新型电控空气悬架系统集成控制策略研究

为顺应汽车底盘电子电气(E/E)架构集中化发展趋势,并解决传统电控空气悬架系统中悬架刚度调节范围窄、侧倾稳定性欠佳等问题。本文中以具有电机式主动横向稳定器的新型电控空气悬架系统为被研究对象,首先利用Matlab/Simulink搭建电控空气悬架系统整车动力学模型与电机式主动横向稳定器模型,开发基于模型设计的新型电控空气悬架系统集成控制策略;然后开发基于英飞凌32位TC275主控芯片的并行多核电子控制单元,并利用转向盘角阶跃输入工况和双移线工况开展离线仿真与硬件在环试验研究。相关研究结果表明,新型电控空气悬架系统集成控制策略及并行多核电子控制单元可改善车辆操纵稳定性,并有效提高车辆抗侧倾性能。     

车辆SAS与EPS集成控制研究现状

悬架与转向是汽车底盘系统中影响车身姿态和行驶安全性的两大关键结构。对悬架系统进行控制,可以改善汽车行驶平顺性和乘坐舒适性;对转向系统进行控制,可以提高汽车的转向轻便性和操纵稳定性。通过了解目前车辆悬架与电动助力转向系统集成控制研究成果,有助于对未来集成控制的发展趋势进行展望。     

汽车主动悬架与电动助力转向系统多目标优化及集成控制

建立了整车主动悬架和电动助力转向系统动力学模型,构建线性控制的主动悬架和PD控制的电动助力转向系统集成控制器,应用遗传算法对集成控制系统的结构参数和控制参数进行多目标优化。结果表明,经过多目标优化后的集成控制系统,既可保证车辆操纵轻便性,又显著提高了整车操纵稳定性、安全性和行驶平顺性。     

车辆半主动悬架与助力转向集成控制的仿真研究

为协调车辆操纵稳定性和行驶平顺性,基于底盘系统动力学原理,建立了半主动悬架和电动助力转向的综合模型,对半主动悬架和电动助力转向系统进行集成控制.运用二次反馈法和PID策略分别对悬架的可调阻尼和转向系统的助力进行控制.仿真结果表明,在集成控制情况下,车辆的操纵稳定性和平顺性均优于悬架或转向单独控制的效果.     

汽车主动悬架与电动助力转向系统自适应模糊集成控制

建立了包含转向运动模型、俯仰运动模型和侧倾运动模型的汽车整车模型,在设计了电动助力转向系统PD控制的基础上,构建了基于自适应模糊控制的汽车主动悬架与电动助力转向系统集成控制器,当控制系统偏差变小或变大时,调整因子总能保证系统稳定,便于工程应用。计算结果表明,该自适应模糊集成控制策略,既保证了车辆操纵轻便性,又显著提高了整车操纵稳定性、安全性和行驶平顺性等整车综合性能。     

电控悬架系统的功能与检修

电子控制悬架系统根据悬架位移、车速、转向、制动等传感器信号,由电控单元处理后,控制电磁式或步进电动机式执行元件,实施悬架刚度与车身高度的自动调节(图1),从而提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性.     

电控转向系统直流电机实时故障诊断方法

作为电动助力转向系统和线控转向系统执行元件的电动机,其可靠运行对电控转向汽车的行驶安全至关重要.本文中通过建立永磁直流电机模型和运用带有遗忘因子的递推最小二乘法,提出了一种电控转向系统直流电机故障诊断方法.线控转向实车试验验证的结果表明,该方法可准确、实时地诊断直流电机故障,为电控转向系统的容错控制奠定基础.     

乘用车电动助力转向系统建模与设计

提出了汽车电动助力转向系统的控制日标,并分析总结出不同工况下的控制策略.建立了电动助力转向系统模型,结合电动助力转向系统特性设计了带有串联校正的PID控制器.通过在助力控制策略下的仿真,验证了助力特性、校正方案和转向盘转角估算算法的正确性.试验结果表明,系统实际助力特性与理想助力特性之间基本一致.     

考虑EPS与ESP耦合作用的ECAS系统控制策略

为提升汽车在不同工况下的行驶平顺性,提出了一种考虑电动助力转向系统与汽车电子稳定系统耦合作用的电控空气悬架(ECAS)控制策略。首先建立基于Matlab/Simulink的10自由度整车模型,分析了ESP和EPS对ECAS平顺性的影响规律;接着设计了基于粒子群算法的电控空气悬架系统PID控制器;最后搭建了基于NI-PXI实时控制器的电控空气悬架控制器硬件在环试验平台。试验结果表明:在路面附着系数0.7、车速50km/h下的单移线工况下,与无控制时相比,所提出的控制系统使整车侧倾角峰值由0.031rad降低到0.021rad,俯仰角峰值降低了16%,质心垂向加速度均方根值也减小了32.91%。     

电动助力转向技术发展的新动向

1EPS概述按照转向动力源来分,目前汽车转向系统分为纯人力转向和动力辅助转向,后者又经历了机械机构助力转向、液压助力转向和电动助力转向3个阶段。目前,电动助力转向(ElectricalPower Steering,EPS)已部分取代液压动力转向(Hydrau licPowerSteering,HPS),正成为世界汽车技术发展的热点。EPS是一种直接依靠电力提供辅助扭矩的动力转向系统,它用电动机提供助力,助力大小由电控单元(ECU)控制,系统主要由扭矩传感器、转角传感器、车速传感器(可与其他系统共用)、电动机、减速机构和电子控制单元等组成,其基本工作原理是:装在转向器上…     

