乘用车驾驶员关键操控件的系统性布置研究

为了使加速踏板、制动(离合)踏板、转向盘等关键操控件在整车中具有人机最佳的位置,提出了以驾驶员坐姿为基础的系统性布置方法;采用和坐姿关联的拟合公式,通过计算得出在某种坐姿下的最佳加速踏板、制动(离合)踏板、转向盘的布置位置。本文提出理论推导原理及相关方法。

基于规则的多轴特种车辆稳定性集成控制

为提升多轴特种车辆的主动安全性与操纵稳定性,以某重型5轴特种车辆为研究对象,基于自适应协调控制策略,设计了集成主动后轮转向(ARS)与差动制动力矩分配(DBTD)的分层稳定性集成控制策略。决策层基于规则决策出ARS与DBTD子控制系统的协调控制指令;分配层基于前馈+反馈控制策略实现主动转向轮转向角的分配;基于滑膜控制与既定规则实现车轮差动制动力矩的分配。通过Trucksim与Simulink联合仿真对所提控制策略的控制效果进行验证,对比分析了高速高附转向与低速低附转向2种极限工况下稳定性控制车辆与无控制车辆的运动状态。结果表明:在集成控制系统控制下的车辆,对于高速高附工况,车辆的横摆角速度与质心侧偏角的幅值相比于无控制车辆分别降低了46%与63%,对于低速低附工况,车辆的横摆角速度与质心侧偏角的幅值相比于无控制车辆分别降低了47%与58%,集成控制系统能有效提升车辆高速高附转向时的行驶稳定性与低速低附转向时的转向灵敏度和路径跟随性能。

危险工况下智能车辆主动避撞策略研究

为有效解决现有主动避撞系统采用单一制动避撞控制策略难以适应不同紧急工况下的避撞需求,提高智能汽车的主动安全性,本文提出了一种集合制动与转向避撞模式的主动避撞策略。首先通过运动学建立紧急制动安全距离模型和紧急转向安全距离模型,接着根据路面附着系数和相对车速区分不同避撞模式的安全收益范围,最后确定主动避撞策略的介入模式。

汽车主动转向-制动协同控制策略研究

针对汽车主动转向-制动联合工况,以提高汽车稳定性为目标研究了汽车主动前轮转向和防抱死制动系统的协同控制策略,设计了模糊控制转向控制器与比例-积分-微分(PID)制动控制器的协调策略,建立了二自由度转向模型和制动模型。结合Simulink和Adams/Car中的车辆模型对控制策略进行了测试和仿真分析。结果表明,在主动转向-制动联合工况下,该协同控制策略能够有效降低车辆制动距离,提高汽车行驶稳定性。

基于转鼓/制动试验平台的自动驾驶整车在环虚拟仿真测试系统设计

为实现转向条件下自动驾驶车辆的功能测试,设计了一种整车在环虚拟仿真测试系统,在传统转鼓/制动试验台的前轴辊筒组上增加由线性电机驱动的旋转板实现整车行驶中最大10°的转向功能,并结合软件仿真技术,针对自动驾驶车辆转向行驶时车速从80 km/h下降到20 km/h的工况进行动态制动力测试,以及车速下降到0 km/h过程的制动摩擦力测试,最后,对测试数据进行了分析验证,结果表明,该测试系统能够在±10°的转向角范围内实现自动驾驶车辆的预期制动加速度变化,并控制测试制动力精度在±5 N的范围内,进一步验证了该测试系统的有效性。

四轮转向汽车控制策略及稳定性研究

提出了一种四轮转向横向控制和制动力纵向联合控制(4WS-DYC)的控制策略。建立了二自由度车辆动力学模型,计算稳态时车辆的质心侧偏角和横摆角速度;基于最优控制理论建立了四轮转向LQR控制器和分层制动力纵向控制器;最后验证了双移线工况下控制策略的效果。结果表明:4WS-DYC控制策略有效,相比Car-Sim自带模型,低速时质心侧偏角降低了65%,高速时横摆角速度下降了34%。

