перевод. Автомобильная промышленность находится в сильных изменениях по сравнению с прошлыми десятилетиями
 Скачать 171.66 Kb.
|
|
1 Введение Автомобильная промышленность находится в сильных изменениях по сравнению с прошлыми десятилетиями. Альтернативные формы привода, обусловленные строгими новыми правилами Emis - sion законодателей, приобретают значение с большой скоростью. Прежде всего, здесь следует назвать частичную и полную электрификацию трансмиссии, которая получает все больший вход в серийные автомобили. Другие факторы изменений заключаются в прогрессирующем развитии частичных и высокоавтоматизированных функций вождения до полностью автоматизированного вождения. По частям с юридической и технической стороны создаются рамочные условия, которые могут облегчить или даже освободить водителя от его обязанности вождения. Первый фундамент для этого был заложен немецким законодателем в мае 2017 года, расширив право на дорожное движение с помощью свода правил использования функций вождения, матированных автомобилем [1]. Дальнейшие изменения происходят в области подключения в автомобиле. Согласно исследованию McKinsey & Company [2], рынок услуг подключения в автомобиле увеличится в пять раз к 2020 году. Клиенты все большее внимание уделяют онлайн - сервисам и обратным данным в реальном времени. Эта тенденция, скорее всего, будет продолжать увеличиваться за счет внедрения автоматизированных функций вождения. Классические дисциплины автомобилестроения, такие как дизайн, обработка, ощущение и динамика вождения, сталкиваются с проблемой сохранения вашего решения о покупке перед клиентом. Потому что они все больше конкурируют с упомянутыми функциями автоматизации и подключения, а также с концепциями мультимедиа и управления дисплеем в автомобиле. Единственных сильных сторон в упомянутых классических дисциплинах в будущем будет недостаточно, чтобы привлечь и привлечь клиентов. Для дисциплины динамика движения, помимо полей ком - петенции, формирующих продольную динамику, играют роль агрегатная и трансмиссионная конструкция, полуактивная и активная ходовая часть для влияния на поперечную и вертикальную динамику. Современные Fahrwerksak Торик и связанных с ними систем управления Шасси, позволяя ситуация специфическая адаптация стратегии регулирования, классический конфликт целей между комфортабельность езды и безопасность движения [3, с. 496f.] а чтобы уменьшить третье измерение удовольствия от вождения, а также убедить клиентов с помощью трансформируемых, вдохновляющие ходовые качества. Это уже с конца 80 - х годов стало мотивацией для интенсивных исследований и разработок в области активных систем шасси, что позволило, в частности, премиальным производителям превратить это ноу-хау в увеличение продаж или улучшение имиджа всего бренда. Поэтому для того, чтобы эта компетентность в области активных систем шасси могла быть утверждена в будущем по сравнению с новыми характеристиками дифференциации и автоматизированного вождения, существующие системы шасси в области вождения и удовольствия от вождения должны быть последовательно адаптированы к потребностям клиентов и оптимально интегрированы в автомобиль. Потенциал активных систем подвески также может быть полезен для укрепления новых дисциплин по сравнению с конкурентами. Примеры представления для автоматической оптимизированного вождения трактором поведения за счет снижения пассажиров на ускорение действующих крест с помощью изгибов Kit функцией, или активные системы, способ отображения обслуживания пассажиров визуализировать их функция концепции, как, например, динамическая сила потока-графика при активном wankstabi Лиза ворот являются. Для этого в каждом сценарии использования должна быть высокая энергоэффективность в соответствии с правилами выбросов stren - gen. По этой причине происходит устойчивый переход от гидравлических к более энергоэффективным электромеханическим актам, которые теперь достигли высокой скорости замены в автомобиле [4, стр. 11]. Электро-тромеханические системы в то же время обладают высоким динамическим потенциалом, что делает возможным адаптацию шасси к ситуации вождения или желанию водителя в диапазоне менее десятых секунды. 2 Для этого, во - первых, важно разумно объединить существующие заводские системы вождения, чтобы полностью поднять их объективный потенциал. С другой стороны, важно иметь четкое понимание того, каково оптимальное поведение реакции автомобиля, основанное на восприятии клиента. Только общая система, применяемая к оптимальной оценке клиентов, позволяет взволновать клиента и, в конечном счете, продать систему местному дистрибьютору. Поведение ванка как движение построения, воспринимаемое человеком визуально и вестибулярно, играет важную роль в достижении высоких отзывов клиентов наряду с поведением качания хода и поперечной динамикой, включая характеристики рулевого управления [5, стр. 189]. Активные системы стабилизации ванка дают возможность активно влиять на поведение Ванка и, следовательно, на вибрирующее поведение хода и Querdy-namik [6, стр. 426ff.] и поэтому все больше и больше проникают в современные транспортные средства. По этой причине