一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法技术

一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，为了克服和解决在对爆胎汽车进行控制时起始阶段不知道给出多大的控制力，而只能通过控制后的反馈来纠正，这样容易引起控制系统的震荡以及鲁棒性不好的，本发明专利技术专利提供一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，可以在发生爆胎时就可以算出爆胎汽车的跑偏力，为控制系统控制输出力的大小提供依据，减小系统初始控制的震荡，有利于爆胎控制系统的稳定性。有利于爆胎控制系统的稳定性。有利于爆胎控制系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法


[0001]本专利技术涉及汽车安全控制装置，特别是一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法。

技术介绍

[0002]汽车轮胎突然爆胎时方向易失控跑偏造成人员伤亡及财产损失事故，为此业界对汽车防爆胎控制技术作了深入的研究，目前的汽车防爆胎控制技术结构复杂，成本高，运行效率地，需要辅助装置等缺点。本次申请的一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，其核心是当爆胎发生后根据汽车的车速、汽车结构参数，以及爆胎车轮的位置、汽车质量等参数来确定汽车跑偏或侧翻的受力大小，给控制系统提供控制的依据，进而防止汽车跑偏或者侧翻。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服和解决在对爆胎汽车进行控制时起始阶段不知道给出多大的力，而只能通过控制后的反馈来纠正，这样容易引起控制系统的震荡以及鲁棒性不好的缺点和问题，提供一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，可以在发生爆胎时就可以算出爆胎汽车的跑偏力，为控制系统控制输出力的大小提供依据，减小系统初始控制的震荡，有利于爆胎控制系统的稳定性。
[0004]为达到上述专利技术目的本专利技术采用的技术方案是：一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立固结于车身的运动坐标系，以车辆质心为坐标系的原点，以通过车辆质心且平行于地面的车辆运动方向作为所建坐标系的X轴的正方向，以通过车辆质心、垂直于车辆运动方向且平行于地面作为所建坐标系的Y轴，且以驾驶员的左手边为Y轴的正方向；步骤二、在建立爆胎汽车操纵动力学模型，需要对汽车结构按刚体理想化处理、并且假设汽车行驶在无垂向路面不平度输入的光滑路面发生爆胎时汽车的总质量不会因为汽车爆胎而引起变化，还要忽略空气动力学的影响；步骤三、根据车辆在所建坐标系中的实际运动状态，利用牛顿矢量法将固结于车身的坐标系中加速度转换为固结于地面惯性坐标系中的加速度，利用车辆在X轴方向上的受力平衡以及车辆整体所受力矩平衡建立爆胎车辆的运动方程；步骤四、根据前后轮的侧向速度以及车轮运动方向的几何关系，求解车辆爆胎后车轮侧偏角的值；步骤五、根据汽车在发生爆胎后，爆胎车轮有效滚动半径变小，爆胎车轮相对于其他车轮会发生下沉，爆胎车轮以及其对角线处轮胎所连接悬架被拉伸，导致其垂向载荷变小，其他两个车轮上的垂向载荷会因悬架被压缩而增大，求解车辆爆胎后车辆垂直载荷在发生爆胎时产生的侧向加速度会导致轮胎垂向载荷的转移，进而求解爆胎汽车各车轮垂向载荷变化量；步骤六、求解四个车轮所受侧偏力的值，根据侧偏力半经验模型，可知车轮侧偏力受车轮的侧偏角、垂向载荷、摩擦系数的影响，结合步骤四所求的车轮侧偏角和步骤五所求的垂向载荷转移量求解车辆四个车轮的侧偏力；步骤七、根据步骤三所建立的建立爆胎车辆的运动方程，以及步骤六利用侧偏力半经验
模型求解四个车轮所受侧偏力的值，建立基于载荷转移的智能网联汽车爆胎控制模型为公式(1)和公式(2)：
[0005][0006][0007]其中：m
‑
汽车质量；u
‑
纵向车速度；v
‑
侧向车速度；
‑
侧向加速度；γ
‑
绕z轴的横摆角速度；
‑
绕z轴的横摆角加速度；b
‑
汽车质心至后轴的距离；a
‑
汽车质心至前轴的距离；l
‑
前后轴的距离，l＝a+b；K
s
‑
车轮悬架刚度；R
‑
正常轮胎有效滚动半径；r
‑
爆胎轮胎有效滚动半径；μ
‑
侧向摩擦系数；E1，E2，E3‑
轮胎半经验公式的拟合系数，可以通过拟合求得；
‑
无量纲侧向滑移率；I
‑
横摆转动惯量。
[0008]采用本专利技术一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法具有有益效果：
[0009]本专利技术一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法在建立控制模型时考虑了汽车爆胎时由于爆胎车轮的滚动半径变小而引起的汽车载荷的转移，进而引起各个车轮在行驶时所受的侧偏力不同而引起的汽车跑偏。因而考虑了载荷转移的爆胎控制模型能更准确的描述汽车爆胎后的受力情况。进而有利于对汽车更准确的爆胎控制。
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法作进一步说明。
附图说明
[0011]图1是本专利技术一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法的控制流程图。
