基于轨迹预测最优侧向加速度的驾驶员模型

为提高智能车辆行驶的主动安全性,提出了一种基于轨迹预测最优侧向加速度的驾驶员模型。假定汽车具有恒定的横摆角速度,根据当前汽车行驶姿态,采用该模型来预测汽车的轨迹;计算汽车在预瞄时间后的侧向偏差,决策出理想的方向盘转角;在双移线道路和圆形道路上的行驶工况下,仿真分析了该模型的路径跟踪效果;通过一系列实车测试,验证了该仿真模型。结果表明:汽车以54 km/h匀速行驶时,本模型仿真结果的最大跟踪侧向偏差,不超过10cm;实车结果的最大跟踪侧向偏差,不超过25cm。因而,在车辆行驶时,该模型能稳定地跟踪目标路径行驶,验证了模型的准确性。

大侧向加速度下汽车驾驶员建模研究

针对线性驾驶员模型在大侧向加速度下无法较好地跟随路径的问题,提出了侧向加速度对方向盘转角增益修正和驾驶员预期轨道修正两种方法。仿真结果表明:驾驶员预期轨道修正具有较好的跟随精度,而侧向加速度对方向盘转角增益修正对路径跟随精度改善非常有限。

汽车侧向加速度软测量方法研究

针对实车侧向加速度难以测量的问题,以车辆2自由度动力学模型为基础,构建了基于自适应卡尔曼滤波器的侧向加速度软测量方法。通过仿真试验表明,软测量得到的侧向加速度与车辆的实际侧向加速度基本一致,该软测量方法能够在车辆行驶的全工况(涵盖线性区和非线性区)下对侧向加速度进行准确估计。

装备EPS汽车侧向加速度仿真分析

结合汽车线性二自由度模型,对汽车转向过程进行分析,简化了EPS系统模型,推导出了不同控制方式时装备EPS汽车侧向加速度的传递函数。在汽车转向盘角阶跃输入下,通过Matlab对汽车侧向加速度响应进行了仿真。比较了EPS在不同控制方式时侧向加速度的响应情况,分析了比例增益、微分增益、车速以及驱动力对侧向加速度响应的影响。该研究对汽车设计有一定的理论工程意义,并为今后研究开发EPS打下了基础。

车辆稳定换道时的侧向加速度分析

为保证车辆安全稳定换道,以换道时的侧向加速度为研究对象,分析车辆在换道过程中侧向加速度与车速及路面状况之间的关系。首先介绍了车辆换道试验及侧向加速度的常规取值,然后从运动学角度,根据换道轨迹的推导以及约束,给出侧向加速度随速度的变化规律,最后采用ADAMS/Car建立车辆虚拟样机模型,从动力学角度进行仿真分析,获取不同车速下的最大侧向加速度,并与理论分析结果、常规取值进行对比。结果表明:汽车换道时的侧向加速度随速度以及附着系数的增加而增加,可为智能车辆自动换道研究提供理论依据。

博世将横摆角速度传感器和加速度传感器集成于ESP控制单元

2008年5月，博世开始生产新一代ESP制动控制系统。它将测量横摆角速度和侧向加速度的传感器集成于电子控制单元。这一集成是世界首创。在过去，这些传感器分别装在通用壳体内部，通过线束与ESP电子控制单元连接。该新技术的第一批装配将用在西亚特Ibiza车上。

专利介绍

一种四轮分布式驱动电动车辆轮胎力矢量控制方法。申请公布号:CN 117485324A。申请公布日:2024年2月2日。申请人:吉林大学。发明人:靳立强、武伟、李英壮等。本发明介绍了一种四轮分布式驱动电动车辆轮胎力矢量控制方法,包括根据实际车速和车轮转角利用线性二自由度汽车模型计算出理想横摆角速度和质心侧偏角,通过与传感器测量的实际横摆角速度和实际质心侧偏角误差用最优控制法计算出所需附加横摆力矩,根据电机转矩和车轮转速利用比例-积分-微分(PID)控制算法,求出汽车的需求纵向力,根据汽车纵向力、侧向加速度、纵向加速度、前轮转角和横摆角速度,利用扩展卡尔曼滤波算法,求出汽车需求轮胎侧向力等,本发明通过附加横摆力矩的方式实现跟踪汽车期望横摆力矩和质心侧偏角,减小转向电机的负载,提升整车运动时的稳定性和经济性。

