Trudy NGTU im. R.E. AlekseevaTrudy NGTU im. R.E. AlekseevaТруды НГТУ им. Р.Е. Алексеева1816-210XNizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev680790LIBSTSMECHANICAL ENGINEERING AND TRANSPORT: THEORY, TECHNOLOGY, PRODUCTIONМашиностроение и транспорт: теория, технологии, производствоResearch ArticleThe influence of the control law on oscillatory processes in an electromechanical driveВлияние закона управления на колебательные процессы в электромеханическом приводеhttps://orcid.org/0000-0002-5351-3622KlimovA. V.КлимовА. В.
Russian Federation
klimmanen@mail.ruKAMAZ Innovation Center LLCИнновационный центр «КАМАЗ»30012025179862705202527052025Copyright ©; 2025, Klimov A.V.Copyright ©; 2025, Климов А.В.2025Klimov A.V.Климов А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/1816-210X/article/view/680790

The influence of the S-shaped law of torque assignment in the control of an electromechanical power transmission on the dynamic load of a mechanical transmission and on the energy efficiency of movement is studied. The S-shaped law of torque assignment showed the possibility of excluding the excitation of vibrations when changing the driving mode and the direction of application of the load in the mechanical transmission of the power transmission. A high value of the regenerative torque when releasing the pedal and moving in braking mode reduces the efficiency of movement, increasing the specific energy consumption. The application of the S-shaped law of torque assignment is possible for the implementation of motion control algorithms and software implementation.

Исследовано влияние S-образного закона назначения крутящего момента в управлении электромеханической силовой передаче на динамическую нагруженность механической трансмиссии и на энергоэффективность движения. Показана возможность исключения возбуждения колебаний при изменении режима движения и направления приложения нагрузки в механической трансмиссии силовой передачи. Высокое значение рекуперативного момента при отпускании педали хода и движении в тормозном режиме снижает эффективность движения, увеличивая удельные энергозатраты. Применение S-образного закона назначения крутящего момента возможно для реализации алгоритмов управления движением и реализации программного обеспечения.

oscillations in an electromechanical power transmissionoverstretching of teethdynamic loadingS-shaped law of torque settingenergy efficiencyколебания в электромеханической силовой передачепересопряжение зубьевдинамическая нагруженностьS-образный закон задания моментаэнергоэффективностьБутарович, Д.О. Алгоритм управления рекуперативным торможением с помощью педали акселератора / Д.О. Бутарович, Г.И. Скотников, А.В. Эраносян // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 4. С. 275-281.Wen, He. A single-pedal regenerative braking control strategy of accelerator pedal for electric vehicles based on adaptive fuzzy control algorithm / He Wen, Ch. Wang, Hui, Jia // Energy Procedia. 2018. Vol. 152. Pp. 624-629. – doi:10.1016/j.egypro.2018.09.221Yongqiang, Zhao. A research on evaluation and development of single-pedal function for electric vehicle based on PID / Zhao Yongqiang, Xin Zhang, Jiashi Li et al. // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1605.Hongwen, He. An intelligent braking system composed single-pedal and multi-objective optimization neural network braking control strategies for electric vehicle / He Hongwen, Chen Wang; Hui Jia, Xing Cui // Applied Energy. 