[發(fā)明專利]提高車輛轉(zhuǎn)彎制動側(cè)向穩(wěn)定性的汽車制動控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910067027.1
• 申請日: 2009-05-31
• 公開（公告）號: CN101559764A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高鎮(zhèn)海;管欣;郭健;鄧國輝;董益亮;袁昌碧;譙艷娟
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60T8/1755
• 分類號: B60T8/1755;B60T8/176;B60T8/1764
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種提高車輛轉(zhuǎn)彎制動工況下的側(cè)向穩(wěn)定性的方法，特別是涉及一種提高車輛轉(zhuǎn)彎制動側(cè)向穩(wěn)定性的汽車制動控制方法。?

背景技術(shù)：

安全、環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)今世界發(fā)展的三大主題，也是現(xiàn)代汽車的發(fā)展方向。其中在汽車的“安全”方面，汽車制動系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)至關(guān)重要的角色。近年來，隨著高速公路的發(fā)展，汽車行駛速度的提高、車流密度及駕駛員非職業(yè)化趨勢的逐漸增大，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。?

汽車的制動過程是一種強非線性的復(fù)雜過程，而在彎道行駛時施加制動更是一種危險操作，這是因為彎道行駛時施加制動，輪胎與地面接觸印記內(nèi)同時作用有縱向力與側(cè)向力，當(dāng)縱向力消耗掉大部分摩擦力時，側(cè)向力接近于零，在側(cè)向上車輛容易失去抵抗干擾的能力，從而產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾等危險工況而引起交通事故發(fā)生。因此，汽車轉(zhuǎn)彎制動過程中，一個很重要的評價指標(biāo)便是車輛制動時的側(cè)向穩(wěn)定性。為了滿足側(cè)向穩(wěn)定性，就不得不犧牲一定的制動效果，車輛制動控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)必須綜合考慮車輛的制動性能與側(cè)向穩(wěn)定性能。?

ABS系統(tǒng)僅通過控制車輛的縱向滑移率在最佳滑移率處，保證了車輛制動的動力學(xué)性能，但側(cè)向穩(wěn)定性無法保證。ESP系統(tǒng)在這種主動安全性提高的要求下應(yīng)運而生，實際上單從ESP系統(tǒng)控制的機理就是利用ABS對單個車輪的制動力的控制來保證側(cè)向穩(wěn)定性能。但就國內(nèi)目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，ESP系統(tǒng)的裝車率尚非常低，而ABS系統(tǒng)已經(jīng)是所有車的標(biāo)準(zhǔn)配置，如果ABS能進行改進以提高車輛的側(cè)向穩(wěn)定性，那么就可以在大大降低車輛成本的同時，有效改善交通安全。?

眾所周知，ABS系統(tǒng)僅在駕駛員制動時起作用，如果想改進ABS系統(tǒng)以部分替代ESP系統(tǒng)的作用，就需要分析在ESP起作用的行駛工況中，駕駛員是否進行制動的比例，如果在這些工況中制動的比例較低，ABS無法起作用，僅是ESP系統(tǒng)起作用，那么改進ABS提高車輛的穩(wěn)定性對改善交通安全所起的作用將會非常有限。通過對ESP起作用的工況中駕駛員的反應(yīng)進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)在直線行駛中，68％的駕駛員在轉(zhuǎn)向之前制動，彎道行駛工況中，有57％的駕駛員在轉(zhuǎn)向之前或轉(zhuǎn)向過程中制動。可見通過改進ABS系統(tǒng)提高車輛的穩(wěn)定性，將在ESP系統(tǒng)起作用的大部分工況中有效改善交通安全。?

根據(jù)ABS系統(tǒng)的工作原理，如圖1，如果將ABS系統(tǒng)的目標(biāo)滑移率向左移適當(dāng)距離，則?有縱向附著系數(shù)略為減少，而側(cè)向附著系數(shù)有很大提高，反應(yīng)在車輪受力上，即為在犧牲一點縱向制動力的同時，大幅度提高了側(cè)向力，而側(cè)向力的提高就意味著增加了車輛抵抗側(cè)向干擾得能力，提高了車輛的側(cè)向穩(wěn)定性能。因此，基于此原理，通過離線仿真和優(yōu)化技術(shù)限制彎道外側(cè)車輪的ABS滑移率工作區(qū)間保持在車輪μ-λ曲線的高范圍內(nèi)變化，彎道內(nèi)側(cè)車輪的ABS滑移率工作區(qū)間保持在車輪μ-λ曲線的低范圍內(nèi)變化，從而標(biāo)定出ABS系統(tǒng)的“目標(biāo)滑移率-轉(zhuǎn)向角-制動初速度”曲面，在現(xiàn)有ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)基于此“目標(biāo)滑移率-轉(zhuǎn)向角-制動初速度”曲面實時動態(tài)地調(diào)整內(nèi)外側(cè)車輪的目標(biāo)滑移率，就能夠有效提高車輛的側(cè)向穩(wěn)定性能，在不增加任何成本的情況下使ABS系統(tǒng)具有部分ESP系統(tǒng)的功能。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種提高車輛轉(zhuǎn)彎制動側(cè)向穩(wěn)定性的汽車制動控制方法，根據(jù)以上分析，在轉(zhuǎn)彎制動工況時，基于綜合考慮車輛縱向制動性能與側(cè)向穩(wěn)定性能，確定車輛內(nèi)外側(cè)車輪的最優(yōu)滑移率工作區(qū)間，來重新分配車輪所受縱向制動力和側(cè)向力，從而提高彎道制動時整車的側(cè)向穩(wěn)定性能。如何相對應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)彎制動工況下來確定此最優(yōu)目標(biāo)滑移率工作區(qū)間，是本發(fā)明的關(guān)鍵。?

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：?

一種提高車輛轉(zhuǎn)彎制動側(cè)向穩(wěn)定性的汽車制動控制方法：?

a)通過仿真環(huán)境，設(shè)置一定的轉(zhuǎn)彎制動工況，包括：路面附著系數(shù)、方向盤轉(zhuǎn)角和制動初速度，即設(shè)置車輛在一定附著系數(shù)路面上，以一定的制動初速度及轉(zhuǎn)向角進行彎道制動；?

b)選取彎道制動過程中綜合考慮車輛制動效能和側(cè)向穩(wěn)定性能的綜合評價指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)；?

c)選取彎道內(nèi)、外側(cè)車輪的目標(biāo)滑移率工作區(qū)間的上門限值作為自變量；?

d)運行仿真得到不同自變量下的不同目標(biāo)函數(shù)值，采用優(yōu)化技術(shù)優(yōu)化出最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值，其所對應(yīng)的自變量即為此工況下彎道內(nèi)外側(cè)車輪的ABS系統(tǒng)的最優(yōu)目標(biāo)滑移率工作區(qū)間的上門限值；?

e)插值擬合得到不同路面上ABS系統(tǒng)的“目標(biāo)滑移率-轉(zhuǎn)向角-制動初速度”曲面；?