一種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制方法，防側翻控制系統由傳感器，ECU，執行機構組成。首先由傳感器測出車輛的車輪轉角，車速等車輛參數，傳遞到ECU控制單元進行側翻評價值的標定，此側翻評價方法區別于傳統的評價方式，該方法直接根據傳感器采集的車速及轉角信號參照F(v，δ)函數進行前后輪轉角及對應極限車速的標定；加入了工況判別單元，采用不多用控制模式，充分考慮駕駛員意圖，當車速大于此時車輛極限轉角時，ECU根據車速，車輪轉角，側傾角速度等參數進行工況判別，通過差動制動和四輪轉向執行機構進行車輛行駛狀態的調整，進而改變車輛的狀態，達到抑制側翻的效果。
【專利說明】
一種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統及方法
技術領域
[0001] 本發明屬于汽車主動安全技術領域，具體涉及一種融合車速變化的四輪轉向汽車 防側翻控制系統及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的發展，全世界汽車保有量持續增長，汽車已成為人們生活中必不可少 的交通工具。近些年來，交通運輸迅速發展，公路建設日益完善，汽車行駛速度不斷提高，然 而，隨之產生的交通安全問題也日益突出，由交通事故帶來的人員傷亡和財產損失問題也 愈發嚴重。因此，人們在關注汽車舒適性，經濟性的同時，也把目光更多地轉向了安全性。汽 車側翻是影響汽車安全性的重要問題。美國國家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA)的統計數據顯示，2010年，由汽車側翻所引發的 交通事故僅占總交通事故的2.2 %，但其中7659人死亡，占總交通事故死亡人數的34.5 %， 可見，側翻事故雖然發生頻率較低，所導致的乘員死亡率卻非常高。
[0003] 目前在防側翻控制領域主要運用的防側方控制方法有主動轉向，差速制動，主動/ 半主動懸架，在側翻評價指標方面普遍采用的是基于的側傾角，側傾角速度的LTR側翻評價 方法。其中主動轉向方式進行的防側翻控制主要是通過轉向電機進行反向附加轉角干預的 方式降低側翻指標，差速制動可以產生一個附加橫擺力矩同時降低車速達到降低側翻的風 險，主動/半主動懸架主要是通過改變懸架阻尼器的液壓孔來進行阻尼的調節從而使得車 輛的抗側翻能力加強。
[0004] 但是上述這些控制方式的側翻評價方式大都是采用了基于側傾角速度，側傾角或 者是側向加速度等進行計算而求得的LTR評價指標，存在了車速對其精度的影響。傳統的方 法為根據汽車動力學模型進行側傾角速度和側傾角計算出LTR值，由于汽車在控制過程中 會有車速的變化，因此該方法得到的LTR值不能真實的反應車輛的側翻狀態。因此，還有需 要改進之處。

【發明內容】

[0005] 發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種融合車速變化的四 輪轉向汽車防側翻控制系統及方法，能夠解決因車速變化而導致的側翻評價指標不準確的 問題，通過四輪轉向汽車后輪轉角可變的優勢，對于側翻控制可以更加迅速。
[0006] 技術方案:為實現上述目的，本發明采用LTR_F(v，δ)函數得到側翻評價值，從而保 證了在不同轉角不同車速下的側翻評價值的精確計算。本發明采用的技術方案為：
