[發明專利]一種車輛主動極限態穩定性控制系統

在審

• 申請號: 201810218657.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108466615A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 王國業;龐博;何暢然;龔章鵬;周立洋;徐東鑫;李國群
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W30/045
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明所述一種車輛主動極限態穩定性控制系統包括輪速傳感器3、5、6、7和控制器1、運動狀態傳感器2及環境感知系統4。控制器1接收輪速傳感器3、5、6、7和運動狀態傳感器2及環境感知系統4的信號，通過調用主動附著極限態控制算法，協調控制車輛的制動、驅動及轉向，通過環境感知系統4實時感知的環境信息，在確保安全的情況下，使得車輛橫擺角速度和質心側偏角急劇增加，縱向車速快速減小，側向車速增加；橫擺角速度的增加使得車輛的橫擺動能增加，平動動能減小，同時由于輪胎與地面處于物理附著極限，消耗大量車輛運動動能。車輛縱向速度得的減小以及橫擺角的增大，達到緊急避撞或小半徑轉向的目的。

技術領域

本發明涉及車輛極限附著態主動穩定性控制技術，通過環境感知系統獲得車輛運動狀態及環境信息，通過主動極限態穩定性控制系統控制車輛轉向、制動和驅動，保證極限運動工況下的行車安全性。

背景技術

當前ESP控制較好地解決了車輪與地面在附著極限內，相對滑動率較小時的車輛動力學系統穩定性控制問題。當若干車輪與地面超出附著極限，相對滑動率較大時，車輛進入附著極限運動狀態，簡稱極限態，此時，車輛為強非線性動力性系統。對于強非線性動力性系統，現行ESP控制策略很難使車輛達到穩定性控制目標，甚至加速車輛失穩。其主要原因是由大角度轉向、或高強度制動、驅動導致車輪與地面之間作用力超出了附著極限值，此時車輛的運動響應呈現強非線性，往往超出常規ESP可控制范圍。因此，現行常規ESP系統很難對極限態中具有強非線性特性的車輛動力學系統進行有效控制。

本發明為解決上述極限運動狀態下常規穩定性控制無法有效發揮作用的問題而提出，通過主動對車輛進行極限態穩定性控制，增強穩定性控制功能，保證行車安全性；另一方面，在緊急情況下，如緊急避撞時，可通過控制系統主動控制使車輛達到極限態，實現緊急安全轉彎，避開障礙物。

發明內容

所述一種主動極限態穩定性控制系統包括輪速傳感器3、5、6、7和控制器1、運動狀態傳感器2、環境感知系統4，如圖1。控制器1接收輪速傳感器3、5、6、7和運動狀態傳感器2、環境感知系統4的信號，通過調用主動附著極限態控制算法，協調控制車輛的制動、驅動及轉向，通過環境感知系統4實時感知的環境信息，在確保安全的情況下，使得車輛橫擺角速度和質心側偏角急劇增加，縱向車速快速減小，側向車速增加；橫擺角速度的增加使得車輛的橫擺動能增加，平動動能減小，同時由于輪胎與地面處于物理附著極限，消耗大量車輛運動動能。車輛縱向速度的減小以及橫擺角的增大，達到緊急避撞或小半徑轉向的目的。

當需實現緊急避撞功能時，通過調用主動附著極限態控制算法，根據環境感知系統實時感知的環境信息，在確保安全的情況下，協調控制車輛的制動、驅動及轉向，優先采用消耗車輛動能的操控，增加車輛的橫擺角速度，使車輛平動動能快速減小，同時車輛的橫擺運動導致車輛側向滑動增大，快速消耗了車輛的橫擺動能，使車輛快速停止運動，顯著減小運動距離，達到避撞目的。

當需實現小半徑過彎時，通過調用主動附著極限態控制算法，根據環境感知系統4實時感知的環境信息，在確保安全的情況下，協調控制車輛的制動、驅動及轉向，針對不同車輪采用消耗車輛動能和增加車輛動能的操控，增加車輛的橫擺角速度，使得車輛的橫擺角快速增大，實現車輛小半徑轉向、90度急轉、180度掉頭、原地旋轉等運動，提高了車輛的機動性。

附圖說明

在附圖中：

圖1為本發明主動極限態穩定性控制系統結構示意圖。圖中，1為控制器，2為運動狀態傳感器，3為右側前輪輪速傳感器，4為環境感知系統，5為左側前輪輪速傳感器，6為左側后輪輪速傳感器，7為右側后輪輪速傳感器。

圖2為本發明主動極限態穩定性控制系統原理圖。圖中，1為車輛進入主動附著極限態前的初始位置，2為車輛橫擺角在90deg時車輛的位置，3為車輛完成180deg小半徑轉向的位置，4為車輛質心運動軌跡。

具體實施方式