[發明專利]一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法

有效

• 申請號: 202010085539.7
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111216712B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 賈鳳嬌;周洪亮;劉志遠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B60W30/045
• 分類號: B60W30/045;B60W10/22;B60W40/10;B60G17/016
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，涉及一種控制優化車輛轉向性能的方法。建立包含車輛橫擺率、側向速度以及側傾角的車輛側向運動動力學方程；給出描述車輛轉向時前后軸軸荷轉移量與質心側向加速度、懸架阻尼力關系的表達式；車輛動力學方程中的懸架阻尼力與懸架電流的非線性關系采用分段線性模型表示；給出用橫擺率、質心側向速度以及側傾角描述車輛轉向動態性能指標的方法；在不同的行駛工況下，得到用前后軸懸架驅動電流為優化變量，以橫擺率、質心側向速度、側傾角為優化目標的車輛轉向動態性能優化問題；通過優化求解，得到最優的前后軸懸架驅動電流，實現控制優化車輛轉向性能的目標。

技術領域

本發明涉及一種控制優化車輛轉向性能的方法，尤其是一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，屬于車輛驅動控制領域。

背景技術

目前阻尼可調的半主動懸架在高級乘用車中得到了較為廣泛地的應用，主要用于調節車輛的舒適性能。懸架的阻尼調節在抑制車輛的垂向振動的同時，也會帶來車輛前后軸荷變化進而影響車輛橫擺動態過程。

目前車輛在轉向過程中可通過調節內外側車輪的扭矩差或車輪的液壓制動扭矩進行橫擺控制。通過車輪扭矩差進行車輛橫擺控制的方法調節范圍受到路面限制；通過制動進行橫擺控制的方法由于車輪的液壓制動扭矩無法長時間連續施加，只能在短時間內施加較大的制動扭矩，因此會造成橫擺率和車速的波動。而通過調節懸架的阻尼改變轉向時前后軸車輪的軸荷轉移，可減小提高橫擺性能對于橫擺扭矩的需求且可對橫擺率進行連續調節，從兩個方面提高車輛的橫擺控制性能。因此本發明給出通過調節半主動懸架阻尼改善車輛橫擺性能的方法，對橫擺扭矩需求較小且能夠連續調節車輛的橫擺率。

發明內容

針對背景技術存在的問題，本發明提供一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，通過調節半主動懸架的阻尼改變內外車輪載荷轉移從而改善車輛橫擺性能。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：一種通過半主動懸架阻尼力控制優化車輛轉向性能的方法，包括以下步驟：

步驟一：建立包含車輛橫擺率、側向速度以及側傾角的車輛側向運動動力學方程，

其中，分別為前后軸車輪的側向力，m為車輛質量，m_s為車輛簧上質量，I_z為車輛繞z軸轉動慣量，I_φ為車輛繞x軸轉動慣量，l_f為車輛質心到前軸距離，l_r為車輛質心到后軸距離，d_f為車輛前輪輪距，d_r為車輛后輪輪距，l為車輛前軸到后軸距離，γ為車輛橫擺率，v_x為車輛縱向速度，v_y為車輛側向速度，φ為車身側傾角，h_s為側傾中心到車輛質心的高度，K_φj為車輛前后軸的側傾剛度，F_mr,j為車輛前后軸懸架的阻尼力(其中j＝f,r，分別表示前軸，后軸)，a_y為車輛側向加速度，g為重力加速度，M_z為車輛橫擺扭矩；

步驟二：給出描述車輛轉向時前后軸軸荷轉移量與質心側向加速度、懸架阻尼力關系的表達式，前后軸垂向力通過軸荷名義值與軸荷轉移表示：

其中，軸荷名義值為：

前后軸軸荷轉移為：

其中，F_mr,f和F_mr,r分別為前后軸懸架阻尼力；

步驟三：車輛動力學方程中的懸架阻尼力與懸架電流的非線性關系采用分段線性模型表示；