汽车AFS前照灯转角动力学建模及仿真分析

结合线性2自由度车辆动力学模型建立了车辆转向时的AFS数学模型.在Matlab/Simulink中建立了该数学模型的系统仿真模块,得到3组不同变量(不同车速、前轮转角和道路转弯半径)下的前照灯转角变化曲线.仿真结果表明,车辆动力学因素在汽车转向过程中对前照灯转角有一定影响;基于车辆动力学的AFS能够有效提高驾驶员可视范围,使车辆驾驶更加安全可靠.     

线控四轮独立转向系统的结构及控制研究

主要介绍了四轮转向汽车以及线控转向技术的优点,设计了一种线控四轮独立转向汽车的总体结构,说明所设计的转向系统相对其他转向系统的优点。建立四轮转向汽车的3自由度数学模型,找出四轮转向汽车各车轮转角与转向盘转角的关系。对模型前后轮转角对质心侧倾角和横摆角速度的影响做了Matlab／Simulink仿真,考虑影响汽车行驶安全的因素,找出不同车速和前轮转角对应的最佳后、前轮转角比例系数,从而确定了高速行驶的汽车在指定车速与转向盘转角时各车轮对应的转角。     

线性二自由度汽车模型稳态响应分析

横摆角速度和质心侧偏角是描述汽车稳定性的两个重要指标,汽车在高速行驶时,驾驶员紧急转向会导致车辆失去控制,很容易造成侧滑乃至翻车等严重交通事故,因此有必要对汽车操纵稳定性进行分析。本文建立了汽车线性二自由度系统的数学模型,应用仿真分析软件Matlab/simulink,以前轮转角为输入,对系统进行时域分析。比较不同车速、不同前轮转角和不同轮胎侧偏刚度下的稳态响应曲线,分析汽车横摆角速度和质心侧偏角对汽车操纵稳定性的影响。若汽车选用侧偏刚度的轮胎,在较低的车速和较小的前轮转角下行驶,是较为安全的。     

汽车四轮转向控制策略研究

汽车四轮转向较之常规的前轮转向可提高汽车的操纵稳定性,论文针对汽车四轮转向的操纵稳定性控制问题,设计了一种四轮转向控制策略,实现汽车不同车速下的四轮转向控制。确定了二自由度车辆转向参考模型,进行低速时前后轮转角比例控制,高速时根据参考模型和实车横摆角速度、横摆角速度偏差设计了模糊控制器进行前后转角控制。应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真,搭建了仿真模型,编写了控制算法,通过仿真实验对控制策略进行了验证。仿真结果表明:设计的汽车四轮转向控制策略使汽车四轮转向相对前轮转向有效提高了汽车的操纵稳定性。     

面向配光特性的汽车AFS动态转角数学模型研究

针对常用的汽车自适应前照灯(AFS)转角数学模型存在的问题,对汽车车身侧倾角与转弯半径及车速之间关系进行研究,建立面向配光特性的汽车AFS动态转角数学模型,通过AFS的二维转动对侧倾后AFS照射方向进行修正。结果表明,与常用的AFS转角数学模型相比,AFS动态转角数学模型求得的前照灯转角在yz平面上补偿角αx(t)最大达0.7°,占yz平面上设计旋转角度的28%,解决了侧倾后常用的AFS配光特性难以达到国家标准GB4599-2007要求的问题。     

雷克萨斯LX470汽车可变传动比转向系统故障诊断

雷克萨斯LX470汽车可变传动比转向系统（VGRS）能够根据车速控制转向角，该系统通过VGRSECU控制安装在转向中间轴上的VGRS执行器工作，执行器根据车速的变化在转向中间轴转向角的基础上改变工作角度，以改变汽车前轮的转向角，从而改善汽车的操控性和稳定性。     

基于变指数趋近律的线控转向滑模控制

为了提高线控转向车辆在高速工况下角传动比非线性响应的准确性,分析线控转向的功能指标,推导可变传动比的计算过程,讨论固定横摆角速度增益、固定侧向加速度增益、车速、方向盘输入对前轮转角映射结果的影响,建立基于模糊推理系统的可变传动比策略,针对理想传动比在车辆稳定性控制层面上的不足,采用前轮补偿角的方法进行最终前轮转角的决策。在验证过程中,搭建线控转向整车数学模型,选取典型转向输入工况,结合动力学仿真软件对总体系统设计进行联合仿真对比分析。实验结果分析证明,设计后的传动比策略可以实现方向盘指标需求,降低横摆角速度和质心侧偏角,有效减轻驾驶员的操作负荷,基于改进滑模控制的主动转向策略相比饱和函数指数趋近律滑模控制,超调量降低了9%,提高汽车行驶安全。     

四轮转向的基本结构与发展

汽车的四轮转向系统在80年代中期开始发展,其主要目的是提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用下时的操纵稳定性、改善低速时的操纵轻便性,以及减小在停车场调车时的转弯半径。此外,在汽车高速行驶时还易于由一个车道向另一个车道的调整。四轮转向系统可按后轮偏转角与前轮偏转角或车速之间的关系分为转角传感型与车速传感型两种:     

2012款雷克萨斯GS350新技术剖析(四)

六、动态操控(LDH)系统 1.概述 使用雷克萨斯动态操控(LDH)系统. LDH系统整合和控制VGRS系统、DRS系统和EPS系统. 2.动态操控(LDH)系统图 动态操控(LDH)系统图,如图35所示. 3.系统控制 根据车速提供目标车辆特性(如图36所示),使前轮和后轮转角随转向盘转向角自由改变. 状态特性:状态固定时前轮和后轮的移动情况,如图37所示.     

