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汽车ESP系统的CarMaker/Simulink建模与仿真

秦程现 张蕾 严英

秦程现,张蕾,严英. 汽车ESP系统的CarMaker/Simulink建模与仿真[J]. 机械科学与技术,2020,39(8):1263-1270 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190267
引用本文: 秦程现,张蕾,严英. 汽车ESP系统的CarMaker/Simulink建模与仿真[J]. 机械科学与技术,2020,39(8):1263-1270 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190267
Qin Chengxian, Zhang Lei, Yan Ying. CarMaker/Simulink Modeling and Joint Simulation of Automotive ESP System[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(8): 1263-1270. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190267
Citation: Qin Chengxian, Zhang Lei, Yan Ying. CarMaker/Simulink Modeling and Joint Simulation of Automotive ESP System[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(8): 1263-1270. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190267

汽车ESP系统的CarMaker/Simulink建模与仿真

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190267
基金项目: 国家青年科学基金项目(F030209)与天津市企业科技特派员项目(18JCTPJC68500)资助
详细信息
    作者简介:

    秦程现(1984−),博士研究生,研究方向为机械设计制造教育,15020889837@163.com

    通讯作者:

    张蕾,教授,博士生导师,博士,zldeg@126.com

  • 中图分类号: TH16

CarMaker/Simulink Modeling and Joint Simulation of Automotive ESP System

  • 摘要: 为提高车辆电子稳定程序的控制精度,通过分层模块化思想,提出以横摆角速度和质心侧偏角为输入量的ESP控制系统算法,最终输出稳定制动力矩提高车辆的操纵稳定性。为保证控制系统的准确性,采用CarMaker和Simulink联合建立虚拟仿真环境,并在ISO3888-2(2002)急促双移线试验工况下进行验证。结果表明:试验较好地验证了ESP系统算法的有效性;当横摆角速度和质心侧偏角的偏差值超过规定范围时,控制系统能准确实施制动干预,保证了车辆能准确跟踪驾驶员的期望路线。
  • 图  1  ESP系统设计层

    图  2  ESP系统控制层

    图  3  ESP系统执行层

    图  4  急促双移线试验道路

    图  5  车辆角阶跃行驶轨迹

    图  6  汽车横摆角速度相应曲线

    图  7  ESP控制横摆角速度响应曲线

    图  8  无ESP控制横摆角速度响应曲线

    图  9  ESP控制质心侧偏角响应曲线

    图  10  无ESP控制质心侧偏角响应曲线

    图  11  ESP控制制动力矩响应曲线

    图  12  无ESP控制制动力矩响应曲线

    表  1  模糊规则表

    eec
    NBNMNSZOPSPMPB
    NBPBPBPBPBPMZOZO
    NMPBPBPBPBPMZOZO
    NSPMPMPMPMZONSNS
    ZOPMPMPSZONSNMNM
    PSPSPSZONMNMNMNM
    PMZOZONMNBNBNBNB
    PBZOZONMNBNBNBNB
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    表  2  制动力矩控制规则表

    车辆状态 决策算法
    Sa Yr ey 转向特性 控制车轮
    Sa > Sm Yr > 0 ey > 0 过度转向 右前轮
    Sa > Sm Yr > 0 ey < 0 不足转向 左后轮
    Sa > Sm Yr < 0 ey > 0 不足转向 右后轮
    Sa > Sm Yr < 0 ey < 0 过度转向 左前轮
    Sa < Sm Yr > 0 ey > 0 过度转向 左前轮
    Sa < Sm Yr > 0 ey < 0 不足转向 右前轮
    Sa < Sm Yr < 0 ey > 0 不足转向 右后轮
    Sa < Sm Yr < 0 ey < 0 过度转向 左前轮
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    表  3  车辆动力学模型参数表

    参数名称参数值
    整备质量,簧载质量/kg 1 463/1 301
    轴距,轮距,质心高度/m 2.537/1.55/0.56
    质心与前后轴之间的距离/m 1.12/1.417
    车轮滚动半径/m 0.29
    x/y/z轴的转动惯量/(kg·m2) 470/1 500/1 600
    前后轮侧倾偏转系数 0.09/0.07
    前后轮轮胎侧偏刚度/(N·rad−1) 0.085/0.065
    前后轮总侧偏刚度/(N·m·rad−1) −40 000/−48 000
    前后悬架总侧倾刚度/(N·m·rad−1) 72 150
    前后悬架总侧倾阻尼/(N·m·s·rad−1) 3 460
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-03
  • 网络出版日期:  2020-08-26
  • 刊出日期:  2020-08-05

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