[發明專利]一種基于汽車駕駛穩定區域的車輛操縱穩定性聯合控制方法

有效

• 申請號: 201810575123.6
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108973986B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 林楠;牟宇;施樹明;宗長富;陳光輝;于曉軍;白明慧;王槊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 姜姍姍;趙炳仁

本發明涉及一種基于汽車駕駛穩定區域的車輛操縱穩定性聯合控制方法，具體如下：當駕駛員進行驅動轉向操作時，利用汽車駕駛穩定區域來判斷是否需要穩定性控制器介入，利用駕駛員的轉向要求計算期望橫擺角速度，利用車輛狀態信息和駕駛員輸入的驅動力矩信息計算前饋控制器輸出量，利用車輛狀態信息和期望橫擺角速度計算比例反饋控制器輸出量，利用駕駛員期望橫擺角速度與實際橫擺角速度判斷汽車的轉向狀態，采用差動制動方法對四個車輪實施制動。本發明能夠穩定控制汽車高速轉向行駛時的狀態，保證汽車穩定行駛和方向性，有效減少汽車過度轉向和不足轉向，減輕駕駛員的緊張程度和操作負擔。

技術領域

本發明涉及汽車自動控制技術中的車輛穩定性控制方法，特別是一種基于汽車駕駛穩定區域的車輛操縱穩定性聯合控制方法。

背景技術

隨著技術的發展和生活水平的提高，汽車主動安全技術受到人們的重視，提高汽車的操縱穩定性是十分必要的。在汽車高速轉向行駛工況中，輪胎強的非線性特性使其操縱穩定性變差，所以通過研究各種控制方法來改善或提高汽車操縱穩定性。

汽車駕駛穩定區域是指在極限工況下，使汽車動力學系統失穩時對應的驅動和轉向二維分岔參數集，表達的是汽車穩定控制的邊界。前輪轉角作為分岔參數能夠引起汽車失穩的結論已經基本得到確認，將前輪轉角作為一種前饋信息，以橫擺角速度、側向速度或加速度作為反饋信息來改善或提高汽車的操縱穩定性，但是僅考慮轉向操作對失穩的影響是不全面的。對于車輛非線性系統，驅動力矩也是駕駛員輸入的重要控制參數之一。驅動力矩顯著影響輪胎的側偏特性，從而影響汽車的操縱穩定性和安全性。利用汽車穩定區域控制車輪轉角及驅動力矩能有效提高極限工況的操縱穩定性。

現有的汽車穩定性控制產品(ESP、VSC)基本采用反饋控制方法，具有克服多種干擾和消除偏差的優點，但作用不及時，存在滯后性。由于前饋控制作用及時、快速而敏感，對于高速轉向行駛的車輛來講，將控制作用提前或及時作用是非常必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于汽車駕駛穩定區域的車輛操縱穩定性聯合控制方法，由于前饋加反饋控制結果能夠充分利用各自的優勢，實現了控制作用及時、克服各種干擾和消除偏差的技術效果，有效改善汽車操縱穩定性，提高行駛安全性，保證了汽車集成控制和安全輔助駕駛。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于汽車駕駛穩定區域的車輛操縱穩定性聯合控制方法，步驟如下：

步驟S1：利用車載傳感器實時采集汽車的運動狀態，計算期望狀態及車輪驅動力矩T_d，所述的運動狀態包括縱向速度v_x、橫擺角速度ω和轉向盤轉角δ_w，計算駕駛員期望狀態，即期望橫擺角速度ω_des，同時從汽車ECU獲取發動機輸出扭矩T_de，計算傳遞至前、后軸驅動車輪的扭矩，同軸上的左右車輪各分配一半的扭矩，T_dfl,T_dfr,T_drl,T_drr分別表示左前、右前、左后和右后的車輪驅動力矩T_d；

S1.1、利用車載傳感器采集汽車運動狀態信息；

S1.2、利用傳感器實時采集的轉向盤轉角δ_w，計算前輪轉角式中，i為轉向盤至前軸轉向車輪的傳動比；

S1.3、利用采集的縱向速度v_x和計算得到的前輪轉角δ_f，計算駕駛員的期望橫擺角速度其中L＝a+b，式中，T_e為時間常數，s為拉普拉斯算子，k₁₀,k₂₀為無驅動力矩時前、后軸的等效側偏剛度，a,b為質心至前、后軸的距離，m為整車質量，ω_des(s),δ_f(s)為分別表示對ω_des,δ_f的拉普拉斯變換；