车辆动力学模型质心位置标定方法研究

将整车动力学试验的纵向和横向控制量输入给15自由度车辆动力学仿真模型,比较它们的侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、俯仰角等动力学响应指标与实车之间的差异。根据经验调整15自由度车辆动力学仿真模型的质心纵向和垂向位置,使仿真与实验的动力学响应指标一致,以标定出比较准确的整车质心纵向和垂向位置,为车辆运动控制提供更准确的车辆动力学模型。

基于ARM的汽车侧向行驶参数采集系统

为给车辆稳定性控制系统提供基本运动参数,设计了一种采用ARM7LPC2200为核心控制器、以MEMS惯性测量模块ADIS16355为车辆六自由度运动参数检测传感器的数据采集系统。文中首先简要介绍了汽车行驶参数数据采集系统的系统组成及LPC2200、ADIS16355传感器的工作原理,结构特点,详细介绍了汽车侧向运动参数采集系统的SPI接口设计,并对行驶过程中的侧向加速度以及横摆角速度行进实车测量。实验数据表明,采集系统工作稳定,数据可靠,达到了汽车运动参数测量的要求。

基于MATLAB/Simulink的横风作用下车辆侧向动力学仿真

本文研究了车辆在横风作用下的侧向动力学特性。首先通过分析车辆的结构特征和运动特征建立2WS数学模型,其次确定作用于模型上的横风力数值,得出车辆在直线稳态行驶状况下受到阶跃横向载荷后的力学方程。最后使用MATLAB/Simulink搭建相应模型,对车辆系统进行仿真,通过改变模型输入参量的大小分析车辆在横风作用下的横摆角速度和侧向加速度响应。研究车辆在横风作用下的力学特性将有助于提高驾驶的安全性,更好的规避交通事故风险。

一种防侧滑/侧翻的车辆路径规划方法

在基于动态窗口法(DWA)的车辆非完整约束条件下的路径规划过程中,针对路径选择时以往不考虑车辆横向稳定性的问题,提出一种包含侧向加速度因子的横向稳定性评价的动态窗口路径规划算法。首先建立车辆运动模型;然后根据车辆转弯过程中不发生侧滑/侧翻的条件(侧倾力矩不大于回正力矩)建立约束方程,选择侧向加速度作为横向稳定性评价指标,通过计算得到安全转向的最大侧向加速度;最后将侧向加速度作为横向稳定性评价因子添加到路径选择的评价函数中,侧向加速度越小,该项评分越高,最大安全侧向加速度时,该项得分为0。仿真实验结果表明,防侧滑/侧翻的车辆路径规划方法能够实现对车辆横向稳定性的控制,对车辆转弯安全行驶研究具有指导价值,在无人车避障、汽车辅助驾驶等方面具有重要的应用价值。

电动助力转向系统回正力矩补偿控制

汽车在以不同车速行驶时,回正力矩变化显著会导致方向盘回正不足或回正超调。为了克服车速变化对汽车回正性能的影响,文中提出了基于回正力矩补偿的控制方法。在分析电动助力转向系统(Electric Power Steering System,EPS)数学模型和回正力矩模型基础上,基于车载电子稳定性程序传感器信号,提出通过方向盘转角确定期望回正力矩,由侧向加速度确定汽车的回正力矩。根据期望回正力矩和估计的实际回正力矩对EPS进行回正补偿,并对提出的控制算法在不同车速下进行仿真验证,结果表明:对于不同初始转角均具有良好的回正性能。

主动稳定杆设计及控制逻辑分析

本文全方位分析讨论了某车型搭载的主动稳定杆控制算法、结构、供电及其与悬架域控制器通讯的相关设计及原理。通过实车采集掌握了主动稳定杆控制逻辑,从稳定杆扭矩计算、扭矩分配及电控等方面做了深入分析。对计算源数据侧向加速度及侧倾角速度介绍了2个数学模型,从稳定杆刚度设计方面讨论了稳定杆设计逻辑。另外结合底盘系统台架项目调试过程经验,阐述了通讯及供电要素的关键点。本文在涉及主动稳定杆设计及系统级台架应用方面,有很大的参考及指导意义。