无人驾驶新能源汽车转向制动避障控制策略设计及试验

针对无人驾驶新能源汽车(UNEV)在超车过程中存在转向系统与制动系统配合容易出现干涉及控制策略与控制系统硬件不易匹配等问题,从系统工程学角度给出了UNEV整车结构以及全车传感器安装方法,设计了UNEV机械本体及由控制器模块、信号模块及执行器等组成的控制系统,提出了单一制动避撞、单一转向避撞以及基于PID调节的转向及制动同时避撞等三种方式的控制策略。结合《智能网联汽车道路测试管理规范》,进行了道路试验。试验结果表明,与前车距离超过安全距离时,UNEV匀速行驶,当距离小于安全距离时,UNEV将逐步通过加大制动幅度,进而采用转向避撞等方式绕开前车,所设计的UNEV具有较高的稳定性和可靠性,且降低了因复杂程序导致的车体控制过程出现抖动及转向卡死等现象。

制动时方向盘抖动问题的研究

某车型在开发阶段的整车路试过程中发现:在1×10^(4)km后,50 km/h以上的速度轻踩制动时车身抖动,方向盘抖动明显,速度降至50 km/h后抖动现象消失。为快速有效地解决此问题,研究了制动时方向盘抖动的机制,证实制动盘厚度差是引起抖动的根本原因,并通过前悬架、转向器、转向横拉杆、转向管柱传递至方向盘。最终通过减小制动盘厚度差及提升制动硬度解决了抖动问题。

制动与转向多模式下的智能车避撞系统

针对智能车安全距离模型和避撞策略过于单一等问题,提出了一种复杂工况下的车辆制动与转向协调避撞策略。根据前车的行驶情况,划分为4种驾驶模式,考虑避撞系统时滞、路面附着系数和车速的影响,建立了纵向安全距离模型;同时在转向避撞策略中,根据目标车道前后方车辆的驾驶状态,考虑前车宽度以及转向后安全间距的因素,建立了转向避撞的安全距离模型;对于较高车速、较短车距的工况,设计了先制动后转向的安全距离模型。通过不同临界安全距离,设计了一种制动与转向多模式下的车辆避撞决策逻辑。结果表明,车辆在3种不同的复杂工况下,都能选择合适的避撞策略,充分提高了车辆的避撞能力。

D11T履带推土机液压与传动系统故障分析及解决预防方法

为及时判断和控制黑岱沟露天煤矿D11T履带推土机液压与传动系统故障,避免故障带来的长时间停机,影响设备运行;通过研究D11T履带推土机的液压与传动系统原理,分析液压与传动故障原因;提出解决办法并针对故障提出预防方法。结果表明:通过故障分析,故障预防的实践,黑岱沟露天矿D11T设备故障率、故障时间大幅减少,为矿内安全生产提供有效保障。

基于K&C台架解决商用车制动跑偏问题

悬架与转向系统的硬点匹配对商用车的制动跑偏问题有非常重要的影响。本文首先从制动过程受力的角度,分析了制动跑偏产生的机理;其次,基于有限元软件建立了某车型前悬架和转向系统仿真模型,并分析了不同悬架与转向系统硬点方案对制动跑偏的影响;然后,利用商用车前悬架K&C试验台,对选取的仿真优化方案进行台架验证;最后,对选取的台架优化方案进行整车制动跑偏试验,并基于整车试验不跑偏的方案,总结出了避免制动跑偏的仿真分析和K&C台架试验管控指标。

基于模型预测控制的汽车底盘集成控制

为了实现汽车底盘的集成控制,提出了模型预测控制(MPC)方法。在紧急避障操纵时,利用四轮差动制动和主动前轮转向集成控制的方式实现对汽车理想操纵特性的跟随。上层集成控制器通过模型预测控制方法决策下层子控制器所需的附加横摆力矩和前轮附加转角。建立了七自由度非线性车辆模型作为预测模型,并通过实车试验对其精度进行了验证。在Carsim中的虚拟试验对模型预测控制方法的控制效果进行了验证。

转向系统NVH研究综述

转向系统的NVH性能是影响整车NVH性能的重要因素之一,研究转向系统的NVH具有重要的意义。本文综述了转向系统NVH方面的研究,介绍了制动引起的方向盘抖动现象及其机理,阐述了制动力矩波动、制动压力波动以及制动盘端面跳动等对方向盘抖动产生影响的因素;对电动助力转向器助力电机产生的振动和液压动力转向器的振动导致转向系统的振动进行了回顾,重点介绍了液压助力转向泵引起的振动和噪声问题,以及改善其NVH性能的方法和途径;同时回顾了转向轮摆振现象及其机理,以及转向轮摆振的多体系统动力学研究方法,着重阐述了将转向轮摆振系统看成一个多输入多输出的复杂非线性系统的研究方法,并对其它原因引起的方向盘振动进行了介绍。最后,对未来的研究工作提出了一些展望。

