Анализ устойчивости прямолинейного движения автомобиля с системой динамической стабилизации

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В настоящее время отрасли промышленности все больше насыщаются электроникой, способной управлять процессами для достижения необходимых значений параметров. Не исключением стала автомобильная отрасль, в которой большое внимание уделяют вопросам безопасности, включающим в себя устойчивость и управляемость автомобилей.

Одним из направлений развития в современном автомобилестроении является повышение безопасности движения транспортных средств. Производители перманентно увеличивают количество и уровень контроля над параметрами движения колесных транспортных средств с целью достижения максимального уровня устойчивости и управляемости.

Более актуальным и целесообразным становится использование различных систем полного привода. Распределение тягового усилия по всем колесам улучшает динамические показатели, повышает проходимость транспортных средств в аналогичных дорожных условиях, а также позволяет применять алгоритмы, улучшающие управляемость и курсовую устойчивость автомобиля.

Цель работы – определение области изменения управляющего параметра для обеспечения устойчивого прямолинейного движения автомобиля с управляемой трансмиссией.

Материалы и методы. В данной работе рассматривается двухосное транспортное средство, трансмиссия которого имеет возможность распределения крутящих моментов между передней и задней осями.

В исследовании составлена система дифференциальных уравнений в терминах углов увода «средних» колес передней и задней оси.

При помощи алгебраического критерия Льенара-Шипара определены области изменения управляющего параметра для обеспечения устойчивого прямолинейного движения автомобиля.

Результаты. Полученные области изменения управляющего параметра входят в диапазон регулирования современных механизмов распределения крутящих моментов, следовательно, можно говорить о возможности обеспечения устойчивости прямолинейного движения полноприводной колесной машины существующими в настоящее время механизмами. Научная новизна исследования заключается в аналитическом определении области изменения управляющего параметра для случая прямолинейного движения автомобиля, оборудованного системой динамической стабилизации.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в установлении возможности обеспечения устойчивости прямолинейного движения полноприводной колесной машины существующими в настоящее время механизмами.

Об авторах

Артем Ванович Эраносян

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: artem_bmstu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1591-5831
SPIN-код: 1743-5853
Scopus Author ID: 57217150861

инженер cектора бесконтактных и сенсорных систем

Россия, Москва

Список литературы

  1. Литвинов А.С. Устойчивость и управляемость автомобиля. Москва: Машиностроение, 1971.
  2. Антонов Д.А. Расчет устойчивости движения многоосных автомобилей. Москва: Машиностроение, 1984.
  3. Эллис Д.Р. Управляемость автомобиля: пер. с англ. Москва: Машиностроение, 1975.
  4. Stepan M., Kulhanek J., Wagnerova R. Implementation of ESP algorithm in LabView cRIO. Proceedings of the IEEE 2015 16th International Carpathian Control Conference (ICCC). 2015 May 27–30. Szilvasvarad, Hungary. P. 507–512. doi: 10.1109/CarpathianCC.2015.7145132
  5. Zhang L., Wang G.Y., Chen G.Y., Zhang Z.F. The Vehicles ESP Test System Based on Active Braking Control // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 588–589, P. 1552–1559. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.588-589.1552' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.588-589.1552
  6. Independent Torque Distribution Strategies for Vehicle Stability Control, in World Congress of the Society of Automotive Engineers. Режим доступа: https://cecas.clemson.edu/ayalew/Papers/Vehicle%20Systems%20Dynamics%20and%20Control/Papers/Independent%20Torque%20Distribution%20Strategies%20for%20Vehicle%20Stability%20Control/2009-01-0456.pdf Дата обращения: 15.08.2022.
  7. Osborn R. P., Shim T. Independent control of all-wheel-drive torque distribution // Vehicle system dynamics. 2006. Vol. 44. № 7. P. 529–546.
  8. Жилейкин, М. М., Эраносян А. В. Повышение управляемости автомобилей 4х4 с подключаемой передней осью путем перераспределения крутящих моментов // Известия МГТУ МАМИ. 2019. № 1. С. 77–84. doi: 10.31992/2074-0530-2019-39-1-77-84
  9. Zhileykin M., Eranosyan A. Algorithms for dynamic stabilization of rear-wheel drive two-axis vehicles with a plug-in rear axle // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 963, N 1. doi: 10.1088/1757-899x/963/1/012010
  10. Zhileykin M., Eranosyan A. Method of torque distribution between the axles and the wheels of the rear axle to improve the manageability of two-axle all-wheel drive vehicles // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 820, N 1. doi: 10.1088/1757-899x/820/1/012008
  11. Antonyan A., Zhileykin M., Eranosyan A. The algorithm of diagnosing the development of a skid when driving a two-axle vehicle // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 820, N 1. P. doi: 10.1088/1757-899x/820/1/012003
  12. Mammar S., Baghdassarian V.B. Two-degree-of-freedom formulation of vehicle handling improvement by active steering: Proceedings of the 2000 American Control Conference 2000 Jun 28–30; Chicago, IL, USA. P. 105–109.
  13. Рязанцев В.И. Активное управление схождением колес автомобиля. Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007.
  14. Evaluation of an active steering system. Master’s degree project. Режим доступа: https://kipdf.com/evaluation-of-an-active-steering-system_5ab61fa91723dd339c813321.html Дата обращения: 15.08.2022.
  15. Mokhiamar O., Abe M. Active wheel steering and yaw moment control combination to maximize stability as well as vehicle responsiveness during quick lane change for active vehicle handling safety // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2005. Vol. 216, N 2. P. 115–124. doi: 10.1243/0954407021528968

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Возможные траектории движения после приложения внешней боковой силы при: недостаточной (a), нейтральной (b) и избыточной (с) поворачиваемости КМ.

Скачать (103KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Циклограмма приложения боковой нагрузки.

Скачать (15KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетная схема: С – центр масс автомобиля; L – колесная база; a, b – расстояния от центра тяжести автомобиля до первой и последней оси соответственно; jx , jy – проекции ускорения центра масс автомобиля на продольную и поперечную оси соответственно; Xi , Yi – соответственно продольная и боковая реакции, действующие на средние колеса i-ой оси со стороны дороги; δi – средний угол увода колес i-ой оси; φ – угол между вектором ускорения ja и продольной осью автомобиля.

Скачать (56KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты расчета для тягового режима.

Скачать (126KB)
Метаданные

© Эраносян А.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».