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。     

汽车EPS助力特性设计方法研究

对汽车转向系统进行受力分析,建立了不同工况下的转向盘阻力矩模型。提出了一种驾驶员理想转向盘力矩参数化特性模型,并在此基础之上对EPS(electric power steering system)助力特性曲线的设计机理进行研究。提出了以驾驶员理想转向盘力矩与车速、转向盘转角、侧向加速度的关系为基础将助力特性曲线按照高速和低速分别进行设计的观点,进而基于此观点探讨了EPS助力特性曲线的产生过程,并对EPS助力特性曲线的几何特征进行了论证。     

EPS助力曲线设计

对汽车助力转向控制系统进行分析,研究不同车速下驾驶员理想转向盘力矩随方向盘转角、侧向加速度变化规律。分析了不同助力曲线的优缺点,提出了一种新的助力函数形式,设计了汽车的EPS助力特性曲线,阐述其设计原理及过程,并通过MATLAB分段拟合出车速感应系数及助力曲线图形。分析表明该新型助力曲线更符合汽车转向系统的要求。     

汽车前轮电子转向系统

介绍了一种汽车转向的最新技术——前轮电子转向系统，并对其理论关键技术进行了研究。通过对方向盘回正力矩的建模。模拟生成了为驾驶员提供路感的方向盘回正力矩；利用所提出的前轮转向控制算法，可以使汽车具有不变的转向特性，通过横摆角速度和侧向加速度反馈控制，提高了汽车的稳定性。     

基于状态反馈的分布式驱动电动汽车操纵性改善控制方法

研究分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制问题。提出基于状态反馈的操纵性改善控制策略：利用横摆角速度反馈改善车辆的横摆角速度瞬态响应,利用转向角前馈提高车辆的稳态横摆角速度增益。根据反馈系数对车辆瞬态响应特性的影响建立优化函数,获取不同车速下最优反馈系数。基于转向助力需求设计前轴差动转矩约束,再结合后轴的电动机外特性约束,获取不同车速下最大前馈系数。设计四轮转矩分配策略,在实现直接横摆力矩控制的同时满足驾驶员的加速需求。多工况下仿真验证表明,算法在改善横摆角速度的瞬态响应和稳态增益的同时可以减少转向盘力矩,降低驾驶员操作负荷;直接横摆力矩的引入有效地抑制了加速过程中的不足转向,平衡了前后轴的侧向附着利用率,提高了车辆的侧向稳定裕度。     

基于路面附着系数的电动助力转向控制研究

为了解决路面附着系数变化对驾驶员路感的影响问题,基于路面附着系数对电动助力转向(EPS)系统的助力特性曲线进行了设计。在建立了整车和EPS系统的动力学模型基础上,结合最大回正力矩的估计方法对路面附着系数进行了推理和辨识,并据此,基于Matlab/Simulink平台对EPS的整体模型进行0.3g侧向加速度下的阶跃仿真,结合驾驶员理想方向盘转矩拟合得到随附着系数和车速变化的助力特性曲线。仿真结果表明,路面附着系数能被较好的估计,所设计的EPS助力特性曲线在高、低附着系数的路面上都能够满足驾驶员理想方向盘转矩要求,同时,低附着系数路面的驾驶员路感显著增加,能够提醒驾驶员注意行车的操纵安全。     

电动助力转向系统助力特性研究

在分析影响转向盘转向力矩大小因素的基础上,建立了汽车转向力矩模型,通过动力学仿真和电动助力转向台架试验,确定了车辆载荷与转向盘转向力矩的对应关系。结合车辆载荷、速度和转向盘力矩三个方面的因素给出了设计电动助力转向系统（EPS）时的新型助力特性曲线,试验与仿真结果表明,在新型助力特性曲线基础上设计的EPS控制器具有更好的操纵效果。     

转向系统刚度对汽车稳态特性影响的研究

转向系统刚度是影响汽车稳态特性的重要因素之一.针对双横臂式独立悬架转向系统,利用ADAMS软件在转向系统拉杆外点处建立螺旋弹簧,以此模拟转向系统刚度,并建立整车模型.按照ISO标准进行了整车稳态实验,分析了转向系统刚度和仿真初始速度对整车稳态特性的影响.实验结果证明随着转向系统刚度增加,方向盘转角增加幅度不大,但是方向盘力矩增加幅度明显偏大.在方向盘力矩-侧向加速度曲线族中,力矩斜率基本上都大于15 N·m/g,满足路况行驶信息要求,并且随着转向系统刚度增加,该斜率成增长趋势.但是较大的转向系统刚度却使转向力矩过大.随着仿真初始速度的增加,在高的侧向加速度下(0.85g附近),方向盘转角和方向盘力矩曲线产生不规则变形.分析原因得出在较高的初始速度情况下,整车转向易达到高的侧向加速度,整车稳态特性较差.     