[0007] -種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統，包括相互連接的傳感器、ECU 控制單元和執行機構；所述ECU控制單元包括ECU側翻評價單元、工況判斷單元和執行機構 控制單元，其中，所述ECU側翻評價單元和工況判斷單元均與所述傳感器連接，所述ECU側翻 評價單元通過控制器觸發單元與所述工況判斷單元連接，所述工況判斷單元通過所述執行 機構控制單元連接所述執行機構;所述控制器觸發單元和執行機構的信息反饋給所述ECU 側翻評價單元。
[0008] 進一步的，還包括車輛狀態單元，所述控制器觸發單元和執行機構的信息匯總到 所述車輛狀態單元后，再反饋給所述ECU側翻評價單元;所述執行機構為并聯的差動制動機 構和主動轉向機構，其中，所述主動轉向機構包括前輪轉向和后輪轉向。
[0009] 一種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，具體步驟如下：
[0010] 1)通過傳感器得到車輛參數，包括車速V、轉角δ及側傾角速度P;
[0011] 2)將所述車輛參數車速V、轉角δ代入到側翻評價函數F(V，S)中，計算得到實時側 翻評價值，包括極限車速和極限轉角；
[0012] 3)將所述實時側翻評價值與設定的側翻門限值比較，若大于側翻門限值，則觸發 控制器啟動，進行工況判別，輸出前后輪轉角附加值和差速制動的壓力差給執行機構；
[0013] 4)執行機構根據所述控制器輸出的前后輪轉角附加值和差速制動的壓力差進行 車輛行駛狀態的調整。
[0014] 傳感器包括車速傳感器，轉角傳感器和方向盤傳感器。區別于傳統的汽車只能改 變前輪轉角Sf，本發明采用前后輪均可通過轉向電機進行控制的四輪轉向汽車，進行前后 車輪轉角（~，δ Γ)的獨立控制，從而可以在側翻響應很快的工況下，對四輪轉向汽車的轉向 電機以及四個車輪的制動壓力同時控制，達到更佳的控制效果，提高控制效率，從而實現了 不同工況下的防側翻控制。
[0015] 進一步的，所述車輪轉角δ包括前輪轉角δ￡、后輪轉角δρ。
[0016] 進一步的，所述步驟3)中進行工況判別的參數包括汽車車速、方向盤轉角及側傾 角速度，實行自動控制，具體方法如下：
[0017] (a)當傳感器測得的車速信號不變，轉角信號不斷增大，ECU判定車輛處于高速入 彎工況，優先進行差速制動，通過差速制動產生的附加橫擺力矩以及對車速的降低達到降 低側翻危險的效果；
[0018] (b)當傳感器測得的轉角信號不變，車速信號不斷增大，ECU判定車輛處于加速過 彎狀態，此時，ECU接收車身側傾角速度信號，優先進行主動轉向，在前后轉角δ同時可控的 情況下進行車輛控制。
[0019] 進一步的，所述(b)中情況下，車輛控制的方法具體如下：
[0020] ①當車身側傾角速度信號小于Porad/s時，采用主動前輪轉向進行控制；
[0021] ②當車身側傾角速度信號大于Porad/s時，采用前輪、后輪轉向共同干預進行控 制；
[0022] 所述P〇為控制器設定的車身側傾角速度值。
[0023] 方向盤轉角傳感器傳輸方向盤轉角信號，用于工況判別。
[0024] 進一步的，所述Pq-般選取為0.4-0.6rad/s。
[0025] 進一步的，所述側翻評價函數F(v，δ)的具體擬合計算方法為：
[0026]步驟一:建立一個包含側傾、橫向和橫擺三個方向的四輪轉向車輛側翻模型，求得 當前狀態四輪轉向車輛的側傾角速度Ρ和側傾角^
[0027] (1)沿7軸力平衡列式：
[0029] (2)繞z軸力矩平衡式為：
[0031] (3)繞X軸力矩平衡式為：
[0032] Ixp - Iizr - %h：su{f} + :r) = -αφρ -
[0033] 其中，m為車輛質量；
[0034] Φ為車輛航向角；
