[發明專利]一種冰雪車轍路況的車輛穩定性分析方法

有效

• 申請號: 202110353005.2
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112937588B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 郭洪艷;趙旭;劉暢;郭景征;孟慶瑜;劉惠;陳虹
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W40/00
• 分類號: B60W40/00;B60W50/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 劉馳宇

本發明提供了一種冰雪車轍路況的車輛穩定性分析方法，通過建立冰雪環境下道路中線左右兩側形成兩條冰雪車轍模型，根據車輛在道路的位置的不同，車輪處于冰雪車轍內輪胎所受側向力分析，建立車輛在冰雪車轍路況下運動學和動力學模型，以此為基礎分析車輛在冰雪車轍路況下的穩定性，因為建立的能夠描述冰雪車轍參數與車輛位置關系冰雪車轍模型以及分析了車輛在冰雪車轍路況下的受力分析和車輛運動學關系，所以能夠建立反映車輛行駛在冰雪車轍路況下穩定性的動力學模型，因為分析了冰雪車轍路況下車輛系統的狀態空間方程的特征根在復平面的位置和運動趨勢，因此能夠分析和判斷車輛在冰雪車轍路況下的穩定性。

技術領域

本發明屬于車輛穩定性控制技術領域，涉及一種車輛行駛穩定性分析方法，更加具體來講，涉及一種車輛在冰雪車轍路況下穩定性分析方法。

背景技術

在車輛穩定性控制技術的研究中，通常將車輛作為一個控制系統進行分析，即根據輸入輸出特性來分析車輛的穩定性能，車輛的穩定性不僅影響車輛駕駛的方便程度，也決定車輛在車速較高的行駛安全性，目前車輛穩定性分析都是在路面平整下圍繞側向風和節氣門變化下的車輛響應，但是實際道路并非一直平整，特別是北方冬季降雪后容易形成冰雪車轍，如何分析車輛在冰雪車轍路況下的車輛穩定性成為開發車輛在冰雪環境電子穩定性控制系統以及智能車輛覆蓋全工況穩定性控制的關鍵問題。

發明內容

本發明要解決現有車輛穩定性控制技術存在無法將冰雪車轍路況信息輸入到車輛動力學模型并進行穩定性分析的問題，提供了一種冰雪車轍路況的車輛穩定性分析方法，通過建立冰雪環境下道路中線左右兩側形成兩條冰雪車轍模型，根據車輛在道路的位置的不同，車輪處于冰雪車轍內輪胎所受側向力分析，建立車輛在冰雪車轍路況下運動學和動力學模型，以此為基礎分析車輛在冰雪車轍路況下的穩定性。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的：

一種冰雪車轍路況的車輛穩定性分析方法，通過建立冰雪環境下道路中線左右兩側形成兩條冰雪車轍模型，根據車輛在道路的位置的不同，車輪處于冰雪車轍內輪胎所受側向力分析，建立車輛在冰雪車轍路況下運動學和動力學模型，以此為基礎分析車輛在冰雪車轍路況下的穩定性，本方法具體步驟如下：

步驟一、建立冰雪車轍模型

建立大地坐標系，冰雪車轍在y-z平面且原點在左右兩側冰雪車轍的中間位置，車輛沿著x軸方向運動，x軸在原點繞z軸逆時針方向旋轉90度為y軸的正方向，原點位置垂直于x-y平面向上的方向為z軸正方向；

考慮冰雪環境道路車轍實際情況，假設y-z平面的兩條冰雪車轍一直沿著x軸直線向前延伸且無曲率，冰雪車轍參數分別為車轍深度h、車轍寬度W以及兩條車轍的內側邊緣間距W_c，冰雪車轍的橫截面形狀定義成余弦曲線，位于道路中線右側的冰雪車轍橫截面曲線的數學描述為冰雪車轍參數與車輛右側前后兩個車輪位置的關系如式(1)和式(2)所示：

其中y_f1是車輛右側前輪相對x軸的側向位移，y_r1是車輛右側后輪相對x軸的側向位移，y_f1和y_r1的范圍如式(3)和式(4)所示：

位于道路中線左側的冰雪車轍橫截面曲線的數學描述為冰雪車轍參數與車輛位置的關系如式(5)和式(6)所示：

其中y_f2是車輛左側前輪相對x軸的側向位移，y_r2是車輛左側后輪相對x軸的側向位移，y_f2和y_r2的范圍如式(7)和式(8)所示：