基于AFS和DYC的车辆协调控制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于AFS和DYC的车辆协调控制方法、装置及存储介质，该方法包括如下步骤：获取车辆的行驶数据和行驶状态信息；根据所述行驶数据确定可拓域，并根据所述行驶状态信息确定所述车辆的特征量；基于所述可拓域，根据所述特征量确定所述车辆在当前行驶状态下的关联度；根据所述关联度分别确定AFS的权重和DYC的权重，并根据所述AFS的权重和所述DYC的权重控制所述车辆。本发明专利技术的技术方案中AFS和DYC的协调控制过程更加精细，能够大幅提高车辆的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于AFS和DYC的车辆协调控制方法、装置及存储介质
本专利技术涉及车辆控制
，尤其涉及基于AFS和DYC的车辆协调控制方法、装置及存储介质。
技术介绍
转向系统是控制车辆行驶方向的重要装置，主动前轮转向控制(AFS)是根据车辆实际运行状态叠加一个时变的附加转角，通过改变前轮的侧向作用力来改善车辆的操纵稳定性。目前，研究发现AFS在控制过程中对车辆轮胎侧向力的依赖程度较高，当轮胎侧向力处于非线性区时，AFS容易受到附着椭圆的限制，车辆易发生转向失控和受侧向风干扰敏感，而导致车辆发生横向漂移和横向摆动，使车辆存在发生侧滑、甚至侧翻的隐患。为了弥补AFS在极限工况下对车辆稳定性控制的不足，目前常在AFS的基础上，引入直接横摆力矩控制(DYC)，DYC是通过制动或驱动指定车轮，使车辆产生附加横摆力矩以提高车辆操控稳定性的控制方法。当轮胎侧向力力接近极限时，纵向力仍存在较大的利用空间，可通过DYC利用纵向力控制车辆来弥补AFS在极限工况下控制车辆时的稳定性不足。其中，如何解决AFS和DYC之间的控制时机和控制强度是稳定控制车辆的关键。目前，常用的方法是将车辆从稳态到非稳态视为一个连续的过程，以稳态边界作为切换点，对DYC介入的时机和强度进行控制。但是，该方法中AFS和DYC协调控制很粗略，对车辆稳定性的改善不够明显。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供基于AFS和DYC的车辆协调控制方法、装置及存储介质。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，包括如下步骤：获取车辆的行驶数据和行驶状态信息。根据所述行驶数据确定可拓域，并根据所述行驶状态信息确定所述车辆的特征量。基于所述可拓域，根据所述特征量确定所述车辆在当前行驶状态下的关联度。根据所述关联度分别确定AFS的权重和DYC的权重，并根据所述AFS的权重和所述DYC的权重控制所述车辆。第二方面，本专利技术提供了一种基于AFS和DYC的车辆协调控制装置，包括：获取模块，用于获取车辆的行驶数据和行驶状态信息。第一处理模块，用于根据所述行驶数据确定可拓域，并根据所述行驶状态信息确定所述车辆的特征量。第二处理模块，用于基于所述可拓域，根据所述特征量确定所述车辆在当前行驶状态下的关联度。控制模块，用于根据所述关联度分别确定AFS的权重和DYC的权重，并根据所述AFS的权重和所述DYC的权重控制所述车辆。第三方面，本专利技术提供了一种基于AFS和DYC的车辆协调控制装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器。所述存储器，用于存储计算机程序。所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的基于AFS和DYC的车辆协调控制方法。第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的基于AFS和DYC的车辆协调控制方法。本专利技术的基于AFS和DYC的车辆协调控制方法、装置及存储介质的有益效果是：根据行驶数据确定可拓域，可将车辆的行驶状态划分为稳定域、可拓域和非域三个状态，引入关联度将车辆当前的行驶状态信息量化，通过量化结果来分别为AFS和DYC赋予权重，根据AFS的权重和DYC的权重来控制车辆。本专利技术的技术方案能够根据车辆的当前行驶状态来分别确定AFS和DYC的权重，进而控制车辆，AFS和DYC的协调过程更加精细，能够大幅提高车辆的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例的一种基于AFS和DYC的车辆协调控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例的β-dβ相平面示意图；图3为本专利技术实施例的前轮转角与横摆角速度增益的关系示意图；图4为本专利技术实施例的二维论域示意图；图5为本专利技术实施例的一维论域示意图；图6为本专利技术实施例的横摆角速度的仿真结果示意图；图7为本专利技术实施例的车辆行驶路径的仿真结果示意图；图8为本专利技术另一实施例的一种基于AFS和DYC的车辆协调控制装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，包括如下步骤：110,获取车辆的行驶数据和行驶状态信息。具体地，行驶数据包括车辆的行驶速度、行驶路面附着系数和前轮转角等，行驶状态信息包括当前质心侧偏角和当前质心侧偏角速度等。120,根据所述行驶数据确定可拓域，并根据所述行驶状态信息确定所述车辆的特征量。130,基于所述可拓域，根据所述特征量确定所述车辆在当前行驶状态下的关联度。140,根据所述关联度分别确定AFS的权重和DYC的权重，并根据所述AFS的权重和所述DYC的权重控制所述车辆。本实施例中，根据行驶数据确定可拓域，可将车辆的行驶状态划分为稳定域、可拓域和非域三个状态，引入关联度将车辆当前的行驶状态信息量化，通过量化结果来分别为AFS和DYC赋予权重，根据AFS的权重和DYC的权重来控制车辆。本专利技术的技术方案能够根据车辆的当前行驶状态来分别确定AFS和DYC的权重，进而控制车辆，AFS和DYC的协调控制过程更加精细，能够大幅提高车辆的稳定性。优选地，根据所述行驶数据确定可拓域，具体包括如下步骤：根据所述行驶数据确定扩展的二自由度整车模型，并根据所述扩展的二自由度整车模型确定非域边界线。本实施例中，建立扩展的二自由度整车模型时，忽略空气阻力、转向系统和悬架系统的影响。根据所述扩展的二自由度整车模型确定在轮胎侧偏特性线性极限时的稳态临界质心侧偏角，并根据所述稳态临界质心侧偏角确定经典域边界线。具体地，通过横摆角速度增益图确定在标定车速下轮胎侧向力到达线性极限时的前轮转角，将此时的前轮转角代入扩展的二自由度整车模型即可求解出稳态临界质心侧偏角；将轮胎侧偏特性此时的分界点的轮胎侧向力代入扩展的二自由度整车模型得到稳态临界侧偏角，根据此稳态临界侧偏角确定经典域边界。根据所述非域边界线和所述经典域边界线确定所述可拓域，所述可拓域为所述非域边界线和所述经典域边界线之间的区域。具体地，如图4所示，非域边界线和经典域边界线将论域划分为三个部分，分别是经典域、可拓域和非域。优选地，所述行驶数据包括行驶速度、行驶路面附着系数和前轮转角；根据所述行驶数据确定扩展的二自由度整车模型，并根据所述扩展的二自由度整车模型确定非域边界线具体包括如下步骤：根据所述行驶速度和所述前轮转角建立所述扩展的二自由度整车模型，所述扩展的二自由度整车模型由第一公式表示，所述第一公式为：其中，为质心侧偏角速度，u为所述行驶速度，r为横摆角速度，为横摆角加速度，δ为所述前轮转角，m为整车质量，Iz为转动惯量，Lf为质心距前轴距，Lr为质心距后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n获取车辆的行驶数据和行驶状态信息；/n根据所述行驶数据确定可拓域，并根据所述行驶状态信息确定所述车辆的特征量；/n基于所述可拓域，根据所述特征量确定所述车辆在当前行驶状态下的关联度；/n根据所述关联度分别确定AFS的权重和DYC的权重，并根据所述AFS的权重和所述DYC的权重控制所述车辆。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取车辆的行驶数据和行驶状态信息；
根据所述行驶数据确定可拓域，并根据所述行驶状态信息确定所述车辆的特征量；
基于所述可拓域，根据所述特征量确定所述车辆在当前行驶状态下的关联度；
根据所述关联度分别确定AFS的权重和DYC的权重，并根据所述AFS的权重和所述DYC的权重控制所述车辆。


