅動橋集成度高、結構簡單、質量輕，但也存在著差速控制困難、簧下質量大等問題。
集中式電驅動橋則具有成本低、對整車設計沖擊較小、開發難度低的優點。
目前，分布式電驅動橋技術尚不成熟，因此，在較長一段時間內，集中式電驅動橋依然會是電驅動橋的主流。
▲不同構型驅動形式的比較
電機與減速器高度集成，釋放下底板空間，取消傳動軸，有利于整車布置。縮短了傳動鏈長度，取消了傳統差速器，傳動效率得以提高。電子差速的技術門檻高，匹配不好會出現輪胎過度磨損的問題。一般適合于爬坡要求不高、車速較高的公交、牽引車，或者車速要求不高、爬坡要求較高的重卡。
重卡載荷變化大，由單電機高效，向追求運行綜合高效
3.1 采埃孚雙電機輪邊驅動客車橋
輪邊電機構型是從集中式到輪轂式構型之間的過渡構型，通常輪邊電機與固定速比減速器一起安裝在車架上，減速器輸出軸直接或通過短半軸與車輪相連來驅動車輪。
輪邊電機構型優勢在于舍棄了傳統的主減速器和差速器，不再經由長半軸部件傳動，簡化了機械傳動結構，降低了車載自重。
展開 
基于Inspire的FSCC賽車懸架立柱優化設計及CAE分析
參考文獻
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展開 電驅動橋關鍵技術綜述
Schaeffler公司開發了如圖4所示的2種比傳統錐齒輪差速器更加緊湊、輕便的圓柱齒輪差速器，該差速器的圓柱齒輪在一個平面上以行星齒輪對排列，能夠更好地實現集成功能，從而減小電驅動橋的質量和體積。林利紅等提出了一種由電機、二級減速器、差速器和半軸組成的新型純電動汽車同軸一體化電驅動橋結構，并建立了驅動后橋橋殼輕量化模型，利用目標驅動方法構建了響應曲面關系，對優化模型進行了求解，使橋殼質量減輕了8.4%。該電驅動橋的電機輸出軸通過花鍵帶動減速器的輸入軸旋轉，經兩級齒輪減速后將動力傳遞給差速器，而半軸穿過空心電機軸插入差速器，最后動力經半軸輸出到車輪。
圖4 2種圓柱齒輪差速器結構
采用輕量化材料是既保證行駛安全性又能減輕車身質量的重要手段。目前，汽車輕量化材料主要有高強度材料和輕質材料。牛湛滔采用鋁合金材料替代主減速器殼的鑄鐵材料，從而達到輕量化的目的。Juraeva 等采用基礎材料與增強材料混合的方法開發了一種輕質、高剛度的塑料復合材料，以代替減速器殼體中的鋁。Ferreira 等以納米金剛石（Nano-Diamond，ND）作為增強材料，提高了零部件材料中鋁的屈服應力和極限抗拉強度，從而可減輕車輛零部件的質量。
除以上兩點外，根據電驅動橋材料及結構采用包括摩擦焊接、強烈淬火、超聲沖擊處理等輕量化工藝可減輕電驅動橋零部件質量。
綜上，目前結構優化設計多通過使電驅動橋零件薄壁化、中空化、小型化和復合化減輕電驅動橋質量，輕量化材料主要包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維增強復合材料。目前，相較于結構優化設計，采用輕量化材料更受歡迎，其潛力巨大，但成本相對較高。
2.2.2 集成化
通過電驅動橋中各零部件的集成，可有效減少零部件數量，從而提高電驅動橋的通用性和傳動效率。
展開 底盤智能化的發展
上述PPT展示的只是我的智能駕駛大腦的網絡構架方面的初步設想，如通信信號可以是WIFI/V2X/5G等接入智能車的網絡系統，再將信號經過處理后送入各個控制執行機構。