как анализ потенциала активной системы шасси для влияния на поведение Ванка, так и объективация поведения ванка являются предметом некоторых исследовательских проектов последних лет [7-9]. Однако предыдущие работы в основном фокусировали среднединамический диапазон поперечного ускорения до примерно ay = 4 м/с2. Благодаря все возрастающей поперечности современных автомобилей увеличивается и средний диапазон поперечного ускорения, которого достигают обычные водители [8; 10; 11]. Таким образом, более динамический диапазон поперечного ускорения до примерно ay = 6 м/с2 набирает обороты. Данная работа посвящена оптимизации динамики ванк - движения и водителя автомобиля с полуактивными регулируемыми демпферами (SAD) и электромеханической активной стабилизацией Ванка (eAWS). Эти две системы должны быть координированы в первую очередь с точки зрения регулирования. Это также включает в себя введение централизованного заданного поведения желаемого. В первой части этой работы проводится интеграция размеров в экспериментальный автомобиль и обсуждается потенциал для скоординированного влияния на поведение Ванка при оптимизации вертикального комфорта. Созданная ширина вариации поведения ванка за счет соединения обеих систем шасси - me, а также центральной заданной настройки используется во второй части этой работы для объективации поведения ванка. Цель состоит в том, чтобы определить оптимальный диапазон поведения ванка, воспринимаемого человеком, индуцированного водителем. Основное внимание при этом уделяется, во - первых, объективной основе оценки, максимально соответствующей ощущениям человека, а во-вторых, более высокодинамичному диапазону поперечного ускорения, который обращается к спортивному вождению. Последующее состояние науки вводит в тематические основы двух тематических блоков. Глава концепции работает на основе подхода и положения этой работы. Полученные результаты должны служить в будущем для оптимальной интерпретации чувствительного к клиенту Wankver - удержания нового автомобиля уже на ранней стадии. Рис. 1.1 показывает для этого отдельные модули подхода. Состояние науки Разработка концепции Методология сопряжения Объективное обсуждение Рисунок 1.1: Процедура этой работы по соединению двух систем подвески и объективации динамики Ванка 3 2 Состояние науки Динамика ванка транспортного средства в значительной степени определяет оценку падающего поведения водителя [5, стр. 189]. Активные системы подвески дают возможность целенаправленно влиять на ses и создавать новый опыт вождения и минимизировать конфликты целей между изменением поведения и вертикальным комфортом. Если эти потенциалы должны быть представлены и гармоничное общее поведение вождения, координация и согласование активных систем, ориентированных на желание водителя, являются важной частью сложного процесса развития. В соответствии с двумя основными направлениями этой работы по соединению двух активных систем шасси, влияющих на поведение ванка и хода автомобиля, и идентификации оптимального поведения ванка с помощью процесса объективации последующее состояние науки делится на эти две основные области. Предварительно дается обзор динамики Ванка в целом и предыдущих (полу-)активных систем подвески, которые могут целенаправленно влиять на движение Ванка и подъема. Wankdynamik автотранспортных средств Классификация систем шасси Методы сопряжения Объективация Рисунок 2.1: Процедура этой работы по соединению двух систем подвески и объективации динамики Ванка 2.1 Динамика ванк автомобиля Основой для описания движений автомобиля в пространстве является стандарт DIN ISO 8855 [12]. В ней определяются горизонтальная и связанная с автомобилем система координат с их происхождением в центре тяжести автомобиля (CG). В данной работе используется система координат, связанная с автомобилем, см. Рисунок 2.2. Ось x проходит от центра тяжести вдоль плоскости длины автомобиля в направлении движения, ось y по соглашению обращена к левой стороне автомобиля. В конструкторском положении и при ровной проезжей части плоскость xy параллельна плоскости проезжей части. Ось z проходит парал-лель к гравитационному вектору g . x y z g CG ' Продольное перемещение Поперечное движение Ходы колеблются Кивок Рыскание Рисунок 2.2: Система координат автомобиля в соответствии с DIN ISO 8855 [12] Автомобиль имеет шесть степеней свободы. Поступательные степени свободы вдоль осей координат называются продольным( x), поперечным (y) и подъемным движением или подъемным движением соответственно. Хубена (z) обозначено 3. Вращательные степени свободы определяются как колебание ('), кивание ( ) и рыскание (). В соответствии с этим назначением в динамике движения в соответствии с Hotzing et. al [13, стр. 38] деление на * Продольная динамика: описание поведения торможения и ускорения, а также сопротивления движения • Поперечная динамика: описание стабильности движения, поведения кривой, рулевого управления и направляющей полосы • Вертикальная динамика: описание поведения качания вдоль высокой оси автомобиля Колебание или крен автомобиля представляет собой вращение конструкции вокруг оси движения x и сопоставляется с поперечной