2.根据权利要求1所述的基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，其特征在于，根据所述行驶数据确定可拓域，具体包括如下步骤：
根据所述行驶数据确定扩展的二自由度整车模型，并根据所述扩展的二自由度整车模型确定非域边界线；
根据所述扩展的二自由度整车模型确定在轮胎侧偏特性线性极限时的稳态临界质心侧偏角，并根据所述稳态临界质心侧偏角确定经典域边界线；
根据所述非域边界线和所述经典域边界线确定所述可拓域，所述可拓域为所述非域边界线和所述经典域边界线之间的区域。


3.根据权利要求2所述的基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，其特征在于，所述行驶数据包括行驶速度、行驶路面附着系数和前轮转角；根据所述行驶数据确定扩展的二自由度整车模型，并根据所述扩展的二自由度整车模型确定非域边界线，具体包括如下步骤：
根据所述行驶速度和所述前轮转角建立所述扩展的二自由度整车模型，所述扩展的二自由度整车模型由第一公式表示，所述第一公式为：



其中，为质心侧偏角速度，为横摆角加速度，u为所述行驶速度，r为横摆角速度，δ为所述前轮转角，m为整车质量，Iz为转动惯量，Lf为质心距前轴距，Lr为质心距后轴距，Fyf为前轮侧向力，Fyr为后轮侧向力；
Fyf和Fyr由第二公式确定，所述第二公式为：



其中，μ为所述路面附着系数，αf为前轮侧偏角，Bf、Cf、Df和Ef均为前轮拟合参数，αr为后轮侧偏角，Br、Cr、Dr和Er均为后轮拟合参数；
将所述扩展的二自由度整车模型表示为二阶自治系统，所述二阶自治系统由第三公式表示，所述第三公式为：



其中，β为质心侧偏角，r为横摆角速度；
根据多组不同的质心侧偏角初始值和横摆角速度初始值，采用相平面作图法绘制β-dβ相平面；
确定所述β-dβ相平面中非域的分界直线，所述分界直线为所述非域边界线，所述非域边界线的方程由第四公式表示，所述第四公式为：



其中，E＝-1/k，k为所述分界直线的斜率，βlim为稳态极限侧偏角。


4.根据权利要求3所述的基于AFS和DYC的车辆协调控制方法，其特征在于，根据所述扩展的二自由度整车模型确定在轮胎侧偏特性线性极限时的稳态临界质心侧偏角，并根据所述稳态临界质心侧偏角确定经典域边界线，具体包括如下步骤：
根据所述扩展的二自由度整车模型确定固定的所述行驶速度下的所述前轮转角与横摆角速度增益之间的关系，并根据所述前轮转角与横摆角速度增益之间的关系确定轮胎侧偏特性线性极限下的稳态临界前轮转角，并根据所述稳态临界前轮转角确定所述稳态临界质心侧偏角；
根据所述稳态临界质心侧偏角确定所述经典域边界线，令所述稳态临界质心侧偏角为β1，则所述经典域边界线的方程由第五公式表示，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国忠，严运兵，龚边，杨勇，潘芳芳，彭文典，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42