[發明專利]用于主動懸架的車輛側傾運動安全H2

有效

• 申請號: 201710631577.6
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107662468B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 陳士安;苑磊;孫文強;王駿騁;姚明
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G17/016
• 分類號: B60G17/016
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了用于主動懸架的車輛側傾運動安全H₂/H_∞控制器設計方法，基于車輛三自由度轉向?側傾運動模型的狀態方程，直接以減小車輛橫向載荷轉移率(LTR)為目標，并對懸架側傾角進行約束限制。本發明提出：H₂/H_∞控制器設計時，直接利用LTR構建H₂范數，利用H_∞范數約束側傾角；其中側傾角最大值可按以下兩種方法確定，第一，側傾角最大值等于2倍的懸架限位行程除以同一車軸上的懸架安裝距離；第二，側傾角最大值等于60公里每小時車速時的雙移線轉向工況下99％的被動懸架車輛側傾角不超標的確定值。

技術領域

本發明屬于車輛懸架控制領域，尤其涉及一種直接以橫向載荷轉移率為控制目標、以主動懸架為執行機構的車輛側傾運動安全H₂/H_∞控制器設計方法。

背景技術

當前高速公路網密集化和車速不斷提高，導致車輛側翻事故發生頻率不斷提高，側翻事故造成的人員傷亡和經濟損失僅次于碰撞事故。從車輛動力學的角度看，導致車輛發生側傾運動，進而導致側翻發生的因素有二：側風和轉向操作。其中，高速工況下的轉向操作是導致車輛側翻事故發生率提高的主要原因。

當前控制車輛側翻事故發生的主要技術有主動轉向、差速制動、主動懸架等單獨或組合使用。考慮到主動轉向和差速制動會干擾駕駛員的轉向操作，又需要復雜、處理速度要求高且昂貴的檢測、計算處理及執行等設備。因此，僅用主動懸架技術提高車輛側傾運動安全性具有理論和實際工程價值。

H₂/H_∞控制器具有魯棒性好，廣泛用于車輛懸架、四輪轉向等系統的控制上。橫向載荷轉移率(Lateral-load Transfer Ratio，LTR)是車輛側傾運動安全最主要的評價指標，但目前還沒有發現將直接LTR作為控制目標、基于車輛側傾運動安全的主動懸架H₂/H_∞控制器。

為了提高車輛側傾運動安全，本發明直接以橫向載荷轉移率為控制目標，提供一種主動懸架H₂/H_∞控制器設計方法。

發明內容

為了提高車輛側傾運動安全，本發明基于三自由度車輛轉向-側傾運動模型，直接利用 LTR構建H₂范數，利用H_∞范數約束側傾角；其中側傾角最大值可按以下兩種方法確定，第一，側傾角最大值等于2倍的懸架限位行程除以同一車軸上的懸架安裝距離；第二，側傾角最大值等于60公里每小時車速時的雙移線轉向工況下99％的被動懸架車輛側傾角不超標的確定值。利用本發明設計的H₂/H_∞控制器在車輛轉向時既可以有效地減小LTR，又能使車輛的側傾角維持在合理的范圍之內，起到車輛側傾運動安全的效果。

本發明所述的H₂/H_∞控制器設計方法涉及的主動懸架：在垂直方向上，車輪位于車身的下方外側，車輪與車身之間并聯有懸架彈簧、固定阻尼減振器和懸架控制力發生器，車輛轉向運動時由于慣性力產生的橫向加速度，車身側傾而使懸架產生變形；在車身上設有車身運動狀態傳感器，車身運動狀態傳感器通過信號線連接于H₂/H_∞控制器，懸架控制力發生器也通過信號線連接于H₂/H_∞控制器；將車身運動狀態傳感器測得的車身側傾角、質心側偏角、側傾角速度和橫擺角速度組合成狀態向量X的形式；H₂/H_∞控制器工作時，基于線性矩陣不等式方法求解出控制器輸出信號(主動懸架主動力作動器輸入信號)U，最后將U輸送至懸架控制力發生器產生控制力F_AL、F_AR來控制主動懸架。