[0035] r為車輛橫擺角速度，=一；
[0036] β為質心側偏角；
[0037] /j為質心側偏角加速度
[0038] δ?\δΓ分別為車輛前、后輪轉角；f為車身側傾角；
[0039] p為側傾角速度，P =#;
[0040] u為車輛質心處的速度；
[0041 ] Iz、Ix、Ixz為對應軸的轉動慣量，
[0042] Rf、Rr為前后車軸側傾剛度，
[0043] hs為質心高度，
[0044] ms為車輛簧上質量；
[0045] lu、k2為輪胎側偏剛度；
[0046] ?為側傾阻尼；
[0047]步驟二:根據汽車在側翻過程中汽車輪胎對路面的壓力進行受力分析得：
[0049]式中h為汽車質心到旋轉軸的距離。
[0050]橫向載荷轉移率LTR即為汽車左右兩側輪胎垂直反力之差的絕對值與之和的比 值：
[0052]其中，Fzl為左側車輪的縱向反力之和，Fzr為右側車輪的縱向反力之和，
[0053]得到：
[0055] 步驟三：
[0056] 設定縱向車速依次為[30_150]km/h，間隔為3-10km/h;可以得到不同縱向車速Vx 下的車輛狀態方程；當車速為120km/h時，將前，后輪轉角輸入從0°開始逐漸增大至系統輸 出的於和泠使得LTR值為1，記錄下此時的前輪轉角5 ￡，后輪轉角δΓ;同樣的方法，分別求得其 他車速下的使得LTR值到達極限值1時的前輪轉角，后輪轉角δ Γ。
[0057] 步驟四：
[0058]將步驟三所測得的前輪轉角δ?作為X，后輪轉角δΓ作為Υ，車速Vx作為Ζ，進行曲線擬 合，得到一個車速Vx相對于前輪轉角3￡，后輪轉角δΓ的側翻評價函數。
[0059] 通過上述方法擬合得到的側翻評價函數即為新的側翻評價標準，傳感器在測得車 輛的車速與前輪轉角后，ECU將計算當前轉角下的極限車速，并將當前車速與極限車速對 比，從而控制主動轉向與差速制動執行機構的啟停。
[0060] 傳統的側翻評價方法為：通過建立四輪轉向車輛三自由度模型作為側翻預測模 型，通過ECU接收傳感器測得的車速及轉角信號，將轉角及車速信號輸入到預測模型中，計 算出側傾角及側傾角速度，然后帶入到側翻評價公式中得到側翻評價值。但此方法有一個 缺點就是要建立線性的三自由度側翻預測模型必須默認車速保持不變，那么這就給側翻控 制方式附加了約束，即只能采用主動轉向進行附加轉角的修正來達到側翻穩定性的控制， 而不能通過差速制動進行控制，這樣一來在許多差速制動的側翻研究中就缺乏了較為可靠 的側翻評價依據。
[0061 ]有益效果:本發明提供的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制方法，相較于 現有技術，具有以下有益效果：
[0062] (a)、本發明提出的新的側翻評價函數要比之前LTR方法得到的更加精確:E⑶以轉 角傳感器、車速傳感器信號為基礎，通過上述側翻評價方法計算得到的當前轉角下的極限 車速與車速傳感器輸出的車速進行對比，進行工況判定后，控制執行機構實行差速制動或 者前后輪主動轉向，進行防側翻控制；
[0063] (b)、E⑶在執行上述工況判別時，以轉角傳感器、車速傳感器信號基礎，車身側傾 角速度傳感器的信號為輔助信號，1°車速不變或者變化較慢方向盤轉角持續增大時，判定 為高速過彎工況;2°當方向盤轉角不變或者變化較慢車速持續增大時，判定為加速過彎狀 態；
[0064] (c)、本防側翻控制策略引進了工況時別模塊:綜合考慮了駕駛員意圖針對多種工 況多種控制方式，且具有前后輪同時控制提高控制效率的優勢：當ECU判定車輛處于高速入 彎工況產生側翻危險時，優先進行差速制動，不干擾駕駛員的轉向意圖，從而通過差速制動 產生的附加橫擺力矩以及對車速的降低達到降低側翻危險的效果。當ECU判定車輛處于加 速過彎狀態時，接收車身側傾角速度信號，若車身側傾角速度較小，則采用主動前輪轉向進 行控制；當車身側傾角速度信號較大時，采用前輪加后輪轉向共同干預進行控制，降低側翻 危險。