и вертикальной динамикой [14, стр. 642]. Двойное назначение - se обосновано тем, что движение ванка может быть индуцировано как поперечным, так и вертикальным возбуждением, как будет объяснено ниже. При поперечно-динамически возбужденной реакции ванка также говорят о движении ванка [9, стр. 18]. Это происходит, когда движение рулевого управления, инициированное водителем, происходит со скоростью jvxj 0 м/с. Как рис. 2.3 показывает, действует строительства полученную поперечного ускорения ay, чем размер помех на центр тяжести CG Транспортного средства и индуцирует в строительстве массы и mBo через Wankhebelarm hRC,CG как разница между Тяжело - высота точки ХГЧ и wankzentrum высота hRC ложные wankmoment чтобы Wankachse. Последний содержит центр колебания RC ниже центра тяжести и представляет собой линию соединения между центрами колебания оси RCf и RCR передней и задней осей с их расстояниями центра тяжести lf и lr, см. Рисунок 2.4. ay y RC g CG'mBo z hRC,CG hRC Рисунок 2.3: Автомобиль при реакции ванка, вызванной водителем Центр колебания оси RCF или RCF. RCr определяется как полюс движения, лежащий над центром оси, в котором подвеска колеса считается соединительной коробкой передач, а точки опоры колеса-шарнирными точками. Он представляет собой мысленный соединительный шарнир между конструкцией и колесами оси [16, стр. 264] в случае, если в ходовой части не учитывается какая-либо упругость (чистая кинематика). При включенном ходе колеса центр колебания оси перемещается в направлении z, а также в направлении y в зависимости от типа оси и геометрии. Таким образом, ось катится вокруг вертикального и бокового полюса в зависимости от состояния подвески [17, стр. 187ff.]. Более подробную литературу по выведению кон-структуры и кинематики ванк-центров и дифференциального уравнения Ванк можно найти в [6; 9; 17; 18]. Инерция конструкции, силы несущей пружины, демпфера вибрации и стабилизатора, а также силы трения и вспомогательной жесткости в шасси противодействуют моменту помехи, вызванному влиянием ay. Соответствующее дифференциальное уравнение Ванка [19, стр. 575]: Рисунок 2.4: Определение оси ванка в зависимости от расположения центров ванка RCf и RCr с их расстояниями центра тяжести lf и lr Jxx '+ (дДамп+триб) '+ (cFed +cStabi +cneben) ' = mA hRC,CG (ay + gy z }| { g sin (' + )) (2.1) В этом уравнении, помимо момента помех ay, также содержится член для боковой доли гравитационного вектора gy, который действует при вращении автомобиля вокруг оси x инерциальной системы. Это приводит к блужданию центра тяжести у Wan - ken (не обозначено на рисунке 2.3) и при наклоне проезжей части . Однако по сравнению с моментом Ванка, индуцированным ay, этот эффект считается низким для жестких автомобилей Ванка и по этой причине не обсуждается ниже. Движение поездов происходит при пересечении одностороннего движения проезжей части, а в меньшей степени и при одностороннем опускании проезжей части. Движение возбужденного колеса оси сжимает демпфер вибрации и несущую пружину, а стабилизатор ванка - тор. Эти компоненты противодействуют этому движению пружины с реакционной силой. Физическая связь обоих колес оси стабилизатором копирует силу, возникающую на соединительном стержне одной стороны, в качестве силы реакции в противоположную точку опоры на кузове (так называемый эффект копирования по [13, стр. 552ff.]). Таким образом, высокая жесткость кручения стабилизатора обеспечивает низкие углы поворота при поперечном ускорении, но увеличивает эффект нокаута и, таким образом, снижает комфорт при одностороннем возбуждении колеса. Третья форма возбуждения представляет собой аэроиндуцированное колебание, возникающее в результате поперечного потока с силой Fa в боковой точке давления кузова. Этот эффект считается низким на современных автомобилях благодаря численной аэродинамической оптимизации и высокой базовой жесткости и не будет рассмотрен ниже. Изображение 2.5 показывает расширенную классификацию динамики Ванка со всеми ее возможными формами на основе определения в [9, стр. 17]. Упомянутые формы возбуждения, вызванные водителем и дорожкой, приводят к чистому колебательному движению конструкции в идеальном положении. Согласно [9, стр. 68], на современных автомобилях из-за продольно - симметричного расположения шасси на кузове и соответствия основных осей инерции конструкции автомобиля с его осями x, y и z всегда существует модальная развязка ванка. Это означает, что путь Wankbe может произойти без одновременного движения хода или кивка конструкции. Неравномерное распределение нагрузки на ось, различные жесткости, затухания и кинематики на передней и задней осях и кинематические эффекты, такие как вертикальное, а также боковое блуждание центров колебания оси при движениях пружины, противоречат этому тезису. Таким образом, нельзя предполагать модальную развязку движений автомобиля. Таким образом, возникающий угол кивка также влияет на измеренный угол ванка в используемой системе координат, связанной с автомобилем. Эффективный угол Ванка ' eff получается в соответствии с DIN 70000 [20] как угол между гравитационным вектором g и осью z, 5 ванкдинамика индуцированная водителем дорожная индуцированная аэроиндуцированная Стимулирование копирования наклон проезжей части ay z gy Fa Рисунок 2.5: Классификация динамики ванка автомобиля на основе [9] исправлено вокруг возникающего угла кивка, к sin'eff = sin'cos (2.2) Современная измерительная датчик корректирует измеренный угол ванка на эту долю угла кивка. Таким образом, в последующем всегда рассматривается эффективный угол Ванка, но иногда адресуется с'. 