汽车稳定性控制虚拟样机和试验研究

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1、机械设计与制造第7期206MachineryDesign&Manufacture2011年7月文章编号：1001—3997(2011)07—0206—02汽车稳定性控制虚拟样机和试验研究水范小彬’夏群生。(’河南理工大学机械与动力工程学院，焦作454000)(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)VirtualprototypingandexperimentalresearchofvehiclestabilitycontrolFANXiao-bin，XIAQun-sheng(Scho

2、olofMechanicalandPowerEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)(2TheStateKeyLaboratoryofAutomobileSafetyandEnergy，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)【摘要】首先，采用自制的简易三坐标测量仪对样车的各铰点(硬点)进行实测，并通过实测或辨识方法确定减振器、转向系统等部分的特征参数；然后，在多体动力学软件中建立该样车

3、整车虚拟样机模型，并建立基于横摆和侧偏的车身稳定性控制系统模糊控制器，其仿真结果表明所建控制器控制效果良好。最后，为了探析样车原装稳定性控制系统控制算法等，对样车进行了冬季试验，并得出了一些有益的启示，这为下阶段自主开发汽车稳定控制系统提供了参考。关键词：稳定性控制；虚拟样机；侧偏；横摆；冬季试验【Abstract】First，thehingepoint(hardpoints)ofprototypevehicleWaSmeasuredbyaself-madesm—pletri—ordinatemeas

4、uringapparatus，andthecharacteristicparametersofsubsystemsofshockabsorber，steeringsystemandthewheelweremeasuredoridentified；Then，thevirtualprototypingmodelforprototypevehicle珊builtinmultibodydynamicssoftware．andbodystabilitycontrolsystemWasbuiltbasedonth

5、eyawingandcornering，whichshowsthatthef=zycontrollerissatisfiedwithitssimulatingresuhs．Finally，inordertoanalyzeoriginalcontrolalgorithmofthestabilitycontrolsystemofprototypevehicle，wintertestWascarriedout．Andsomeenlightenmentforthenextphaseisobtained，whi

6、chwouldprovidebeneficialen—lightenmentfordevelopingautonomouslystabilitycontrolsystemsofthevehicle．Keywords：Stabilitycontrol；Virtualprototyping；Cornering；Yaw；Wintertest中图分类号：TH16，U467．1文献标识码：A1概述系统、转向系统、发动机、车身、轮胎模型等子模型，并定义子系统之间的信息交换器(communicator)，然后根据所

7、建立的模板文件汽车电子稳定性系统(ESP—ElectronicStabilityProgram)是创建各个子系统(Subsystem)文件[3-51；最后，在标准(Standard)模以制动防抱死系统(ABS)为基础，通过外围的传感器收集方向盘式下将各Subsystem通过信息交换器建立整车模型Assembly，如转动角度、侧向加速度、横摆角速度、节气门开度等信息，ECU根图2所示。据这些信息，通过计算判断汽车当前行驶状态与驾驶员期望安全行驶的差距，从而调整发动机的转速和车轮上的制动力。如果实际行驶轨

8、迹与期望的行驶轨迹发生偏差超过一定门限，ESP系统自动对某一车轮施加制动和驱动控制等，从而修正汽车的过度转向或不足转向，避免打滑、过度转向、不足转向和抱死等。据统计，安装该系统后轿车单车致命事故下降(30—50)％、而SUV该类事一故降低(50～70)％。为了研究某样车的ESP控制算法，采用虚拟图1硬点坐标实测图2整车虚拟样机建模样机技术和实车试验对其进行了比较研究。2．2ESP控制系统建模2ESP系统虚拟样机仿真汽车运动一类是轨迹保持问题，它可用汽车侧