專利名稱：一種基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛控制技術(shù)，特別涉及一種基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法。
背景技術(shù)：
車輛穩(wěn)定性控制一直是車輛主動(dòng)安全性研究的熱點(diǎn)，一般而言，可以通過制動(dòng)系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)車輛橫擺運(yùn)動(dòng)和側(cè)傾運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)干預(yù)來控制車輛運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，達(dá)到提高主動(dòng)安全性的目的。總體上說，目前汽車底盤電控系統(tǒng)中存在兩類的車輛穩(wěn)定性控制算法，一類是通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)節(jié)輪胎側(cè)偏力控制車輛橫擺運(yùn)動(dòng)來抑制輪胎側(cè)滑達(dá)到提高車輛穩(wěn)定性目的， 即通過調(diào)整輪胎側(cè)偏力來實(shí)現(xiàn)質(zhì)心側(cè)偏角最小化及良好的橫擺角速度的瞬態(tài)響應(yīng)特性，從而校正車輛行駛的過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)或過多的不足轉(zhuǎn)向特性，保證車輛行駛的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。如四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS和主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)AFS，另一類是通過輪胎縱向力(制動(dòng)力矩或驅(qū)動(dòng)力矩)的分配控制來產(chǎn)生穩(wěn)定車輛運(yùn)動(dòng)的校正橫擺力矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛穩(wěn)定性控制的，如基于制動(dòng)力分配的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)ESP和車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)VSC等?？墒?，前述的控制策略均是通過輪胎的水平力(即輪胎的側(cè)偏力和縱向力)控制車輛的橫擺運(yùn)動(dòng)來抑制車輛側(cè)滑引起的失穩(wěn)，并沒有考慮輪胎垂向力的作用及其對(duì)側(cè)向力的非線性耦合關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)提高車輛的自主安全性的問題，提出了一種基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法，根據(jù)垂向載荷與輪胎側(cè)偏力復(fù)雜的非線性關(guān)系，通過主動(dòng)懸架主動(dòng)力調(diào)控車輛的垂向載荷分配，進(jìn)而控制輪胎的側(cè)向力非線性分配，以提供一個(gè)補(bǔ)償?shù)臋M擺力矩來控制車輛的橫擺運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到抑制車輛側(cè)滑提高車輛穩(wěn)定性的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法，駕駛員給出轉(zhuǎn)向輸入，通過車載傳感器對(duì)車輛狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)以估計(jì)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)信息， 整車參考模型估計(jì)出車輛的狀態(tài)信息和理想狀態(tài)信息，通過實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息與理想狀態(tài)信息的比較，車輛的跟蹤誤差輸入到控制器，通過PID控制算法得到懸架的主動(dòng)力反饋，車輛接受反饋控制后，車輛輪胎的垂向載荷進(jìn)行重新分配，產(chǎn)生一個(gè)校正橫擺力矩來抑制車輛的側(cè)滑。所述整車參考模型采用兩自由度的單軌車輛模型估計(jì)理想車輛側(cè)向速度和橫擺角速度，參考車輛模型的狀態(tài)方程為Z= f + 式中，JT和U分別是狀態(tài)變量和控制輸入，i和β分別是狀態(tài)矩陣和控制輸入矩陣，定義如下
權(quán)利要求
1.一種基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，駕駛員給出轉(zhuǎn)向輸入，通過車載傳感器對(duì)車輛狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)以估計(jì)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)信息，整車參考模型估計(jì)出車輛的狀態(tài)信息和理想狀態(tài)信息，通過實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息與理想狀態(tài)信息的比較，車輛的跟蹤誤差輸入到控制器，通過PID控制算法得到懸架的主動(dòng)力反饋，車輛接受反饋控制后，車輛輪胎的垂向載荷進(jìn)行重新分配，產(chǎn)生一個(gè)校正橫擺力矩來抑制車輛的側(cè)滑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述整車參考模型采用兩自由度的單軌車輛模型估計(jì)理想車輛側(cè)向速度和橫擺角速度，參考車輛模型的狀態(tài)方程為 jr=^r+Mf式中，ζ和『/分別是狀態(tài)變量和控制輸入，J和B分別是狀態(tài)矩陣和控制輸入矩陣，定義如下
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法，其特征在于， 所述車輛輪胎的垂向載荷的相互關(guān)系如下
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于輪胎垂向載荷分配的車輛穩(wěn)定性控制方法，整車模型和整車參考模型估計(jì)出車輛的狀態(tài)信息和理想狀態(tài)信息，然后通過車輛信息的比較，根據(jù)垂向載荷與輪胎側(cè)偏力復(fù)雜的非線性關(guān)系，通過主動(dòng)懸架主動(dòng)力調(diào)控車輛的垂向載荷分配，進(jìn)而控制輪胎的側(cè)向力非線性分配，以提供一個(gè)補(bǔ)償?shù)臋M擺力矩來控制車輛的橫擺運(yùn)動(dòng)，最終達(dá)到抑制車輛側(cè)滑提高車輛穩(wěn)定性的目的，為車輛的穩(wěn)定性控制提供了一種新的解決方案。
文檔編號(hào)B60W30/02GK102267460SQ20111013778
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者孫濤, 徐桂紅, 柴陵江 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)