基于側(cè)向載荷變化的前輪獨(dú)立主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能分析

前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（AFS）已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在車(chē)輛上，其主要作用是在車(chē)輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角進(jìn)行主動(dòng)調(diào)整，以保證車(chē)輛按著駕駛員意圖進(jìn)行轉(zhuǎn)向。但在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，內(nèi)側(cè)和外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角同時(shí)變化，其角度不一致，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向力，而傳統(tǒng)的AFS對(duì)這種側(cè)向載荷的變化情況沒(méi)有進(jìn)行考慮。

前輪獨(dú)立主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（AIFS）提供了一種有效的解決方法，尤其是在急轉(zhuǎn)彎的情況下，AIFS能夠獨(dú)立地調(diào)節(jié)每一個(gè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角，充分地利用每個(gè)轉(zhuǎn)向輪與路面間的最大附著力，有效地補(bǔ)償由于側(cè)向載荷變化引起的轉(zhuǎn)向不足。

主要研究了車(chē)輛在轉(zhuǎn)向時(shí)若側(cè)向載荷發(fā)生較大變化（如半載的載貨車(chē)在轉(zhuǎn)向過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生載荷轉(zhuǎn)移等）時(shí)，AIFS如何改善車(chē)輛的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。搭建一個(gè)雙軸載貨車(chē)的非線性偏航模型來(lái)研究AIFS在車(chē)輛不同載荷狀態(tài)下的性能，同時(shí)采用準(zhǔn)靜態(tài)流體運(yùn)動(dòng)模型來(lái)表征其在轉(zhuǎn)向過(guò)程中由于載荷的橫向移動(dòng)所引起的側(cè)向載荷、側(cè)向力和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；而該AIFS的控制策略模型是基于簡(jiǎn)單的比例積分控制搭建的，并且對(duì)不同載荷條件下的轉(zhuǎn)彎過(guò)程進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，無(wú)論是AFS還是AIFS均能夠滿足駕駛員的轉(zhuǎn)向需求。若采用AFS，則車(chē)輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的側(cè)向載荷分布不平衡，內(nèi)側(cè)車(chē)輪將會(huì)先達(dá)到最大附著條件而引起車(chē)輛側(cè)翻；而采用AIFS的車(chē)輛由于系統(tǒng)能夠自動(dòng)補(bǔ)償側(cè)向載荷的變化，因此內(nèi)外側(cè)的轉(zhuǎn)向輪能夠同時(shí)滿足最大附著條件，充分地利用了地面的附著力，使車(chē)輛能夠以更大速度進(jìn)行穩(wěn)定轉(zhuǎn)向而不會(huì)發(fā)生車(chē)輛側(cè)翻。

Azadeh Farazandeh et al. SAE 2013-01-2355.

編譯：范狄