[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于，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，所述的运动状态包括纵向速度vx、横摆角速度ω和转向盘转角δw，所述的计算驾驶员期望状态，即期望横摆角速度ωdes，同时从车载ECU获取发动机输出扭矩Tde，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，Tdfl，Tdfr，Tdrl，Tdrr分别表示左前、右前、左后和右后的车轮驱动力矩；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，计算车轮的转角：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和计算得到的转向车轮转角δ_f，计算驾驶员期望的横摆角速度：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；S1.4、利用ECU获取的发动机输出扭矩，计算前、后轴驱动车轮的驱动力矩，式中，i_t为前后轴驱动力矩分配系数，i_gf，i_gr为发动机至前、后轴驱动车轮的总传动比，fl，fr，rl，rr分别表示前左、前右，后左和后右；步骤S2：从汽车ECU里加载由车轮驱动力矩Td和前轮转角δf组成的分岔参数集，即驾驶稳定区域；步骤S3：利用步骤S1计算得到的车轮驱动力矩和前轮转角与步骤S2加载分岔参数集来判断是否需要控制器介入；S3.1、若超出驾驶稳定区域，则控制器介入；S3.2、若未超出驾驶稳定区域，则不介入；步骤S4：利用步骤S1中的期望横摆角速度，计算前馈控制器和反馈控制器输出的直接横摆力矩；S4.1、利用期望横摆角速度ωdes和前轮转角δf计算前馈控制器输出的直接横摆力矩ΔMzff：式中，a1，a2，a3，b1，b2，b3为待计算系数；S4.2、利用采集的横摆角速度和期望横摆角速度，计算反馈控制器输出的反馈直接横摆力矩ΔMzfb：ΔMzfb＝hr(ω‑ωdes) (2)式中，hr为负常数；S4.3、利用上述前馈控制器和反馈控制器输出的直接横摆力矩，构成前馈加反馈联合控制器的控制率：ΔMz＝ΔMzff+ΔMzfb；步骤S5：利用期望横摆角速度ωdes和前轮转角δf和实时采集到的横摆角速度ω判断汽车转向状态；步骤S6：利用步骤S5判断出的转向状态确定对哪一个车轮制动，最后利用车辆结构参数、前轮转角δf以及控制器输出的直接横摆力矩ΔMz计算四个车轮的所需制动力矩的大小，即：Tbfl，Tbfr，Tbrl，Tbrr。