Low-cost Electric Bus Stability Enhancement Scheme Based on Fuzzy Torque Vectoring Differentials: Design and Hardware-in-the-loop Test

Shaopeng Zhu; Xiaoyan Huang; Dezhi Jiang; Zhiqiang Wu

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Low-cost Electric Bus Stability Enhancement Scheme Based on Fuzzy Torque Vectoring Differentials: Design and Hardware-in-the-loop Test

机译：基于模糊扭矩矢量差分的低成本电动总线稳定增强方案：设计与硬件循环试验

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In this paper, a fuzzy torque vectoring differential controller is proposed to improve the lateral stability for the two-motor-wheel drive electric buses with low sensor cost and computational cost. In order to know the unmeasured sideslip angle, unscented Kalman filter algorithm is used to accurately estimate the sideslip angle based on a nonlinear electric bus model and the measured yaw rate and lateral acceleration signals. Given the advantages of high computational efficiency and human’s heuristic knowledge, fuzzy rules are newly designed to control the torque vectoring differentials, and thereby to provide an extra yaw moment on the electric bus body to compensate the driver steering aiming at stability enhancement. To validate the effectiveness and efficiency of the proposed fuzzy torque vectoring differential controller, hardware-in-the-loop tests were carried out to evaluate the controller performance in real-time under different driving maneuvers and road conditions. The test results indicate that the fuzzy torque vectoring differential controller can significantly improve the handling and path-following accuracy for the two-motor-wheel drive electric buses.

机译：在本文中，一个模糊扭矩矢量微分控制器，提出了改进的双电机轮驱动电动客车低传感器成本和计算成本的横向稳定性。为了知道未测量的侧滑角，无迹卡尔曼滤波器算法被用来准确地估计基于非线性电总线模型和测得的横摆率和横向加速度的信号的侧滑角。鉴于高计算效率和人力的启发式知识的优势，模糊规则的新设计来控制扭矩矢量差速器，从而提供对电动客车车身额外的横摆力矩来补偿驾驶员转向瞄准稳定性增强。为了验证所提出的模糊扭矩矢量微分控制器的有效性和效率，硬件在半实物测试被执行以评价在不同的驾驶操纵和道路状况的实时控制器的性能。试验结果表明，该模糊扭矩矢量差速控制器可以显著改善双电机轮驱动电动客车的处理和下面的路径的精度。

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来源
《IFAC PapersOnLine》 |2021年第10期|共8页
作者
Shaopeng Zhu; Xiaoyan Huang; Dezhi Jiang; Zhiqiang Wu;
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关键词
torque vectoringlateral stabilityelectric busdifferential controlfuzzy logicKalman filte;

机译：扭矩矢量横向稳定电动总线差分控制功能控制ogickalman filte;

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