线控转向四轮独立驱动电动汽车建模与仿真研究

针对线控转向四轮独立驱动电动汽车建模问题,论文应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真进行了整车模型的搭建与仿真分析。确定了线控转向系统中的动力学微分方程,基于Matlab/Simulink软件建立了线控转向系统模型,将Car Sim中的内燃机模型修改为四轮独立驱动电动汽车模型,并将线控转向系统模型嵌入到Car Sim中去,搭建了线控转向四轮独立驱动电动汽车整车模型。选取方向盘角阶跃工况对所建立的模型进行仿真验证。结果表明:线控转向四轮独立驱动电动汽车具有良好的响应特性。     

大角度转向电动汽车悬架与转向系设计

为了提高汽车转向灵活性及减小交通拥堵和提高停车空间利用率,基于轮毂电机及线控转向基础上,提出了一种可实现大角度转向的电动汽车模型,使其可实现90°大角度转向,从而提高汽车的转向灵敏性,并用SolidWorks软件对转向系与悬架进行设计,分析悬架系统设计的合理性。     

商用车底盘线控技术研究现状及应用进展

底盘线控技术是实现商用车自动驾驶和辅助驾驶功能的关键基础技术,是当今汽车行业的研发热点。底盘线控技术包括线控执行系统和线控集成控制技术两大部分。分别对商用车的线控转向、线控制动、线控悬架、线控驱动和线控换挡等线控执行系统,以及自动紧急制动 （Autonomous Emergency Braking,AEB） 系统、自适应巡航 （Adaptive Cruise Control,ACC） 系统和车道保持辅助 （Lane Keeping Assist,LKA） 系统等线控集成控制技术的构成、控制原理与研究应用现状进行了概述,重点分析了商用车各类构型的线控转向和线控制动系统及其应用场景。结合最新发布的国家智能底盘技术路线框架图和商用车未来的客户需求,给出了商用车线控底盘各技术方向的发展趋势,为商用车线控底盘技术发展提供了参考。     

线控汽车底盘控制技术研究进展及展望

对各国线控汽车发展现状,以及汽车线控转向系统、线控制动系统、线控驱动系统和线控悬架系统的各系统组成、工作原理和控制方法及研究现状进行了概述,总结了影响线控汽车发展的关键技术,并对信息传输、驾驶人意图与工况辨识、故障诊断与容错控制、底盘集成控制等技术的研究进展进行了综述.针对全线控汽车,给出了分层式集成控制系统框架,并对框架内容进行了分析,以期为线控汽车研究与发展提供新的视角和基础资料.     

全方位移动微型电动车四轮独立转向系统设计与仿真分析

在研究线控四轮转向技术基本原理的基础上,设计了全方位移动电动汽车的线控四轮转向系统转向模式。四轮能实现±90°偏转的四轮转向技术,可实现任意角度的平移,绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。运用Simulink软件建立四轮独立转向模型,分析了所设计的四轮转向控制算法的可实现性。     

轮毂电机驱动车辆线控差动转向的研究

针对轮毂电机驱动电动汽车各轮转矩独立可控且转矩响应迅速精确的特点,进行差动转向的相关研究。首先,构建了线控差动转向系统,并经过等效简化,建立了系统动力学方程。接着,进行了线控差动转向控制系统的设计。以系统模型为基础,以转向齿条位移为闭环控制量,分3步进行非线性控制器控制律的设计。确定转矩分配方案,实现各轮转矩的协调分配。然后,进行了经典工况下的仿真验证,结果表明,线控差动转向能较好地驱动车辆按照驾驶员意愿进行转向,所设计的非线性控制器控制效果良好,且差动转向的介入会影响车辆的稳定性和转向性能。最后,基于NI PXI实时平台和双轮毂电机试验台进行了硬件在环试验,验证了所构建线控差动转向系统的有效性。     

汽车线控转向系统节能设计研究综述

线控转向系统节能设计是汽车线控技术新的研究方向。通过对线控转向技术现状的分析,提出了线控转向节能设计思想和需要深入研究的4个关键问题,并阐述了关键技术和应用前景。从汽车转向系统安全性和节能降耗角度,指出研究线控转向系统节能设计方法的科学意义和应用价值。     

电动轿车独立转向轮悬架设计

设计了一种四轮独立转向、独立驱动的电动轿车独立悬架,该悬架采用双横臂、扭杆弹簧结构.将导向机构简化为几何模型,根据该几何模型在ADAMS软件中建立参数化模型,以车轮定位参数及汽车侧倾中心为评价目标,对悬架导向机构进行了优化设计,制造出的样机符合设计要求.提出了悬架扭杆弹簧的设计方法,并验证了其合理性.     

不是科幻的未来汽车(二)

由传统的机械液压制动方式转换到电子制动线控,还刚刚起步,电子线控系统应用的主要障碍就是汽车电子的处理速度。当线控技术应用于转向系和制动系时,响应速度是关键。卡车驾驶室通常以独立悬架方式安装在底盘上,Sportiva概念车的底盘由碳纤维复合材料制造,在底盘上设有辅助车架以便安装传动系装置,而驾驶室则安装有独立的悬架。这种悬置式驾驶室又提供了与豪华轿车相媲美的操纵稳定性和平静性。美国德尔福公司开发成功使用磁流改变液压油粘度的减振器,由计算机控制线圈进行调节     