這里面的關鍵技術是特別多的，我只是粗略的列了幾條，可能這里面的專家要比我知道的更多。其中包括硬件體系架構的設計，包括硬件的選型與多控制芯片的架構；硬件電路的熱設計和電磁兼容性設計；多傳感器和多源信息融合算法、推理決策以及深度學習；軟件構架；網絡體系構架；整車電氣網絡構架；整車傳感器布局與構架設計。這些都是大的條條框框的，另外里面還有一些詳細的點。如果有機會再和大家進行詳細探討，共同探討智能底盤的大腦如何設計的問題。
智能網聯汽車的大腦講完以后，把這些ADAS功能都整合到一個平臺上，將構成了智能電驅動平臺，進行平臺化設計，同時根據車型和要求對其進行適當修改，可以滿足不同客戶和消費人群的需要。
在未來輪轂電機為主要驅動模式的情況下，將是一個以輪轂電機為驅動系統的智能電驅動平臺。如PPT所示，這個平臺加上我們所有決策單元如ACC、AEB，感知單元，如雷達、攝像頭、高精度地圖等，還有iBooster、ESC、EPS等執行部件就可以搭建這樣一個平臺，可以實現一個平臺化設計。
智能電驅動平臺的關鍵技術也是有很多潛在的沒有解決的技術。包括分布式驅動與控制技術；路面附著系數識別，不同路面上給多少的驅動力與差速制動，這是不同附著系數路面中要給出的；第三個是彎道預測與道路傾斜度下的驅動力分配技術；自適應道路差速驅動技術；全地形越野驅動技術、電驅動底盤與高精度地圖匹配驅動技術。
展開 高空作業車車行走驅動介紹
泵電機驅動器通過控制復勵電機的轉速來實現流量大小的調節，而動力的分配及性能的調教一般由液壓系統來實現，尤其在液壓行走上，剎車開啟與馬達動作的自動耦合， 部分高端配置可加雙向平衡閥進行行車制動及防溜坡等功能。液壓系統設計及加工的好壞，直接影響著整機的操控性能。另外采用液壓馬達驅動可靠性比較高，特別適合國內惡劣的租賃施工場地，并便于故障排查與維修，而且通過串并聯切換實現高低速的同時也自動實現了兩輪差速及同步控制功能。缺點是液壓系統的能源傳遞效率只有70~80%。HBL對此做了深入研究，結合了液壓系統流量/壓力控制特性，實現了操控性能的極致優化，提高性能的同時，減少了能耗，增加了電池的使用時間。
液壓驅動行走方案
另外一種行走是采用電機驅動。對于該模式，可以細分為: 永磁直流電機、他勵直流電機、交流異步電機驅動。
永磁直流電機主要用于小功率的套筒車或取料車上。電機及驅動器的成本都比較低。在過往的方案中，HBL同樣采用了上下控分布模式，集成了整車的安全邏輯及行走電子差速，通過標準CAN總線平臺進行連接，并依據驅動器廠家CANOPEN協議來實現車輛的直線行走，原地兩輪中心轉向及差速轉向功能。
他勵直流電機驅動主要應用于功率偏大的剪叉。而他勵電機控制比較麻煩的是需要給勵磁線圈提供額外的電源，在驅動器的選擇上要根據不同機型的應用要求來匹配。例如普通輪式剪叉，可提供一拖三的方案，將泵復勵電機和兩個他勵行走電機集于一個驅動器上，系統比較緊湊簡單，但缺點是行走的兩電機無法分開控制。而在履帶式驅動中，由于要求實現原地轉向及行走差速轉向，兩個履帶的運動方向及速度必須是獨立控制的，此應用中采用了三個驅動器的方案。
展開 汽車底盤智能化技術
上述PPT展示的只是我的智能駕駛大腦的網絡構架方面的初步設想，如通信信號可以是WIFI/V2X/5G等接入智能車的網絡系統，再將信號經過處理后送入各個控制執行機構。
