[發明專利]一種考慮輪胎側偏特性的車輛底盤協調控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011527129.X
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112572411B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張雷;王震坡;郭鵬宇
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;北京理工新源信息科技有限公司
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W40/105;B60W40/112;B60W50/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種考慮輪胎側偏特性的車輛底盤協調控制方法，其特征在于，包括：

獲取駕駛員模型輸出的前輪轉角，獲取車輛的實際縱向車速和實際橫擺角速度；

根據所述前輪轉角、所述實際縱向車速以及二自由度參考模型，計算期望橫擺角速度；

根據所述期望橫擺角速度和所述實際橫擺角速度，基于滑模算法，計算附加橫擺力矩；

根據車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側偏角和路面附著系數，將所述附加橫擺力矩分配給DYC子系統和AFS子系統，得到DYC子系統對應的附加橫擺力矩和AFS子系統對應的附加橫擺力矩；

根據所述DYC子系統對應的附加橫擺力矩和所述AFS子系統對應的附加橫擺力矩，采用優化算法，計算四輪驅動轉矩和附加前輪轉角；

所述根據車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側偏角和路面附著系數，將所述附加橫擺力矩分配給DYC子系統和AFS子系統，得到DYC子系統對應的附加橫擺力矩和AFS子系統對應的附加橫擺力矩，具體包括：

根據車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側偏角和路面附著系數，計算DYC子系統權重系數和AFS子系統權重系數；

根據所述DYC子系統權重系數和所述AFS子系統權重系數，將所述附加橫擺力矩進行分配，得到DYC子系統對應的附加橫擺力矩和AFS子系統對應的附加橫擺力矩；

所述根據車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側偏角和路面附著系數，計算DYC子系統權重系數和AFS子系統權重系數，具體包括：

根據車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側偏角和路面附著系數，采用魔術公式輪胎模型，確定不同輪胎負載下和不同路面附著條件下的輪胎側偏特性曲線；

根據所述輪胎側偏特性曲線將輪胎特性劃分為線性區、過渡區和飽和區；

根據所述線性區、所述過渡區和所述飽和區，按照預設規則，計算DYC子系統權重系數和AFS子系統權重系數；所述預設規則如下：

a)當車輛處于非穩定區域時，僅啟用DYC子系統，DYC子系統權重系數為1；

b)當車輛處于穩定區域時且兩個前輪輪胎都處于線性區時，僅啟用AFS子系統，AFS子系統權重系數為1；

c)當任意前輪輪胎處于飽和區時，僅啟用DYC子系統，DYC子系統權重系數為1；

d)在a)、b)和c)的情況之外，且當前輪輪胎處于過渡區時，AFS子系統權重系數由輪胎側偏角確定，DYC子系統權重系數為1-AFS子系統權重系數。

2.根據權利要求1所述的一種考慮輪胎側偏特性的車輛底盤協調控制方法，其特征在于，所述根據所述前輪轉角、所述實際縱向車速以及二自由度參考模型，計算期望橫擺角速度，具體包括：

根據公式計算期望橫擺角速度；

其中，ω_d為期望橫擺角速度，L為前后軸距，K為穩定性系數，v_x為縱向車速，δ為前輪轉角。

3.根據權利要求1所述的一種考慮輪胎側偏特性的車輛底盤協調控制方法，其特征在于，所述根據所述期望橫擺角速度和所述實際橫擺角速度，基于滑模算法，計算附加橫擺力矩，具體包括：

根據公式

計算附加橫擺力矩；

其中，ΔM為附加橫擺力矩，I_z為車輛繞z軸的轉動慣量，為質心側偏角速度，為前輪轉角變化率，為期望橫擺角速度的二階導數，為跟蹤誤差變化率，為橫擺角加速度，c為跟蹤誤差與誤差變化率的權重系數，a、b分別為前軸距離質心的長度、后軸距離質心的長度，k_f、k_r分別為前輪胎的側偏剛度、后輪胎的側偏剛度，v_x為縱向車速，δ為前輪轉角，K_ω為控制到滑模面的趨近速率，sat(s)為飽和函數。