用于电子稳定程序的汽车模型和控制策略

电子稳定程序(ElectronicStabilityProgram)是行驶车辆的一种主动安全系统,它综合了制动防抱死系统,驱动力控制系统和横摆力矩控制系统,使行驶车辆的安全性得到很大的提高。本文首先建立用于电子稳定程序的汽车模型,包括车身模型、悬架模型、转向模型、轮胎模型、制动系统模型、发动机模型和传动系模型。然后建立了主动横摆控制的控制逻辑,通过加入制动防抱死系统和牵引力控制系统,构成了电子稳定程序的控制逻辑。最后对移线运动、紧急转向、制动转向、驱动转向4个典型的工况进行仿真,从而验证了电子稳定程序控制逻辑的正确性。     

谈汽车ESP系统

ESP（动态偏航稳定控制系统）是车辆新型主动安全系统。是ABS（防抱死制动系统）、ASR（加速防滑系统）、EBD（电子制动力分配）、TCS（牵引力控制系统）、AYC（主动车身横摆控制系统）的结合。在ABS和ASR的基础上，增加了车辆转向行驶时横摆率传感器、侧加速度传感器和转向盘转角传感器，ECU通过庞大的监视网络监测车辆的状态和驾驶员的需求。发出各种指令确保车辆在制动、加速、转向等情况下行驶的稳定性。结构如图1所示：     

动态偏航稳定控制系统ESP及EHB/EMB

1ESP控制原理动态偏航稳定控制系统ESP(ElectronicStabilityProgram)是汽车新型主动安全系统,是防抱死制动系统ABS、牵引力控制系统ASR、电子制动力分配EBD、牵引力控制系统TCS、主动车身横摆控制系统AYC(ActiveYawControl)的结合。在ABS和ASR的基础上,增加了汽车转向行驶时横摆率传感器、侧加速度传感器和方向盘转角传感器,ECU通过庞大的监视网络监测车辆的状态和驾驶员的需求,发出各种指令确保汽车在制动、加速、转向等情况下行驶的稳定性。ESP系统根据“从外部作用于汽车的所有力(不管是制动力、驱动力,还是任何一种侧向…     

弯道路面车辆稳定性的模糊控制仿真研究

文中建立了车辆转向运动的简化模型,利用模糊控制策略,通过差动制动产生附加力矩来控制车辆的横摆运动,同时以车辆侧偏角和横摆角速度为反馈输入变量来校正消除系统误差,设计了车辆模糊控制系统。并对控制系统在不同车速下进行了仿真分析。仿真结果表明,施加控制的车辆与无控制的相比,横摆角速度与侧偏角的输出稳态值减小,超调量降低,改善了车辆的横向稳定性。特别在高速情况下,控制效果更加明显。     

驱动转向复合工况分布式驱动稳定控制开发与验证

为在驱动转向复合工况下有效抑制分布式驱动电动汽车的纵滑、侧滑,提出了一种面向驱动转向复合工况的分布式驱动稳定控制架构,设计基于横摆角速度和侧偏角跟踪控制的横摆控制策略和基于滑转率跟踪控制的驱动防滑控制策略,同时根据转向稳定状态对目标滑转率进行调节,根据车辆行驶状态对横摆控制与驱动防滑控制输出扭矩进行协调优化,以实现车辆...     

零点标定，你做了没有!——VSC系统初始化设定的重要性

本栏目2008年第9期登载的《为强制安装电子稳定控制系统做准备》，文中提到了ESC（电子稳定控制系统）零点标定的问题。对于这一点，其实多数技术人员并不是很清楚其真实的含义，为什么需要进行转向角度、横摆率／减速度传感器的零点标定？如果不进行零点标定，又会对车辆行驶性能造成什么样的影响呢？     

基于稳定度指标的分布式驱动车辆转向稳定性控制研究

针对装有轮毂电机的分布式驱动车辆,设计了一种车辆稳定性控制系统,该系统包括上层附加横摆力矩决策和下层转矩分配2个层次.基于滑模控制理论设计了上层β-ω联合控制器,并用修正的五参数菱形法划分车辆相平面的稳定域,基于此设计稳定度指标进行失稳判断与控制比例分配,下层基于动态载荷理论分配附加横摆力矩,优化了控制分配效果,在MA...     

