防抱死制动系统对SUV车辆操控稳定性仿真分析

 时间:2015-07-23 00:10:24 贡献者:维普网

导读:汽  实 片 J 技 术 测 试 试 验 AUTOMOBILE  APPLIED  TECI t N0L0GY  2 0 1   5 年 筇1 期 2O1   5   N0.1  防抱 死制动 系统对 S

防抱死制动系统对SUV车辆操控稳定性仿真分析
防抱死制动系统对SUV车辆操控稳定性仿真分析

汽  实 片 J 技 术 测 试 试 验 AUTOMOBILE  APPLIED  TECI t N0L0GY  2 0 1   5 年 筇1 期 2O1   5   N0.1  防抱 死制动 系统对 S U V车辆操控稳定性仿真分析 朱 崇敬 ,郭朋彦 ,张瑞珠 ,冯金 泉 ,马付屹 ( 华北水利水 电大学 机械学 院,河南 郑州 4 5 0 0 4 5 )  摘 要 :针对 s uv 车辆在制动情况下 出现 的操纵性和稳定性变差现象 ,在 C a r S i m 软件中建立 了 s uv车辆动力学  模型 , 在对开 的路 面对行驶 的紧急制动工况进行 了仿真,初步发现防抱死系统对该工况下车辆操 纵稳 定性 的影 响最  大 ,为进一步验证 ,与 S i mu l i n k结合 建立 了整 车联 合仿 真模 型,将 C a r s i m中 S UV制 动过 程中的制动压 力导 出至  S i mu l i n k模 型作 制动 仿真 测试,进一步描绘 出车轮侧偏角 、 横移 角速度和 偏移位移 等影响操 纵稳 定性 的参数数值变  化 曲线 ,通过分析对 比,确 定了紧急制 动条件 下为 S UV车辆加装防抱 死系统能达 到提 高操 纵稳定性 的 目标 ,最终 达 到 安 全 驾 驶 的 目的 。

 关键词 :C a r S i m;S U V;S i mu l i n k ;操 纵稳 定性 ;联 合仿 真  中图分类号 :U 4 6 7 文献标 识码 :A 文章编号: 1   6 7 1 — 7 9 8 8 ( 2 0 1   5 ) 0 1 — 1   1   6 一 O 4  Ana l y s i s   o n   Ha nd l i ng   S t a bi l i t y   S i mu l a t i o n   o f   SUV  a t   t h e   c o n di t i o n   o f   Br a k i ng   ba s e d   o n   Ca r Si m  s o f t wa r e  Z h u   C h o n g j i n g , G u o   P e n g y a n , Z h a n g   R u i z h u , F e n g   J i n q u a n , Ma   F u y i  ( I n s t i t u t e   o f Me c h a n i c s , No r t h   Ch i n a   Un i v e r s i t y   o f Wa t e r   Re s o u r c e s   a n d   E l e c t r i c   P o we r , He n a n   Zh e n g z h o u   4 5 0 0 4 5 )  Ab s t r a c t : Ai mi n g   a t   t h e   p h e n o me n o n   ha t t   S p o r t   Ut i l i t y   Ve h i c l e s   wi l l   l o s e   i t s   s t a b i l i t y   a n d   t h e   s t e e r i n g   a b i l i t y   wi l l   b e c o me   b a d  i n   c a s e   o f Eme r g e n c y   Br a k i n g , Ca r S i m  s o f t wa r e   i s   a p p l i e d   t o   e s t a b l i s h   f u l l   v e h i c l e   d y n a mi c   mo d e l   i n   wh i c h   t h e   wh o l e   d r i v i n g  p r o c e s s   o f   E me r g e n c y   Br a k i n g   c o n d i t i o n   i s   s i mu l a t e d , p r e l i mi n a r y   i f n d i n g   ABS   s y s t e m  h a s   a   b i g   i n l f u e n c e   o n   h a n d l i n g  s t a b i l i t y   a t   t h i s   c o n d i t i o n .F o r   f u r t h e r   v a l i d a t i n g ,t h e   c o l l a b o r a t i v e   s i mu l a t i o n   mo d e l   i s   s e t   u p   c o mb i n i n g   Ca r s i m  wi h  t S i mu l i n k , he t   n u me r i c   c h a n g e s   o f   s l i p   ng a l e , y a w  a n d   o f s e t   c a n   b e   p l o R e d , wh i c h   r e l f e c t   h a n d l i n g   s t a b i l i t y   mo s t   u n d e r   t h e   i n p u t   o f   b r a k i n g   p r e s s u r e .Af t e r   a n a l y z i n g   a n d   ma k i n g   c o mp a r i s o n s   a b o u t   t e s t i n g   d a t a ,t h e   g o a l   o f   i mp r o v i n g   h nd a l i n g  s t a b i l i t y   b y   i n s t a l l i n g   nt a i - l o c k   b r a k i n g   s y s t e m  t o   S UV  i n   c a s e   o f   e me r g e n c y   b r a k i n g   i s   d e t e r mi n e d . F i n a l l y   t h e   p u r p o s e   o f   d r i v i n g   s a f e l y   C n  a b e   me t .   Ke y wo r d s : Ca r S i m; S U  V. S i mu l i n k ; Ha n d l i n g   s t a bi l i t y ; Co l l a b o r a t i v e   s i mu l a t i o n  C L C   NO. : U 4 6 7   Do c u me n t   C o d e : A  A r t i c l e   I D: l 6 7 1 — 7 9 8 8 ( 2 0 1 5 ) 0 l — l 1 6 — 0 4  的行车安全性逐渐引起人们 的重视,而汽车的操纵稳定性对 .●. ‘ --L 刖 茸 车辆高速行驶安全性有主要 的影响作用。

