Базовые алгоритмы управления жёсткостью пневмоэлементов подвески автомобиля

Введение. Статья посвящена описанию базовых алгоритмов управления жёсткостью пневматических упругих элементов подвески автомобиля, обладающих двумя значениями жёсткости с регулировкой путём отключения части рабочего объёма. Данная схема реализации изменяемой жёсткости подвески легковых автомобилей активно внедряется у мировых лидеров отрасли. Она позволяет обеспечить быстрое изменение жёсткости упругого элемента без существенных затрат энергии, без значительного увеличения массы и компоновочного объёма систем подрессоривания.

Целью исследования является повышение комфортности и безопасности движения легковых автомобилей за счёт изменения свойств компонентов системы подрессоривания согласно текущим условиям движения.

Методология и методы. Для достижения вышеуказанной цели проведена разработка логики управления регулируемыми системами подвески, позволяющей создать алгоритм для программного обеспечения систем управления подрессориванием. Представлены блок-схемы алгоритмов переключения общего режима работы подвески и текущего управления жёсткостью упругих элементов для манёвров: смена полосы, волновая дорога, торможение и поворот. Блок-схемы представлены в формате развития сложности логики – от самых простых до непрерывно реагирующих на окружающую обстановку.

Результаты и научная новизна. Для рассмотренных общих режимов работы подвески представлены результаты компьютерного моделирования с алгоритмами текущего управления жёсткостью упругих элементов для ряда манёвров. Результаты моделирования показывают эффективность системы пневматических упругих элементов подвески с изменяемой жёсткостью. Работа данной системы обеспечивает значительное снижение вибронагруженности пассажиров, а также значимое повышение устойчивости автомобиля.

Практическая значимость. Разработанные логические схемы позволят создать программу по управлению подвеской автомобиля, повышающую его эксплуатационные свойства.

1. Yurlin D. Intelligent systems of the vehicles’ suspension / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – Vol. 315, conference 1.

2. Chokor A., Talj R., Charara A., Shraim H., Francis C. Active suspension control to improve passengers comfort and vehicle’s stability / Proc. IEEE 19th Int. Conf. Intell. Transp. Syst. (ITSC). – Nov. 2016. – P. 296–301.

3. Sun L.Q., Li Z.X., Shen X.F. et al. Simulation and test study on dynamic characteristic of air spring with auxiliary chamber / Proceedings of the 2nd International Conference on Systems Engineering and Modeling. – Taiwan, China: Cheng Shi University in Kaohsiung, 2013: 648–650.

4. Шелгинских И.Н. Рациональное демпфирование в системе подрессоривания для обеспечения устойчивости автомобиля при высокоскоростном маневрировании // Труды НАМИ. – 2019. – № 1 (276). – С. 55–63.

5. Yurlin D., Bakhmutov S. and Girutskiy O. Basic principles of vehicle suspension control / 2019 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. – 534 012014.

6. Yuexia C., Long C., Ruochen W., Xing X., Yujie S., Yan-ling L. Modeling and test on height adjustment system of electrically-controlled air suspension for agricultural vehicles // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. – 2016. – Vol. 9. – No. 2. – P. 40.

7. Hamza S., Anstett-Collin F., Li Q., Denis-Vidal L., Birouche A., Basset M. Dynamic sensitivity analysis of a suspension model / 13th International Symposium on Advanced Vehicle Control, AVEC’16, 13-16.09.2016. – Munich, Germany, hal01361082.

8. Бахмутов С.В., Юрлин Д.В. Моделирование активных систем подвески автомобиля методом комплексной модели с внешним описанием систем управления // Труды НАМИ. – 2017. – № 2 (269). – С. 6–15.

9. ГОСТ 31507-2012 Управляемость и устойчивость. Технические требования, методы испытаний. Введ. 2013-09-01. – М.: Стандартинформ, 2013. – 57 с.

10. ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка её воздействия на человека. – Введ. 2008-07-01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 28 с.

11. Nahvi H., Nor M.J.M., Fouladi M.H. and Abdullah S. Evaluating Automobile Road Vibrations Using BS 6841 and ISO 2631 Comfort Criteria / 1st Regional Conference on Vehicle Engineering & Technology. – Kuala Lumpur, Malaysia, 3-5 July 2006.

12. Шелгинских И.Н. Анализ измерителей плавности хода и безопасности движения, применяемых в управляемой системе подрессоривания автомобиля // Труды НАМИ. – 2018. – № 4 (275). – С. 98–104.

13. Pazooki A., Rakheja S., Cao D. Modeling and validation of off-road vehicle ride dynamics // Mech. Syst. Signal Process. – 28 (2012). – P. 679–695.

14. Волченко Т.С. Оптимизация параметров виброзащиты грузовых автотранспортных средств по критерию минимума динамических нагрузок / ФГОБУ ВПО «Южно-уральский государственный университет» (НИУ). Челябинск: ОАО «КАМАЗ», 2014. – КАМАЗ-5308.