[0065] 本發明方法融合了車速對車輛側翻狀態的影響，提出的新的側翻評價函數要要比 之前LTR方法得到的更加精確。其次，前后輪同時控制，效率更高。此外，本發明方法對不同 的工況進行了區別控制，極大的考慮了駕駛員意圖。
【附圖說明】
[0066] 圖1為本發明的系統結構不意圖；
[0067]圖2為本發明側翻評價函數擬合原理圖；
[0068]圖3為本發明工況判別原理圖；
[0069 ]圖4為本發明采用的側翻控制系統原理圖。
【具體實施方式】
[0070]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0071]本發明的結構如圖1所示，防側翻控制系統包括相互連接的傳感器、E⑶控制單元 和執行機構，還包括車輛狀態單元;E⑶控制單元包括ECU側翻評價單元、工況判斷單元和執 行機構控制單元，其中，ECU側翻評價單元和工況判斷單元均與傳感器連接，ECU側翻評價單 元通過控制器觸發單元與工況判斷單元連接，工況判斷單元通過執行機構控制單元連接執 行機構;執行機構為并聯的差動制動機構和主動轉向機構，其中，所述主動轉向機構包括前 輪轉向和后輪轉向；控制器觸發單元和執行機構的信息匯總到車輛狀態單元后，再反饋給 E⑶側翻評價單元。
[0072]控制器觸發單元進行信號傳輸，亦指的是邏輯門電路，亦可稱為"控制器觸發"，圖 4為圖1的細化版，因此圖1表示為控制器觸發，圖4表示為邏輯門電路。執行機構控制單元為 圖4中與執行機構相連的"控制器ECU"；工況判別單元在執行工況判別后輸出對應的轉角信 號或者車速信號或者轉角和車速信號，執行機構ECU接收該信號，控制實際信號達到理想 值，因此會輸出制動壓力和附加轉角到執行機構。
[0073] 首先由傳感器測出車輛的方向盤轉角，車速等車輛參數，傳遞到ECU控制單元進行 側翻評價值的標定，此側翻評價方法區別于傳統的評價方式，該方法直接根據傳感器采集 的車速及轉角信號參照LTR-F(v，δ)函數進行LTR值的標定；當LTR值大于側翻門限值時，ECU 根據車速，方向盤轉角，側傾角速度等參數進行工況判別，通過差動制動和四輪轉向執行機 構進行車輛行駛狀態的調整，進而改變車輛的狀態，達到抑制側翻的效果。
[0074] 側翻評價方法通過如下方式計算得到：
[0075]步驟一:建立一個包含側傾，橫向和橫擺三個方向的四輪轉向車輛側翻模型：
[0076] (1)沿7軸力平衡列式：
[0078] (2)繞z軸力矩平衡式為：
[0080] (3)繞X軸力矩平衡式為：
[0081 ] Ιχβ - ?Μ? - mshsu{0 + r) = ~αφρ - ,
[0082] 其中，m為車輛質量；
[0083] Φ為車輛航向角；
[0084] r為車輛橫擺角速度，「= 0 ;
[0085] β為質心側偏角；
[0086] #為質心側偏角加速度
[0087] δ?\δι·分別為車輛前、后輪轉角為車身側傾角；
[0088] ρ為側傾角速度，=多；
[0089] u為車輛質心處的速度；
[0090] I ζ、IX、I χζ為對應軸的轉動慣量，
[0091] Rf、Rr為前后車軸側傾剛度，
[0092] hs為質心高度，
[0093] ms為車輛簧上質量；
[0094] ki、k2為輪胎側偏剛度；
[0095] %為側傾阻尼；