基于最优方法的碰后辅助驾驶控制策略

在碰撞事故中，车辆发生侧向碰撞后往往会同时产生剧烈横摆与横向运动，普通驾驶员难以正确应对此种紧急工况，车辆可能会失去稳定性，甚至造成更严重的事故。为减少车辆失稳以及驾驶员误操作等原因引起二次碰撞，本文提出一种碰后即接管车辆驾驶权限的两阶段碰后辅助驾驶控制策略。在第1阶段中，综合车辆稳定性和横向位移两项指标设计了代价函数，通过分层控制使车辆碰后快速回归稳定，并减小横向位移，以降低二次碰撞风险。然后依据相平面法所划分的稳定域制定控制系统切换准则，在判断当车辆稳定后，控制系统切换至第2阶段的路径跟踪控制，由模型预测路径跟踪控制器将控制车辆驶回原车道，以减小对相邻车道的影响。最后通过仿真实验，在不同强度的侧向碰撞中验证了本文所提出的控制策略的有效性。     

汽车ESP系统

1结构、部件 ESP(动态偏航稳定控制系统)是车辆新型主动安全系统,是ABS(防抱死制动系统)、ASR(加速防滑系统)、EBD(电子制动力分配)、TCS(牵引力控制系统)、AYC(主动车身横摆控制系统)的结合.     

丰田车辆稳定控制系统

丰田汽车公司仿效梅谢苔斯——博世电子稳定程序(Mercedes—Bosch ESP)和ITT公司的车辆稳定控制系统,为其新推出的后轮驱动豪华轿车开发了一种VSC(Vehi-clc Stability Control)车辆稳定控制系统。     

Dynamic Body Control动态车身控制系统(DBC)

一、概述 德尔福主动或半主动横摆控制系统,称为“动态车身控制系统”,通过调节车身横向稳定杆的作用力以降低车辆转向时的横摆,增强越野行驶时的车轮牵引力和直线行驶时的乘员舒适性。主动横摆比例控制系统能实时适应基于实际车身运动的行驶工况。该系统是由一个或二个受控的主动稳定杆模块、一个     

4WIS-4WID车辆横摆稳定性AFS+ARS+DYC滑模控制

针对四轮独立转向-独立驱动(4WIS-4WID)车辆,应用滑模变结构控制理论,设计前、后轮主动转向(AFS+ARS)控制器、横摆角速度直接横摆力矩控制(DYC)控制器和质心侧偏角DYC控制器。为协调横摆角速度和质心侧偏角间的耦合设计了协调控制器,对附加横摆力矩实施车轮驱动/制动协同分配。引入2自由度4WIS-4WID车辆参考模型,并将其横摆角速度和质心侧偏角的状态反馈给AFS+ARS控制器,完成AFS+ARS和DYC控制系统的集成。加入不确定车辆自身参数和阵风干扰,将控制策略应用于16自由度4WIS-4WID车辆模型上进行仿真验证,并与单纯AFS+ARS、传统PID和差压制动的DYC进行对比。结果表明,所设计的控制策略同时提高了系统的抗干扰性和精确性;拓展了系统的稳定域,进一步提高了车辆的主动安全性。     

多轮分布式电驱动车辆双重转向分层控制系统设计

为了提高多轮分布式电驱动车辆在复杂机动环境下的转向能力,设计了一种基于直接横摆力矩控制的双重转向系统。该控制系统采用分层结构,上层为横摆力矩决策层,下层为驱动力分配层。在控制系统上层,基于无迹卡尔曼滤波和递归最小二乘结合算法进行路面辨识;根据车辆状态信息和路面条件自适应调节滑移转向比,由车辆动力学模型和滑移转向比确定双重转向参考模型;针对滑模面附近非连续特性造成的控制信号抖动现象,将滑模控制算法进行改进,设计了滑模条件积分控制器,使车辆实际横摆角速度追踪双重转向参考模型计算出期望横摆角速度。系统下层在保证车辆总驱动力的前提下,基于控制分配规则将上层广义目标控制力需求分配至各执行器。最后,利用硬件在环实时仿真平台进行控制策略验证。结果表明,分层控制系统较好地实现了路面识别功能和车辆双重转向功能,针对不同路面工况对车辆进行了有效地行驶控制,减小了车辆在狭小弯曲地区的转弯半径,抑制了车辆状态参数及电机转矩的颤振和抖动,改善了车辆小半径行驶的转向机动性和高速行驶稳定性。     