2.2 Системы подвески для влияния на динамику Ванка Помимо обычных пассивных вертикальных динамических систем, таких как вибрационные демпферы, несущие пружины и стабилизаторы, на рынке все более активно существуют управляющие или регулирующие конструкции. Эти системы можно разделить на выравнивания (раньше часто гидравлические, сегодня предпочтительно с пневматической подвеской), регулируемые демпферы и активные пружины/активные стабилизаторы. Обзор репрезентативных примеров от раннего начала активных систем вертикальной динамики в серийных автомобилях середины 80-х годов до современных автомобилей и их классификация приведена в таблице 2.1. Тип системы различается по [21, стр. 123; 22, стр. 123] на пассивный, адаптивный, полуактивный и активный. Специальная форма представляет собой пассивно регулируемый вариант, который использовался до ввода электроники в зону шасси. • пассивный: компоненты обычных пассивных шасси имеют фиксированные характеристики и не требуют внешней подачи энергии. • пассивно регулируемые: Пассивно регулируемые компоненты механически изменяют свою характеристику при наступлении определенного рабочего состояния и не требуют внешней подачи энергии. Они были первыми адаптивными системами на рынке и в наши дни все чаще используются в качестве недорогой альтернативы. • адаптивный: Адаптивные системы могут медленно или быстро (f = 1 - 40 Гц после [38]) переключаться между дискретными идентификаторами при низких потребностях в энергии. Переключение происходит медленнее или быстрее, чем характ - ристическая частота колебаний пружинных масс, в зависимости от системы. • полуактивные: полуактивные компоненты могут переключаться значительно быстрее и обеспечивают квази-непрерывную регулировку характеристики при низких потребностях в энергии. Положение осуществляется до частот, превышающих характерную продолжительность вибрации подвески колеса. Благодаря этим свойствам возможен подход к активным законам регулирования, таким как принцип Skyhook. 6 Таблица 2.1: Расширенная классификация систем шасси на основе Kallenbach и др. с примерами первоначального использования в серийных автомобилях [21, стр. 123] активный: Единственной особенностью активных систем управления подвеской является то, что силы могут быть поставлены не только против, но и с направлением движения. Таким образом, мощность 7 и потребность в энергии значительно выше. Их частота переключения больше, чем ча - рактеристская частота колебаний пружинных масс. До сих пор не серийные системы достигают даже частот выше собственной частоты колеса. Ниже приведен краткий обзор трех основных темарт вертикальной динамики. 2.2.1 Системы подвески Первичной задачей систем подвески является поглощение статической нагрузки пропорциональной массы конструкции [14, стр. 748f.]. Поэтому компоненты также называются несущими пружинами. Конструкция пружины в первую очередь влияет на собственную частоту конструкции, которая составляет около 1,0 Гц в зависимости от массы конструкции mBo, и поведение передачи движения конструкции в частотный диапазон - sem [14, стр. 748f.]. Регулируемые системы подвески делятся на адаптивные и активные системы. Адаптивные системы также известны как системы регулирования уровня и позволяют поднимать или опускать конструкцию автомобиля в зависимости от ситуации вождения в зависимости от типа дороги, основания и загрузки. Первым серийным применением адаптивной системы подвески стало гидропневматическое регулирование уровня Hydrac-tive I в Citroën XM в 1989 году. В настоящее время они выполняются как пневматическая подвеска и используются в основном в Sport Utility Vehicles (внедорожниках) или верхнем и роскошном классе [13, стр. 590ff.]. Активные системы обычно называются Active Body Control (ABC) и должны быть разделены на медленно-активные и полностью активные системы. Медленные активные системы имеют значительно более высокое время установки и могут балансировать только низкочастотные колебания хода, колебания и кивка в диапазоне собственных частот от 1 до прибл. 