结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法

专利2026-08-11  17


本技术涉及车辆控制,特别是涉及一种结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法。


背景技术:

1、随着车辆保有量的增加,车辆的安全越来越受到人们的重视。汽车的主动安全技术致力于在车辆的事故发生前对车辆进行控制,尽可能避免事故的发生,可以有效的避免交通事故,提高行车安全,降低经济损失。其中,电子稳定性控制(electronic stabilitycontrol,esc)系统是汽车主动安全的重要组成部分,主要功能为确保车辆在转向过程中(尤其是在极限的转向工况下)的车辆稳定性稳定性。其主要工作原理为通过传感器采集车辆运动状态,并与驾驶员期望运动状态对比,及时识别车辆的过多转向、不足转向等不稳定状态,并对车辆施加主动控制,从而避免车辆的失稳。

2、针对车辆稳定性控制问题,目前在控制执行方面的方法主要包括单轮制动、差动制动等主动横摆力矩控制方法,前轮主动转向、后轮主动转向等主动转向控制的多种方法。以单轮制动为例,单轮制动在电子稳定性控制(esc)系统中通过在特定情况下对单个车轮施加制动力来调整车辆的运动状态。例如,当车辆发生过多转向(车尾打滑)时,esc系统会对前外侧车轮施加制动力,以产生一个纠正力矩,帮助车辆回到理想轨迹。相反,当车辆不足转向(前轮打滑)时,esc系统会对内侧后轮施加制动力,帮助车辆重新获得转向能力。

3、然而,上述方法难以在高速下使车辆迅速恢复到稳定状态。


技术实现思路

1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够使得失稳车辆快速恢复到稳定状态的结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法。

2、第一方面,本技术提供了一种结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法,包括:

3、获取车辆参数,并根据车辆参数确定目标临界车速;

4、在确定车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件的情况下,根据车辆参数确定制动轮缸压力;

5、在确定目标临界车速符合扭矩控制条件的情况下,根据车辆参数确定扭矩控制量;

6、根据制动轮缸压力和/或扭矩控制量控制车辆。

7、在其中一个实施例中,上述确定车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件,包括:

8、若实际横摆角速度大于预设角速度阈值,则确定实际横摆角速度符合横摆控制条件;角速度阈值基于参考阈值确定,或基于参考阈值和滞回区间确定。

9、在其中一个实施例中,上述车辆参数包括车辆总质量、车辆轴距、车辆质心到前轴的距离、车辆质心到后轴的距离、前轮轮胎侧偏刚度、后轮轮胎侧偏刚度、车辆纵向速度、前轮转角、车轮到车辆质心的力臂、车轮半径和轮缸压力到车轮制动力矩的比例系数,根据车辆参数确定制动轮缸压力,包括:

10、根据车辆总质量、车辆轴距、车辆质心到前轴的距离、车辆质心到后轴的距离、前轮轮胎侧偏刚度、后轮轮胎侧偏刚度、车辆纵向速度和前轮转角计算车辆的期望横摆角速度;

11、根据期望横摆角速度和实际横摆加速度,从候选制动轮缸中确定目标制动轮缸;

12、根据期望横摆角速度、实际横摆角速度、车轮到车辆质心的力臂、车轮半径和轮缸压力到车轮制动力矩的比例系数计算目标制动轮缸的制动轮缸压力。

13、在其中一个实施例中,上述车辆参数还包括路面附着系数、车辆纵向加速度和车辆纵向速度,根据车辆参数确定目标临界车速,包括:

14、根据路面附着系数、车辆纵向加速度、车辆纵向速度和前轮转角计算车辆的候选临界失稳车速;

15、根据实际车速、期望横摆角速度和实际横摆加速度,确定修正项;

16、根据候选临界失稳车速和修正项确定目标临界车速。

17、在其中一个实施例中,上述车辆参数还包括输入扭矩,根据车辆参数确定扭矩控制量,包括:

18、根据输入扭矩、目标临界车速和车辆纵向速度计算扭矩控制量。

19、在其中一个实施例中,上述车辆参数还包括左前轮的制动压力、右前轮的制动压力、最小扭矩、变速器变速比、主减速器减速比和轮缸压力到车轮制动力矩的比例系数,方法还包括:

20、在扭矩控制量为负值的情况下,采用前轮制动算法进行补偿,得到补偿后得扭矩控制量;前轮制动算法包括扭矩控制量与左前轮的制动压力、右前轮的制动压力、最小扭矩、变速器变速比、主减速器减速比和轮缸压力到车轮制动力矩的比例系数之间的对应关系。