线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。     

基于微分几何的四轮独立驱动车辆运动解耦控制研究

针对车辆在纵向运动和横摆运动时的强耦合关系给车辆动力学控制带来的困难，以四轮独立电驱动车辆作为研究对象，基于微分几何理论设计了车辆系统运动解耦控制方法，将非线性强耦合的四轮驱动车辆动力学系统解耦为纵向和横向两个相对独立运动控制子系统，并设计了鲁棒控制器，以提高抵抗车辆行驶时不确定外力如侧风的干扰能力。基于 Trucksim 软件建立四轮驱动车辆模型，并针对车辆解耦控制策略和抗干扰策略进行了仿真测试。结果表明，相比于无解耦控制的车辆，采用微分几何解耦控制的四轮独立驱动车辆纵向速度偏差降低了 82.1%，横摆角速度偏差降低了80.7%，且微风干扰下的抗干扰能力明显改善，车辆稳定性显著提升。为验证该运动解耦控制策略在实时系统中的控制效果，还进行了硬件在环试验，结果表明，硬件在环试验的结果与仿真结果一致。     

独立悬架汽车摆振的研究

以标致５０５ＳＬ轿车为研究对象，采用分析力学的方法，建立了前悬架为独立悬架的汽车转向轮摆振数学模型。通过对摆振系统特征的分析，确定了影响摆振的主要振动模态，得独立悬架汽车特有的摆振振型，并通过道路试验证实了研究结果的正确性。     

EQ2102越野汽车前轮摆振影响因素试验分析及改进措施

针对东风EQ2102型独立悬架越野汽车的前轮摆振问题进行了道路试验分析,研究了前轮失衡量、转向系统阻尼和刚度对前轮摆振的影响。试验及分析表明,该车摆振主要为强迫振动,通过控制激振源、增大转向系统阻尼可抑制摆振。提出了采用阻尼轴承代替主销滚针轴承来增大转向阻尼的解决方案,同时评估了阻尼轴承对汽车操纵稳定性的影响。     

车辆电驱动系统构型特点与发展趋势

在对车辆电驱动系统现有构型分析的基础上，总结了各种电驱动系统的优缺点，并探讨了其发展趋势。研究表明，单电机集中驱动系统结构简单，技术成熟，目前应用广泛,而车轮独立驱动系统由于具有更好的可控性，将是未来电动车辆驱动系统的发展方向。     

独立悬架汽车转向系统刚度测量

汽车转向系统刚度是影响汽车操纵稳定性的重要因素之一，本文介绍了一种实用的测量独立悬架汽车转向系统刚度的试验方法，分析了汽车转向系统的受力状况，推导了转向系统中各环节刚度的计算公式，对一辆实车进行的试验测量得到了可靠的数据结果，对进一步探讨转向系统刚度对汽车操纵稳定性的影响具有重要的意义。     

Dynamics of Pneumatic Tire Vehicles with Connected Suspension Systems

A vehicle model, with 10 degrees of freedom is used to investigate the skidding conditions of any wheel of the vehicle in motion. Equations for the load transfer and equations for the pneumatic tire spring and shock absorber are derived. Parameters such as gradual cornering, U-curve cornering, the wavy road surface of different wave lengths and cases of independent and connected suspension systems are inputs to the system. The tire calculated forces and their corresponding maximum resistance forces are the outputs of the systems. A connected suspension system is found to resist skidding better than the independent suspension system. The system is non-linear, and numerical solutions are obtained.     

Performance investigation of vehicle suspension system with nonlinear ball-screw inerter

This paper investigates the influence of ball-screw inerter nonlinearities on the vibration isolation performance of the vehicle suspension system. That is achieved by building a nonlinear mechanics model of the ball-screw inerter with friction in ball-screw assembly and elastic effect of screw. The parameters of the nonlinear mechanics model are identified using recursive least squares algorithm based on test data. Then, the nonlinear ball-screw inerter is applied to vehicle suspension analysis of the half-car model with three passive suspension layouts. The performance of the vehicle suspension system with the nonlinear ball-screw inerter is compared with that with the linear inerter. It is demonstrated from the results that the vibration isolation performance of the vehicle suspension system is slightly influenced by considering the ball-screw inerter nonlinearities in general. The influence of the ball-screw inerter nonlinearities on every performance indicator for different suspension layouts is discussed finally.     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。     

Independent Suspension, Self Steered Axle, and 4WS for Busses

The dynamic behavior of commercial vehicles fitted with differentr types of suspension mechanisms and steering devices is investigated in this paper. Six vehicle models have been constructed: 2WS-SA is a standard two wheel steering bus with solid axles; 2WS-DW is a 2WSA vehicle with independent double wishbone suspension in front and rear axles; SSA-SA is a 2WS system with solid axles, the rear one being mounted on a self steered mechanism; SSA-DW is a vehicle with independent double wishbone suspension in the front axle, and a solid self steered rear axle; 4WS-SA has four wheel steering with solid axles; and 4WS-DW is a 4WS vehicle with independent double wishbone suspension in front and rear axles. The dynamic response of these models has been assessed in terms of lateral acceleration, yaw velocity, tire forces, tire force reserves, and slip angles. The expected advantages of a 4WS system (higher acceleration rates and lower slip angles) will be corroborated but, at the same time, it will be shown that they are obtained at the cost of lower force reserves. Self steered mechanisms produce smaller body slip angles, but it will be shown that they give rise to larger yaw velocity overshootings. The particular independent suspension analyzed does not show significant improvements with respect to the solid axle counterpart.     

煤矿四驱指挥车悬挂设计及平顺性试验

设计了一种新型四轮驱动煤矿指挥车悬挂,通过对样车进行性能测试,说明悬挂参数与设计指标一致,对样车进行20-40km／h的道路试验,试验结果表明该车基本满足《QC／T474—1999客车平顺性评价指标及限值》指标要求,平顺性及舒适性满足矿用车辆的使用要求。