3 Гц [38]. Они обладают значительно меньшим энергопотреблением, чем полностью оборудованные системы, но значительно выше адаптивных или полуактивных систем. Первое применение в серии до 2 Гц регулирующая частота было представлено в 1999 году как гидравлическое, полностью управляемое исполнение DaimlerChrysler в моделях CL500 и CL600 серии C215. Самый последний этап разработки этой системы можно найти в модели S500/S560 типа W222 с 2013 года. При этом система ABC дополняется так называемыми данными Road Surface Scan стереокамеры, что позволяет реализовать перспективную подвеску (Mercedes-Benz MBC). Сегодняшние и будущие исполнения выполняются только в виде частичных электромеханических систем, называемых eABC по соображениям упаковки и эффективности [13, стр. 593-596]. Регулировка точки опоры пружины реализуется при этом с помощью пружины с электродвигателем, установленным параллельно с ней [39, стр. 645]. Первое серийное использование этой разработки происходит в AUDI A8 D5 [40], которое, как ожидается, будет доступно с конца 2019 года. В полностью активных системах, таких как система подвески Bose [32; 33], вся нога Fe заменяется линейным двигателем. Для размещения статических колесных нагрузок используются дополнительные торсионные пружины. С помощью системы можно реализовать значительно более короткое время установки до частотного диапазона 30 Гц. Однако это приводит к высоким потребностям в энергии, высокому весу компонентов, большим потребностям в строительном пространстве и высокой стоимости. Таким образом, полностью активные системы подвески в настоящее время не используются серийно [13, стр. 593]. 2.2.2 Системы регулируемых демпферов Первым этапом развития от пассивного к активному шасси были адаптивные системы демпфирования, которые были введены к концу 1980 - х годов. Известными первыми амортизаторами являются адаптивные телескопические амортизаторы Bilstein, которые впервые были использованы в суперкаре Porsche 959 в 1986 году. Вскоре после этого в 1987 году была запущена первая система EDC BMW в BMW E24 635 CSi [41]. С помощью этого можно вручную переключаться между несколькими характеристиками водителем или с помощью пороговой стратегии, которая- 8 ден. В качестве регулирующих размеров служат путевые или путевые размеры. Акселерационные сигналы строительства [13, стр. 586]. Полуактивные демпфирующие системы, широко используемые сегодня в автомобилях среднего и верхнего класса, были впервые запущены компанией ZF Friedrichshafen AG / Sachs в 2001 году под названием CDC [42, стр. 8]. С помощью токового пропорционального клапана (рис.2.6) гидравлический поток и, следовательно, константа демпфирования могут непрерывно регулироваться между минимальным и максимальным идентификатором [21, стр. 130; 43, стр. 130]. Альтернативная конструкция полуактивных демпферов вибрации-fer могла быть выпущена в Cadillac Seville 5 с 2001 года. Поколение может быть заказано с помощью системы MSRC. Это основано на магнитореологическом (MR) принципе, в котором не сечение Ven - til, а вязкость гидравлического масла, содержащего частицы железа, может быть затронуто изменением магнитного поля [30]. Из-за устранения блока клапанов демпферы MR обеспечивают меньшую стоимость единицы и частично обеспечивают еще меньшее время регулировки (продолжительность от команды привода до достижения 90% максимальной силы демпфирования), чем системы CDC [13, стр. 303]. Они можно найти, например, в AUDI A3 8V, AUDI TT 8J и AUDI R8 4S. Еще не зрелым развитием этого принципа является электрореологический демпфер, в котором используется жидкость с поляризованными частицами полиуретана, вязкость которой в этом случае может быть изменена с помощью электрического поля. Преимущества возникают из-за еще меньшего времени установки и также меньших затрат из-за устранения блока клапанов [44]. В качестве концепции регулирования полуактивного регулирующего демпфера в наши дни используется почти исключительно так называемый регулятор Skyhook [43, стр. 131]. Это оценит четыре radgesch ветрено - свободных мест и три Modal движения постоянно строительства и Bestromung всех магнитной соответствует максимальной строительство успокоения клапаны semiaktiven амортизаторов индивидуально. Регулятор порогового значения, который обрабатывает только три сигнала ускорения в первые годы, редко используется из - за резкого снижения цен на датчики разрешения в автомобиле. Рисунок 2.6: Представление разреза демпфера Sachs CDC с наружным пропорциональным клапаном [45] Для полуактивных демпферов различают одно - и двухтрубные системы с внутренними или выходными клапанами. Клапаны тяги и уровня давления выполнены отдельно во всех конструкциях. Высокая производительность демпфера обеспечивается в дополнение к распространению характеристик клапана (максимальная и минимальная сила демпфера Fd,max или max соответственно. Fd, min при скорости демпфера vd) определяется как можно меньшим временем установки. Это зависит от направления и скорости движения, температуры и изменения характеристики (жесткий на мягкий или мягкий на жесткий). Время просрочки, до 90% от максимальной силы, варьируется от 10 до 30 мс для систем CDC [13, стр. 303; 46, стр. 586ff.]. В области коммерческих автомобилей часто используется пневматический демпфирующий контроль (PDC) в сочетании с пневматической подвеской. Затухание при этом будет 9 в зависимости от нагрузки или нагрузки. Загрузка регулируется внутренним давлением сильфонов пневматической пружины. Их использование ограничивается диапазоном коммерческих автомобилей, так как для этого типа стратегии управления необходимы большие различия в весе для значительного повышения комфорта и безопасности [13, стр. 300f.]. Для дальнейшей литературы, касающейся полуактивных систем демпфирования, следует ссылаться на [13; 14]. 