专利名称：一种基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆控制技术，特别涉及一种基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法。
背景技术：
车辆稳定性控制一直是车辆主动安全性研究的热点，一般而言，可以通过制动系统或转向系统对车辆横摆运动和侧倾运动的主动干预来控制车辆运动稳定性，达到提高主动安全性的目的。总体上说，目前汽车底盘电控系统中存在两类的车辆稳定性控制算法，一类是通过转向系统调节轮胎侧偏力控制车辆横摆运动来抑制轮胎侧滑达到提高车辆稳定性目的， 即通过调整轮胎侧偏力来实现质心侧偏角最小化及良好的横摆角速度的瞬态响应特性，从而校正车辆行驶的过度转向趋势或过多的不足转向特性，保证车辆行驶的姿态和运动稳定性。如四轮转向系统4WS和主动前轮转向系统AFS，另一类是通过轮胎纵向力(制动力矩或驱动力矩)的分配控制来产生稳定车辆运动的校正横摆力矩，实现对车辆稳定性控制的，如基于制动力分配的电子稳定性控制系统ESP和车辆稳定性控制系统VSC等。可是，前述的控制策略均是通过轮胎的水平力(即轮胎的侧偏力和纵向力)控制车辆的横摆运动来抑制车辆侧滑引起的失稳，并没有考虑轮胎垂向力的作用及其对侧向力的非线性耦合关系。
发明内容
本发明是针对提高车辆的自主安全性的问题，提出了一种基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法，根据垂向载荷与轮胎侧偏力复杂的非线性关系，通过主动悬架主动力调控车辆的垂向载荷分配，进而控制轮胎的侧向力非线性分配，以提供一个补偿的横摆力矩来控制车辆的横摆运动，最终达到抑制车辆侧滑提高车辆稳定性的目的。本发明的技术方案为一种基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法，驾驶员给出转向输入，通过车载传感器对车辆状态信息的监测以估计车辆运动状态参数信息， 整车参考模型估计出车辆的状态信息和理想状态信息，通过实际运动状态信息与理想状态信息的比较，车辆的跟踪误差输入到控制器，通过PID控制算法得到悬架的主动力反馈，车辆接受反馈控制后，车辆轮胎的垂向载荷进行重新分配，产生一个校正横摆力矩来抑制车辆的侧滑。所述整车参考模型采用两自由度的单轨车辆模型估计理想车辆侧向速度和横摆角速度，参考车辆模型的状态方程为Z= f + 式中，JT和U分别是状态变量和控制输入，i和β分别是状态矩阵和控制输入矩阵，定义如下
权利要求
1.一种基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法，其特征在于，驾驶员给出转向输入，通过车载传感器对车辆状态信息的监测以估计车辆运动状态参数信息，整车参考模型估计出车辆的状态信息和理想状态信息，通过实际运动状态信息与理想状态信息的比较，车辆的跟踪误差输入到控制器，通过PID控制算法得到悬架的主动力反馈，车辆接受反馈控制后，车辆轮胎的垂向载荷进行重新分配，产生一个校正横摆力矩来抑制车辆的侧滑。
2.根据权利要求1所述基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述整车参考模型采用两自由度的单轨车辆模型估计理想车辆侧向速度和横摆角速度，参考车辆模型的状态方程为 jr=^r+Mf式中，ζ和『/分别是状态变量和控制输入，J和B分别是状态矩阵和控制输入矩阵，定义如下
3.根据权利要求1所述基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法，其特征在于， 所述车辆轮胎的垂向载荷的相互关系如下
全文摘要
本发明涉及一种基于轮胎垂向载荷分配的车辆稳定性控制方法，整车模型和整车参考模型估计出车辆的状态信息和理想状态信息，然后通过车辆信息的比较，根据垂向载荷与轮胎侧偏力复杂的非线性关系，通过主动悬架主动力调控车辆的垂向载荷分配，进而控制轮胎的侧向力非线性分配，以提供一个补偿的横摆力矩来控制车辆的横摆运动，最终达到抑制车辆侧滑提高车辆稳定性的目的，为车辆的稳定性控制提供了一种新的解决方案。
文档编号B60W30/02GK102267460SQ20111013778
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者孙涛, 徐桂红, 柴陵江 申请人:上海理工大学