转向工况下车辆主动悬架的侧倾控制

鉴于车辆簧上质量的振动和车轮的振动耦合,特别是转向工况下,车轮转向角对车辆侧倾的影响,为减小车辆的侧倾并有效抑制车辆的振动,建立了带主动悬架的整车模型,并运用微分几何理论设计了侧倾及减振控制律,对整车模型进行解耦。经过解耦后,簧上质量的俯仰、侧倾和垂向运动互相独立;车轮转角对车辆侧倾的影响得到有效的抑制。仿真结果表明,采用微分几何解耦后,车辆的侧倾角、俯仰角和垂向振动以及横摆角速度的超调量皆大幅度地减小,车辆乘坐的舒适性和转向的稳定性显著提高。     

窄体车辆转向与侧倾同步控制研究

为了解决窄体车辆过弯易侧翻的问题，研究一种采用转向和侧倾并联机构的窄体侧倾车辆，通过控制车辆在转弯时主动向弯道内侧倾斜的程度，提高车辆弯道行驶时的安全性；针对车辆在转向和侧倾控制过程中存在的响应不同步问题，提出一种基于模糊控制的同步控制策略。首先，对采用转向和侧倾并联机构的窄体侧倾车辆进行结构原理分析，并建立转向轮模型和车辆3自由度模型。然后，对侧倾控制系统的响应特性在线辨识，通过模糊控制得到因悬架阻尼力作用引起的侧倾响应时滞量，并对转向动作进行相应延时，从而实现转向与侧倾的同步控制；同时，分别确立期望的前轮转向角和整车侧倾角，通过PID控制使实际转向角和侧倾角跟踪期望值。最后，分别基于MATLAB/Simulink和试制的窄体侧倾样车进行仿真和试验分析。研究结果表明：窄体侧倾车辆的悬架阻尼力导致侧倾动作的响应时间明显大于转向动作的响应时间，从而导致车辆的转向和侧倾不能实现同步控制；单移线和S弯转向试验结果表明，所提控制策略能够有效改善转向和侧倾的响应不同步现象，从而将窄体侧倾车辆在转弯时的侧向加速度和侧倾作动器的峰值扭矩分别减小67.9%以上和48.4%以上，有效防止了窄体车辆转向时...     

轮毂驱动电动汽车垂向特性与电机振动分析

鉴于轮毂电机驱动的电动车因非簧载质量增加导致车辆行驶平顺性恶化等问题,本文中应用1/4车辆动力学模型,基于响应均方根值和传递特性导出了车辆平顺性和电机垂向振动的若干评价指标。以某微型轮毂驱动电动车为对象,应用上述指标分析了车辆簧载与非簧载质量比、轮胎垂向刚度与悬架刚度比、悬架阻尼比和电机系统与车轮系统质量比等因素的影响,为匹配车辆参数提供了可选范围。     

抑制簧下质量负效应的轮边驱动系统研究

传统的轮毂电机轮边驱动方案因其簧下质量过大而导致车辆行驶平顺性和车轮接地性变差,针对此问题提出了电机集成式、电机摆动式两种抑制垂向振动负效应的轮边驱动电机布置方案和一种考虑到具体悬架形式和结构参数的1/4悬架垂向动力学模型。针对电机摆动式方案中电机的悬置参数进行了优化设计,并对这两种结构和轮毂电机结构的垂向动力学性能进行了仿真计算,基于Matlab和Adams软件的仿真结果,结合相关评价指标,分析了这3种系统的垂向动力学特性。结果表明,相比传统轮毂电机驱动系统,其余两种方案皆可起到抑制车辆的垂向加速度,改善车辆的平顺性和车轮接地性的作用,其中对车轮接地性的改善效果更明显,电机摆动式结构在改善垂向动力学性能上比集成式结构更有效。     

电动车辆轮毂电机减振系统设计与分析

为消除轮毂电机造成电动汽车非簧载质量增加而使车辆平顺性和安全性降低的影响,根据质量转移的方法,在电动轮内安装弹簧阻尼减振系统将轮毂电机质量变成吸振器,建立11自由度电动轮车辆整车动力学模型,并对模型进行仿真分析。结果表明,轮毂电机减振系统在满足轮毂电机垂向跳动要求的基础上,可以消除轮毂电机刚性与车轮连接给车辆带来的垂向负效应问题。     