[0096] 通過建立此三自由度四輪轉向車輛模型即可根據車速和轉角求得當前狀態四輪 轉向車輛的側傾角速度和側傾角。
[0097]步驟二:根據汽車在側翻過程中汽車輪胎對路面的壓力進行受力分析得：
[0099]式中h為汽車質心到旋轉軸的距離。
[0100]橫向載荷轉移率(LTR)是目前汽車側翻研究中常用的一種十分有效的側翻危險指 標。汽車在轉向過程中由于受到離心力的作用，其車身會向轉彎外側傾斜，此時汽車外側的 兩個車輪的垂直載荷會增大，同時內側兩個車輪的垂直載荷會減小。橫向載荷轉移率(LTR) 即為汽車左右兩側輪胎垂直反力之差的絕對值與之和的比值：
[0102] Fzl為左側車輪的縱向反力之和，
[0103] Fzr為右側車輪的縱向反力之和。
[0104] 將上帶入得到：
[0106] 步驟三：
[0107] 設定縱向車速依次為[30-150]km/h，間隔為3-10km/h;可以得到不同縱向車速下 的車輛狀態方程；當車速為120km/h時，將前輪轉角輸入從0°開始逐漸增大至系統輸出的穸 和盧使得LTR值為1，記錄下此時的前輪轉角δ ￡。同樣的方法，分別求得其他車速下的使得LTR 值到達極限值1時的前輪轉角δ?。
[0108] 步驟四：
[0109] 將步驟三所測得的前輪轉角作為Υ，縱向車速Vx作為X，進行曲線擬合，得到一個 車速Vx相對于前輪轉角的函數。
[0110]通過上述方法擬合得到函數即為新的側翻評價標準，傳感器在測得車輛的車速與 前輪轉角后，ECU將計算當前轉角下的極限車速，將當前車速與極限車速對比，從而控制主 動轉向與差速制動執行機構的啟停。
[0111]實施例
[0112] 如圖2所示流程：
[0113] (1)將車速設置為[30，150 ] km/h區間范圍內，間隔為5-1 Okm/h進行采樣;其中[30， 150]km/h此區間是汽車行駛的常見區間，高于或低于此區間對防止側翻沒有意義;太高無 法控制，太低極難翻車;間隔越小則擬合曲線精度越高；
[0114] (2)當車速為30km/h時，將前、后輪轉角設為Odeg。將此三參數輸入進三自由度四 輪轉向側翻模型，經過微分方程求解得到穩態側傾角速度及側傾角；
[0115] (3)由該狀態下的側傾角及側傾角速度計算得到此時的LTR值，當LTR值小于0.8- 1這一范圍時，增大前后輪轉角，并跳轉至步驟(2)，直至LTR達到預設值；
[0116] (4)輸出該車速下對應的前后輪轉角值，此時進行下一車速對應于預設LTR的極限 轉角
[0117] (5)將不同車速及其對應的前后輪轉角全部輸入至曲線擬合模塊，進行曲線擬合， 得到相關系數在[0. 9，1 ]的函數，此函數即作為新的LTR評價指標。
[0118] 如圖3所示流程為工況判別ECU接收傳感器傳輸的車速信號和轉角信號。當轉角信 號保持不變，車速信號不斷增大時，判定車輛處于高速入彎工況，則輸出理想的車速信號， 轉角信號為〇;當車速信號保持不變，轉角信號不斷增大時，判定車輛處于加速過彎工況，結 合傳感器輸出的側傾角速度信號，當P〈P〇rad/s時，輸出前輪轉角信號，后輪轉角信號為0， 當P>P〇rad/s時，車輛側翻危險較為嚴重，同時輸出前后輪轉角信號。
[0119] 區別于傳統的側翻控制模式(在側翻控制時單純的降低LTR值，不考慮實際工況， 改變駕駛員意圖），為了最大限度的不影響駕駛員意圖，本發明根據汽車車速，方向盤轉角 及側傾角速度等參數進行工況判別，實行自動控制：
[0120] (a)當傳感器測得的車速信號不變，轉角信號不斷增大，ECU判定車輛處于高速入 彎工況，優先進行差速制動，不干擾駕駛員的轉向意圖，從而通過差速制動產生的附加橫擺 力矩以及對車速的降低達到降低側翻危險的效果。