驾驶员制动和转向避撞极限

结合驾驶员避撞行为特征和车辆动力学特性,对驾驶员的制动和转向避撞极限进行了研究,得到了制动避撞和转向避撞的临界TTC(time-to-collision)值,并对比分析了两种避撞方式的适用性以及道路摩擦系数、重叠率等因素的影响.结果表明,转向避撞在高相对速度、低附着系数、低重叠率等工况下相比于制动避撞更有优势.

制动抖动传递路径试验

为了获取制动引起转向盘抖动的传递路径,通过在转鼓试验台上模拟路面行驶工况,对制动抖动现象进行了再现,并对制动钳到转向盘的传递路径进行了分析,同时分析了振动由制动钳向转向盘传递过程中的中间环节。试验分析结果表明,制动抖动的传递路径为:制动器→制动器支架→转向节臂→转向横拉杆→转向万向节→转向盘。振动在传递过程中有放大环节也有缩小环节。通过试验准确确定出的制动抖动传递路径可为抖动控制提供依据。

基于RecurDyn的履带喷雾车软地单边制动转向仿真

为改善履带喷雾车的软地转向效率,利用RecurDyn/Track模块建立了动力学仿真模型,研究了路面类型、转向速度大小和转动惯量对转向性能的影响。结果认为:单边制动转向时,转向稳定性随着土壤变形指数的增大和内聚力的减小而变差;低速时喷雾车易于稳态转向,高速时转向稳定性变差;喷雾车侧倾与横摆转动惯量的耦合作用对转向半径影响更大,也更易使转向稳定性变差。研究结果对优化喷雾车行驶结构参数和提高转向稳定性具有一定的参考价值。

制动引起转向盘抖动的传递途径试验研究

通过制动抖动整车道路再现试验和DYNAMO试验台的制动器台架试验研究,确定了制动器制动力矩的波动(BTV)向转向盘传递的主要途径,并考察了传递途径中各个零部件对制动抖动的吸收与放大,为寻求传递途径的衰减控制措施奠定了良好的基础。

基于主动转向技术的汽车制动稳定性控制

以汽车制动稳定性控制原理和相关汽车动力学模型为基础,通过对汽车在两侧路面附着系数相差较大的对开路面的制动状况进行理论分析,提出利用主动转向技术控制汽车紧急制动时的稳定性,并使汽车在制动偏驶后能通过转向控制快速恢复到正确的行驶车道。在理论分析的基础上结合所提出的模糊控制策略和控制方式,设计模糊控制器进行仿真实验,并用实验结果进行了验证,结果表明利用所提出的汽车制动稳定性模糊控制策略,能减少汽车制动时的失稳状况,对于提高汽车的行驶安全性具有一定的作用。

制动抖动引起的转向盘振动传递途径分析

建立了基于ADAMS/CAR的多刚体车辆动力学仿真模型,成功再现了制动引起的转向盘振动现象,并与试验结果具有良好的一致性。通过信号时域和频域分析,明确了振动从制动器到转向盘的传递途径,提出了调节橡胶弹性元件刚度的振动控制方法。

基于CAN通讯的汽车底盘系统集成控制

为了提高汽车整车综合动力学性能,针对汽车在转向制动工况下转向与制动系统动力学耦合关系,在对汽车底盘系统动力学耦合分析基础上,设计了ABS及EPS两子系统控制器和决策层集成控制器,对底盘系统进行分层集成控制。同时有针对性地设计了基于CAN的底盘集成控制系统的通讯系统。基于Matlab/simulink仿真和实车试验结果表明,汽车的俯仰角、侧倾角、横摆角速度反应时间和纵向减速度均有不同程度的改善,分别降低了30.53%、15.03%、25.64%、34.61%,表明设计的CAN通讯的集成系统工作稳定,抗干扰能力强,提出的集成控制策略正确可行,在保证转向轻便性的前提下,提高了系统制动稳定性。