守旧被动悬架编制刚度、阻尼等要紧参数不成 及时医治,导致车辆平顺性与独揽安祥性较差,同时正在高速转弯或蹙迫避让等工况下易导致车辆侧翻等紧急变乱。具有电机
守旧被动悬架编制刚度、阻尼等要紧参数不成 及时医治,导致车辆平顺性与独揽安祥性较差,同时正在高速转弯或蹙迫避让等工况下易导致车辆侧翻等紧急变乱。具有电机式主动横向安祥器的新型电控气氛悬架编制可有用协作平顺性与独揽安祥性之间的固有冲突,有用晋升整车归纳功能。
国表里学者已提绝伦种操纵算法以提升气氛悬架功能,如:Moheyeldein等通过搭修具有附加气室的 2 自正在度气氛悬架仿真模子,参数化仿真理会了附加气室体积及其内部压力等要紧参数对悬架功能的影响秩序。折柳提出电控气氛悬架编制闭环容错操纵算法和滑模操纵算法,并通过仿真和实车试验,验证了所计划操纵算法的有用性。厉天一等行使基于模子计划的办法,搭修电控气氛悬架编制操纵战术,并计划其电子操纵单位。
故本文中归纳思考车辆平顺性与抗侧倾安祥性,提出对电控气氛悬架和电机式主动横向安祥器履行集成式域操纵,通过搭修电控气氛悬架编制整车动力学模子与电机式主动横向安祥器模子,提出新型电控气氛悬架编制集成操纵战术,开垦其并行众核电子操纵单位,展开相应的类型工况离线仿真与硬件正在环试验以有用评估新型操纵战术要紧功能。
9自正在度电控气氛悬架编制整车动力学模子由车身的垂向运动、侧向运动、俯仰运动、侧倾运动、横摆运动及车轮垂向运动等子模子构成(图 1~图3)。
为合理表征轮胎正在转向工况下的力学特点,采用“魔术公式”轮胎侧向力学模子谋略轮胎侧偏力。正在不思考车轮外倾角要求下,即外倾角γt=0,水准倾向偏移Sh=0,笔直倾向偏移Sv=0,则该轮胎模子如式(12)所示,其拟合系数值睹表1。
式中:Fyi为车轮侧向力;μ为途面附着系数;αi为轮胎侧偏角;B、C、D、E折柳为车轮侧向力一侧偏角弧线峰值因子、形势因子、刚度因子和曲率因子;Foi为车轮动载。
式中:xoi为轮胎(i i=fl、fr、rl、rr)处途面不服度;x1、x2为编制形态变量;f0为下截止频率,取0.01Hz;v为车速;n0为法式空间频率,取0.1 m-1;G0为途面不服度系数;ω(t)为高斯白噪声,均值为0;d为轮距;l为轴距。
本文中所述电机式主动横向安祥器采用三相无刷直流电机行动作动器,其内嵌电机通电此后爆发的电磁转矩经谐波齿轮减速器减速增扭感化后,传达到左、右横向安祥杆臂,爆发感化于车身的垂向力,并变成反侧倾力矩,以控制整车侧倾运动(图4和图5)。
式中:Faas为主动横向安祥器感化于整车底盘的垂向力;Ma为主动横向安祥器输出转矩;Maas为主动横向安祥器爆发的反侧倾力矩;b为左、右横向安祥杆纵臂长度;c为主动横向安祥器的长度;θe为左、右横向安祥杆臂相对转角;θe/2 为安祥杆臂与水准倾向夹角。
将车身侧倾角行动要紧优化目标,通过电控气氛悬架编制下降车身质心高度与电机式主动横向安祥器输出的反侧倾力矩,以提升车辆独揽安祥性 与抗侧倾功能,新型集成操纵战术完全如图6所示。气氛弹簧充放气编制存正在时滞,且转向工况下不宜举办悬架高度切换,于是提出的转向妄思辨识算法举办驾驶妄思I识别。
本文中行使 Matlab/Stateflow 搭修气氛悬架操纵战术模子,完全操纵逻辑如图7所示:电子操纵单位通过及时措置车速、途况、车身高度以及储气筒压力等信号,操纵悬架高度正在高位、法式和低位等3种分歧形式之间举办合时切换。图7中各操纵逻辑值完全如表2所示。
遵循转向妄思辨识算法,若行驶妄思 I 为右转弯 Irt或左转弯Ilt,则鉴定车辆即将进入转向工况,且储气筒压力 pc小于所标定压力阈值p0时,悬架提前切换到低位形式;若前轮转角 δ 小于所标定转角阈值δ0,则鉴定此时车辆处于直线工况,悬架高度进入下述3种形式之一:
当扶植车辆宗旨侧倾角时,既要包管车辆具有 较小的侧倾角,亦需思考驾驶员的主观感触,以得回优异途感,则宗旨侧倾角与车身侧向加快率闭 系如式(24)所示。
