电动汽车主动悬架系统的平顺性研究外文翻译资料
2022-11-03 18:05:14
电动汽车主动悬架系统的平顺性研究
Saiful Anuar ABU BAKAR*, Ryosuke MASUDA*, Hiromu HASHIMOTO**,
Takeshi INABA***, Hishamuddin JAMALUDDIN***, Roslan ABD. RAHMAN***,
Pakharuddin MOHD. SAMIN****.
应用电脑工程系
4-1-1，kitakaname，平冢市，神奈川州259-1292，日本
东海大学机械工程系
4-1-1，kitaname，平冢市，神奈川州259-1292，日本
系统动力学与控制系
马来西亚工艺大学，柔佛81310，马来西亚
汽车工程系
马来西亚工艺大学，柔佛81310，马来西亚
电子邮件：saiful@fkm.utm.my
摘要：本文介绍了电动汽车主动悬架系统的性能调查
车辆（EV）的转换，控制的稳定性增强系统算法[ 9 ]和一个新提出的算法。进行评估使用经过验证的7自由度车辆的平顺性模型。描述的车辆模型的数学建模。最坏的情况下，随机路面剖面考虑的主动悬架系统的性能评价。随机路的方法配置文件输入也被描述。结果发现，在一般情况下，主动悬架提高EV转换的乘坐舒适性能显着相比，被动悬架系统。在比较方面用SAS和SAS算法控制主动悬架系统的平顺性提供用SAS算法是最重要的。
关键词：电动汽车改装，平顺性，主动悬架系统
1．简介
电动汽车的发展（EV）市售车型正在成为一个现在的趋势。这是由于全球关注减少温室效应之一造成汽车污染的主要因素。正在从一个正常生产车型通常称为电动车改装或电动车改装。电动汽车由电动马达驱动。它是只使用两个或四个电机移动车辆。其他常见的组件，可以看出电动转换是用电池，AC / DC或直流/直流转换器，电池管理系统，踏板继电器及其他辅助元件如电动力转向。许多研究工作被发现专注于电动汽车的系统，但会发现在改善EV转换的重点稳定的策略。电动汽车的研究转换的稳定性主要与偏航有关稳定控制与牵引系统。电动汽车偏航稳定性控制[ 1～4 ]重点控制电动汽车的偏航运动通过控制驱动电机的操作。这个驱动电机，无论是两个或四个基本控制就其转矩产生。而在牵引控制系统[ 5～7 ]电机的产生扭矩控制，以确保车轮不打滑同时加快确保车辆完全控制。这是通过控制车轮的滑移率来完成的。它已被证明，一个正常的修改车辆进入电动车只是有轻微影响EV转换的乘坐舒适性。然而，修改到EV可以减少EV转换的处理性能由于在车辆后部安装蓄电池，其中导致转向过度的驱动条件出现[ 8 ]。一个主动悬架，可用于改善EV转换的处理也可以改善它平顺性。本文介绍了调查主动悬架系统的性能稳定性增强系统算法[ 8 ]和A新提出的SAS天棚算法
2．平顺性数学模型
EV变换的乘坐模型推导的基础上做的工作[ 9 ]。乘坐模型由七个自由度即滚，俯仰，反弹和垂直运动的每四个轮子。图1显示车辆的乘坐模型。根据图1骑的七的弹簧模型，给出了群众的位移；
Zsij是总的簧载质量位移（我= F前，R后，J = L左、R为右），Zb的悬挂质量的垂直位移在重力的中心，theta;侧偏角和alpha;俯仰角
图1车辆行驶平顺性的七自由度模型
重心分别与前轴和后轴的距离由 L f和 Lr分别给出。在每一个悬挂的作用力Fij是弹簧力的总和Fsij和阻尼力Fdij。
悬挂力由
Fij =Fsij Fdij （2）
弹簧力， Fsij在每个悬挂系统了；
Fsij = K sij (Zuij minus;Z sij )（3）
K sij是弹簧的弹簧刚度、Zuij和Z sij是簧下质量的垂直位移和垂直位移的簧载质量分别在车辆两侧。阻尼力，Fdij给出了；
Fdij =C sij (Z uij minus;Z sij ) （4）
Csij是阻尼器的阻尼系数，
Z uij和 Z sij是簧下质量的垂直速度和垂直速度分别为簧载质量。
对车辆的轮胎，它是用弹簧和力作用在轮胎通常被称为轮胎动载荷，Ftij。对于每一个轮胎，他们的动态轮胎负荷；
Ftij =Ktij (Zrij minus;Zuij )（5）
在 Ktij， Zrij，和 Zuij，是轮胎刚度，位移和位移的簧下路分别输入的质量。
利用牛顿第二定律在车辆悬挂质量的垂直加速度、身体、Zb可以
由确定的
Ffl Ffr Frl Frr = M bZb规则（6）
M b 是总车辆的质量。加速了侧倾角theta;car，所示
（7）
其中a是车辆的履带宽度和I xx是X轴的惯性力矩。角加速度的影响，而在球场的汽车，它是由alpha;car所示
(Frl Frr )Lr minus;(Ffl Ffr )L f = I yyalpha;car（8）