2020. No 259. (C). – doi: 10.1016/j.apenergy.2019.114172.Zhang, J. Cooperative control of regenerative braking and hydraulic braking of an electrified passenger car / J. Zhang, C. Lv, J. Gou et al. // Proc Inst Mech Eng, Part D: J Automob Eng 2012;226(10). Рp. 1289-302.Guo, J. Regenerative braking strategy for electric vehicles[C] / J. Guo, J. Wang, B. Cao // Intelligent Vehicles Symposium. IEEE, 2009. Рp. 864-868.Guoqing. Xu. An intelligent regenerative braking strategy for electric vehicles[J] / Xu Guoqing, Li Weimin, Xu Kun et al. // Energies. 2011. No 4 (9). Pp. 1461-1477.Zhang, J. Braking energy regeneration control of a fuel cell hybrid electric bus[J] / J. Zhang, C. Lv, M. Qiu et al. // Energy Conversion & Management, 2013, 76(76):1117-1124.Wang, J.W. Spatially Piecewise Fuzzy Control Design for Sampled-Data Exponential Stabilization of Semi-linear Parabolic PDE Systems [J] / J.W. Wang, S.H. Tsai, H.X. Li et al. // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. 2018.Zhang, K. A Comparative Study on Regenerative Braking System and Its Strategies for Rear-wheel Drive BatteryElectric Vehicles [J] / K. Zhang, Xu Liangfei et al. // Automotive Engineering. 2015. No 02. Pp. 125-131.Lv, C. Mechanism analysis and evaluation methodology of regenerative braking contribution to energy efficiency improvement of electrified vehicles [J] / C. Lv, J. Zhang, Y. Li et al.// Energy Conversion and Management. 2015. Vol. 92. Pp. 469-482.Kulas, R.A. A System Safety Perspective into Chevy Bolt’s One Pedal Driving / Kulas, R.A., Rieland, H., and Pechauer, J., // SAE Technical Paper 2019-01-0133, 2019, doi:10.4271/2019-01-0133.Wang, J. Evaluating the energy efficiency of a one pedal driving algorithm. 1-10. / J. Wang, I. Besselink, J. M., J. J. van Boekel, H. Nijmeijer // Paper presented at 2015 European Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Congress (EEVC 2015), Brussels, Belgium.Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства стяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода. Климов А.В., Жилейкин М.М., Оспанбеков Б.К., Антонян А.В., Давоян Г.Ю. Патент на изобретение 2799275 C1, 04.07.2023. Заявка № 2023110482 от 24.04.2023.Электробус КАМАЗ-6282. Официальный сайт [Электронный ресурс]: https://kamaz.ru/production/buses/pdf_062023/Электробус%20KAMAZ-6282.pdf (дата обращения 04.03.2024).Вильке, В.Г., Шаповалов И.Л. Автоколебания в процессе торможения автомобиля / Вильке В.Г., Шаповалов И.Л. // Вестник МГУ. Сер. 1. Математика, механика. 2015. № 4. С. 33-39.Кручинин, П.А. Математическая модель автомобильного колеса на антиблокировочных режимах движения / П.А. Кручинин, М.Х. Магомедов, И.В. Новожилов // Известия РАН, серия МТТ. 2001, № 6, С. 63-69.Awrejcewiez, J. Estimation of chaotic and regular (stick-slip and ship-slip) oscillations exhibited by coupled oscillations with dry friction / J. Awrejcewiez, L. Dzyubak, C. Grehori // Nonlinear Dynamics. 2005. V. 42. № 2. P. 383-394.Pascal, M. Dynamics and stability of a two degrees of freedom oscillator with an elastic stop // Journal of Computational and Nonlinear Dynamics. 2006. Vol..1. №1. P. 94-102.Shin, K. Analysis of disk brake noise using a two-degrees-of-freedom model / K. Shin, M.J. Brennan, J.-E. Oh, C.J. Harris // Journal of Sound and Vibration. 2002. Vol. 254. № 5. P. 837-848.Ергин, А.А. Антиблокировочная система управления тормозным приводом колеса автомобиля / А.А. Ергин, М.Б. Коломейцева, Г.О. Котиев Г.О. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. № 9. С. 11–13.Soliman, A. An investigation of anti-lock braking system for automobiles / A. Soliman, M. Kaldas //SAE Tech. Paper. 