[發(fā)明專利]一種考慮輪胎側(cè)偏特性的車輛底盤協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011527129.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN112572411B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雷;王震坡;郭鵬宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);北京理工新源信息科技有限公司
• 主分類號(hào): B60W30/02
• 分類號(hào): B60W30/02;B60W40/105;B60W40/112;B60W50/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發(fā)明涉及一種考慮輪胎側(cè)偏特性的車輛底盤協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，涉及車輛底盤協(xié)調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，包括根據(jù)獲取的前輪轉(zhuǎn)角和實(shí)際縱向車速以及二自由度參考模型，計(jì)算期望橫擺角速度；根據(jù)期望橫擺角速度和實(shí)際橫擺角速度，基于滑模算法，計(jì)算附加橫擺力矩；根據(jù)車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側(cè)偏角和路面附著系數(shù)，將附加橫擺力矩分配給DYC子系統(tǒng)和AFS子系統(tǒng)，得到DYC子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩和AFS子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩；根據(jù)各子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩，采用優(yōu)化算法，計(jì)算四輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附加前輪轉(zhuǎn)角。本發(fā)明量化分析輪胎的側(cè)偏特性，提高車輛的側(cè)向穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛底盤協(xié)調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種考慮輪胎側(cè)偏特性的車輛底盤協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著對(duì)車輛主動(dòng)安全需求的增加，多種先進(jìn)的底盤控制系統(tǒng)已被開發(fā)出來，例如主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向(AFS)子系統(tǒng)、直接橫擺力矩控制(DYC)子系統(tǒng)等，但是車輛底盤并不是簡(jiǎn)單地將這些子系統(tǒng)組裝，不同子系統(tǒng)之間會(huì)有不同程度的耦合甚至沖突。例如，DYC子系統(tǒng)會(huì)對(duì)輪胎的縱向力產(chǎn)生影響，但由于輪胎是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，當(dāng)縱向力增大時(shí)，輪胎側(cè)向力更容易到達(dá)極限，從而減弱了AFS子系統(tǒng)的控制性能。底盤的協(xié)調(diào)控制可以更好地發(fā)揮底盤控制系統(tǒng)的性能。

當(dāng)今的AFS和DYC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究中，大多以車身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作為穩(wěn)定性判斷依據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)，如質(zhì)心側(cè)偏角及其變化率的相圖、特征車速等，而較少考慮到對(duì)AFS和DYC工作性能影響較大的輪胎非線性側(cè)偏特性，不能從子系統(tǒng)根本的工作特性進(jìn)行協(xié)調(diào)?，F(xiàn)有的考慮輪胎非線性側(cè)偏特性的協(xié)調(diào)控制方法中，只單獨(dú)考慮了路面附著系數(shù)或輪胎垂向載荷等單一的影響因素，不符合車輛實(shí)際運(yùn)行時(shí)不斷變化的路面附著及載荷轉(zhuǎn)移情況，車輛轉(zhuǎn)向時(shí)容易發(fā)生失穩(wěn)的情況。目前，急需一種可以綜合考慮路面附著和輪胎垂向載荷變化的底盤協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，來解決AFS和DYC的耦合問題，提高車輛的側(cè)向穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種考慮輪胎側(cè)偏特性的車輛底盤協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，量化分析輪胎的側(cè)偏特性，提高車輛的側(cè)向穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種考慮輪胎側(cè)偏特性的車輛底盤協(xié)調(diào)控制方法，包括：

獲取駕駛員模型輸出的前輪轉(zhuǎn)角，獲取車輛的實(shí)際縱向車速和實(shí)際橫擺角速度；

根據(jù)所述前輪轉(zhuǎn)角、所述實(shí)際縱向車速以及二自由度參考模型，計(jì)算期望橫擺角速度；

根據(jù)所述期望橫擺角速度和所述實(shí)際橫擺角速度，基于滑模算法，計(jì)算附加橫擺力矩；

根據(jù)車輛的輪胎垂向載荷、輪胎側(cè)偏角和路面附著系數(shù)，將所述附加橫擺力矩分配給DYC子系統(tǒng)和AFS子系統(tǒng)，得到DYC子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩和AFS子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩；

根據(jù)所述DYC子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩和所述AFS子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的附加橫擺力矩，采用優(yōu)化算法，計(jì)算四輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附加前輪轉(zhuǎn)角。

可選的，所述根據(jù)所述前輪轉(zhuǎn)角、所述實(shí)際縱向車速以及二自由度參考模型，計(jì)算期望橫擺角速度，具體包括：

根據(jù)公式計(jì)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(wěn)定性系數(shù)，v_x為縱向車速，δ為前輪轉(zhuǎn)角。

可選的，所述根據(jù)所述期望橫擺角速度和所述實(shí)際橫擺角速度，基于滑模算法，計(jì)算附加橫擺力矩，具體包括：

根據(jù)公式計(jì)算附加橫擺力矩；