线控转向车辆转向盘转矩特性研究

车辆线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,车辆转向阻力矩无法直接反馈给驾驶员。从驾驶员偏好转向盘转矩的角度出发,在分析转向盘转矩影响因素的基础之上,提出一种考虑摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主动回正力矩的线控转向系统转向盘转矩的模型,并通过试验数据对模型中的参数进行辨识。选取双纽线试验和中心区特性试验等进行仿真分析和硬件在环验证。结果表明,所建立的转向盘转矩模型能够保证低速时的转向轻便和高速时的路感清晰,并且很好地描述了车辆在不同行驶工况下的转向盘转矩特性,充分发挥了线控转向车辆转向盘转矩可以根据驾驶员需求自由设计的优势。     

汽车EPS和AFS衰减路面冲击集成控制

为衰减车辆行驶时受到的路面冲击,建立了人-车-路闭环系统数学模型,设计了电动助力转向(EPS)和主动前轮转向(AFS)集成控制算法,运用阻尼补偿控制和最优控制分别设计了电动助力转向和主动前轮转向子系统。在MATLAB/Simulink中的仿真结果表明,单独主动前轮转向控制不能衰减驾驶员把持力矩振动,单独电动助力转向阻尼控制对转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动衰减效果不佳,而集成系统可以很好地同时抑制驾驶员把持力矩振动、转向盘角速度振动和车辆横摆角速度振动,提高了驾驶舒适性、操纵稳定性和行驶安全性。     

Relationship between subjective and objective evaluations of steering wheel vibration

Two passenger cars were driven at several speeds over several road profiles to evaluate the subjective ratings of steering wheel vibration. A 3-axis translational accelerometer was mounted on the steering wheel to measure the acceleration signal transmitted to the hands. Correlations were determined between the measured accelerations and the subjective ratings of 4 expert drivers and 10 general drivers by using Stevens’ power law. The subjective ratings were found to be more highly correlated with the r.m.q. (root mean quad) values of the frequency-weighted acceleration than the r.m.s. (root mean square) values of the frequency-weighted acceleration. Also, the maximum values of r.m.q. (i.e., the component values in the dominant axis) had the highest correlation with the subjective ratings.     

基于汽车操纵逆问题的蛇行试验分析研究

在驾驶员-汽车二自由度闭环系统模型基础上,进行汽车蛇行试验仿真,通过驾驶员熟练程度参数的差异,模拟不同驾驶员驾驶同一辆车的情况,从而利用径向基网络,建立闭环系统汽车横摆角速度、侧向加速度与方向盘转角之间的映射关系。通过所建立的径向基网络,由横摆角速度、侧向加速度响应来识别汽车的方向盘转角,结果表明了该方法的可行性,并且具有运算速度快,识别精度高以及抗干扰能力比较强的优点。     

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

线控转向装置取消了转向盘和车轮的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势.该文采用魔术轮胎的非线性整车动力学模型,研究了车速、路面附着系数以及前轮转向对汽车稳定性的影响;在此基础上,提出了基于横摆角速度和侧向加速度联合控制的控制策略,提高了汽车的稳定性;建立了基于FlexRay通信的线控转向系统,并建立了dSPACE硬件在环...     

汽车非线性液压转向系统控制策略研究

在分析了汽车非线性液压转向系统工作原理的基础上,建立了液压转向系统的数学模型,设计了控制系统的模糊控制算法和模糊自适应PID控制算法。通过考虑汽车转向系统的各种非线性因素,在AMESim和Simulink中建立了与实际线控液压转向系统相吻合的联合仿真模型,通过仿真计算出油缸在不同控制策略下的响应速度。结果表明,在相同的输入信号下,模糊自适应PID控制与模糊控制相比,其响应速度大约提高了0.3 s,与无控制策略相比,其响应速度大约提高了1 s左右。     

C0-C0米轨内燃机车横向动力学性能分析

针对C₀-C₀米轨内燃机车建立动力学模型,分析了多种直线和曲线工况下机车平稳性和运行品质。结果表明:随着运行速度的增加,机车横向平稳性和加速度最大值呈上升趋势,指标在不同测量位置由大到小依次为前司机室、后司机室、车体中心;对于曲线工况,机车横向平稳性最大值逐渐增加,司机室大于车体中心,而横向加速度最大值在曲线半径为130m、800m、1200m时分别呈现线性增长、双线性增长和先降低后增长的趋势。     

线控转向系统变角传动比设计及路感模拟

变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分。根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案。通过分析不同路感模拟的策略,考虑到“人-车-路”闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟。通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,结果表明该转向系统不但减轻了驾驶员操作负担,而且还兼顾了驾驶员的偏好,并且能够及时响应道路变化,提高了车辆的操纵稳定性和转向轻便性。     

基于AMESim和ADAMS铰接车全液压转向系统分析

铰接式车辆因其机动性好、适应性强且生产效率高而被广泛采用,而其不足之处在于转向时横向稳定性较差,翻车事故时有发生,为解决此问题,应用虚拟样机技术对此类车辆的转向过程进行分析。基于液压系统与多体动力学系统的联合仿真,在ADAMS中建立六轮电驱动铰接车的多体动力学模型,在AMESim中搭建其全液压转向系统模型,以实现铰接车的转向过程。 通过PID控制转向油缸的油量使其铰接角维持一个定值,对铰接车的行驶转向进行分析,并考虑车速对铰接车稳态转向的影响。获得铰接车行驶转向下各个轮胎的运动轨迹,各个轮胎所受侧向力、纵向力及垂直力随时间的变化曲线和转向油缸中活塞杆的受力。结果表明:随着行驶速度的增大,铰接车的外侧各个轮胎的受力均明显的增大;且铰接车的转向半径也随着增大;全液压转向系统具有明显的不足转向特性。