[0121] (b)當傳感器測得的轉角信號不變，車速信號不斷增大，ECU判定車輛處于加速過 彎狀態，此時，ECU接收車身側傾角速度信號，在上述四輪轉向汽車模型前后轉角同時可控 的優勢下：
[0122] ①當車身側傾角速度信號小于Porad/s時，采用主動前輪轉向進行控制;Po-般選 取為 0 · 4-0 · 6rad/s，下同。
[0123] ②當車身側傾角速度信號大于Porad/s時，采用前輪、后輪轉向共同干預進行控 制，降低側翻危險。
[0124] 如圖4所示流程：
[0125] (1)傳感器接收三自由度四輪轉向汽車的車速信號，轉速信號和側傾角速度信號；
[0126] (2)將車速信號，轉角信號輸入到側翻評價函數中，通過側翻評價函數計算出極限 車速和極限轉角；
[0127] (3)邏輯門電路根據上述（1)(2)得到的信號進行判斷，輸出邏輯值觸發進工況判 另 IJECU;
[0128] (4)工況判別ECU接收來自傳感器的車速信號和轉角信號進行工況判別：當轉角信 號保持不變，車速信號不斷增大時，判定車輛處于高速入彎工況；當車速信號保持不變，轉 角信號不斷增大時，判定車輛處于加速過彎工況；
[0129] (5)當工況判別車輛處于高速入彎工況時，E⑶輸出理想車速信號到控制器；當工 況判別處于加速入彎工況時，E⑶接收輔助判別信號側傾角速度p，p〈P〇rad/S時輸出理想前 輪轉角信號到控制器;P>P〇rad/ S時，同時輸出理想的前輪和后輪轉角信號到控制器；
[0130] (6)控制器接受來自（1)(5)的車速及轉角信號，輸出附加轉角和壓力差信號到執 行機構；
[0131] (7)執行機構作用于車輛改變了汽車的狀態，降低了側翻危險。
[0132]本發明方法融合了車速對車輛側翻狀態的影響，提出的新的側翻評價函數要要比 之前LTR方法得到的更加精確。其次，前后輪同時控制，效率更高。此外，本發明方法對不同 的工況進行了區別控制，極大的考慮了駕駛員意圖。
[0133]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統，其特征在于:包括相互連接的 傳感器、ECU控制單元和執行機構;所述ECU控制單元包括ECU偵順評價單元、工況判斷單元 和執行機構控制單元，其中，所述ECU側翻評價單元和工況判斷單元均與所述傳感器連接， 所述ECU側翻評價單元通過控制器觸發單元與所述工況判斷單元連接，所述工況判斷單元 通過所述執行機構控制單元連接所述執行機構;所述控制器觸發單元和執行機構的信息反 饋給所述ECU側翻評價單元。2. 根據權利要求1所述的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統，其特征在于： 還包括車輛狀態單元，所述控制器觸發單元和執行機構的信息匯總到所述車輛狀態單元 后，再反饋給所述ECU側翻評價單元;所述執行機構為并聯的差動制動機構和主動轉向機 構，其中，所述主動轉向機構包括前輪轉向和后輪轉向。3. -種融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，其特征在于:具體步驟 如下： 1) 通過傳感器得到車輛參數，包括車速V、轉角δ及側傾角速度P; 2) 將所述車輛參數車速V、轉角δ代入到側翻評價函數F(v，S)中，計算得到實時側翻評 價值，包括極限車速和極限轉角； 3) 將所述實時側翻評價值與設定的側翻口限值比較，若大于側翻口限值，則控制器觸 發單元啟動，進行工況判別，輸出前后輪轉角附加值和差速制動的壓力差給執行機構； 4) 執行機構根據所述控制器輸出的前后輪轉角附加值和差速制動的壓力差進行車輛 行駛狀態的調整。