2.2.3 Стабилизаторы Стабилизаторы обычно выполнены в виде U-образных торсионных стержней и сегодня устанавливаются почти на всех автомобилях на передней и задней осях. В отличие от увеличения жесткости пружин несущих пружин, стабилизаторы могут уменьшить колебание конструкции, не вызывая связанного с этим увеличения средних подъемных подъемов из-за увеличения размера демпфирования конструкции [6, стр. 517]. При различных состояниях подвески колес одной оси кручение создает крутящий момент стабилизатора MStabi, который вводится в конструкцию с помощью сил на соединительных стержнях (встречный момент конструкции Mx). Таким образом, поведение ванка и поведение собственного рулевого управления автомобиля могут быть затронуты и настроены. Влияние собственного рулевого поведения осуществляется за счет различной поддержки ванка на передней и задней осях, используя эффект нормальной силы - боковой силы-Degres-sion [6, стр. 517; 17, стр. 326]. Высокая жесткость кручения стабилизатора обеспечивает низкие углы поворота при поперечном ускорении, но увеличивает эффект копирования и, таким образом, снижает комфорт при одностороннем возбуждении колеса. Для уменьшения этого целевого конфликта между динамикой движения и комфортом вождения первые переключаемые ad - aptive системы были введены в легковые автомобили еще в 1995 году (активная стабилизация подвески (AFS) в Citroën Xantia Activa). Последующее историческое развитие прошло через полуактивные варианты к современным активным системам [13, стр. 259f.]. Первые активные системы основаны на принципе гидравлического действия. Гидравлический поворотный двигатель, установленный между половинами стабилизатора, по требованию подвергается давлению и, таким образом, индуцирует дифференциальный угол кручения между половинами стабилизатора. Это приводит к встречному моменту сборки. При прямом выходе при Mi - nimal давлении из - за отсутствия механического соединения половин стабилизатора возможна хорошая развязка. Таким образом, наклон копирования может быть эффективно уменьшен, а комфорт вождения повышен [13, стр. 613f.]. Впервые концепция вышла в серию на BMW в так называемой системе Dy - namic Drive первого поколения, которую BMW представила в 2002 году в 7-й серии E65 [35, стр. 131ff.]. Другим примером может служить система Porsche под названием Porsche Dynamic Chase Control (PDCC), представленная Porsche в 2009 году, в моделях Panamera 970 и Cayenne 9PA. По аналогии с системами подвески, из - за необходимости все более высокой энергоэффективности стабилизаторы также изменяются на электромеханические системы. Новейшей системой, доступной на рынке, является электро - механическая активная стабилизация ванка eAWS компании Scheffler, показанная на рисунке 2.7 [47]. Мгновенное требование регулируется регулятором привода с помощью электродвигателя и последующей многоступенчатой планетарной коробки передач в течение короткого времени. Мощность, в сущности, включается только для создания момента при скручивании электродвигателя. Чтобы сохранить момент постоянным, необходимо компенсировать только небольшие потери электрического сопротивления, что делает систему более энергоэффективной, чем гидравлический аналог [48; 49]. Еще одно преимущество электромеханической активной стабилизации Ванка eAWS заключается в их динамике системы с меньшими удельными постоянными времени: для перехода от нуля к максимальному моменту при 1200 Нм [37; 47] требуется всего около 250 мс. Система hy-draulic при равных условиях требует около 80-100 мс больше времени установки. Недостатком механической связи обеих половин стабилизатора с помощью планетарного редуктора является развязка размера помех. В отличие от гидравлического варианта, в электро - тромеханическом приводе угол помех должен быть определен возбуждением проезжей части и стеллаж- 10 углы запроса момента могут быть наложены. При возбуждении в диапазоне или выше угловой частоты привода развязка больше не может быть оптимально представлена из-за наклонной фазы результирующего момента привода. Затем односторонние движения по проезжей части менее приглушаются и направляются в пассажирский салон. Для улучшения развязки проезжей части электромеханической системы между двумя половинами стабилизатора может быть вставлено эластомерное развязывающее звено [50]. При этом регулирование угла помех, вызванного дорожкой, должно производиться только при более высокой амплитуде. Это снижает потребление энергии и в то же время снижает эффективность копирования. Однако неблагоприятно влияет на это увеличение комфорта большая постоянная времени до максимального момента из-за мертвого угла и на 25% меньшая максимальная амплитуда стабилизатора с 900 Нм. Первая интеграция обоих вариантов eAWS в серии была выполнена Шеффлером в 2016 году с производителями AUDI и BMW: в AUDI SQ7 [37] в сочетании с 48 - вольтовой бортовой сетью и в варианте с 12-вольтовой бортовой сетью, эластомерной муфтой и встроенным ментальным датчиком Mo в BMW 7 - й серии G11/G12 и 5-й серии G30/G31 (Executive Drive Pro, [51, стр. 116ff.] и [36]). многоступенчатый электродвигатель Планетарный редуктор Прибор управления Подшипник стабилизатора Точка соединения соединительного стержня Рисунок 2.7: Режущее представление системы eAWS производителя Scheffler в конструкции без эластомной пенсионной связи [52] Альтернативные активные системы стабилизатора устанавливают текущий момент колебания через приводы в соединительных стержнях или в бедрах стабилизатора. Ранние публикации можно найти в [53-55]. В серии применяет эту технологию, например. Porsche в своей системе PDCC в модели 991. 