[發明專利]一種基于路面附著系數估算的車身穩定控制方法及系統

在審

• 申請號: 201710009986.2
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106828464A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 汪洪波;胡振國;劉偉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B60T8/1755
• 分類號: B60T8/1755;B60W40/064
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 程篤慶,黃樂瑜

1.一種基于路面附著系數估算的車身穩定控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立縱滑側偏組合刷子輪胎模型；

S2、獲取車輛當前行駛狀態參數，并根據縱滑側偏組合刷子輪胎模型以及車輛當前行駛狀態參數計算出車輛當前行駛路面附著系數；

S3、建立橫擺角速度滑模控制器以及質心側偏角滑模控制器；

S4、獲取車輛實際運動狀態以及駕駛員動作指令，且對車輛實際運動狀態與駕駛員期望狀態進行對比，并根據比較結果以及車輛當前行駛路面附著系數且結合橫擺角速度滑模控制器以及質心側偏角滑模控制器為車輛選取車身穩定控制策略。

2.根據權利要求1所述的基于路面附著系數估算的車身穩定控制方法，其特征在于，步驟S1具體包括：

縱滑側偏組合刷子輪胎模型為：

其中，

優選地，利用卡爾曼濾波方式對F_x和F_y進行估算；

其中，C_x為輪胎縱滑剛度，C_α為輪胎側偏剛度，α為輪胎側偏角，μ為路面附著系數，λ為車輪實際縱向滑轉率，r為車輪滾動半徑，v_ω為輪心處的縱向速度，F_x為輪胎縱向力，F_y為輪胎側向力，F_z為輪胎垂向力；

縱滑側偏組合刷子輪胎模型的非線性格式如下：

y(k)＝f(k,μ(k))+v₁；

優選地，采用卡爾曼濾波方式計算輪胎力數值y＝[F_x,F_y]^T；

其中，f(k,μ(k))為縱滑側偏組合刷子輪胎模型的表達式，μ(k)為輪胎模型參數，v₁為測量噪聲；

將y(k)線性化，縱滑側偏組合刷子輪胎模型的線性格式如下：

其中，

其中，為μ的觀測值；

定義變量g(k)為：

則

3.根據權利要求2所述的基于路面附著系數估算的車身穩定控制方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

優選地，采用車輛線性二自由度模型獲取車身穩態的期望質心側偏角和期望橫擺角速度，并基于最小二乘法對車輛當前行駛路面附著系數進行計算；

車輛線性二自由度模型為：

其中，β為車輛實際質心側偏角，γ為車輛實際橫擺角速度，k₁為車輛前輪胎總側偏剛度，k₂為車輛后輪胎總側偏剛度，δ_f為車輛前輪轉角，a為車輛質心至車輛前軸距離，b為車輛質心至車輛后軸距離，m為車輛整車質量，I_z為繞z軸的轉動慣量，u為車輛縱向速度；

由上式計算出期望質心側偏角和期望橫擺角速度：

其中，γ_d為期望橫擺角速度，β_d為期望質心側偏角，L為軸距且L＝a+b，K為車輛穩定性因數且

由于a_y≤μg，因此車身穩態的橫向加速度為：

其中，R為轉彎半徑，|γ|≤|μg/u|，其中，μ為路面附著系數；

基于路面附著系數μ確定的最大理想橫擺角速度和最大理想質心側偏角表示為：

其中，γ_dmax為最大理想橫擺角速度，β_dmax為最大理想質心側偏角；

則期望橫擺角速度、期望質心側偏角修正為：

其中，γ為期望橫擺角速度，β為期望質心側偏角。