4. 根據權利要求3所述的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，其特 征在于:所述車輪轉角δ包括前輪轉角Sf、后輪轉角δτ。5. 根據權利要求3所述的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，其特 征在于:所述步驟3)中進行工況判別的參數包括汽車車速、方向盤轉角及側傾角速度，實行 自動控制，具體方法如下： (a) 當傳感器測得的車速信號不變，轉角信號不斷增大，ECU判定車輛處于高速入彎工 況，優先進行差速制動，通過差速制動產生的附加橫擺力矩W及對車速的降低達到降低側 翻危險的效果； (b) 當傳感器測得的轉角信號不變，車速信號不斷增大，ECU判定車輛處于加速過彎狀 態，此時，ECU接收車身側傾角速度信號，優先進行主動轉向，在前后轉角δ同時可控的情況 下進行車輛控制。6. 根據權利要求5所述的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，其特 征在于:所述(b)中情況下，車輛控制的方法具體如下： ① 當車身側傾角速度信號小于Porad/s時，采用主動前輪轉向進行控制； ② 當車身側傾角速度信號大于Porad/s時，采用前輪、后輪轉向共同干預進行控制； 所述Po為控制器設定的車身側傾角速度值。7. 根據權利要求6所述的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，其特 征在于:所述Po-般選取為0.4-0.化ad/s。8. 根據權利要求3所述的融合車速變化的四輪轉向汽車防側翻控制系統的方法，其特 征在于:所述側翻評價函數F( V，δ)的具體擬合計算方法為： 步驟一:建立一個包含側傾、橫向和橫擺Ξ個方向的四輪轉向車輛側翻模型，求得當前 狀態四輪轉向車輛的側傾角速度Ρ和側傾角滬t (1)沿7軸力平衡列式：其中，m為車輛質量； Φ為車輛航向角； r為車輛橫擺角速度， 0為質屯、側偏角； 為質屯、側偏角加速度 時、如分別為車輛前、后輪轉角;巧為車身側傾角； Ρ為側傾角速度，公=每； U為車輛質屯、處的速度； Ιζ、Ιχ、Ιχζ為對應軸的轉動慣量， Rf、Rr為前后車軸側傾剛度， hs為質屯、高度， ms為車輛黃上質量； ki、k2為輪胎側偏剛度； CV為側傾阻尼； 步驟二:根據汽車在側翻過程中汽車輪胎對路面的壓力進行受力分析得：式中h為汽車質屯、到旋轉軸的距離。 橫向載荷轉移率LTR即為汽車左右兩側輪胎垂直反力之差的絕對值與之和的比值：其中，Fzl為左側車輪的縱向反力之和，Fzr為右側車輪的縱向反力之和， 得到：步驟二： 設定縱向車速依次為[30-150]km/h，間隔為3-lOkm/h;可W得到不同縱向車速Vx下的車 輛狀態方程;當車速為120km/h時，將前，后輪轉角輸入從0°開始逐漸增大至系統輸出的巧和 參使得LTR值為1，記錄下此時的前輪轉角Sf，后輪轉角Sr;同樣的方法，分別求得其他車速下 的使得LTR值到達極限值1時的前輪轉角Sf，后輪轉角Sr。 步驟四： 將步驟Ξ所測得的前輪轉角δ?作為X，后輪轉角δΗ乍為Y，車速Vx作為Z，進行曲線擬合， 得到一個車速Vx相對于前輪轉角Sf，后輪轉角Sr的側翻評價函數。
【文檔編號】B62D101/00GK106080553SQ201610552073
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】趙萬忠, 季林, 王春艷
【申請人】南京航空航天大學