System-level Co-design Optimization for Active Camber and Toe Suspension Systems

汽车新四化要求线控底盘更智能化和敏捷化，主动外倾前束悬架系统(Active camber and toe suspension system,ACTS)通过主动调节车轮定位参数可有效提高车辆机动性和稳定性。当前，可控悬架系统多采用串行式开发，机械和控制设计分步进行导致难以获取系统全局最优解，未能充分发挥悬架机械和控制潜力。提出主动外倾前束悬架系统协同优化设计方法，从系统全局角度获取主动外倾与前束悬架多执行器协调作动的机械和控制的综合最优解。在设计阶段并行协同优化主动外倾前束悬架机械子系统与控制子系统，解决机电系统适配问题，提升ACTS汽车动力学性能；建立同时描述外倾与前束可变运动学特性的多元回归模型，综合优化执行器作动量和运动学特性，解决多执行器作动的机构运动协调问题；构建相平面车辆状态监测方法和主动外倾前束协调控制，优化车辆相平面自稳定区域边界和控制器参数，确定了控制器介入时机和作动量。仿真试验表明：在108 km/h、路面附着系数0.85的双移线工况下，建议的ACTS协同优化方法使整车横摆角速度峰值下降37.3%，质心侧偏角峰值下降49.3%，提高了极限工况下的操纵稳定性。