主动转向系统在提升汽车性能方面的创新

车辆在道路上行驶时,时常会出现司机未预料到的、甚至是突然出现的横摆干扰,例如在左右两侧附着系数不同(μ-split)的路面(对开路面)上制动,或受侧向风作用,或某个车轮胎压偏低等,都会导致车辆突然横摆。在这种情形下,就一般的司机而言,他可能反应不够快,当他反应过来时,又由于其经验不足,会作出超出车辆运动动力性极限的反应和操纵,这样,会导致车辆的行驶状况更糟,甚至可能引发事故。上述情形可以通过ESP(电子稳定控制程序)避免或改善车辆的行驶状况,然而应用主动转向的效果会更好,因为主动转向可以更直接、更迅速地对车辆的运动动力性进…     

汽车稳定性控制系统的研究与仿真

在线性二自由度车辆模型基础上,采用直接横摆力矩控制方法,选取质心侧偏角和横摆角速度作为稳定性控制系统的主控变量,设计了三种具有针对性的基于滑模变结构理论的车辆操纵稳定性控制策略——质心侧偏角、横摆角速度和两者联合的滑模变结构控制。在Matlab,Simulink平台上,对三种汽车稳定性控制策略的具体应用进行仿真分析,验证了所设计稳定性控制算法的有效性和鲁棒性。     

车身侧倾时前轮主销后倾角对转向稳定性的影响

为了提高4×4越野车弯道高速行驶的稳定性,计及前轮定位参数的影响,建立了转向行驶时整车4自由度动力学模型;计算了车辆在不同车速下,不同前轮主销后倾角时的横摆角速度瞬态响应.结果表明,车速提高时,横摆角速度超调量增大,稳定时间延长;而在适当范围内增大主销后倾角,可减小横摆角速度超调量和稳定时间,改善高速行驶车辆的转向稳定性.同时说明主销后倾角对横摆角速度超调量有阻尼作用.     

基于整车模型的PEV理想横摆角速度确定方法

四轮独立驱动的纯电动汽车(Pure Electric Vehicle,PEV)的理想横摆角速度确定方法不同于传统汽车。为了使电子稳定程序(Electronic Stability Program,ESP)控制系统介入的时机更为恰当,提高车辆对驾驶员意图的响应性能以及避免系统介入不适当对驾驶员正常行驶意图的干扰,针对一种由4个轮毂电机独立驱动的PEV,在线性二自由度模型确定车辆理想横摆角速度的基础上,利用Matlab/Simulink建立七自由度整车模型,考虑不同路面附着系数和各轮垂直载荷的影响,提出了适用于四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的修正算法。通过对固定前轮转向角的纯电动汽车在纯路面、对接路面以及分离路面上理想横摆角速度随车速变化的仿真结果进行分析,得出了PEV理想横摆角速度的变化规律,为四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的确定提供了理论基础。     

基于滑模理论的高速车辆侧风稳定性控制研究

针对高速车辆侧风稳定性问题,搭建了汽车多体动力学(multi-body dynamics,MBD)和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)双向耦合平台,并基于该平台设计了一种侧风稳定性控制系统.该系统的上层控制器基于滑模理论计算出侧风干扰下的高速车辆为维持稳定所需的附加横摆力矩...     

基于广义预测理论的AFS/DYC底盘一体化控制

针对现有基于AFS/DYC的车辆底盘一体化控制系统中,控制输入之间采用逻辑切换模式过于简单,无法优化车辆稳定特性的问题,提出一种基于广义预测理论的车辆底盘一体化控制系统切换算法.该算法将横摆角速度与质心侧偏角的状态变量和AFS/DYC控制输入整合于优化目标函数中,通过实时协调多个控制输入的权重,调节AFS/DYC子系统在底盘一体化控制系统中的权重,因而能连续协调AFS和DYC控制.仿真结果表明,采用该算法能实现AFS/DYC控制的平滑切换和同时工作时的协调优化.     

基于模糊滑模控制算法的分布式驱动电动汽车横向稳定性控制研究

针对分布式驱动电动汽车转向工况下系统参数摄动以及外界环境干扰影响车辆横向稳定性的问题,以横摆角速度为控制量,设计模糊滑模控制算法,得到车辆维持稳定所需的附加横摆力矩并进行分配。基于CarSim与Simulink联合仿真,验证所提出的横向稳定控制算法能够有效地提高车辆的横向稳定性,减轻驾驶员操作负担。