The invention discloses an anti-rollover method for automobiles based on model predictive control. Firstly, the front wheel rotation angle, vehicle speed, yaw angular speed and lateral position of the vehicle are measured; then the lateral load transfer rate of the vehicle is calculated; secondly, the lateral load transfer rate is compared with the preset threshold of the lateral load transfer rate, and the difference between the lateral position and the preset reference lateral position is calculated. The maximum difference threshold is compared, and the front wheel angle of the vehicle is adjusted and the braking power of the four wheels is controlled according to the results of the comparison. The invention considers the different effects of the upper and lower spring mass on the body rollover, and has a more precise effect on the control effect of rollover prevention.
【技术实现步骤摘要】
一种基于模型预测控制的汽车防侧翻方法
本专利技术涉及汽车主动安全
,具体涉及一种基于模型预测控制的汽车防侧翻方法。
技术介绍
随着经济的发展,全世界汽车的数量持续增长,道路变得拥挤,汽车出行的危险变大。因此,人们在关注汽车舒适性,经济型的同时,也把目光转向了安全性。在所有汽车安全事故当中,有一类事故的发生率不高,但是致死致伤的概率缺相当高。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的调查报告显示,2014年由侧翻事故造成的人员死亡数量占当年所有交通事故致死数量的三分之一,因侧翻事故的死亡人数为7659人,多于其他车型。目前在防侧翻领域主要运用的防侧翻控制方法有主动转向,差速制动,主动/半主动的悬架,在侧翻评价指标方面普遍采用的基于侧倾角、侧倾角速度的LTR的侧翻评价方法。其中主动转向方式进行的防侧翻控制主要通过转向电机进行反向附加转角干预的方式降低侧翻指标,差速制动可以产生一个附加横摆力矩同时降低车速达到降低侧翻的风险,主动/半主动悬架主要是通过改变悬架阻尼器的液压孔来进行阻尼的调节从而使得车辆防侧翻能力加强。但上述的这些控制方式大多在防侧翻的时候只注重车身姿态,通过控制车身达到防侧翻效果,进而忽略了其所产生的控制效果,可能会使得车辆偏离原有路径或者行驶入别的车道进而产生二次碰撞,或者其他危险,违背驾驶员意图和控制意图,因此还有需要改进的地方。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷,提供一种基于模型预测控制的汽车防侧翻及跟踪系统及其控制。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:一种基于模型预测控制的汽车防侧翻方法, ...
【技术保护点】
1.一种基于模型预测控制的汽车防侧翻方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤1),测得车辆的前轮转角δf、车速vr、横摆角速度βr、横向位置y;步骤2),计算出车辆的横向载荷转移率LTR:步骤3),将横向载荷转移率LTR和预设的横向载荷转移率阈值LTRdes作比较,将横向位置Y和预设的参考横向位置Ydes的差值和η做比较,η为预设的最大差阈值:当|(Y‑Ydes)|<η且LTR<LTRdes时,不对车身状态进行调整;当|(Y‑Ydes)|>η且LTR<LTRdes时,控制汽车的两个前轮进行转向;当|(Y‑Ydes)|<η且LTR>LTRdes时,控制汽车的四个车轮进行制动,当|(Y‑Ydes)|>η且LTR>LTRdes时,控制汽车的两个前轮进行转向,同时控制汽车的四个车轮进行制动。
【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测控制的汽车防侧翻方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤1),测得车辆的前轮转角δf、车速vr、横摆角速度βr、横向位置y;步骤2),计算出车辆的横向载荷转移率LTR:步骤3),将横向载荷转移率LTR和预设的横向载荷转移率阈值LTRdes作比较,将横向位置Y和预设的参考横向位置Ydes的差值和η做比较,η为预设的最大差阈值:当|(Y-Ydes)|<η且LTR<LTRdes时,不对车身状态进行调整;当|(Y-Ydes)|>η且LTR<LTRdes时,控制汽车的两个前轮进行转向;当|(Y-Ydes)|<η且LTR>LTRdes时,控制汽车的四个车轮进行制动,当|(Y-Ydes)|>η且LTR>LTRdes时,控制汽车的两个前轮进行转向,同时控制汽车的四个车轮进行制动。2.根据权利要求1所述的基于模型预测控制的汽车防侧翻方法,其特征在于,所述步骤2)的详细步骤如下:步骤2.1),根据ay=vrβr,计算出车辆的侧向加速度ay步骤2.2),对y方向受力分析,获得侧倾角加速度式中,m为汽车总质量;ms为簧上质量;e为簧载质量到侧倾中心的距离;为侧倾角加速度;k1、k2分别为车辆前后轮侧偏刚度;a、b分别为车辆质心到前后轴的距离;β为质心侧偏角;βr为横摆角速度;步骤2.3),对x方向做力矩平衡:式中,Ixs为汽车簧载质量绕车辆坐标系x轴的转动惯量;ms为簧上质量;g为重力加速度,为车身为侧倾角,为侧倾刚度,为侧倾阻尼,为车身侧倾角速度;步骤2.4),对z方向做力矩平衡,获得横摆角加速度其中,Iz为整车质量绕车辆坐标系z轴的转动惯量;为横摆角加速度;步骤2.5),建立三自由度车辆模型,并根据车速和转角求得当前状态车辆的侧倾角和侧倾角速度;步骤2.5),根据汽车侧翻过程中轮胎对路面的压力进行受力分析:式中,FR、FL分别为右侧车轮纵向反力之和,左侧车轮纵向反力之和,T为轮距,md为簧下质量,hd为簧下质量质心到地面距离;步骤2.6),由于横向载荷转移率且FR+FL=mg,则:。3.根据权利要求2所述的基于模型预测控制的汽车防侧翻方法,其特征在于,所述步骤3)中控制汽车的两个前轮进行转向的具体步骤如下:步骤3.1.1),电子控制...
【专利技术属性】
技术研发人员:钱兴国,王春燕,赵万忠,汪秋伊,王衍圣,吴刚,鲁广超,颜伸翔,施帅朋,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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