四轮驱动电动汽车差动助力转向系统联合仿真与试验

基于AMESim软件建立了四轮独立驱动电动汽车动力学仿真模型,并应用Matlab/Simulink建立了差动助力转向控制系统模型,在此基础上研究了旨在降低转向盘手力和辅助转向轮回正的左右前轮转矩分配控制策略,并采用后轮差动实现车辆横摆校正。联合仿真结果表明,该差动助力转向控制策略在满足转向轻便性、路感回馈及辅助回正基本要求的同时,还可以补偿前轮差动驱动对车辆稳定性的影响,提高了差动助力转向技术的实际应用能力。通过差动助力转向控制系统的快速原型实车双移线道路试验进一步验证了该系统的转向助力可行性和路感保持能力。

汽车线控转向系统路感模拟方法

线控转向系统取消了传统转向系统方向盘到转向车轮的机械连接,因而转向路感无法直接反馈给驾驶员,为此通过对汽车转向系统路感的理论分析,建立了线控转向系统动力学模型。采用卡尔曼滤波技术对汽车转向系统齿条受力进行估计,并引入电动助力转向系统的助力特性,设计复制电动助力转向系统路感的线控转向系统路感模拟方法。试验结果表明,路感模拟方法可以使驾驶员获得有效的路感信息,提高了汽车的操纵性和舒适性。

电动轮驱动汽车驱动助力转向技术

根据电动轮驱动汽车转向轮驱动力可独立控制的特点,提出利用左右转向轮驱动力独立控制产生转向助力力矩实现减小驾驶员手力目的驱动助力转向技术。分析驱动助力转向技术的原理,建立其力学模型和系统结构,提出由以转向角和车速输入的前馈控制和以实际转向手力与理想手力差值的反馈控制构成的驱动助力转向技术的控制策略,并设计出理想转向手力特性曲线。搭建驱动助力转向技术的验证试验车,利用控制器快速原型技术对提出的驱动助力转向技术及控制策略进行包括定圆周行驶、双移线及原地转向等多工况的实车试验验证,结果表明所提出驱动助力转向技术在各种工况下均可明显减轻驾驶员手力并使其符合理想转向手力特性,它为电动轮驱动汽车的转向助力技术提供了一种新的实现方法。

汽车正撞时后排座椅安全性的CAE分析与改进设计

构建了带假人和安全带等约束系统的汽车后排座椅骨架的多刚体和有限元耦合计算模型,根据欧洲座椅法规ECER17的规定,模拟正面碰撞后排座椅安全性台车试验,对座椅骨架冲击强度和假人动态响应等进行了CAE分析。根据分析结果提出改进方案,并进行相应的仿真和试验验证。

汽车电子节气门控制器开发

介绍了电子节气门的结构和驱动原理,设计了电子节气门控制器的软硬件。在电子节气门试验台上进行了试验,试验结果证明控制器的动态响应满足设计指标。利用系统辨识的方法获得了电子节气门控制系统的数学模型,分析了电子节气门控制系统的动态特性,证明设计的控制器满足控制要求。

基于转向几何试验的主销轴线角度和位置的解算

悬架几何布置未知的情况下,结合悬架K&C试验台的转向几何试验数据,对主销轴线位置和角度进行了分析和推导。根据四轮定位的原理,计算出主销内倾角和主销后倾角的初值;通过分析车轮转动时轮心相对于主销轴线的运动,推导出主销横向偏移距及主销纵向偏移距的算法;通过主销横向、纵向偏移距以及主销内倾角和主销后倾角,计算出内倾拖距和后倾拖距。

基于扩展卡尔曼滤波的信息融合技术在车辆状态估计中的应用

车辆行驶中某些状态参量不易准确测得或测量成本较高,而这些变量的准确获取对车辆底盘控制有着重要的意义。为以较低成本获取重要的车辆运动状态,建立包括横摆、侧向和纵向3自由度的非线性车辆模型,利用扩展Kalman滤波(Extended Kalman filtering,EKF)理论建立了信息融合算法,给出车辆状态变量最小方差意义下的融合结果,利用少量的易测车辆状态信息(转向盘转角、车辆纵、侧向加速度)融合得出所需的难测车辆状态(横摆角速度、质心侧偏角)。并在Matlab/Simulink环境下利用实车场地试验数据进行了离线仿真。多种工况下的场地试验结果表明,该算法在估计汽车横摆角速度、质心侧偏角、纵向速度时具有一定的准确性,特别是对横摆角速度的估计,即使在车辆非线性区也表现出良好性能。同时该融合算法简单、稳定及所需融合输入较少的特点使该算法在实际中的应用成为可能。

液力变矩器三维瞬态流场计算

液力变矩器内部流动为极其复杂的三维湍流流动,目前其计算多简化为稳态,稳态计算不能计算出瞬态特性,只有三维瞬态流动计算才能比较正确的预测流体的真实流动。在液力变矩器瞬态流场特性分析基础上,建立旋转坐标系下控制方程,采用数值模拟的方法对液力变矩器瞬态控制方程进行计算。计算中建立液力变矩器各叶轮全流道模型,利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的实时传递。计算中综合考虑稳定性、准确性和经济性,压力速度耦合算法采用SIMPLE算法、空间离散格式为一阶上游迎风格式,湍流模型选为RNGk-ε模型,实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。深入分析液力变矩器瞬态流场数值解以更好了解瞬态流动特性,并分析其产生原因,以进行液力变矩器性能的改善和优化设计。基于变矩器流场瞬态计算得到其外部性能,与试验对比后发现误差较小,说明采用的瞬态流场数值计算方法是正确有效的。

某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计

构建了某轿车后排座椅骨架的详细有限元分析模型,根据企业关于座椅靠背刚度试验标准以及GB15083-2006中《行李位移乘客防护装置的试验方法》,对座椅骨架静刚度和行李冲击强度进行了仿真分析。给出了靠背闭锁装置的承力要求,并根据分析结果提出了结构轻量化设计方案。仿真分析结果表明,在符合法规要求的前提下,有效减轻了座椅质量。

高压共轨直喷式柴油机混合气浓度场对快速NO生成影响的研究

利用商用CFD软件FIRE,建立轻型车用高压共轨直喷式柴油机燃烧系统的仿真计算模型。在通过试验验证仿真模型和计算方法的基础上,仿真计算分析了燃烧室内混合气浓度场的动态分布特性对快速NO和碳烟生成规律的影响。研究结果表明:直喷式柴油机燃烧过程中快速NO的生成与混合气浓度场的分布特性密切相关,在混合气较稀薄区NO的生成速率对温度的依赖性较强;而在混合气较浓区NO的生成速率对该区温度的依赖性较小,只与浓度场分布特性有关,说明在温度低于1 800K的较浓混合气区域也会生成快速NO。通过虚拟采样计算结果绘制出快速NO生成的Φ-T图,有利于完善直喷式发动机NO的生成机理。