 S Uv 由于 有 良好 的越 野 通 过 能力 ,底 盘 离 地 问 隙 较 大 ,   因此 该 型 汽 车 在 高 速 行 驶 遇 突 发 事 件 需 紧 急 制 动 时 ,极 易 出 运动型多用途汽车 ( S U V)具 有 良好 的动 力 性 和 较 大 的 乘坐空 间,所 以随着人们 生活水平 的提 高,逐渐 获得 了较 高  的市场 占有率 。

然而 ,随着汽车行驶速度 的逐渐提 高,汽 车 作者简介 : 朱崇敬 ,就读于华北水利水电大学机械学院。

 现侧倾、滑移等危险现象 ,严重时会出现侧翻等 安全事故 I l 】 。

  而德 国的 Bo s c h公司推 出的 AB S ( 防抱死系统1 能帮助汽车在  制动 时有效地将 制动力 调节至适应轮 胎. 地 面所 能提供 的附 基金项 目: 河南 省科技攻关项 目 ( 1   1 2 1 0 2 2 1 0 1 0 4 ) ; 河 南省教育厅科  着力 ,防止车轮在紧急制动情况下 出现抱死 ,从而提高车轮 学技术研究 重点项 目 ( 1 3 A 4 6 0 6 9 3   o  的制动稳定性 ,S U V 型轿车相对 于普通乘用车重心更高些,  

防抱死制动系统对SUV车辆操控稳定性仿真分析

l I 7  汽 车  川技 术 2 0 1 5 年第 l 期 高速行驶时更 易f { { 现危险工况 ,冈此 在紧急制动 I :   下的安  安 全 性 更 好 ,测 试 的重 复 度 更 好 。

 全 性 更 需 要 进 一步 进 行 分 析 。

本文基于 C a r S i m  台建 屯 S UV   整  动 力 学 模  来 模 拟 车 辆 以一 定 时速 制 动 时 的运 行 _ 厂 况,   另外 , C a r S i m 软 件 对 于制 动轮 胎 模 型 的 建立 表现 的很 精 确 ,对 4个轮胎 可以实现 差动制动控制 【 4 J ’m 日 . 还可 以分 别 同时与 S i mu l i n k建 立 联 合 仿 真 模  ,将 C a r S i m 输 m 制 动 乐  针 对 每 个 轮 胎 的运 行 工 况 做 L H 仿真 曲线 ,通 过 结 合 每 个轮 胎  力值 发 送 至 S i mu l i n k 从 而 反 映到 制 动 时车 速 的 变化 以 及 车辆  的 T 作 曲线 并做 一定 的对 比 来 反应 相 关 参 数 的变 化 ,从 而 推    况 中整 个 运 动过 程 。

另 一 疗血 ,在 与   横移角速度 、侧偏角和侧偏位移等影 响车辆操 纵稳定性 参数  断 出 车 辆 在 制 动 T 的变化 , 通 过 对 比制 动 工 况 下 有 无 AB S对 这  参 数 变化 的 影  S i mu l i n k软 件 建 也 联 合 仿真 的 过 程 中 , 利用C a r S i m 导 出 四 个  响 , 最 终 确 定 AB S对 S UV 车 辆 紧 急制 动 时操 纵 稳 定性 具有  车 轮 的 制 动  极大的改善作』  。

  的数 据 , 然  通 过 像 差动 制 动 AB S制 动 控 制 策 略 一 样 来 改 变 汽 午 的运 动 状 态 ,进 而 对 汽 乍 进 行稳 定 性 控  制l 5 1 6 ,  。

本仿 真 中 选 择 的路 嘶 _ r   是对开的冰【 订 i ,这 是 由于 1 、C a r S i m 整 车模型 C a r S i m 是  内 外 汽 车 主 机 J。

普 遍 采 用 的  款 商 业 化 车 路I 由附着系 数较低时 , 对汽  , l }   的稳定性控制  显得更加重要 ,  同 时 仿 真 结 果更 加 直 观 H J j 显。

