[发明专利]一种汽车底盘集成系统及其优化方法

说明书

本发明公开了一种汽车底盘集成系统及其优化方法，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。优化时，以差动助力转向模块、电机制动模块和半主动悬架模块的部分结构参数为根须，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，以汽车综合性能指标为树干，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，并基于该优化模型，采用Evol算法对底盘集成系统进行优化设计。

技术领域

本发明涉及转向系统、制动系统和悬架系统，具体指一种汽车底盘集成系统及其优化方法。

背景技术

汽车底盘作为一个复杂的系统，它主要包括制动、转向和悬架等子系统。转向系统按照驾驶员的输入指令使转向轮偏转，以获得汽车行驶方向的控制，转向系统性能的好坏决定了汽车的转向灵敏度、轻便性和操纵稳定性；制动系统的作用是使行驶的汽车减速或停车、下坡行驶的汽车速度保持稳定和已经停驶的汽车保持原地不动，制动系统的制动效能和制动时的方向稳定性直接影响汽车的行车安全性；汽车悬架作为连接车身和车轮的桥梁，它的作用是把路面作用于车轮的垂向反力、纵向反力和侧向反力，以及这些反力产生的转矩传递到车身上，以保证汽车的正常行驶，悬架系统性能的好坏直接影响汽车的平顺性。

实际上，在不同行驶工况下，汽车底盘系统中各子系统间的运动相互影响、相互作用。从纵向上看，单个子系统的运动必定会对汽车的诸多性能造成影响。从横向上看，多个子系统并存时，它们之间必然存在着运动关系相互影响的问题。在优化过程中，由于集成系统优化目标多样性，所以需要设计合适的优化方法对集成系统进行优化设计。

当对多个子系统按不同的性能指标进行参数优化时，某一子系统性能指标得到改善的同时必定对其他系统产生一定的影响，这些子系统优化的简单叠加并不能获得最优的底盘系统综合性能，所以建立一种合适的优化模型对底盘集成系统进行优化显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种汽车底盘集成系统及其优化方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种汽车底盘集成系统，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；