[發(fā)明專利]一種改善車道跟蹤與操控穩(wěn)定性能的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210239580.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN103419777A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫濤;武劍;張志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/02
• 分類號(hào): B60W30/02;B60W10/22;B60W10/08
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車工程的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種改善車道跟蹤與操控穩(wěn)定性能的設(shè)計(jì)方法。?

背景技術(shù)

車輛車道跟蹤性能與操控穩(wěn)定性一直是車輛駕駛輔助和主動(dòng)安全性研究的熱點(diǎn)。?

就電動(dòng)車而言，四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以有效提升車輛的操控穩(wěn)定性，但無法抑制車輛加速、制動(dòng)時(shí)的前俯后仰以及轉(zhuǎn)向時(shí)的車身側(cè)傾。車身前俯后仰或側(cè)傾會(huì)使車輛質(zhì)心相對(duì)于輪胎移動(dòng)，從而增大車輪垂向載荷的變化幅度，降低車輛操控穩(wěn)定性，尤其是車輛側(cè)傾，將會(huì)使輪胎定位發(fā)生改變，影響操控穩(wěn)定性。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種改善車道跟蹤與操控穩(wěn)定性能的設(shè)計(jì)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)和不足。?

本發(fā)明的主要技術(shù)背景為四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及主動(dòng)懸架系統(tǒng)。本發(fā)明對(duì)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與主動(dòng)懸架系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一控制，使兩系統(tǒng)協(xié)同工作。?

1、車輛加速時(shí)，軸荷后移，四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向后輪輸送較大轉(zhuǎn)矩，向前輪輸送較小轉(zhuǎn)矩，從而抑制前輪滑轉(zhuǎn)，提升能量的利用率。同時(shí)，主動(dòng)懸架系統(tǒng)降低前懸架高度，升高后懸架高度，抑制車身后仰。?

2、車輛減速或制動(dòng)時(shí)，四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向前輪提供更大的阻力，向后輪提供較小的阻力，優(yōu)化制動(dòng)力分配，防止因后輪制動(dòng)力分配過多而導(dǎo)致后輪側(cè)滑現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，主動(dòng)懸架系統(tǒng)通過懸架剛度的調(diào)節(jié)，升高前懸架高度，降低后懸架高度，抑制車身前俯。?

3、車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)內(nèi)外側(cè)車輪進(jìn)行主動(dòng)差速干預(yù)，即增加外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速，降低內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生主動(dòng)橫擺力矩，使車輛處于可控的輕微過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)，在極限條件下依然能夠較為穩(wěn)定的按照駕駛員預(yù)想的路線行駛。同時(shí)，主動(dòng)懸架系統(tǒng)降低內(nèi)側(cè)懸架高度，升高外側(cè)懸架高度，抑制車身側(cè)傾，使車身保持水平，從而減小四輪定位由于側(cè)傾而改變的幅度，配合四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保證車輛具有良好的轉(zhuǎn)向特性。?

本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：?

一種改善車道跟蹤與操控穩(wěn)定性能的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟：?

步驟S10、根據(jù)駕駛員給出轉(zhuǎn)向以及油門踏板角度輸入，結(jié)合傳感器檢測(cè)出車身側(cè)傾或俯仰角度以及質(zhì)心相對(duì)于車輪移動(dòng)的距離；?

步驟S20、車輛工況信息輸入到PID控制器，通過相應(yīng)的PID控制算法得到懸架高度的主動(dòng)調(diào)節(jié)幅度以及各車輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力分配比例；?

步驟S30、車輛接受反饋控制后，車輛輪胎的垂向載荷進(jìn)行重新分配，同時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)力根據(jù)輪胎的垂向載荷重新分配，轉(zhuǎn)向時(shí)可產(chǎn)生一個(gè)校正橫擺力矩來抑制車輛的不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向且抑制車身側(cè)傾，加速、制動(dòng)時(shí)抑制車輛后仰、前俯及車輪滑轉(zhuǎn)。?

進(jìn)一步，本發(fā)明的一種改善車道跟蹤與操控穩(wěn)定性能的設(shè)計(jì)方法還可以具有這樣的特征：?

所述步驟S10中，車輛在不同工況下質(zhì)心移動(dòng)計(jì)算：?

加速時(shí)，慣性力作用于車輛質(zhì)心，產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩，使車輛產(chǎn)生“后仰”現(xiàn)象，由于模型車整車布局趨于對(duì)稱，故假設(shè)車輛質(zhì)心m距離前后橋水平距離相等，均為L，質(zhì)心高為H，懸架彈簧彈性系數(shù)為K，地面對(duì)前輪的支持力F₁，地面對(duì)后輪的支持力F₂。?

①加速時(shí)，加速度為a_a,車身后仰角度為θ，?

由此可知，當(dāng)車輛以加速度a加速行駛時(shí)，前后懸架高度差為?

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且前懸架高于后懸架，前后橋垂向載荷差為?

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且前橋垂向載荷小于后橋。?