2.3 Сопряжение активных систем подвески Благодаря активным системам подвески можно влиять на безопасность вождения, комфорт вождения и удовольствие от вождения за счет вмешательства в регулирование ситуации вождения. Часто несколько установленных систем имеют пересекающиеся зоны действия или цели регулирования. Это означает, что системы могут прямо или косвенно влиять на одно и то же движение автомобиля [56, стр. 3]. Целенаправленная координация этих систем необходима для того, чтобы не вызывать отрицательных эффектов Wech - self путем чрезмерного обновления или взаимного устранения отдельных вмешательств в правила [56, стр. 4]. Примеры взаимного влияния систем регулирования при отсутствии координации систем поперечного регулирования приводят [57; 58]. В настоящее время вы стремитесь реализовать полностью интегративный подход в автомобиле, говоря о интегральном управлении подвеской или глобальном управлении шасси. Соответственно, в этой области существует много публикаций. Хороший сверх-взгляд на это дает [59]. Следует отметить публикацию Шварца и Rieth [60], которые уже на ранней стадии разработали подход к целостной оценке требований водителя, Vehicle- 11 провести и представить окружающую среду вместе с согласованным распределением регулирующих вмешательств на доступные системы регулирования. Таким образом, они сформировали термины coexis - tenz подход и комплексный подход. В результате координация систем правил в соответствии с [13, стр. 559f.] может быть разделена на: • Мирное сосуществование: приложение гарантирует, что отдельные автономно работающие системы не имеют негативных взаимодействий • Совместное существование: системы могут запрашивать друг у друга поддержку или приоритет или приоритет через шины связи. * Интегральный центральный регулятор: центральный экземпляр генерирует заданное значение и распределяет его оптимально в смысле определяемых критериев по доступным системам При мирном сосуществовании несколько функций разрабатываются независимо друг от друга и соответствующий выбор параметров гарантирует, что Sys - teme не окажут негативного влияния [61; 62]. Это недостатками, что потенциал отдельных систем для обеспечения технического регулирования и динамическим полная стабильность не может быть использована при определенных обстоятельствах, и что общая приложения-трудоемкий процесс, который таит в себе. Значительно лучшая производительность по сравнению с мирным сосуществованием может быть достигнута уже при совместном существовании систем управления шасси. Системы поддерживают или при необходимости обеспечивают приоритет вмешательства в правила других систем, частично совместно используют централизованно рассчитанные размеры состояния или заданных размеров и взаимодействуют через общие интерфейсы. Тем не менее, настройка всех систем друг на друга в различных производных с соблюдением целей комфорта, динамики движения, энергоэффективности и функциональной безопасности сложна. Однако благодаря умелому применению могут быть достигнуты хорошие результаты. Целостно оптимальное регулирование с точки зрения точности регулирования, доступности и эффективности Ener - gi, как правило, представлено только с интегральным подходом. Центральный регулятор основан на принципе, основанном на модели, и всегда связан с центральной заданной настройкой. Он обеспечивает упрощенную настройку многочисленных вариантов модели и производных из - за меньшего количества необходимых параметров применения, которые должны быть централизованно заданы только в одном регуляторе [13, стр. 560]. Сложность интегрального подхода заключается в центральном контроллере сама по себе, а также в архитектурных требованиях к программным компонентам, передаче данных и вычисляемости на блоке управления. Сопряжение нескольких систем при кооперативном существовании или интегральном центральном регуляторе, в свою очередь, может осуществляться несколькими способами. В последующем будут названы и обсуждены вопросы об этом. Мирное сосуществование не будет продолжено из - за его качающегося значения в регулировании ходовой части. 