智能车辆自由换道模型研究

针对传统的车辆换道模型在换道过程中存在着侧向加速度过大或产生跃变、轨迹曲率不连续以及换道过程起始时刻侧向加速度不为零的问题,以四段式车道变换理论为基础,提出一种新的车辆自由换道轨迹函数,并引入B样条理论对换道轨迹进行再规划,进而建立一种新的高速公路车辆自由换道模型。该模型能够较好的解决传统车道变换模型存在的上述缺陷。给定车辆换道轨迹性能评价参数,利用Matlab仿真计算得到新模型产生的换道轨迹,并与另外两种换道模型产生的轨迹进行对比分析。分析结果验证了该模型的正确性及有效性。

轿车轮毂轴承外部载荷计算方法及其特性

采用基于轿车线性化刚体运动的稳态转弯模型对轮毂轴承外部载荷进行推导计算,进而对轴承外部载荷的特性进行了分析。结果表明,轮毂轴承径向外部载荷与轿车侧向加速度呈线性关系,轴向外部载荷与侧向加速度呈二次非线性关系。在绝大部分行驶里程范围内,轮毂轴承轴向外部载荷对侧向加速度的绝对变化率恒大于径向外部载荷对侧向加速度的绝对变化率。侧向加速度显著影响轮毂轴承外部载荷,其对轴向外部载荷的影响显著程度高于径向外部载荷。

基于主动悬架的车辆主动侧倾控制研究

汽车侧倾控制通常被动地以减小侧倾角为目标,在转弯中这种控制对提高操纵稳定性、车速、防止侧翻的效能有限。提出一种在转弯时基于主动悬架控制汽车向转弯方向侧倾的控制方法,建立包含2自由度转向模型和4自由度侧倾模型的6自由度车辆模型,通过动力学分析确立期望侧倾角,建立使稳态侧倾角误差为零的主动侧倾滑模控制。仿真计算证实了该控制方法可使乘员感知的侧向加速度和横向载荷转移率大大减小,有效提高了转弯时的操纵稳定性、平顺性、通行速度,大大减小侧翻的可能性。

基于车辆侧倾角侧翻预警算法的研究

侧翻预警是防止运输车辆发生事故的主要手段。基于车辆侧倾角和侧向加速度的监测,建立车辆动态侧翻模型,设计侧翻事故线性判别函数,提出了直接根据侧倾角信号和侧向加速度信号对侧翻事故进行判断的预警算法。通过对某车型进行仿真试验验证了预警算法的有效性,同时本算法具有计算量小、计算速度快等优点,对减少同类交通事故的发生具有重要意义。

驾驶员理想转向盘力矩特性研究

对驾驶员理想转向盘力矩的影响因素进行分析,提出了一种用以描述稳态转向工况的驾驶员理想转向盘力矩模型。针对三款不同型号车辆进行驾驶员转向盘力矩道路试验,建立了中国西南地区驾驶员理想转向盘力矩模型,研究结果表明:一定车速下,驾驶员理想转向盘力矩是转向盘转角或者侧向加速度的增函数,但随着转向盘转角或者侧向加速度的增大,驾驶员理想转向盘力矩增大的程度减缓;一定转向盘转角或者侧向加速度下,驾驶员的理想转向盘力矩与速度近似成线性正比关系;如果车辆的体积、车重相近,道路条件相同,驾驶员理想转向盘力矩与车辆的型号无关。

基于仿真的客车稳态转向特性影响因素分析

建立了客车操纵动力学仿真模型,根据仿真结果分析了影响稳态转向特性的主要因素.用中性转向点侧向加速度、不足转向度和车厢侧倾度三个评价指标对稳态转向特性评价计分,并根据计分值对悬架和轮胎参数进行调整以改善客车的操纵性能.

轿车轮毂轴承载荷分布数值求解与分析

在考虑接触角的变化和轴向预载荷影响的前提下,基于静力学分析方法建立两自由度的数学模型,介绍了精确求解轿车轮毂轴承载荷分布的数值方法,同时系统分析了侧向加速度和轴向预载荷对载荷分布的影响。轮毂轴承在合适的轴向预载荷状态下工作,可以获得最大的疲劳寿命。