[發明專利]一種針對執行驅動空間受限時的車輛穩定控制系統輪胎力分配方法

有效

• 申請號: 201710690544.9
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107512262B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 王德軍;曲卓;丁建楠;梁曉娜;王麗華;田彥濤
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W40/068;B60W40/10;B60W40/105;B60W40/107
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王壽珍

1.一種針對執行驅動空間受限時的車輛穩定控制系統輪胎力分配方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟一

實時地由車載傳感器采集車輛行駛過程中的狀態量，得到車輛的方向盤轉角、橫擺角速度、縱向加速度、側向加速度，以及車輛的速度、車輪的運動速度、路面的摩擦系數等有效信息；

步驟二

根據步驟一中得到的車輛的縱向/側向行駛速度和前輪轉角δ作為輸入量，利用二自由度單軌模型確定被控量的參考值，即包括以汽車質心為坐標原點的車輛縱向速度V_x、側向速度V_y和橫擺角速度ω_r的期望值；

步驟三

取車輛縱向速度、側向速度和橫擺角速度的期望值與實際值的誤差及其誤差的積分為滑模面，通過滑?？刂破髑蟮猛瓿僧斍翱刂迫蝿账璧淖饔迷谲嚿碜鴺讼瞪系暮铣煽v向合力、合成側向合力及橫擺力矩的規劃值∑F_Xd、∑F_Yd及∑M_Zd；

步驟四

基于步驟一實時獲取的車輛縱向加速度、側向加速度、橫擺角速度以及前輪轉角的信息，依據當前路面摩擦系數和作用在各車輪上的垂直載荷，逆向求取上層滑膜控制器輸出的有效作用區域，進一步得到縱向/橫向合力分別相對于合成橫擺力矩的聯合可行域；

步驟五：

根據當前時刻的路面狀況和車輛的行駛狀態信息，實時決策由步驟三中通過滑膜控制器得到的合力與合力矩規劃值是否在由步驟四確定的聯合可行域內，根據不同的結果采取相應的分配方法：

(1)當滑?？刂破鞯妮敵鲆巹澲翟诼摵峡尚杏騼葧r，以最大化輪胎的穩定裕度為性能指標，直接進行輪胎力的優化分配；

(2)若控制器的輸出規劃值不在聯合可行域時，通過引入重構系數對控制器進行重構，并同時調整控制系統的輸入，即車輛的速度和前輪轉角，使得在下層控制器中，輪胎力由于低地面摩擦系數和作用在各輪胎上的垂直載荷變化引起執行驅動空間受限時，依然存在優化分配的可行解，并且完成軌跡跟蹤的目標；對控制系統輸入的調整，滿足車輛轉彎半徑ρ、縱向行駛速度V_x和前輪轉角δ的如下關系：

其中，a為質心到前軸的距離，b為質心到后軸的距離，m_v為車輛整車質量，K_f和K_r分別是前軸和后軸的側偏剛度，

步驟六：

由步驟五中不同情況下分配所得的輪胎力，通過執行器的作用執行輪胎力的分配結果。

2.根據權利要求1所述的一種針對執行驅動空間受限時的車輛穩定控制系統輪胎力分配方法，其特征在于：所述步驟中二自由度單軌模型以側向速度和橫擺角速度為狀態量，滿足如下微分方程：

其中，a為質心到前軸的距離，b為質心到后軸的距離，m_v為車輛的質量，I_Z為整車質量繞Z軸的轉動慣量，K_f和K_r分別是前軸和后軸的側偏剛度。

3.根據權利要求1所述的一種針對執行驅動空間受限時的車輛穩定控制系統輪胎力分配方法，其特征在于：步驟三中滑?？刂破魅缦率剿荆?/p>

V_xd、V_yd和ω_rd分別表示參考模型輸出的縱向速度、側向速度和橫擺角速度， S₁、S₂和S₃是關于狀態量的誤差和對誤差積分的滑模面，λ₁、λ₂和λ₃是滑模面中積分項的系數， η₁、η₂和η₃是等速趨近律中符號函數的系數，表示控制率相對于滑模面的到達速率大小，γ₁、γ₂和γ₃表示為消除抖振影響所引進的符號函數中滑模面的邊界層厚度。