[发明专利]一种车辆动态稳定性的实时判定方法及系统

说明书

本发明涉及行车安全技术领域，特别是涉及一种车辆动态稳定性的实时判定方法及系统，方法包括：基于驾驶条件参数和车辆状态响应参数构建车辆动力学模型；基于所述车辆动力学模型得到驾驶条件集中任意驾驶条件对应的车辆稳定域，遍历所述驾驶条件集，得到车辆稳定域集；对所述车辆稳定域集进行参数化处理，得到车辆数学稳定边界集；对所述车辆数学稳定边界集与所述驾驶条件集进行线性拟合，得到稳定域的计算模型；获取实时驾驶条件和实时车辆状态响应值，基于所述实时驾驶条件和所述计算模型得到实时稳定域；基于所述实时稳定域和所述实时车辆状态响应值实时判定车辆动态稳定性。本发明提高了车辆稳定性判断的效率和精准性。

技术领域

本发明涉及行车安全技术领域，特别是涉及一种车辆动态稳定性的实时判定方法及系统。

背景技术

汽车产业是我国国民经济的支柱产业，而行车安全是汽车行业发展的焦点和永恒主题。在行车安全中，导致重大人员伤亡交通事故的主要原因之一就是在复杂交通环境下由驾驶员不正当的输入，如猛打方向盘或紧急变道所引起的车辆横向失稳，如侧滑、甩尾和激转等。为了避免车辆失稳，增加行车安全性，车身电子稳定系统(ESP)是目前主流的一类车辆稳定控制器。ESP系统通过测量和计算车辆状态响应，根据车辆稳定性判据确定车辆稳定状态。当车辆被判定为失稳时，ESP通过控制各轮胎的制动力从而保证车辆稳定行驶。车辆稳定性判据的设计是ESP系统的基础，其判断结果决定了车辆稳定控制器能否高效、准确、合理地提升车辆稳定性并保证车辆动力学性能。然而，过多的 ESP介入不仅会引起驾驶员的反感，更会导致车辆纵向速度的显著降低。

近年来车辆稳定性判据的设计方法主要可以分为两类：一是基于线性车辆模型状态响应的判断方法，如车辆转向特性(如不足转向、中性转向和过多转向)和车辆状态响应阈值(如横摆角速度和质心侧偏角等)；二是基于相平面的非线性车辆稳定性判断方法，如图像法和李雅普诺夫函数法。

车辆失稳原因主要是轮胎力不足维持车辆稳定行驶状态，此时轮胎表现出强烈的非线性特性。因此，基于线性车辆模型状态响应判据难以准确的描述车辆失稳时的动力学特性。而在基于相平面的非线性车辆稳定性判据中，通常采用离线计算的方式在稳态行驶条件下生成固定的稳定区域，这种离线生成的固定稳定区域难以根据实时变化的车辆行驶状态在线判断车辆稳定特性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车辆动态稳定性的实时判定方法及系统，首先在不同行驶条件下，离线计算车辆稳定域；然后对离线计算的车辆稳定区域边界进行参数化处理，提取边界参数特征值；采用线性拟合的方式构建驾驶条件和稳定边界特征的数学映射，计算不同驾驶条件下的实时稳定域；最后根据车辆实时响应是否在实时稳定域内，来确定车辆的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车辆动态稳定性的实时判定方法，包括：

基于驾驶条件参数和车辆状态响应参数构建车辆动力学模型；

基于所述车辆动力学模型得到驾驶条件集中任意驾驶条件对应的车辆稳定域，遍历所述驾驶条件集，得到车辆稳定域集；

对所述车辆稳定域集进行参数化处理，得到车辆数学稳定边界集；

对所述车辆数学稳定边界集与所述驾驶条件集进行线性拟合，得到稳定域的计算模型；

获取实时驾驶条件和实时车辆状态响应值，基于所述实时驾驶条件和所述计算模型得到实时稳定域；基于所述实时稳定域和所述实时车辆状态响应值实时判定车辆动态稳定性。

优选地，所述基于所述车辆动力学模型得到驾驶条件集中任意驾驶条件对应的车辆稳定域，遍历所述驾驶条件集，得到车辆稳定域集，包括：

将所述驾驶条件集中任意驾驶条件输入所述车辆动力学模型，得到当前驾驶条件对应的条件模型；