[发明专利]一种基于汽车驾驶稳定区域的车辆操纵稳定性联合控制方法

说明书

本发明涉及一种基于汽车驾驶稳定区域的车辆操纵稳定性联合控制方法，具体如下：当驾驶员进行驱动转向操作时，利用汽车驾驶稳定区域来判断是否需要稳定性控制器介入，利用驾驶员的转向要求计算期望横摆角速度，利用车辆状态信息和驾驶员输入的驱动力矩信息计算前馈控制器输出量，利用车辆状态信息和期望横摆角速度计算比例反馈控制器输出量，利用驾驶员期望横摆角速度与实际横摆角速度判断汽车的转向状态，采用差动制动方法对四个车轮实施制动。本发明能够稳定控制汽车高速转向行驶时的状态，保证汽车稳定行驶和方向性，有效减少汽车过度转向和不足转向，减轻驾驶员的紧张程度和操作负担。

技术领域

本发明涉及汽车自动控制技术中的车辆稳定性控制方法，特别是一种基于汽车驾驶稳定区域的车辆操纵稳定性联合控制方法。

背景技术

随着技术的发展和生活水平的提高，汽车主动安全技术受到人们的重视，提高汽车的操纵稳定性是十分必要的。在汽车高速转向行驶工况中，轮胎强的非线性特性使其操纵稳定性变差，所以通过研究各种控制方法来改善或提高汽车操纵稳定性。

汽车驾驶稳定区域是指在极限工况下，使汽车动力学系统失稳时对应的驱动和转向二维分岔参数集，表达的是汽车稳定控制的边界。前轮转角作为分岔参数能够引起汽车失稳的结论已经基本得到确认，将前轮转角作为一种前馈信息，以横摆角速度、侧向速度或加速度作为反馈信息来改善或提高汽车的操纵稳定性，但是仅考虑转向操作对失稳的影响是不全面的。对于车辆非线性系统，驱动力矩也是驾驶员输入的重要控制参数之一。驱动力矩显著影响轮胎的侧偏特性，从而影响汽车的操纵稳定性和安全性。利用汽车稳定区域控制车轮转角及驱动力矩能有效提高极限工况的操纵稳定性。

现有的汽车稳定性控制产品(ESP、VSC)基本采用反馈控制方法，具有克服多种干扰和消除偏差的优点，但作用不及时，存在滞后性。由于前馈控制作用及时、快速而敏感，对于高速转向行驶的车辆来讲，将控制作用提前或及时作用是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于汽车驾驶稳定区域的车辆操纵稳定性联合控制方法，由于前馈加反馈控制结果能够充分利用各自的优势，实现了控制作用及时、克服各种干扰和消除偏差的技术效果，有效改善汽车操纵稳定性，提高行驶安全性，保证了汽车集成控制和安全辅助驾驶。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于汽车驾驶稳定区域的车辆操纵稳定性联合控制方法，步骤如下：

步骤S1：利用车载传感器实时采集汽车的运动状态，计算期望状态及车轮驱动力矩T_d，所述的运动状态包括纵向速度v_x、横摆角速度ω和转向盘转角δ_w，计算驾驶员期望状态，即期望横摆角速度ω_des，同时从汽车ECU获取发动机输出扭矩T_de，计算传递至前、后轴驱动车轮的扭矩，同轴上的左右车轮各分配一半的扭矩，T_dfl,T_dfr,T_drl,T_drr分别表示左前、右前、左后和右后的车轮驱动力矩T_d；

S1.1、利用车载传感器采集汽车运动状态信息；

S1.2、利用传感器实时采集的转向盘转角δ_w，计算前轮转角式中，i为转向盘至前轴转向车轮的传动比；

S1.3、利用采集的纵向速度v_x和计算得到的前轮转角δ_f，计算驾驶员的期望横摆角速度其中L＝a+b，式中，T_e为时间常数，s为拉普拉斯算子，k₁₀,k₂₀为无驱动力矩时前、后轴的等效侧偏刚度，a,b为质心至前、后轴的距离，m为整车质量，ω_des(s),δ_f(s)为分别表示对ω_des,δ_f的拉普拉斯变换；