[发明专利]一种车辆爆胎过程的协调控制方法

权利要求书

1.一种车辆爆胎过程的协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)实时采集车辆运行参数；实时计算路面附着系数；

(2)实时根据车辆运行参数进行爆胎判断，如未爆胎，执行步骤(1)，否则，分配主动转向和差动制动的权重系数，实施协调控制，直至车辆能按照原行驶轨迹稳定运行；

步骤(2)中，所述协调控制包括如下步骤：实时根据路面附着系数判断车辆是否失稳，如失稳，对车辆实施差动制动控制，直至车辆恢复平稳，否则，分配主动转向和差动制动的权重系数后再对车辆实施控制，直至车辆能按照原行驶轨迹稳定运行；

步骤(1)中的车辆运行参数包括实时质心侧偏角、实时质心侧偏角变化率、实时速度；

步骤(2)中，所述失稳判断表达式为其中，E₁、E₂是与实时路面附着系数以及车辆的实时速度相关的参数，β为实时质心侧偏角、为实时质心侧偏角变化率；x＞1时，车辆失稳，否则，车辆未失稳；步骤(1)中的车辆运行参数还包括实时前轮转角；

步骤(2)中所述主动转向和差动制动的权重系数分配依据为主动转向的权重系数为：

式中，v_x为实时纵向速度，δ为实时前轮转角，k₁和k₂为常数；

未失稳状态下，当x＜x₁时，主动转向的权重系数为1，差动制动的权重系数为0；当x₁＜x＜1时，主动转向的权重系数为差动制动的权重系数为

失稳状态下x＞1，主动转向的权重系数为0，差动制动的权重系数为1。

2.根据权利要求1所述的一种车辆爆胎过程的协调控制方法，其特征在于：

通过设计模糊滑模控制器来实现所述步骤(2)中的差动制动，所述模糊滑模控制器由滑模子控制器和模糊子控制器组成；通过滑模子控制器获取车辆恢复至平稳所需的理论横摆力矩；通过模糊子控制器获取车辆恢复至平稳所需的补偿横摆力矩；车辆恢复至平稳所需的满额横摆力矩为所述理论横摆力矩与补偿横摆力矩之和。

3.根据权利要求2所述的一种车辆爆胎过程的协调控制方法，其特征在于：

步骤(1)中所述车辆运行参数还包括实时横摆角速度；

步骤(2)中，所述滑模子控制器利用所述实时质心侧偏角与理想质心侧偏角的差值、所述实时横摆角速度与理想横摆角速度的差值构建滑模面函数，再利用实时质心侧偏角、实时横摆角速度、理想质心侧偏角变化率、理想横摆角速度变化率、实时纵向速度、实时前轮转角、车辆的质量、前轴侧偏刚度、后轴侧偏刚度、前轮与质心的距离、后轮与质心的距离计算理论横摆力矩；

步骤(2)中，所述模糊子控制器利用所述实时质心侧偏角与理想质心侧偏角的差值、所述实时横摆角速度与理想横摆角速度的差值、车辆爆胎后的前轴侧偏刚度、车辆爆胎后的后轴侧偏刚度获取补偿横摆力矩。

4.根据权利要求1所述的一种车辆爆胎过程的协调控制方法，其特征在于：

路面附着系数的计算公式为

μ＝{c₁[1-exp(-c₂s)]-c₃s}·[exp(-c₄sv_x)]·(1-c₅F_z)，

其中c₁、c₂、c₃为不同路面下的轮胎参数，c₄为车辆高速行驶时附加参数，c₅为车辆轮胎垂直载荷影响的附加参数，s为轮胎的滑移率，F_z为轮胎的垂直载荷，v_x为车辆实时纵向速度。

5.根据权利要求1所述的一种车辆爆胎过程的协调控制方法，其特征在于：

步骤(1)中所述车辆运行参数还包括车辆的实时侧向速度、实时侧向加速度以及实时道路轨迹侧向位移；

通过设计变论域PID控制器实现主动转向：利用所述实时侧向速度和实时侧向加速度计算车辆的实际侧向位移；将所述实际侧向位移与所述实时道路轨迹侧向位移做偏差，将所述偏差值以及相应的偏差变化率输入至变论域PID控制器，输出PID比例、积分、微分参数，得到能使得车辆按原行驶轨迹运行的前轮辅助角。