具体实施方式
[0012]如图1所示为根据本专利技术一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立固结于车身的运动坐标系，以车辆质心为坐标系的原点，以通过车辆质心且平行于地面的车辆运动方向作为所建坐标系的X轴的正方向，以通过车辆质心、垂直于车辆运动方向且平行于地面作为所建坐标系的Y轴，且以驾驶员的左手边为Y轴的正方向；步骤二、在建立爆胎汽车操纵动力学模型，需要对汽车结构按刚体理想化处理、并且假设汽车行驶在无垂向路面不平度输入的光滑路面发生爆胎时汽车的总质量不会因为汽车爆胎而引起变化，还要忽略空气动力学的影响；步骤三、根据车辆在所建坐标系中的实际运动状态，利用牛顿矢量法将固结于车身的坐标系中加速度转换为固结于地面惯性坐标系中的加速度，利用车辆在X轴方向上的受力平衡以及车辆整体所受力矩平衡建立爆胎
车辆的运动方程；步骤四、根据前后轮的侧向速度以及车轮运动方向的几何关系，求解车辆爆胎后车轮侧偏角的值；步骤五、根据汽车在发生爆胎后，爆胎车轮有效滚动半径变小，爆胎车轮相对于其他车轮会发生下沉，爆胎车轮以及其对角线处轮胎所连接悬架被拉伸，导致其垂向载荷变小，其他两个车轮上的垂向载荷会因悬架被压缩而增大，求解车辆爆胎后车辆垂直载荷在发生爆胎时产生的侧向加速度会导致轮胎垂向载荷的转移，进而求解爆胎汽车各车轮垂向载荷变化量；步骤六、求解四个车轮所受侧偏力的值，根据侧偏力半经验模型，可知车轮侧偏力受车轮的侧偏角、垂向载荷、摩擦系数的影响，结合步骤四所求的车轮侧偏角和步骤五所求的垂向载荷转移量求解车辆四个车轮的侧偏力；步骤七、根据步骤三所建立的建立爆胎车辆的运动方程，以及步骤六利用侧偏力半经验模型求解四个车轮所受侧偏力的值，建立基于载荷转移的智能网联汽车爆胎控制模型为公式(1)和公式(2)：
[0013][0014][0015]其中：m
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汽车质量；u
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纵向车速度；v
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侧向车速度；
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侧向加速度；γ
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绕z轴的横摆角速度；
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绕z轴的横摆角加速度；b
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汽车质心至后轴的距离；a
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汽车质心至前轴的距离；l
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前后轴的距离，l＝a+b；K
s
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车轮悬架刚度；R
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正常轮胎有效滚动半径；r
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爆胎轮胎有效滚动半径；μ
‑
侧向摩擦系数；E1，E2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能网联汽车爆胎控制模型建立方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立固结于车身的运动坐标系，以车辆质心为坐标系的原点，以通过车辆质心且平行于地面的车辆运动方向作为所建坐标系的X轴的正方向，以通过车辆质心、垂直于车辆运动方向且平行于地面作为所建坐标系的Y轴，且以驾驶员的左手边为Y轴的正方向；步骤二、在建立爆胎汽车操纵动力学模型，需要对汽车结构按刚体理想化处理、并且假设汽车行驶在无垂向路面不平度输入的光滑路面发生爆胎时汽车的总质量不会因为汽车爆胎而引起变化，还要忽略空气动力学的影响；步骤三、根据车辆在所建坐标系中的实际运动状态，利用牛顿矢量法将固结于车身的坐标系中加速度转换为固结于地面惯性坐标系中的加速度，利用车辆在X轴方向上的受力平衡以及车辆整体所受力矩平衡建立爆胎车辆的运动方程；步骤四、根据前后轮的侧向速度以及车轮运动方向的几何关系，求解车辆爆胎后车轮侧偏角的值；步骤五、根据汽车在发生爆胎后，爆胎车轮有效滚动半径变小，爆胎车轮相对于其他车轮会发生下沉，爆胎车轮以及其对角线处轮胎所连接悬架被拉伸，导致其垂向载荷变小，其他两个车轮上的垂向载荷会因悬架被压缩而增大，求解车辆爆胎后车辆垂直载荷在发生爆胎时产生的侧向加速度会导致轮胎垂向载荷的转移，进而求解爆胎汽车各车轮垂向载荷变化量；步骤六、求解四个车轮所受侧偏力的值，根据侧偏力半经验模型，可知车轮侧偏力受车轮的侧偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦会，段琳，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：