车辆系统垂向与横向耦合的侧倾状态估计

为有效解决复杂行驶工况下车辆耦合侧倾运动状态无法精确获取,进而对车辆系统操纵稳定性与乘坐舒适性兼顾优化无法提供准确输入的难题,本文中设计了基于车辆垂向与横向耦合动力学的双非线性状态观测器算法,以实现复杂行驶工况下车辆耦合侧倾运动状态的实时准确估计。首先,建立了路面激励模型与整车系统垂向与横向耦合动力学模型;接着,利用无迹卡尔曼滤波方法(UKF)与非线性模糊观测(T-S)理论,设计了非线性状态观测算法,以在不同路面激励工况下对车辆系统簧载质量与侧倾状态进行联合估计;最后,运用CarSim■动力学软件,对比分析了在标准A级与C级路面上进行J-turn试验工况下,采用联合状态观测器(UKF&T-S)实时估计车辆侧倾角与侧倾率的观测精度。结果表明,本文所设计的UKF&T-S观测器可有效估计车辆侧倾状态,且与CarSim■仿真数据相比识别状态标准偏差不超过10%。     

一种带新型内置悬置系统的电动轮结构研究EI北大核心CSCD

针对现有轮毂电机驱动电动轮车辆非簧载质量增加及路面激励引起的轮毂电机气隙不均匀带来的车辆平顺性和舒适性恶化的问题,提出了一种新型内置悬置系统的电动轮拓扑结构方案。此方案通过设置橡胶衬套将轮毂电机与簧下质量弹性隔离,将电机转化为与簧上质量并联的质量,同时,利用橡胶衬套吸收路面传递给电机的振动能量,减小路面激励对电机气隙的影响,改善车辆垂向动力学特性。在建立新型电动轮车辆模型和分析悬置系统参数对车辆垂向性能影响的基础上,对有、无悬置系统的两种电动轮驱动方案进行了垂向特性对比分析。结果表明:设置橡胶衬套后,簧上质量加速度、轮胎动载荷、悬架动行程和定、转子相对位移等方面均有不同程度的改善,尤其是对定、转子的相对位移量的改善最为显著。     

现代汽车转向操纵稳定系统综合机能剖析及主动控制原理(四)

转向振动系统分析 振动系统的组成:主要由转向杆系、转向轮、转向器以及悬挂和簧载质量组成. 车辆前轴的侧倾振动:在忽略系统阻尼的情况下,车辆前轴绕车辆坐标系x轴的自由振动.     

车辆侧倾状态估计的研究

针对复杂行驶工况下车辆侧倾状态无法准确测取,因而对车辆侧倾无法有效控制的问题,本文中利用车辆耦合动力学与模糊T-S理论,设计了基于模型的T-S状态观测器算法,实现了复杂工况下车辆侧倾状态的实时有效观测。首先,构建了不同路面激励与转向盘转角工况下的车辆垂向与横向运动学模型;接着,在考虑轮胎受力具有强非线性特点的基础上,提出了基于T-S理论的轮胎T-S模型,并采用"魔术公式"对其进行了仿真验证;然后,基于轮胎T-S模型与整车动力学模型,利用贝叶斯理论,设计整车T-S观测器算法;最后,利用Car Sim软件对标准A/C级路面激励工况下整车T-S观测器实时估计的车辆侧倾角与侧倾率进行仿真验证。结果表明,所设计T-S观测器可有效估计车辆侧倾状态,最大标准偏差不超过12%。     

电动轮减振系统设计及参数优化研究

为降低电动轮对车辆垂向振动性能的负面效应,提高车辆行驶平顺性和安全性,将轮毂电机视为动力减振器,设计了车身减振型、车轮减振型和综合减振型等不同减振方案,采用粒子群优化算法对各方案中减振系统的弹簧刚度、阻尼进行优化,并利用随机路面和脉冲路面激励验证不同方案的减振效果。结果表明,经过参数优化的几种减振方案均可有效减小车轮和整车的垂向振动,优化车辆行驶平顺性,其中,轮毂电机同时与车身、车轴相连的综合减振型方案减振效果最佳。     

汽车主动悬架和四轮转向系统的耦合分析及协调控制

针对汽车转向系统和悬架系统的相互作用,建立了转向动力学子模型、悬架动力学子模型以及考虑两者耦合效应的综合动力学模型.通过仿真分析发现:悬架系统主要通过轮胎动载荷引起轮胎侧偏力变化,从而引起转向特性发生显著变化;而转向系统则主要通过离心力影响簧上质量的侧倾运动,从而引起悬架运动特性发生变化;主动悬架与四轮转向协调控制系统在减小车身侧倾和前轮垂直载荷波动的同时,还能有效地改善车辆横摆响应和质心侧偏角响应.     