這里面的關鍵技術是特別多的，我只是粗略的列了幾條，可能這里面的專家要比我知道的更多。其中包括硬件體系架構的設計，包括硬件的選型與多控制芯片的架構；硬件電路的熱設計和電磁兼容性設計；多傳感器和多源信息融合算法、推理決策以及深度學習；軟件構架；網絡體系構架；整車電氣網絡構架；整車傳感器布局與構架設計。這些都是大的條條框框的，另外里面還有一些詳細的點。如果有機會再和大家進行詳細探討，共同探討智能底盤的大腦如何設計的問題。
智能網聯汽車的大腦講完以后，把這些ADAS功能都整合到一個平臺上，將構成了智能電驅動平臺，進行平臺化設計，同時根據車型和要求對其進行適當修改，可以滿足不同客戶和消費人群的需要。
在未來輪轂電機為主要驅動模式的情況下，將是一個以輪轂電機為驅動系統的智能電驅動平臺。如PPT所示，這個平臺加上我們所有決策單元如ACC、AEB，感知單元，如雷達、攝像頭、高精度地圖等，還有iBooster、ESC、EPS等執行部件就可以搭建這樣一個平臺，可以實現一個平臺化設計。
智能電驅動平臺的關鍵技術也是有很多潛在的沒有解決的技術。包括分布式驅動與控制技術；路面附著系數識別，不同路面上給多少的驅動力與差速制動，這是不同附著系數路面中要給出的；第三個是彎道預測與道路傾斜度下的驅動力分配技術；自適應道路差速驅動技術；全地形越野驅動技術、電驅動底盤與高精度地圖匹配驅動技術。
展開 20萬挑臺高級感SUV，開回家過年！
而另一方面，搭載 EA888 2.0T 渦輪增壓發動機，并搭配有DQ381七速濕式雙離合變速器的探岳，無論是動力性能，還是燃油經濟性上都不乏可圈可點之處。再加上專業SUV的底盤調教，戈壁沙漠也好，冰天雪地也罷，探岳可以說是輕松應對。
當然，探岳之所以能夠被稱作是多重路況、適用全場景的全功能SUV，并不僅僅是因為上文中所提到的空間表現好、動力強、調教優秀等方面的加分，還與其本身4MOTION智能四驅系統、博格華納第五代中央差速器的高效控制等多項技術加成有所關聯。
這些技術聯合作用而成的Active Control駕駛模式選擇功能是探岳的一大亮點。該功能一共可以提供4種公路模式、2種越野模式，以及1種雪地模式的選擇。
具體而言，Active Control可以通過對四驅系統、轉向系統、驅動系統、自適應巡航等系統的調節，實現對“動力強、油耗低”的公路模式，“通過性好、脫困能力強”的越野模式，以及“穩定性好、防滑能力強”的雪地模式的自主選擇。
另外，探岳將目標人群定位到了以80后、90后為主的新一代的中產階級，所以車的屬性不僅僅局限在一臺簡單的交通工具，其中還有著諸如工作分擔、家庭責任、品味享受、放飛自我等諸多方面的訴求。
于是，探岳就有了大尺寸全景天窗、擁有10揚聲器的丹拿音響，以及三區恒溫自動空調等滿足舒適性的配置；有了全液晶數字儀表、9.2英寸中控液晶屏等滿足科技時尚性的設備；也有了TJA交通擁堵輔助系統、ACC3.0自適應巡航系等駕駛輔助系統的智能化注入。
展開 純電動汽車的基本結構和原理
輔助動力源是供給純電動汽車其他各種輔助裝置所需的動力電源，一般為12V或24V的直流低壓電源，它主要給動力轉向、制動力調節控制、照明、空調、電動窗門等各種輔助裝置提供所需的能源。
(2)動力轉向單元。
轉向裝置是為實現汽車的轉彎而設置的，它由方向盤、轉向器、轉向機構與轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉向器和轉向機構和轉向輪偏轉一定的角度，實現汽車的轉向。為提高駕駛員的操控性，現代汽車都采用了動力轉向，較理想的是采用電子控制動力轉向系EPS。