电子技术在汽车工业中的应用与发展趋势

简要地介绍了现代电子技术在汽车制动防抱死系统与驱动防滑系统、汽车动态控制系统与电子制动力分配系统、汽车电控悬架、汽车电控动力转向系统、安全气囊、门锁紧急施放系统与GPS救援系统等方面的应用情况,阐述了汽车电子技术的发展趋势。     

EPS与主动悬架系统自适应模糊集成控制的仿真与试验研究

在建立的汽车整车主动悬架和EPS动力学模型(包含转向运动、俯仰运动和侧倾运动等模型)的基础上,运用自适应模糊控制方法,利用车身姿态的变化动态地调节主动悬架控制器和EPS控制器的输出,实现了对EPS和主动悬架系统的集成控制。为了验证控制系统的可行性和有效性,分别进行了仿真和实车道路试验。结果表明,集成控制显著提高了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性,整车综合性能明显优于传统的悬架和转向系统。     

基于AMEsim和Simulink的电动助力转向系统的联合仿真

首先利用AMEsim软件建立电动助力转向系统的动力学模型,然后在Matlab/Simulink环境中设计电动助力转向系统的ECU模型。通过AMEsim与Simulink接口,将两个模块进行联合,实现两者的联合仿真。仿真结果表明,本文所提出的电动助力转向系统的动力学模型、控制策略、联合仿真算法是正确的、有效的。     

New approaches to enhance active steering system functionalities: preliminary results

An important development of the steering systems in general is active steering systems like active front steering and steer-by-wire systems. In this paper the current functional possibilities in application of active steering systems are explored. A new approach and additional functionalities are presented that can be implemented to the active steering systems without additional hardware such as new sensors and electronic control units. Commercial active steering systems are controlling the steering angle depending on the driving situation only. This paper introduce methods for enhancing active steering system functionalities depending not only on the driving situation but also vehicle parameters like vehicle mass, tyre and road condition. In this regard, adaptation of the steering ratio as a function of above mentioned vehicle parameters is presented with examples. With some selected vehicle parameter changes, the reduction of the undesired influences on vehicle dynamics of these parameter changes has been demonstrated theoretically with simulations and with real-time driving measurements.     

汽车电子转向技术发展与展望

汽车电子转向系统是一种全新概念的转向系统，其取消了转向盘和转向车之间的机械连接，通过软件协调它们之间的运动关系，可以实现一系列传统转向系统无法实现的特殊功能。它可以实现传动比的任意设置，并对随车速变化的参数进行补偿。并且可以和ABS、汽车动力学控制、防碰撞、单个车轮转向、轨道跟踪、自动侧向导航等功能相结合，实现对汽车的整体控制。综述了国外汽车电子转向技术的研究现状，介绍了电子转向系统的结构及性能特点，阐述了电子转向系统的关键技术、主要问题及解决方法，并展望了电子转向系统的发展趋势。     

分段式转向梯形断开点的优化设计

文章建立了某轮式车辆的前独立悬架和转向系统的参数化模型,阐述了分段式梯形断开点设计需要遵循的两点原则,分析了断开点三个方向坐标对阿克曼转向特性以及车轮跳动过程中前束角变化的影响,以实际外轮转角与理论外轮转角差值最小以及前束角变化最小为优化目标,对断开点位置进行了优化分析。研究结果表明,断开点坐标的优化可以改善车辆转向特性,同时提高转向系统与悬架系统的运动协调性,为轮式车辆转向梯形的设计提出了较为合理的优化方案。     

Neuro-Fuzzy Control of a Tracked Vehicle Featuring Semi-Active Electro-Rheological Suspension Units

This paper presents vibration control of a tracked vehicle installed with electro-rheological suspension units (ERSU). As a first step, an in-arm type ERSU is designed, and its spring and damping characteristics are evaluated with respect to the intensity of electric fields. Subsequently, a 16 degree-of-freedom model for a tracked vehicle equipped with the proposed ERSU is established followed by the formulation of a neuro-fuzzy controller. This controller takes account for both ride quality and steering stability by adopting a weighting parameter between two performance requirements. The parameter is appropriately determined by employing a fuzzy algorithm associated with two fuzzy variables: the vertical speed of the body and the rotational angular speed of the wheel. Control performances to isolate unwanted vibration from bump and random road excitations are evaluated through computer simulations. In addition, maximum speed of the vehicle with 6 Watt power absorption is investigated with respect to the road roughness.     

Neuro-Fuzzy Control of a Tracked Vehicle Featuring Semi-Active Electro-Rheological Suspension Units

This paper presents vibration control of a tracked vehicle installed with electro-rheological suspension units (ERSU). As a first step, an in-arm type ERSU is designed, and its spring and damping characteristics are evaluated with respect to the intensity of electric fields. Subsequently, a 16 degree-of-freedom model for a tracked vehicle equipped with the proposed ERSU is established followed by the formulation of a neuro-fuzzy controller. This controller takes account for both ride quality and steering stability by adopting a weighting parameter between two performance requirements. The parameter is appropriately determined by employing a fuzzy algorithm associated with two fuzzy variables: the vertical speed of the body and the rotational angular speed of the wheel. Control performances to isolate unwanted vibration from bump and random road excitations are evaluated through computer simulations. In addition, maximum speed of the vehicle with 6 Watt power absorption is investigated with respect to the road roughness.