[發明專利]一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法

有效

• 申請號: 202010085539.7
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111216712B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 賈鳳嬌;周洪亮;劉志遠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B60W30/045
• 分類號: B60W30/045;B60W10/22;B60W40/10;B60G17/016
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一：建立包含車輛橫擺率、側向速度以及側傾角的車輛側向運動動力學方程，

其中，分別為前后軸車輪的側向力，m為車輛質量，m_s為車輛簧上質量，I_z為車輛繞z軸轉動慣量，I_φ為車輛繞x軸轉動慣量，l_f為車輛質心到前軸距離，l_r為車輛質心到后軸距離，d_f為車輛前輪輪距，d_r為車輛后輪輪距，l為車輛前軸到后軸距離，γ為車輛橫擺率，v_x為車輛縱向速度，v_y為車輛側向速度，φ為車身側傾角，h_s為側傾中心到車輛質心的高度，K_φj為車輛前后軸的側傾剛度，F_mr,j為車輛前后軸懸架的阻尼力，其中j＝f,r，分別表示前軸，后軸，a_y為車輛側向加速度，g為重力加速度，M_z為車輛橫擺扭矩；

步驟二：給出描述車輛轉向時前后軸軸荷轉移量與質心側向加速度、懸架阻尼力關系的表達式，前后軸垂向力通過軸荷名義值與軸荷轉移表示：

其中，軸荷名義值為：

前后軸軸荷轉移為：

其中，F_mr,f和F_mr,r分別為前后軸懸架阻尼力；

步驟三：車輛動力學方程中的懸架阻尼力與懸架電流的非線性關系采用分段線性模型表示；

步驟四：給出用橫擺率、質心側向速度以及側傾角描述車輛轉向動態性能指標的方法，采用三種不同的優化指標表示對車輛不同的動態性能的需求，

其中t₀表示轉向開始時間，t_f表示轉向動態結束時間，表示橫擺率的峰值，表示車輛側向速度的峰值，表示[t₀,t_f]時間內側傾角動態曲線下的面積；

步驟五：在不同的行駛工況下，根據車輛的不足轉向程度設置不同橫擺率、質心側向速度以及側傾角性能指標權值，得到用前后軸懸架驅動電流為優化變量，以橫擺率、質心側向速度、側傾角為優化目標的車輛轉向動態性能優化問題；

步驟六：通過優化求解，得到使性能指標最優的前后軸懸架驅動電流。

2.根據權利要求1所述的一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，其特征在于：所述步驟三中采用分段線性模型描述前后軸懸架阻尼力與驅動電流的關系：

其中，

I_j為驅動電流，x_i,y_i,z_i,i＝1,2,3,4,5為根據實驗數據辨識出的常值。

3.根據權利要求1所述的一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，其特征在于：所述步驟五中根據車輛不足轉向的程度選取公式(8)中不同的性能指標的加權，構成最終的優化指標，如公式(9)所示：

s.t.

ε₁＝e^-100K,ε₂＝e^100K,ε₃＝e^-100K

不足轉向程度K為：

其中，