主动前轮转向客车的操纵稳定性仿真分析

建立某大型客车的含侧向、横摆及侧倾三自由度动力学模型,通过方向盘角阶跃转向仿真结果和试验数据的比较,验证了仿真分析的准确性。采用横摆角速度跟踪主动前轮转向控制策略,结合比例积分控制方法,在考虑作动器动态特性和前轮转角饱和特性的基础上,对主动前轮转向控制前后的车辆进行直线行驶下的侧向风扰动和湿滑路面急转弯情况下的仿真对比分析。结果表明,主动前轮转向控制后的车辆其操纵稳定性和行车安全性都有较大的提高。     

Nonlinear PI front and rear steering control in four wheel steering vehicles

Vehicle steering dynamics show resonances, which depend on the longitudinal speed, unstable equilibrium points and limited stability regions depending on the constant steering wheel angle, longitudinal speed and car parameters.

The main contribution of this paper is to show that a combined decentralized proportional active front steering control and proportional-integral active rear steering control from the yaw rate tracking error can assign the eigenvalues of the linearised single track steering dynamics, without lateral speed measurements, using a standard single track car model with nonlinear tire characteristics and a non-linear first-order reference model for the yaw rate dynamics driven by the driver steering wheel input. By choosing a suitable nonlinear reference model it is shown that the responses to driver step inputs tend to zero (or reduced) lateral speed for any value of longitudinal speed: in this case the resulting controlled vehicle static gain from driver input to yaw rate differs from the uncontrolled one at higher speed. The closed loop system shows the advantages of both active front and rear steering control: higher controllability, enlarged bandwidth for the yaw rate dynamics, suppressed resonances, new stable cornering manoeuvres, enlarged stability regions, reduced lateral speed and improved manoeuvrability; in addition comfort is improved since the phase lag between lateral acceleration and yaw rate is reduced.

For the designed control law a robustness analysis is presented with respect to system failures, driver step inputs and critical car parameters such as mass, moment of inertia and front and rear cornering stiffness coefficients. Several simulations are carried out on a higher order experimentally validated nonlinear dynamical model to confirm the analysis and to explore the robustness with respect to unmodelled dynamics.     

Nonlinear PI front and rear steering control in four wheel steering vehicles

Vehicle steering dynamics show resonances, which depend on the longitudinal speed, unstable equilibrium points and limited stability regions depending on the constant steering wheel angle, longitudinal speed and car parameters.

The main contribution of this paper is to show that a combined decentralized proportional active front steering control and proportional-integral active rear steering control from the yaw rate tracking error can assign the eigenvalues of the linearised single track steering dynamics, without lateral speed measurements, using a standard single track car model with nonlinear tire characteristics and a non-linear first-order reference model for the yaw rate dynamics driven by the driver steering wheel input. By choosing a suitable nonlinear reference model it is shown that the responses to driver step inputs tend to zero (or reduced) lateral speed for any value of longitudinal speed: in this case the resulting controlled vehicle static gain from driver input to yaw rate differs from the uncontrolled one at higher speed. The closed loop system shows the advantages of both active front and rear steering control: higher controllability, enlarged bandwidth for the yaw rate dynamics, suppressed resonances, new stable cornering manoeuvres, enlarged stability regions, reduced lateral speed and improved manoeuvrability; in addition comfort is improved since the phase lag between lateral acceleration and yaw rate is reduced.

For the designed control law a robustness analysis is presented with respect to system failures, driver step inputs and critical car parameters such as mass, moment of inertia and front and rear cornering stiffness coefficients. Several simulations are carried out on a higher order experimentally validated nonlinear dynamical model to confirm the analysis and to explore the robustness with respect to unmodelled dynamics.     

