[發明專利]一種汽車底盤集成系統及其優化方法

有效

• 申請號: 201611192305.2
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106585709B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 趙萬忠;楊遵四;王春燕;陳功
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D11/04;B60T8/172;B60G17/018;G06F17/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種汽車底盤集成系統的優化方法，所述汽車底盤集成系統包括差動助力轉向模塊、電機制動模塊和半主動懸架模塊；

所述差動助力轉向模塊包括方向盤轉矩轉角傳感器、齒輪齒條轉向器、兩個輪轂電機、車速傳感器、兩個輪速傳感器、橫擺角速度傳感器和差動助力轉向控制ECU；

汽車的方向盤總成通過轉向柱與齒輪齒條轉向器連接，齒輪齒條轉向器通過轉向橫拉桿與汽車前輪的車軸連接；

所述方向盤轉矩轉角傳感器設置在轉向柱上，用于獲取汽車方向盤的轉矩和轉角；

所述兩個輪轂電機分別用于兩個前輪的驅動與制動；

所述車速傳感器用于獲得汽車的車速；

所述兩個輪速傳感器分別設置在兩個前輪上，分別用于獲得兩個前輪的角速度；

所述橫擺角速度傳感器用于獲取汽車的橫擺角速度；

所述差動助力轉向控制ECU分別和方向盤轉矩轉角傳感器、兩個輪轂電機、車速傳感器、兩個輪速傳感器、橫擺角速度傳感器電氣相連，根據汽車方向盤的轉矩和轉角、橫擺角速度、車速和兩個前輪的角速度對左右輪轂電機發出電流信號，使得左右輪轂電機輸出不同的驅動力矩，以實現差動助力轉向；

所述電機制動模塊包括制動踏板位置傳感器和電機制動控制ECU；

所述制動踏板位置傳感器用于獲取汽車制動踏板位置信息；

所述電機制動控制ECU分別和制動踏板位置傳感器、兩個輪轂電機、車速傳感器、兩個輪速傳感器、橫擺角速度傳感器電氣相連，用于根據制動踏板位置、車速、兩個前輪的角速度、橫擺角速度對輪轂電機的制動力矩進行調節以實現電機制動；

所述半主動懸架模塊包括彈性元件和連續可調減振器；

所述彈性元件和連續可調減振器并列設置，將汽車的車身與車架相連；

其特征在于，所述汽車底盤集成系統的優化方法包含以下步驟：

步驟1)，建立整車三自由度模型；

步驟2)，建立差動助力轉向模塊、電機制動模塊和半主動懸架模塊動力學模型；

步驟3)，推導轉向性能、制動效能和懸架平順性性能指標的量化公式；

步驟4)，選取優化變量，建立優化模型目標函數，設置約束條件，建立樹形結構的底盤集成系統優化模型；

步驟4.1)，以轉向輸出軸和小齒輪的轉動慣量、轉向輸出軸和小齒輪的等效阻尼系數、齒條質量、齒條等效阻尼系數、齒條位移、包含輪轂電機在內的輪胎的等效轉動慣量、包含輪轂電機在內的輪胎的等效阻尼系數、前懸架等效剛度、后懸架等效剛度、前懸架等效阻尼系數、后懸架等效阻尼系數作為優化變量；

步驟4.2)，由轉向性能、制動效能和懸架平順性性能指標的量化公式得出優化模型目標函數；

步驟4.3)，設置優化模型目標函數需要滿足的約束條件；

步驟4.4)，以所述優化變量為根須，以差動助力轉向模塊、電機制動模塊和半主動懸架模塊為樹根，以汽車綜合性能為樹干，以轉向性能、制動效能和懸架平順性為樹枝，以轉向路感、轉向靈敏度、制動減速度、車身加速度、懸架動撓度和車輪相對動載為樹葉，建立樹形結構的汽車底盤集成系統優化模型；

步驟5)，基于汽車底盤集成系統優化模型，采用Evol算法進行優化，得到優化變量的最優值。