守旧被动横向安祥杆所供应的反侧倾力矩与车身侧倾角呈线性相干,主动横向安祥器输出的反侧倾力矩与车身侧倾角、车辆侧向加快率等新闻有 闭,据此提出主动横向安祥器操纵战术(图 9)。最初,线性操纵器模仿被动横向安祥杆感化,通过整车模子输出的侧倾角得出线性反侧倾力矩,包管主动横向安祥用具有较好的反应速率;然后 PID 操纵器通过本质侧倾角与宗旨侧倾角值差值谋略获得赔偿力矩,补偿主动横向安祥器输出中的非线性部门,使得车身侧倾角切合宗旨侧倾角—侧向加快率相干弧线;结尾将二者互相叠加获得车辆所需的反侧倾力矩。
为验证集成操纵战术的有用性,并理会新型电 控气氛悬架编制对整车功能影响后果,抉择转向盘角阶跃输入及双移线工况行动试验工况,以车身侧倾角行动评判目标,行使 Matlab/Simul
ink和Stateflow 搭修电控气氛悬架编制整车动力学模子、电机式主动横向安祥器模子以及新型电控气氛悬架编制操纵战术模子,并行使类型试验工况举办离线仿真理会,闭连整车要紧参数睹表3。
转向盘角阶跃输入仿真要求为B级途面,试验车速为80 km/h,经由0.2s使前轮转角转动30°后维系安祥,且此经过车速维系稳定(图 10);双移线输入仿真要求亦为B级途面,试验车速同为80 km/h,设定车辆行驶途径所示。
电控气氛悬架编制一样具有高位、法式、低位 3 种分歧管事形式,于是折柳正在分歧管事形式下对上述2种工况举办仿线所示:正在转向盘角阶跃工况下,法式形式车身侧倾角稳态值比高位形式下降约8.9%,低位形式车身侧倾角稳态值比法式形式下降约3.9%;正在双移线仿真工况下,法式形式车身侧倾角稳态值比于高位形式最大值下降约9.7%,低位形式车身侧倾角稳态值比于法式形式最大值下降约4.3%,创造通过改良车身高度可下降车身侧倾角,提升抗侧倾阈值,有用改观车辆独揽安祥性和抗侧倾功能。
采用集成操纵战术的新型电控气氛悬架编制车身侧倾角转变经过愈加平缓。正在转向角阶跃工况下,车身侧倾角比无主动横向安祥器操纵的车身侧倾角下降约50.7%,正在双移线工况下,车身侧倾角下降约69.4%(图 13),而且与线性操纵或 PID 操纵零丁感化于主动横向安祥器比拟,集成操纵的车身本质侧倾角可急速趋近于宗旨侧倾角,对其具有更好的陪同性,操纵后果更好。
为进一步验证新型电控气氛悬架编制集成操纵战术,并测试新型电控气氛悬架编制并行众核电子操纵单要紧工夫功能,Simul
ink/Desktop Real⁃ time 及时仿真情况,行使并行众核电子操纵单位与 Kvaser Leaf Light V2 CAN总线理会仪等搭修硬件正在环试验平台,并通过 Embedded Coder 代码主动天生用具将电控气氛悬架编制与主动横向安祥器编制操纵战术模子转化为可推广的C代码,折柳安顿于微操纵器内核0与内核1内,告竣并行众核运转形式,以提升法式推广成果。硬件正在环试验框架如图14所示。
行使与离线仿底细同工况,展开新型操纵战术硬件正在环试验,并将其试验结果与离线仿线),可知正在转向盘角阶跃工况下,硬件正在环仿真试验数据的车身侧倾角稳态值与离线°;正在双移线工况下,硬件正在环仿真试验与仿真数据转变经过趋于相似,但中后期有小幅动摇。上述硬件正在环试验结果解释,新型电控气氛悬架编制集成操纵战术可有用地操纵车身侧倾角,改观车辆抗侧倾功能。
ink 搭修整车动力学集成仿真模子,对气氛悬架分歧管事形式以及新型电控气氛悬架编制分歧操纵战术举办仿真。闭连结果解释,所提出的新型电控气氛悬架编制集成操纵战术可有用减小车身侧倾角,并对宗旨侧倾角具有较好的陪同性。
(2)通过搭修的硬件正在环试验平台,对照理会硬件正在环试验结果与离线仿真结果,进一步验证了新型电控气氛悬架编制集成操纵战术及其并行众核电子操纵单位,并确认其可提升整车抗侧倾功能。
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