[發明專利]一種車輛動態穩定性的實時判定方法及系統

在審

• 申請號: 202210384609.8
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114707247A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 秦也辰;朱哲葳;徐明帆;張鈺;黃義偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明涉及行車安全技術領域，特別是涉及一種車輛動態穩定性的實時判定方法及系統，方法包括：基于駕駛條件參數和車輛狀態響應參數構建車輛動力學模型；基于所述車輛動力學模型得到駕駛條件集中任意駕駛條件對應的車輛穩定域，遍歷所述駕駛條件集，得到車輛穩定域集；對所述車輛穩定域集進行參數化處理，得到車輛數學穩定邊界集；對所述車輛數學穩定邊界集與所述駕駛條件集進行線性擬合，得到穩定域的計算模型；獲取實時駕駛條件和實時車輛狀態響應值，基于所述實時駕駛條件和所述計算模型得到實時穩定域；基于所述實時穩定域和所述實時車輛狀態響應值實時判定車輛動態穩定性。本發明提高了車輛穩定性判斷的效率和精準性。

技術領域

本發明涉及行車安全技術領域，特別是涉及一種車輛動態穩定性的實時判定方法及系統。

背景技術

汽車產業是我國國民經濟的支柱產業，而行車安全是汽車行業發展的焦點和永恒主題。在行車安全中，導致重大人員傷亡交通事故的主要原因之一就是在復雜交通環境下由駕駛員不正當的輸入，如猛打方向盤或緊急變道所引起的車輛橫向失穩，如側滑、甩尾和激轉等。為了避免車輛失穩，增加行車安全性，車身電子穩定系統(ESP)是目前主流的一類車輛穩定控制器。ESP系統通過測量和計算車輛狀態響應，根據車輛穩定性判據確定車輛穩定狀態。當車輛被判定為失穩時，ESP通過控制各輪胎的制動力從而保證車輛穩定行駛。車輛穩定性判據的設計是ESP系統的基礎，其判斷結果決定了車輛穩定控制器能否高效、準確、合理地提升車輛穩定性并保證車輛動力學性能。然而，過多的 ESP介入不僅會引起駕駛員的反感，更會導致車輛縱向速度的顯著降低。

近年來車輛穩定性判據的設計方法主要可以分為兩類：一是基于線性車輛模型狀態響應的判斷方法，如車輛轉向特性(如不足轉向、中性轉向和過多轉向)和車輛狀態響應閾值(如橫擺角速度和質心側偏角等)；二是基于相平面的非線性車輛穩定性判斷方法，如圖像法和李雅普諾夫函數法。

車輛失穩原因主要是輪胎力不足維持車輛穩定行駛狀態，此時輪胎表現出強烈的非線性特性。因此，基于線性車輛模型狀態響應判據難以準確的描述車輛失穩時的動力學特性。而在基于相平面的非線性車輛穩定性判據中，通常采用離線計算的方式在穩態行駛條件下生成固定的穩定區域，這種離線生成的固定穩定區域難以根據實時變化的車輛行駛狀態在線判斷車輛穩定特性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種車輛動態穩定性的實時判定方法及系統，首先在不同行駛條件下，離線計算車輛穩定域；然后對離線計算的車輛穩定區域邊界進行參數化處理，提取邊界參數特征值；采用線性擬合的方式構建駕駛條件和穩定邊界特征的數學映射，計算不同駕駛條件下的實時穩定域；最后根據車輛實時響應是否在實時穩定域內，來確定車輛的穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種車輛動態穩定性的實時判定方法，包括：

基于駕駛條件參數和車輛狀態響應參數構建車輛動力學模型；

基于所述車輛動力學模型得到駕駛條件集中任意駕駛條件對應的車輛穩定域，遍歷所述駕駛條件集，得到車輛穩定域集；

對所述車輛穩定域集進行參數化處理，得到車輛數學穩定邊界集；

對所述車輛數學穩定邊界集與所述駕駛條件集進行線性擬合，得到穩定域的計算模型；

獲取實時駕駛條件和實時車輛狀態響應值，基于所述實時駕駛條件和所述計算模型得到實時穩定域；基于所述實時穩定域和所述實時車輛狀態響應值實時判定車輛動態穩定性。

優選地，所述基于所述車輛動力學模型得到駕駛條件集中任意駕駛條件對應的車輛穩定域，遍歷所述駕駛條件集，得到車輛穩定域集，包括：

將所述駕駛條件集中任意駕駛條件輸入所述車輛動力學模型，得到當前駕駛條件對應的條件模型；