基于MATLAB汽车动力学仿真研究

对影响汽车行驶安全的各方面因素进行了较为深入的分析和研究,建立车体6个自由度加上前轮转向系统1个自由度的汽车数学模型;该汽车数学模型不需引入很多的人为假设;可以实现给定汽车前轮转角,也可以不给定前轮转角;不依赖需要复杂测定的侧向力函数及相关模型参数;考虑了轮胎的滚动特性。利用MATLAB语言开发了一个模块化的仿真软件,该软件能够满足所建模型的校验和在特殊工况下的仿真研究;也可以进一步完善该软件使之服务于汽车运行的其他方面的仿真研究。     

汽车操纵稳定性与前轮摆振的非线性仿真分析

以某轿车为例,建立3自由度整车系统动力学模型,利用常微分方程稳定性理论和数值仿真计算,详细研究整车的稳态转向特性和系统失稳后的前轮摆振特性。阐明汽车的操纵稳定性与前轮摆振特性同属汽车整车稳定性问题,前者是负刚度系统,后者是负阻尼系统。在一定的参数组合下,具有不同转向特性的汽车都或多或少地存在摆振现象,这与实际情况相符,建议适当增加转向系阻尼和刚度以减小甚至消除摆振的发生。     

载荷转移对前转向轮定位及附加转角影响的虚拟试验研究

对模型样车的实际悬架及转向系统进行了分析,在结合实际的基础上对模型做了一些理想假设和简化,根据所获得模型的运动学参数,在ADAMS/View中建立了样车的多体仿真模型。通过改变两转向轮垂直作用力的大小模拟汽车转弯时左右车轮产生的载荷转移和制动时汽车前后轴产生的载荷转移,通过虚拟试验,对两者引起的转向轮的附加转角及对前轮定位参数的影响进行分析并得出结论。     

转向加速工况下汽车驱动防滑控制系统滑转率算法研究

汽车低速转弯加速时,用后轮轮速作为参考车速计算驱动轮滑转率会造成计算偏差,引起驱动防滑控制系统误干预,为此提出了驱动轮滑转率计算的修正算法.该修正算法不需要增加前轮转角传感器,而是采用两非驱动轮轮速估计车身横摆角速度和汽车前轮转角,进而计算出前轮参考轮速,并将前轮参考轮速代替车速对转弯工况的驱动轮滑转率计算进行修正.试验结果表明,该修正算法消除了滑转率计算误差,可防止汽车在高附着路面上转弯加速时驱动防滑控制系统的误干预.     

智能汽车自动紧急转向避撞的跟踪控制方法对比研究

为了提高智能汽车的主动安全性,提出3种不同的自动紧急转向避撞跟踪控制方法。首先建立汽车避撞简化模型,对制动、转向及两者相结合的3种不同避撞方式进行对比分析。其次,为深入研究汽车避撞过程中的实际响应,建立包含转向、制动及悬架3个子系统耦合特性的底盘18自由度统一动力学模型,并进行相关试验验证。随后构建智能汽车自动紧急转向避撞控制框架,对五次多项式参考路径和七次多项式参考路径的横摆角速度和横摆角加速度进行对比分析。接着以线性2自由度转向动力学模型为参考对象,对最优控制四轮转向、最优控制前轮转向、前馈与反馈控制相结合的前轮转向3种不同的跟踪控制系统分别进行设计。最后,以汽车底盘18自由度统一动力学模型为研究对象,对上述3种避撞控制系统进行仿真试验对比分析。研究结果表明：与制动避撞相比而言,转向避撞所需的纵向距离有较大降低,随着车速的增加和路面附着系数的越低,效果越明显;七次多项式参考路径比五次多项式参考路径的避撞过渡过程更为平缓,当实际车速与控制器所用车速不一致时,前者避撞性能表现更优;最优四轮转向控制系统在高、低2种不同附着路面都具有较好的避撞效果,最优前轮转向控制系统次之,而前馈与反馈相结合的前轮转向控制系统在低附着路面上则表现出严重的失稳。     

实现快速调整某转向前桥转向角

转向前桥在汽车上一个非常重要的功能就是实现汽车转向,而转向角是决定转向前桥性能的一个非常重要的参数,本文解决了在桥总成装配线快速调整某转向前桥转向角问题。     

某款乘用车的俄罗斯市场适应性设计

某款乘用车出口俄罗斯市场,根据当地的市场要求,需要增加前排座椅加热、转向盘加热、前风挡玻璃除冰加热功能。介绍前排座椅加热、转向盘加热、前风挡玻璃除冰加热系统专用件设计,并据此做出专用件样件,样件在某款样车上实际试装测试,结果符合设计要求。本车型可以批量生产,出口俄罗斯市场。     

Resistance torque control for steer-by-wire system to improve human–machine interface

A steer-by-wire system, which has no mechanical constraints between steering wheel and front wheel, is expected to improve steering performance. The mechanical resistance torque is not transmitted from the front wheel to the steering wheel, and it is essential to simulate the torque around the steering wheel for better human-machine interface. Previous studies investigated resistance torque control originating from vehicle behaviour variables such as yaw rate and lateral acceleration. However, other variables such as steering wheel angle and front wheel actuation force are also good candidate sources to generate resistance torque. In this paper, first, four general guidelines are introduced to evaluate three types of resistance torques, i.e., the steering wheel angle origin, the steering force origin and the vehicle behaviour origin. First two guidelines are for ‘driver-made’ phase to make a turn, while the third guideline is for ‘vehicle-made’ phase to return to straight driving and the fourth one is the applicability guideline. Satisfaction of these guidelines by each of the three resistance torques is examined by the actual vehicle experiment. A necessity of combining these three types of resistance torques is indicated as a future subject.