整车不足转向特性影响因素研究

文章分析了悬架KC特性、轮胎力学特性对车辆不足转向特性的影响,其中悬架侧倾转向、侧向力转向、回正力矩转向及轮胎侧偏刚度对整车不足转向特性有重要贡献,而轮胎垂向载荷及复合工况下纵向滑移率则对轮胎侧偏刚度有明显影响,进而改变整车不足转向特性,为底盘开发提供了重要的理论依据。     

动力吸振器在降低车内路噪中的应用

通过整车的车内噪声测试和对轮胎的有限元分析,确定了车内后排噪声的根源(轮胎空腔共鸣噪声)及其频段。在此基础上,采用在车辆的簧下机件上安装一个与轮胎空腔模态频率相同相位相反的动力吸振器的方法,大幅度抵消了车轮在该频段上的振动,从而减小了车轮振动对轮胎空腔模态的激励,基本消除了轮胎的空腔共鸣噪声,改善了整车的NVH特性。     

电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制

轮毂电机与车轮刚性连接会增加电动车辆的非簧载质量,影响车辆平顺性。为克服电动轮垂向振动负面影响,提出一种电动轮轮内主动减振器的非线性最优滑模模糊控制方法。建立了考虑悬架广义非线性特性的1/4车辆动力学模型,通过对非线性系统的线性化、构建最优滑模模糊调节器和逆线性化这3步实现轮内主动减振控制,并进行了对比仿真验证。结果表明:非线性最优滑模模糊控制的电动轮轮内主动减振器可有效减弱轮毂电机垂直振动负面效应,确保电动车辆具有更好的综合平顺性能。     

基于操纵稳定性的某客车空气悬架系统结构改进

针对某空气悬架客车在行驶转向时车身侧倾角过大问题,提出在后空气悬架导向臂尾端添加车身侧倾稳定板的改进方案。对改进前、后空气悬架系统进行了KC分析,结果显示改进后的悬架系统侧倾刚度得到了有效提高。基于刚柔耦合建模方法,建立了改进前、后整车多体动力学模型。仿真结果显示改进后车辆稳态回转时车身侧倾角明显减小,不足转向度也有所改善;整车试验结果验证了仿真结果的正确性和改进方案的可行性。     

装有液压互联悬架车辆的越野性能仿真与试验研究

鉴于传统车辆的悬架系统所配的前、后横向稳定杆,往往不能兼顾操纵稳定性和越野性能,本文中提出了一种液压互联悬架,分别建立了安装横向稳定杆和安装液压互联悬架的整车动力学模型,设计并开发出液压互联悬架功能样车。基于动力学模型和功能样车进行仿真和试验,分析了在扭曲模态下,车身附加扭矩和车轮垂向载荷的变化。仿真和试验结果基本吻合,表明液压互联悬架系统能提高车辆侧倾稳定性,且不会额外增加车身承受的扭矩;同时,4个车轮的垂向载荷分布更加均匀,进一步提高了车辆的越野性能。     

轮边驱动系统对车辆垂向性能影响的研究现状

由于引入轮毂电机,使得轮边驱动电动汽车驱动系统的质量显著增加,引起整车非簧载质量相对过大,恶化了车辆垂向性能。在查阅国内外大量文献的基础上,详细介绍了对轮边驱动系统相关问题的研究现状,具体分析了非簧载质量过大对车辆垂向性能的影响以及国内外解决该问题的主要方法和效果,最后对轮边驱动系统未来发展趋势进行了展望。     

五连杆非独立后悬架侧倾性能研究

运用动静法创建了稳态回转时五连杆后悬架的侧倾平面模型运动方程,运用矢量几何法分析了车体侧倾角和横向推力杆方向角之间的关系。通过对某SUV车实例分析,得出了不同的几何位置下车体侧倾角、有效侧倾刚度及侧倾中心位置的变化。结果表明,当车辆稳态回转时,横向推力杆的长度及方向角、上拉杆的布置对悬架的侧倾特性有重要影响;仿真结果与道路试验结果在趋势上有较好的一致性。     

A Steering Dynamics Analysis for Skid-Steering Wheeled Vehicle Based on Single-axle Model

通过对速差转向车辆进行简化,建立了其2自由度动力学单轴模型.在此基础上,考虑转向时轮荷的转移,给出整车的动力学微分方程,继而研究车辆参数对速差转向性能的影响.结果表明,速差转向轮式车辆的速度瞬心位于车辆几何中心之前,其内侧车轮仅在转向半径较小时吸收功率.     

轮边驱动系统对车辆垂向性能影响研究

构成电动轮模块的轮边驱动系统,是非簧载质量构成的主要部件,由于引入轮毂电机,整车非簧载质量显著增加。文中根据某型号轮边驱动电动车的参数,利用均方根值和频率域分析方法,定量计算该电动车的大质量电动轮对车辆垂向性能的影响,最后在综合考虑车辆垂向性能基础上给出了该类型电动车悬架阻尼比的确定方法。