通过车辆底盘的集成控制提高车辆的操纵稳定
目前装配在现代车辆上的主动控制系统有40多种,这些主动控制系统在车辆的操纵稳定性、舒适性和安全性等方面起着重要的作用。目前这些系统几乎都是独立工作的,但将这些系统集成会进一步提高车辆的动态性能是被广泛认同的。这些系统的集成仍然处在研究阶段,将这些系统全部集成起来是一项技术难题。
这项研究的最终目标是开发新的控制策略,将车辆各控制子系统进行集成。然而主要关注的是提高车辆稳定性和紧急情况的操纵性,因此主要研究主动前轮转向系统(AFS)、主动悬架系统(AS)、电子稳定控制系统(ESC)和可变扭力分配系统(VTD)的集成。通过这4个控制系统的集成,减小偏航率和侧滑角,提高车辆的操纵性能。
利用Matlab/Simulink软件建立了带有转向系统、制动系统、悬架系统和传动系统的车辆动态模型,该模型具有非线性的轮胎模型以便于侧滑和瞬态工况的模拟,开发了主动前轮转向、主动悬架、电子稳定控制和可变扭力分配等控制系统模型。考虑了多种将这4个控制系统集成的控制策略,从分析的结果中提出了一种新的集成控制策略(ICC)来提高车辆的操纵稳定性。
应用集成控制策略的仿真结果显示车辆的动态性能有很大的提高。在紧急、高速的情况下,车辆具有很好的操作稳定性,并且偏航角和侧滑角也相应的减少。得出的重要结论是:单独的AFS、AS\ESC和VTD对车辆的操作稳定性都具有重要作用,将这4个控制系统集成将成为车辆底盘未来的控制策略之一。