[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

本發明公開了一種汽車底盤集成系統及其優化方法，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。優化時，以差動助力轉向模塊、電機制動模塊和半主動懸架模塊的部分結構參數為根須，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，以汽車綜合性能指標為樹干，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，并基于該優化模型，采用Evol算法對底盤集成系統進行優化設計。

技術領域

本發明涉及轉向系統、制動系統和懸架系統，具體指一種汽車底盤集成系統及其優化方法。

背景技術

汽車底盤作為一個復雜的系統，它主要包括制動、轉向和懸架等子系統。轉向系統按照駕駛員的輸入指令使轉向輪偏轉，以獲得汽車行駛方向的控制，轉向系統性能的好壞決定了汽車的轉向靈敏度、輕便性和操縱穩定性；制動系統的作用是使行駛的汽車減速或停車、下坡行駛的汽車速度保持穩定和已經停駛的汽車保持原地不動，制動系統的制動效能和制動時的方向穩定性直接影響汽車的行車安全性；汽車懸架作為連接車身和車輪的橋梁，它的作用是把路面作用于車輪的垂向反力、縱向反力和側向反力，以及這些反力產生的轉矩傳遞到車身上，以保證汽車的正常行駛，懸架系統性能的好壞直接影響汽車的平順性。

實際上，在不同行駛工況下，汽車底盤系統中各子系統間的運動相互影響、相互作用。從縱向上看，單個子系統的運動必定會對汽車的諸多性能造成影響。從橫向上看，多個子系統并存時，它們之間必然存在著運動關系相互影響的問題。在優化過程中，由于集成系統優化目標多樣性，所以需要設計合適的優化方法對集成系統進行優化設計。

當對多個子系統按不同的性能指標進行參數優化時，某一子系統性能指標得到改善的同時必定對其他系統產生一定的影響，這些子系統優化的簡單疊加并不能獲得最優的底盤系統綜合性能，所以建立一種合適的優化模型對底盤集成系統進行優化顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種汽車底盤集成系統及其優化方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種汽車底盤集成系統，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；