21、第二方面,本技术还提供了一种结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制装置,包括:

22、获取模块,用于获取车辆参数,并根据车辆参数确定目标临界车速;

23、第一确定模块,用于在确定车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件的情况下,根据车辆参数确定制动轮缸压力;

24、第二确定模块,用于在确定目标临界车速符合扭矩控制条件的情况下,根据车辆参数确定扭矩控制量;

25、控制模块,用于根据制动轮缸压力和/或扭矩控制量控制车辆。

26、第三方面,本技术还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现以下步骤:

27、获取车辆参数,并根据车辆参数确定目标临界车速;

28、在确定车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件的情况下,根据车辆参数确定制动轮缸压力;

29、在确定目标临界车速符合扭矩控制条件的情况下,根据车辆参数确定扭矩控制量;

30、根据制动轮缸压力和/或扭矩控制量控制车辆。

31、第四方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

32、获取车辆参数,并根据车辆参数确定目标临界车速;

33、在确定车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件的情况下,根据车辆参数确定制动轮缸压力;

34、在确定目标临界车速符合扭矩控制条件的情况下,根据车辆参数确定扭矩控制量;

35、根据制动轮缸压力和/或扭矩控制量控制车辆。

36、第五方面,本技术还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

37、获取车辆参数,并根据车辆参数确定目标临界车速;

38、在确定车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件的情况下,根据车辆参数确定制动轮缸压力;

39、在确定目标临界车速符合扭矩控制条件的情况下,根据车辆参数确定扭矩控制量;

40、根据制动轮缸压力和/或扭矩控制量控制车辆。

41、上述结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法,首先,通过获取详细的车辆参数,可以计算出车辆在当前驾驶条件下的目标临界车速。目标临界车速是车辆在保持稳定状态下可以承受的最大速度,有助于识别潜在的失稳风险。当实际横摆角速度超过预设阈值并符合横摆控制条件时,表明车辆可能处于失稳状态。通过比较期望横摆角速度和实际横摆角速度,可以确定是否需要进行横摆力矩控制,并计算并施加适当的制动轮缸压力。通过调节制动轮缸压力,可以产生必要的横摆力矩,纠正车辆的横摆误差,恢复车辆的横向稳定性,这使得车辆在转向过程中不会出现不足或过度转向的问题,进而使得失稳车辆快速恢复到稳定状态。当车辆的实际车速超过目标临界车速且符合扭矩控制条件时,根据车辆参数确定扭矩控制量。扭矩控制有助于减小车辆纵向速度,减少轮胎与地面之间的侧向力需求,从而提升车辆的整体稳定性,进而使得失稳车辆快速恢复到稳定状态。


技术特征:

1.一种结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述车辆参数包括车辆总质量、车辆轴距、车辆质心到前轴的距离、车辆质心到后轴的距离、前轮轮胎侧偏刚度、后轮轮胎侧偏刚度、车辆纵向速度、前轮转角、车轮到车辆质心的力臂、车轮半径和轮缸压力到车轮制动力矩的比例系数,所述根据所述车辆参数确定制动轮缸压力,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述车辆参数还包括路面附着系数、车辆纵向加速度和车辆纵向速度,所述根据所述车辆参数确定目标临界车速,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述车辆参数还包括输入扭矩,所述根据所述车辆参数确定扭矩控制量,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述车辆参数还包括左前轮的制动压力、右前轮的制动压力、最小扭矩、变速器变速比、主减速器减速比和轮缸压力到车轮制动力矩的比例系数,所述方法还包括:

7.一种结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制装置,其特征在于,所述装置包括:

8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。


技术总结
本申请涉及一种结合横摆力矩控制与扭矩控制的车辆稳定性系统控制方法。所述方法包括:获取车辆参数,并根据所述车辆参数确定目标临界车速;在确定所述车辆参数中的实际横摆角速度符合横摆控制条件的情况下,根据所述车辆参数确定制动轮缸压力;在确定所述目标临界车速符合扭矩控制条件的情况下,根据所述车辆参数确定扭矩控制量;根据所述制动轮缸压力和/或所述扭矩控制量控制车辆。采用本方法能够使得失稳车辆快速恢复到稳定状态。

技术研发人员:宫新乐,李星宇,李惠乾,钟志华
受保护的技术使用者:清华大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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