一种相空间车辆稳定性判别方法技术

本发明专利技术公开了一种相空间车辆稳定性判别方法，首先获取车辆参数，根据参数建立三自由度车辆分析模型，利用车辆三自由度模型绘制车辆稳定性相空间图；相空间图为纵向速度‑横摆角速度‑质心侧偏角相空间图，以质心侧偏角为x轴，以横摆角速度为y轴，以纵向速度为z轴；然后依据行车工况确定车辆相空间稳定区域，建立不同工况下车辆相空间稳定域库；最后通过判断车辆行驶状态点是否在稳定域外判别车辆是否失稳。根据本发明专利技术所提供的判别方法能够精确划分车辆相空间稳定区域，并且广泛应用的相平面法基础上考虑了纵向速度因素，可以更加准确地判断车辆是否失稳，为车辆稳定性控制提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种相空间车辆稳定性判别方法
本专利技术涉及车辆稳定性控制领域，尤其涉及一种相空间车辆稳定性判别方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，人们在专注于对汽车动力性能追求的同时，越来越重视车辆行驶的安全性，尽管汽车保有量快速增长，我国道路交通伤亡的人数也是居高不下，其中大部分非人为交通事故都与汽车稳定性问题相关。汽车电子稳定程序(ESP)旨在提升车辆的操控表现的同时,有效地防止汽车达到其动态极限时失控,可以有效地改善汽车稳定性。由于汽车系统是非线性的，行驶车辆的稳定性状态判别较为复杂。相平面法作为一种基于时域的分析方法，可以很好地为行车稳定性提供判据，通过绘制在某一工况下的车辆状态相轨迹，判断其相轨迹能否回归稳定点来确定相平面的稳定区域，最终达到为行车控制提供依据的效果。目前国内外汽车稳定性相平面法主要为质心侧偏角速度-质心侧偏角相平面法。该方法将质心侧偏角速度与质心侧偏角作为汽车稳定性判断依据，建立二自由度车辆动力学模型，确定工况后输入纵向速度、前轮转角与路面附着系数，设定一定区间内的质心侧偏角与质心侧偏角速度初值，通过仿真绘制当前工况的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相空间车辆稳定性判别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)，获取车辆参数，所述车辆参数包括车辆的前轮转角和路面附着系数；/n步骤2)，根据获得的车辆参数建立三自由度车辆分析模型；/n步骤3)，利用三自由度车辆分析模型绘制车辆稳定性相空间图，所述车辆稳定性相空间图为纵向速度-横摆角速度-质心侧偏角相空间图，以质心侧偏角为x轴、以横摆角速度为y轴、以纵向速度为z轴、依据行车工况确定车辆相空间稳定区域；/n步骤4)，建立全工况下车辆相空间稳定域库；/n步骤5)，通过判断车辆行驶状态点是否在稳定域外判别车辆是否失稳。/n

【技术特征摘要】
1.一种相空间车辆稳定性判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)，获取车辆参数，所述车辆参数包括车辆的前轮转角和路面附着系数；
步骤2)，根据获得的车辆参数建立三自由度车辆分析模型；
步骤3)，利用三自由度车辆分析模型绘制车辆稳定性相空间图，所述车辆稳定性相空间图为纵向速度-横摆角速度-质心侧偏角相空间图，以质心侧偏角为x轴、以横摆角速度为y轴、以纵向速度为z轴、依据行车工况确定车辆相空间稳定区域；
步骤4)，建立全工况下车辆相空间稳定域库；
步骤5)，通过判断车辆行驶状态点是否在稳定域外判别车辆是否失稳。


2.根据权利要求1所述的相空间车辆稳定性判别方法，其特征在于，所述步骤2)的详细步骤如下：
步骤2.1)，利用魔术轮胎公式建立非线性轮胎模型：
Fs＝Dsin{Carctan[Bα-E(Bα-arctanBα)]}
式中，Fs为轮胎侧向力；α为侧偏角或者滑移率；B为刚度因子；C为曲线形状因子；D为峰值因子；E为曲线曲率因子；B、D、E都由轮胎的垂直载荷以及外倾角确定；
步骤2.2)，根据建立的非线性轮胎模型建立以车身侧偏角、横摆角速度和纵向速度为状态变量的三自由度车辆模型：



式中，v为纵向速度；β为质心侧偏角；m为车辆质量；Flf为前轮纵向力；Fsf为前轮侧偏力；Flr为后轮纵向力；Fsr为后轮侧偏力；δf为前轮转角；CD为空气阻力系数；A为车辆迎风面积；ρ为空气密度；ω为横摆角速度；lf为前轴距；lr为后轴距。


3.根据权利要求2所述的相空间车辆稳定性判别方法，其特征在于，所述步骤3)的详细步骤如下：
步骤3.1)，依据相平面稳定域特征，在横摆角速度-质心侧偏角相图内使用菱形法划分稳定域，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春燕，吴子涵，张自宇，刘津强，何鹏，王一松，赵万忠，施帅朋，颜伸翔，冯建，匡登明，
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