[发明专利]一种汽车底盘集成系统及其优化方法

权利要求书

1.一种汽车底盘集成系统的优化方法，所述汽车底盘集成系统包括差动助力转向模块、电机制动模块和半主动悬架模块；

所述差动助力转向模块包括方向盘转矩转角传感器、齿轮齿条转向器、两个轮毂电机、车速传感器、两个轮速传感器、横摆角速度传感器和差动助力转向控制ECU；

汽车的方向盘总成通过转向柱与齿轮齿条转向器连接，齿轮齿条转向器通过转向横拉杆与汽车前轮的车轴连接；

所述方向盘转矩转角传感器设置在转向柱上，用于获取汽车方向盘的转矩和转角；

所述两个轮毂电机分别用于两个前轮的驱动与制动；

所述车速传感器用于获得汽车的车速；

所述两个轮速传感器分别设置在两个前轮上，分别用于获得两个前轮的角速度；

所述横摆角速度传感器用于获取汽车的横摆角速度；

所述差动助力转向控制ECU分别和方向盘转矩转角传感器、两个轮毂电机、车速传感器、两个轮速传感器、横摆角速度传感器电气相连，根据汽车方向盘的转矩和转角、横摆角速度、车速和两个前轮的角速度对左右轮毂电机发出电流信号，使得左右轮毂电机输出不同的驱动力矩，以实现差动助力转向；

所述电机制动模块包括制动踏板位置传感器和电机制动控制ECU；

所述制动踏板位置传感器用于获取汽车制动踏板位置信息；

所述电机制动控制ECU分别和制动踏板位置传感器、两个轮毂电机、车速传感器、两个轮速传感器、横摆角速度传感器电气相连，用于根据制动踏板位置、车速、两个前轮的角速度、横摆角速度对轮毂电机的制动力矩进行调节以实现电机制动；

所述半主动悬架模块包括弹性元件和连续可调减振器；

所述弹性元件和连续可调减振器并列设置，将汽车的车身与车架相连；

其特征在于，所述汽车底盘集成系统的优化方法包含以下步骤：

步骤1)，建立整车三自由度模型；

步骤2)，建立差动助力转向模块、电机制动模块和半主动悬架模块动力学模型；

步骤3)，推导转向性能、制动效能和悬架平顺性性能指标的量化公式；

步骤4)，选取优化变量，建立优化模型目标函数，设置约束条件，建立树形结构的底盘集成系统优化模型；

步骤4.1)，以转向输出轴和小齿轮的转动惯量、转向输出轴和小齿轮的等效阻尼系数、齿条质量、齿条等效阻尼系数、齿条位移、包含轮毂电机在内的轮胎的等效转动惯量、包含轮毂电机在内的轮胎的等效阻尼系数、前悬架等效刚度、后悬架等效刚度、前悬架等效阻尼系数、后悬架等效阻尼系数作为优化变量；

步骤4.2)，由转向性能、制动效能和悬架平顺性性能指标的量化公式得出优化模型目标函数；

步骤4.3)，设置优化模型目标函数需要满足的约束条件；

步骤4.4)，以所述优化变量为根须，以差动助力转向模块、电机制动模块和半主动悬架模块为树根，以汽车综合性能为树干，以转向性能、制动效能和悬架平顺性为树枝，以转向路感、转向灵敏度、制动减速度、车身加速度、悬架动挠度和车轮相对动载为树叶，建立树形结构的汽车底盘集成系统优化模型；

步骤5)，基于汽车底盘集成系统优化模型，采用Evol算法进行优化，得到优化变量的最优值。