2.3.1 Логическое сопряжение Логическое сопряжение представляет собой простейший вариант взаимосвязи активных Sys-тем и связано с кооперативным существованием. Знание оптимального распределения запроса по возможным системам должно быть априори интегрировано разработчиком в систему. Для этого в регуляторе определяются условия, при применении которых отдельные системы включаются или отключаются, а также их регулировочные размеры более вертикальны или масштабируются. Условиями могут быть входящая ситуация движения (распределение на основе движения), требования заданного значения в определенных частотных диапазонах (селективное разделение частоты) или отклонение регулирования определенного заданного состояния на уровне привода или транспортного средства (распределение на основе дефицита), идентифицируемые определяемыми состояниями Si - gnal. Примером распределения, основанного на ситуации вождения, является 12 что при достижении определенного порога скорости угла рулевого колеса закрывается на dy - namic желание рулевого управления водителя. На основе этого игра сбора принципиально самодостаточных заданных требований полуактивных демпферов и активных стабилизаторов адаптируется к этой ситуации вождения. Это делается путем предварительного управления и выключения рассчитанных регулировочных размеров. Таким образом, негативные эффекты от сверхактуации или мертвого времени могут быть уменьшены. Сопряжение, основанное на ситуации вождения, требует много настройки стены и сильно ограничено по своему действию, но требует небольшой вычислительной мощности на блоке управления из - за характеристик ситуации вождения. При частотном селективном разделении системы разделяются, в частности, по их частотному диапазону [63, стр. 3], поэтому каждой системе присваиваются только требования в представляемом ею частотном диапазоне [9, стр. 116ff.]. Это может быть реализовано с помощью настроенных фильтров высоких, низких или полосовых частот, которые разделяют размер направляющей на сигналы настроенного содержания частоты. На рисунке 2.8 показан возможный качественный поток сигнала при распределении размеров с помощью фильтров высоких, низких или полосовых частот. Недостатком этого варианта является то, что сумма всех отфильтрованных долей сигнала не соответствует размеру направляющей. Резкое обрезание нежелательных пропорций сигнала обусловливает высокий порядок fil - ter, который влечет за собой фазовый сдвиг. Таким образом, точное и ситуационное применение фильтров необходимо для достижения наилучшего ситуационного и транспортного компромисса между фильтрацией амплитуд и фазовой задержкой. Низкий пропуск Bandpass Высокий проход Направляющий размер Рисунок 2.8: Примерное распределение размеров на основе частотно-селективного разделения сигналов Архитектурные и вычислительные затраты, связанные с вычислительной мощностью, должны быть классифицированы как низкие при разделении на основе fahrsi - tuation и частотно-селективном. С другой стороны, прикладные усилия по определению порогов вмешательства и условий, в которых активируются отдельные системы, обширны. Это приводит к большим затратам на настройку во многих вариантах оснащения и производных автомобиля и нескольких систем подвески для координации. При распределении размеров на основе дефицита системы соединены друг с другом через силовой или Mo - ментальный интерфейс. Определенная первичная система получает исключительно рассчитанное центральное заданное значение в качестве направляющего размера. Вторичные системы получают разницу в регулировке в качестве направляющей величины только при измеренном или модельном отклонении регулирующей величины первичной системы от заданной по умолчанию и затем включаются в схему регулирования. Таким образом, происходит одностороннее распределение, от первичной системы к другим системам („принцип водной террасы“). Этот подход является надежным с точки зрения сбоя системы из-за дополнительных уровней избыточности. Новые системы также легко интегрируются в композицию. Одна из первых логических муфт с распределением на основе дефицита использовала Smakman [56] для координации активных подвес колес и индивидуальных тормозных вмешательств для влияния на поведение собственного рулевого управления. Laumanns [64] исследует комбинацию рулевых колес на обеих осях с активным распределением момента Ванка, а также электронную программу стабильности (ESP) для достижения желаемого поведения рыскания с измерениями маневренности и комфорта вождения. Koletzko [9] использует подход к дефициту для комбинированного регулирования гидравлической стабилизации ванка ak-tiver (hAWS) и непрерывно регулируемых демпферов для представления 13 одним гармоничным Wankverhaltens. Сгенерированный заданный момент колебания в первую очередь запоминается системой hAWS в качестве направляющего размера и передает запрос на ослабление колебания во вторичную систему полуактивные (регулирующие) демпферы (SAD) только в том случае, если отклонение регулирования на основе момента или отклонение регулирования. происходит так называемый дефицитный момент на строительстве. Колецко, используя импульсный маневр, показывает, что подход к дефициту может быть представлен сопоставимым затуханием, как и ситуация вождения, опережающая базовое повышение тока системы SAD. Однако, в отличие от подходов, основанных на ситуации вождения или частотно - селективных, необходимо значительно меньшее количество затрат на настроение. Однако это понятие обусловливает точное знание фактического момента для формирования дифференциации с заданным заданием. На рисунке 2.9 показан круг правил подхода к моменту дефицита после [9]. Регулятор hAWS SAD Автомобиль Подготовка сигнала Mx, стеллаж,hAWS Mx, Def Mx,есть,hAWS Mx,есть, ГРУСТНАЯ проезжая |