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专利号: 2023111087582
申请人: 江西科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种车辆控制方法,其特征在于,所述方法包括:获取车辆的运行参数与车辆参数,基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程;

基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移,并判断所述横向状态偏移的区间范围;

若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值,则采用第一控制模式控制所述车辆;

若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间,则采用第二控制模式控制所述车辆;

若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值,则采用第三控制模式控制所述车辆;

所述获取车辆的运行参数与车辆参数,基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程的步骤包括:基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程:;

式中, 为车辆质量, 、 分别为前轮侧向力、后轮侧向力,为前轮转角, 、 分别为车辆横向速度、车辆纵向速度, 为第一横摆角速度,、分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离, 为横摆力矩,为车辆在竖直方向上的转动惯量;

基于所述牛顿方程建立车辆状态方程:;

式中, 、 分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角, 为第二横摆角速度, 、分别为前轮刚度、后轮刚度;

在所述基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移的步骤中,所述车辆的横向状态偏移 为:;

式中, 为车辆质心高度, 、 分别为车辆侧倾角与道路侧倾角,为重力加速度,为前轮轮距;

所述采用第一控制模式控制所述车辆的步骤包括:基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度 :;

基于路面附着系数 确定第二控制横摆角速度 :;

式中,为路面系数;

计算所述第一控制横摆角速度 与所述第二控制横摆角速度 之间的横摆角速度差值 ;

对所述横摆角速度差值 进行模糊网络处理,以得到最佳横摆角速度 ,基于所述最佳横摆角速度 计算附加力矩,将所述附加力矩分配至对应的离合器,以完成所述车辆的控制;

所述采用第二控制模式控制所述车辆的步骤包括:基于所述车辆状态方程计算侧向加速度 :;

基于所述侧向加速度 计算最佳曲率 以及最佳车速 :, ;

将所述最佳车速 分配至所述车辆的发动机,以完成所述车辆的控制;

所述采用第三控制模式控制所述车辆的步骤包括:基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩 :;

式中, 、 、 分别为第一、第二、第三拟合系数;

基于所述防侧翻力矩 计算制动力矩 :;

式中, 为轮半径,为后轮轮距;

将所述制动力矩 分配至所述车辆的后轮,以完成所述车辆的控制。

2.根据权利要求1所述的车辆控制方法,其特征在于,所述对所述横摆角速度差值 进行模糊网络处理,以得到最佳横摆角速度 ,基于所述最佳横摆角速度 计算附加力矩的步骤包括:将所述横摆角速度差值 以及预设差值 进行正切转化,以得到转化值 与转化值:, ;

式中, 、 分别为第一比例因子与第二比例因子;

设置第一模糊集合 与第二模糊集合 ,根据所述模糊集合计算所述横摆角速度差值对应的横摆权重 :;

基于第一权重 计算最佳横摆角速度 ,并根据所述最佳横摆角速度 计算附加力矩:;

式中,为设定量,为滑模因子,为滑模面, 为常数。

3.一种车辆控制系统,其特征在于,所述系统包括:方程建立模块,用于获取车辆的运行参数与车辆参数,基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程;

区间确定模块,用于基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移,并判断所述横向状态偏移的区间范围;

第一控制模块,用于若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值,则采用第一控制模式控制所述车辆;

第二控制模块,用于若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间,则采用第二控制模式控制所述车辆;

第三控制模块,用于若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值,则采用第三控制模式控制所述车辆;

所述方程建立模块包括:

第一方程建立子模块,用于基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程:;

式中, 为车辆质量, 、 分别为前轮侧向力、后轮侧向力,为前轮转角, 、 分别为车辆横向速度、车辆纵向速度, 为第一横摆角速度,、分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离, 为横摆力矩,为车辆在竖直方向上的转动惯量;

第二方程建立子模块,用于基于所述牛顿方程建立车辆状态方程:;

式中, 、 分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角, 为第二横摆角速度, 、分别为前轮刚度、后轮刚度;

所述第一控制模块包括:

第一控制横摆角速度计算子模块,用于基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度 :;

第二控制横摆角速度计算子模块,用于基于路面附着系数 确定第二控制横摆角速度:;

式中,为路面系数;

差值计算子模块,用于计算所述第一控制横摆角速度 与所述第二控制横摆角速度之间的横摆角速度差值 ;

第一控制子模块,用于对所述横摆角速度差值 进行模糊网络处理,以得到最佳横摆角速度 ,基于所述最佳横摆角速度 计算附加力矩,将所述附加力矩分配至对应的离合器,以完成所述车辆的控制;

所述第二控制模块包括:

加速度计算子模块,用于基于所述车辆状态方程计算侧向加速度 :;

车速计算子模块,用于基于所述侧向加速度 计算最佳曲率 以及最佳车速 :, ;

第二控制子模块,用于将所述最佳车速 分配至所述车辆的发动机,以完成所述车辆的控制;

第三控制模块包括:

防侧翻力矩计算子模块,用于基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩 :;

式中, 、 、 分别为第一、第二、第三拟合系数;

制动力矩计算子模块,用于基于所述防侧翻力矩 计算制动力矩 :;

式中, 为轮半径,为后轮轮距;

第三控制子模块,用于将所述制动力矩 分配至所述车辆的后轮,以完成所述车辆的控制。

4.一种计算机,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述的车辆控制方法。

5.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的车辆控制方法。