電子控制動力轉向系主要有電控液力轉向系和電控電動轉向系兩類，對于純電動汽車較適于選用電控電動轉向系。多數汽車為前輪轉向，而工業用電動叉車常采用后輪轉向，為提高汽車轉向時的操縱穩定性和機動性，較理想的是采用四輪轉向系統，而對于采用輪轂式電動機分散驅動的純電動汽車，由于電動機控制響應速的提高，可更容易地實現四輪電子差速轉向控制。另外，為配合轉彎時左右兩側車輪有相應的差速要求，還需同時控制電子差速器協調工作。
(3)駕駛室顯示操縱臺。
它類同于傳統汽車駕駛室的儀表盤，不過其功能根據純電動汽車驅動的控制特點有所增減，其信息指示更多地選用數字或液晶屏幕顯示。它與前述毛力驅動主模塊中的中央控制單元結合，用計算機進行控制。萬向電動汽車有限公司已為此研發了純電動汽車專用的數字化電控系統，它是以CAN總線、嵌入式技術為核心的數字化整車電控系統，GPS／GPRS集成到車載信息系統，提升純電動汽車檔次，符合環保時尚消費理念。
(4)輔助裝置。
純電動汽車的輔助裝置主要有照明、各種聲光信號裝置、車載音響設備、空調、刮水器、風窗除霜清洗器、電動門窗、電控玻璃升降器、電控后視鏡調節器、電動座椅調節器、車身安全防護裝置控制器等。它們主要是為提高汽車的操控性、舒適性、安全性而設置的，有些是必要的，有些是可選用的。
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面向自動駕駛：四輪獨立驅動/轉向電動汽車配置與控制綜述與展望
側翻預防控制通常與操縱穩定性控制一起考慮[109]。側翻指數（RI）通常用作防側翻的控制性能指標。在 [110] 中，提出了一種RI算法來評估側翻效應，基于RI算法和側傾狀態估計器設計了側傾狀態估計器，并設計了集成的側翻緩解控制器，以達到在不損失車輛橫向損失的情況下降低側翻危險的目的。此外，提出了一種多側翻指數（MRI）最小化方法來實現重型鉸接式車輛的主動側翻預防控制[111]。
不同的控制算法被設計用于側翻預防控制。在[112]中，線性二次靜態輸出反饋（LQSOF）方法應用于預防車輛側翻的預覽控制器設計。在[113]中，設計了一種非線性控制策略，可以在防止側翻的同時保證操縱穩定性。在[114,115]中，設計了脈沖轉向系統和液壓機械脈沖轉向系統，將操縱穩定性控制和側翻預防控制集成在一起。在 [116] 中，線性時變 (LTV) MPC 應用于集成控制器設計，可以通過 4WS 技術提高橫向穩定性、操控性能和側翻預防。在[117]中，模糊SMC方法應用于4WS車輛的車輛動態控制，可以增強動態響應并處理系統非線性。在 [118] 中，為 4WS 車輛提出了一種新型的分層控制，它使用分數 SMC 來獲得良好的魯棒性，控制系統框圖如圖 10 所示。雖然SMC 在處理系統非線性方面表現出良好的性能，但控制器抖動仍然是該應用的關鍵問題。
圖10 118文獻中的4WS控制系統控制框圖
此外，通常將 4WS 和 DYC 結合使用以提高防側翻性能。使用 4WS 和 DYC 技術，提出了一種帶轉向的集成動態控制（IDCS）系統，以通過模糊邏輯提高操縱穩定性和側翻預防性能[119]。在[120]中，設計了一個切換式 MPC 控制器，通過主動轉向控制和主動差速制動控制實現側翻預防。
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