 辆动力学仿真软件 ,它在车辆整  建模方面具有参数化 、简 洁 化 、智 能 化 等 优 点 ,J  泛 应 H j   j   汽 车 整 车 和 了 系统 研 发 部 门,像 B o s c h 、福特、本 田、丰 田、铃水 ,沃 尔沃 等。

采 用  C a r S i m 建模时 ,f } j 户只需通过一 个简单友好 的 G uI界面就 能 根 据 整 车 模 型 参 数 轻 松 建 立 所 需 的 整 体 车 辆 模 掣 ;它 可 以  设  一 定 的 仿 真 参 数 模 拟 整 车 在 道 路 的行 驶 过 程 , 以_ _ _ 二 维 仿  真动 画 和 动 态 输 H { 曲线 的 形 式 响 应 仿 真 参 数 的变 化 过 程 。

该  软 件 通 过 建 立 的 整 车 模 型 ,设 定 一定 的T 况 ,并 f 1 . 模 拟 道 路 行驶 实验,可以对车俩的相关性能指标进行检验 , 如动力性,  燃 油 经 济 性 ,制 动 性 ,操 纵 稳 定 性 以及 半 顺 性 等 l 2   J 。

  C a r S i m 以 参 数 化 形式 进 行 向 化 建 模 , 其 中涵 盖 了汽 车 的  各 个 子 系 统 , 如 动 力 系 统 、制 动 系 统 、转 向系 统 、悬 架 、车 图2   Ca r S i m 里 模 拟 的对 开 冰 面 仿 真 路 况 2 、建 立 联 合 仿 真 模 型 在 C a r S i m 中 设 置 的 车 辆 仿 真 参 数 如 表 1所 示 。

定 义 丁  轮轮 胎等,在进行分析时把空气动力学 ,路况信息等影 响因  素包 括在 内,在…个二维的虚拟场景里对汽  建立坐标 系进 行离线仿真分析,   以下 做 的 整 车 仿 真 分 析 过 程 是 一种 司   视  化 仿 真过 程p 1 , 形 象 逼 真 。

下  为 S U V 部 分 参 数模 犁 :  S U V车辆制动前 系统 的一些仿真 参数 , 如初始车速和开环的 气 门 开 度 ,制 动 压 力 的 变 化 过 程 ,转 r u J 系 统 和 闭 环 控 制 转  向 位 黄 以及 其 它 额 外 数 据 等 I 8 】 c  表 1 车 辆 仿 真 参 数 f … 麓  嚣一   下 — — — —车  初 始 车速 v 4 k m / h )  D. c l a s s   S U V :  无 A B S以及 A BS   8 0   0   闭环 四档模式  2 s 后 紧急 制动 O  鞠 —   — _ 一  — t  抽 删  节 气 ¨歼 度  档位 控制  制动 e / d e g   方 向盘转 角 S t e e rA ngl_叫=  嘶 T   r 嘲  胛  …忡 d 咖= …咖  " 栅- 甘 嘲 畦 “  神  ma ∞ s 呐  m b 咖 【 | 一l … 4 f   h -  脚 ,  1 4 ∞  R d- - 嘲 3   1  鲫 8目4  P 岫   _  晰 Y 删 h柏  "%   1 粥 h m0  1  1 1   11 1 1  m 嚣 嚣  。

l t   嚣  : 裟  嚣  罱  0   0 ¨ 路 晰  仿真I  ̄ q l h ] t / s   仿 真步 } 乏『 / s  划开 路I   l 0   O   O O l  图1   Ca r S i m里 S U V车辆模型相关参数 文研 究的是车辆 路面附着系数较低且 …现分隔开 的摩 整 车 在 冰 血 的 滑 移 率 S 计算 的 准 确 性 将 直 接 关 系 到 整   擦 系数工 况下 S U V车辆 的制动情况 , 在此仿真过程 中车辆会  个仿真正确性,滑移率的定义公式为:} f I _ 观 危 险状 况 如 侧 滑 和 甩 尾 等 ,通 过 对 比安 装 何 A B S 和 无  AB S两 种 情 况 卜   辆 侧 偏 角 、横 移 角速 度 和 偏 移 他 移 等 参数  的变 化 来 分 析 汽 午 的 操 纵 稳 定 性 的  别 。

运 川 C a r S i m 软 件 :  二   × 1 0 0 %  V ( 1 )  式中,   半  ( m) ;  午 轮 中 心 的 迷度 ( m/ s ) ;r车 轮 的滚 动 来仿 真这些危 险 r : 7 儿, 相 比实午 测试 更节约时  _ 平 【 j 费朋成奉,  — — 乍 轮 转 动 角 速 度 。

并 且 定 义 车 轮 纯 滚 动 

防抱死制动系统对SUV车辆操控稳定性仿真分析

 
 

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