I yy车辆的轴距和力矩分别为y轴。可以计算每个车轮的加速度
Ftij minus; Fsij minus; Fdij = M uij Zuij （9）
车辆乘坐舒适的模型开发的使用（1）方程（9）使用Matlab / Simulink和仿真模型的参数，用于开发可称为表1 [ 8 ]。
表 1 车辆参数
5．电动汽车主动悬架系统的转换
主动悬架系统被认为是在这项研究中，以提高EV转换的乘坐舒适性和操纵性能。在这项研究中，它包括一个传统的弹簧结合液压致动器的慢速主动悬架系统类型。
5.1主动悬架系统中液压作动器的建模
主动悬架系统液压执行机构的建模基于[ 10 ]。图2显示了液压执行器模型。当压力差，PL乘以活塞面积时，主动力FA。压差存在时，阀芯，U1定位将高压流体流到储液罐。线轴U2作为旁路阀，用于降低系统中所消耗的能量。
图2液压舵机模型
液压制动器的动态
在alpha;，CD1、 Cd2， Ctm是常数。
w，xsminus;xu，Ps 是芯阀长度、相对速度和供应压力分别为。阀芯位置U1和U2的当前位置反馈闭环控制。
5.2稳定性增强系统（SAS）
稳定性增强系统（SAS）[ 8 ]被用来控制在主动悬架系统的致动器的操作。SAS通过考虑运动的兴起和簧下质量以及垂直滚动和俯仰运动。SAS方程
考虑处理运动的算法
在 Kz,Ktheta;,Kalpha;,Bz, Btheta;, Balpha;, Y和Cd是常数和阻尼系数分别为
Wijk（i=左或后，j=前或后）的方便的正常负载上的轮子。第一个词汇表如（14）用提高乘骑舒适的车辆通过书按键震动，从恶劣的道路而最后简介术语也用来提高同步处理的车辆模型插入外部部队的车辆。在这项研究中的常量值如（14）是manually tuned和调整开始的[Kz Ktheta; Kalpha;] = K and [Bz Btheta; Balpha;] =B。“用价值为K和b在这研究也1e6和1e5分别为当用“value为CD 0 ns / m的。详细的调整程序可以称[ 10 ]
5.3天棚增稳系统（天空—SAS）算法
天空SAS算法，提出了进一步提高性能的原始SAS算法。在这个新提出的算法，天棚阻尼算法[ 11 ]是结合SAS算法，其目的是估计在SAS算法的阻尼系数，根据当前路面状况SAS算法中使用的原始阻尼系数是固定的。天空SAS给出如下
随着 CSky 被定义为：
当v1v12 ge; 0 则 Csky = Chigh
当 v1v12 lt; 0 则 CSky = Clow (14)
在这项研究中，Chigh和Clow是两个参数需要进行调整，因为K和B的值已经固定为1E6和1E5。为了缓解参数为天棚算法Clow调整已经固定在0 ns / m的调整Chigh是通过试验和错误的调整方法在0 Ns/m开始直到20 000 Ns/m发现Chigh的最佳值为16 000 Ns/m。图3显示了调整工作Chigh的值在EV转换的整体平顺性的改善作用
图3天棚算法整定
5.4生成随机路面剖面
随机路面配置文件被用来模拟EV转换乘坐舒适性能时，它被驱动在一个崎岖的地形。图4显示了随机路面轮廓图的模拟模型。
随机路面轮廓的仿真模型的基础上产生的定时和后轮击中道路型材。据推测，在前轮的输入产生的时间等于T，而后轮将只有相同的输入作为前轮后一段时间，这是在时间等于T (Lf Lr )/V .。然而，为了同时产生滚动和俯仰效应，车辆的左右两侧的时间需要略有不同。图4显示在汽车的非簧载质量的输入转换模型。下面是给定的模拟输入的时间模型
TFL = T1 (15)
TFR = T2 (16)
TRL = T1 (17)
TRR = T2 (18)
其中TFL,TFR,TRL 和TRR分别是前左、右前、后左、后右轮的撞击时间。
6．仿真结果
EV转换的乘坐模式下随机道路轮廓的隶属度进行评估。在这些评价中，仿真模型进行随机路面配置文件，它创建的和俯仰运动同时在车辆上。
车辆模型进行了模拟，以恒定的速度移动20公里/小时[ 9 ]随机路面轮廓输入时。用于运行仿真模型的仿真时间为3.5秒。
表2显示了响应与被动悬架的EV转换的CRM价值，SAS控制主动悬架和天空SAS控制主动悬架系统。图5显示了研究的响应在时域形式的结果。
可以看出，在一般情况下，主动悬架提高EV转换的乘坐舒适性显着，相比被动悬架系统。这是观察到的响应的幅度在每一个研究的响应（挺举，垂直加速度，垂直位移，滚转率，滚转角，俯仰角和俯仰角）。然而，在SAS和SAS天棚算法控制的主动悬架系统的比较，通过天空SAS算法提供的乘坐舒适性是最重要的。这是表2所示，基于天
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