2012. No 2012-01-0209. – doi: https://doi.org/10.4271/2012-01-0209Sun, C. Development of ABS ECU with hard ware-inthe-loop simulation based on labcar system / C. Sun, Pei //SAE Int. J. Passeng. Cars – Electron. Electr. Syst. 2015. Vol. 8, No 1. Pp. 14-21. – doi: https://doi.org/10.4271/2014-01-2524.Sabbioni, E. Analysis of ABS/ESP control logics using a HIL test bench / E. Sabbioni, F. Cheli, V. d’Alessandro // SAE Tech. Paper. 2011. No. 2011-01-0032, – doi: https://doi.org/10.4271/2011-01-0032Жилейкин, М.М. Исследование автоколебательных процессов в зоне взаимодействия эластичной шины с твердым опорным основанием // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2021. № 10. С. 3-15. – doi: 10.18698/0536-1044-2021-10-3-15.Жилейкин, М.М. Метод выявления потери устойчивости движения тракторов при реализации тягового усилия на прицеп или сцепной агрегат / М.М. Жилейкин, П.В. Сиротин, С.С. Носиков, Н.Н. Пуляев // Тракторы и сельхозмашины. 2023. Т. 90, № 1. С. 39-48. – DOI 10.17816/0321-4443-321266. – EDN ZCQJYM.Грабар, И.Г. Определение условий начала автоколебательных процессов в контакте модели пневматической шины с сыпучим грунтом / И.Г. Грабар, Е.Г. Опанасюк, Д.Б. Бегерский, О.Е. Опанасюк // Вiсник СевНТУ. 2011. № 121. С. 139-142. – EDN UMXAMR.Клепиков, В.Б. Динамика электромеханических систем с нелинейным трением : монография / В.Б. Клепиков. – Харьков: Підручник НТУ «ХПІ», 2014. – 408 с. – ISBN 978-617-687-029-6.Klimov, A.V. Research into the Peculiarities of the Individual Traction Drive Nonlinear System Oscillatory Processes / A.V. Klimov, B.K. Ospanbekov, A.V. Keller, S.S. Shadrin, D.A. Makarova, Y.M. Furletov // World Electr. Veh. J. 2023, 14, 316. https://doi.org/10.3390/wevj14110316.Klimov, A.V. Detecting Wheel Slip to Suppress Self-Excited Oscillations in Braking Mode / A.V. Klimov, B.K. Ospanbekov, A.V. Antonyan et al. // World Electric Vehicle Journal. 2024. Vol. 15, No. 8. P. 340. – DOI 10.3390/wevj15080340. – EDN FHAZAU.Климов, А.В. Колебательные процессы в нелинейной системе индивидуального тягового электрического привода // Грузовик. 2023. № 7. С. 19-24. – DOI 10.36652/1684-1298-2023-7-19-24. – EDN RXPWMI.Климов, А.В. Колебательные процессы в нелинейной системе индивидуального тягового электрического привода // Грузовик. 2023. № 7. С. 19-24. – DOI 10.36652/1684-1298-2023-7-19-24. – EDN RXPWMI.Климов, А.В. Исследование особенностей протекания колебательных процессов в нелинейной системе индивидуального тягового привода электробуса / А.В. Климов, А.В. Антонян // Известия МГТУ МАМИ. 2023. Т. 17, № 1. С. 87-96. – DOI 10.17816/2074-0530-115233. – EDN DVWXHE.Климов, А.В. Противобуксовочная система с функцией подавления автоколебаний колес в тяговом режиме работы // Труды НАМИ. 2023. № 3(294). С. 44-56. – DOI 10.51187/0135-3152-2023-3-44-56. – EDN XJXUWX.Климов, А.В. Наблюдатель буксования ведущих колес с функцией подавления автоколебаний в тяговом режиме// Транспортные системы. 2023. № 2(28). С. 17-29. – DOI 10.46960/2782-5477_2023_2_17. – EDN HRSZDR.Климов, А.В. Подавление автоколебаний ведущих колес в тормозном режиме // Грузовик. – 2023. № 9. С. 6-14. – DOI 10.36652/1684-1298-2023-9-6-14. – EDN PUCDXP.Электрические машины: учебник для вузов. В двух томах. Том 2 / А.В. Иванов-Смольский – 3-е изд., стереот. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 532 с. : ил.Вольдек, А.И. Электрические машины. Учебник для студентов втузов. – 3-е изд., перераб. / А.И. Вольдек. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с.ГОСТ Р 54810-2011 Автомобильные транспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. – Введ. 2012.09.01. – М.: Стандартинформ. 2012. – 23 с.