[发明专利]一种考虑轮胎侧偏特性的车辆底盘协调控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种考虑轮胎侧偏特性的车辆底盘协调控制方法及系统，涉及车辆底盘协调控制技术领域，包括根据获取的前轮转角和实际纵向车速以及二自由度参考模型，计算期望横摆角速度；根据期望横摆角速度和实际横摆角速度，基于滑模算法，计算附加横摆力矩；根据车辆的轮胎垂向载荷、轮胎侧偏角和路面附着系数，将附加横摆力矩分配给DYC子系统和AFS子系统，得到DYC子系统对应的附加横摆力矩和AFS子系统对应的附加横摆力矩；根据各子系统对应的附加横摆力矩，采用优化算法，计算四轮驱动转矩和附加前轮转角。本发明量化分析轮胎的侧偏特性，提高车辆的侧向稳定性。

技术领域

本发明涉及车辆底盘协调控制技术领域，特别是涉及一种考虑轮胎侧偏特性的车辆底盘协调控制方法及系统。

背景技术

随着对车辆主动安全需求的增加，多种先进的底盘控制系统已被开发出来，例如主动前轮转向(AFS)子系统、直接横摆力矩控制(DYC)子系统等，但是车辆底盘并不是简单地将这些子系统组装，不同子系统之间会有不同程度的耦合甚至冲突。例如，DYC子系统会对轮胎的纵向力产生影响，但由于轮胎是一个复杂的非线性系统，当纵向力增大时，轮胎侧向力更容易到达极限，从而减弱了AFS子系统的控制性能。底盘的协调控制可以更好地发挥底盘控制系统的性能。

当今的AFS和DYC协调控制系统研究中，大多以车身的运动状态作为稳定性判断依据进行协调，如质心侧偏角及其变化率的相图、特征车速等，而较少考虑到对AFS和DYC工作性能影响较大的轮胎非线性侧偏特性，不能从子系统根本的工作特性进行协调。现有的考虑轮胎非线性侧偏特性的协调控制方法中，只单独考虑了路面附着系数或轮胎垂向载荷等单一的影响因素，不符合车辆实际运行时不断变化的路面附着及载荷转移情况，车辆转向时容易发生失稳的情况。目前，急需一种可以综合考虑路面附着和轮胎垂向载荷变化的底盘协调控制系统，来解决AFS和DYC的耦合问题，提高车辆的侧向稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑轮胎侧偏特性的车辆底盘协调控制方法及系统，量化分析轮胎的侧偏特性，提高车辆的侧向稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种考虑轮胎侧偏特性的车辆底盘协调控制方法，包括：

获取驾驶员模型输出的前轮转角，获取车辆的实际纵向车速和实际横摆角速度；

根据所述前轮转角、所述实际纵向车速以及二自由度参考模型，计算期望横摆角速度；

根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度，基于滑模算法，计算附加横摆力矩；

根据车辆的轮胎垂向载荷、轮胎侧偏角和路面附着系数，将所述附加横摆力矩分配给DYC子系统和AFS子系统，得到DYC子系统对应的附加横摆力矩和AFS子系统对应的附加横摆力矩；

根据所述DYC子系统对应的附加横摆力矩和所述AFS子系统对应的附加横摆力矩，采用优化算法，计算四轮驱动转矩和附加前轮转角。

可选的，所述根据所述前轮转角、所述实际纵向车速以及二自由度参考模型，计算期望横摆角速度，具体包括：

根据公式计算期望横摆角速度；

其中，ω_d为期望横摆角速度，L为前后轴距，K为稳定性系数，v_x为纵向车速，δ为前轮转角。

可选的，所述根据所述期望横摆角速度和所述实际横摆角速度，基于滑模算法，计算附加横摆力矩，具体包括：

根据公式计算附加横摆力矩；