[發明專利]一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法

在審

• 申請號: 202310238575.6
• 申請日: 2023-03-13
• 公開（公告）號: CN116513158A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 朱蕓海;貝紹軼;李波;湯浩然;張蘭春;李文杰;高陳誠;陳慧蕾
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W50/00
• 代理公司: 南京新慧恒誠知識產權代理有限公司 32424
• 代理人: 徐彪

本發明公開一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，根據智能輪胎技術獲取車輛行駛狀態，輸出縱向車速及前輪轉角；以縱向車速和前輪轉角為輸入，理想質心側偏角為輸出建立二自由度車輛模型；通過二自由度車輛模型建立車輛質心側偏角?質心側偏角速度相平面穩定域庫。將實際質心側偏角及質心側偏角速度輸入至穩定性判定模塊中對車輛當前穩定狀態進行判定。若判定車輛穩定為否，則與質心側偏角誤差結果一同進入直接橫擺力矩控制模塊；搭建分層式直接橫擺力矩控制模塊以及七自由度整車動力學模型，輸入為四輪輪轂電機附加力矩，輸出為實際縱向車速，實際質心側偏角等車輛參數，并將參數反饋至駕駛員模型及穩定性判定模塊，以此達到閉環控制。

技術領域

本發明涉及一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法。

背景技術

隨著技術的快速發展，采用分布式驅動的車輛在穩定性控制上擁有更好的表現，其穩定性控制技術不僅可以減小駕駛員的負擔、提高車輛行駛穩定性和駕駛員的操縱感，還能有效避免交通事故的發生。目前在使用質心側偏角-質心側偏角速度相平面圖做車輛穩定性分析方面，將穩定域分為曲線型和四邊形形并建立穩定域邊界數據庫，并判斷狀態點是否在穩定域內，以此作為穩定性控制介入的基礎。

但是在穩定域邊界表達式中，大部分學者采用線性表達式，并且忽略了相平面中的四邊形穩定域類型以及前輪轉角對穩定邊界的影響。這樣在車輛前輪轉角發生變化時，穩定邊界將變的不可靠。因此本發明提出了一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有車輛橫向失穩控制器中存在的缺陷而提供的一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，并擬合出考慮前輪轉角，縱向車速和路面附著系數時的邊界函數，以此搭建相平面穩定域庫，建立分層式直接橫擺力矩控制模塊來解決4WID汽車橫向穩定性控制問題。

本發明所采用的技術方案有：

一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，包括穩定性判定模塊，所述穩定性判定模塊用于確定分布式驅動電動汽車的穩定狀態趨勢；

所述控制方法包括如下步驟：

1)首先獲取分布式驅動電動汽車的行駛狀態，建立駕駛員模型，輸出縱向車速與前輪轉角；

2)建立包括車輛橫向運動和橫擺運動的二自由度車輛模型，以縱向車速、前輪轉角以及路面附著系數為輸入，理想質心側偏角為輸出；

3)通過二自由度車輛模型建立分布式驅動電動汽車的質心側偏角-質心側偏角速度相平面穩定域庫；

4)將分布式驅動電動汽車的實際質心側偏角及質心側偏角速度輸入至穩定性判定模塊中對車輛當前穩定狀態進行判定，若判定車輛穩定為否，則與質心側偏角誤差結果一同進入搭建的分層式的直接橫擺力矩控制模塊；

所述分層式的直接橫擺力矩控制模塊以質心側偏角誤差和穩定性判斷結果為輸入，輸出為四個輪輪轂電機的附加力矩T；

分層式的直接橫擺力矩控制模塊中的上層控制器為跟蹤質心側偏角誤差的滑模控制器，下層控制器為以輪胎最優滑移率為目標函數的最優分配；

5)搭建七自由度整車動力學模型，其輸入為四輪輪轂電機附加力矩，輸出實際參數為實際縱向車速、實際質心側偏角以及實際質心側偏角速度，并將參數反饋至駕駛員模型以及穩定性判定模塊，以此達到閉環控制；

6)搭建Matlab/Simulink模型，進行仿真驗證。

進一步地，步驟3)中建立所述穩定域庫的具體步驟為：

1)首先搭建二自由度車輛模型，該模型為：

車輛的縱向車速V輸入間隔為10km/h,范圍為10km/h至50km/h；