一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法技术

本发明专利技术提供一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法，包括：通过构建二自由度车辆动力学模型，生成质心侧偏角

【技术实现步骤摘要】
一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法


[0001]本专利技术涉及车辆稳定性评价
，尤其涉及一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法。

技术介绍

[0002]车辆稳定性是车辆行驶中的一项重要性能，是衡量车辆操控、行驶状态的一个重要指标，其含义指车辆能够正确地响应控制、抵抗外界干扰并保持稳定的行驶状态的能力，其衡量应包括车辆行驶中在各个自由度上的参数状况以及其在短时间内的变化状况。有关车辆稳定性的评价、判断的研究可应用于车辆自动驾驶技术、智能交通技术以及车辆主动安全技术等多个领域，对车辆稳定性的准确判断对其他领域的进一步发展具有重要意义。
[0003]目前常用的基于相平面的车辆稳定性评价方法主要有质心侧偏角
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横摆角速度相平面评价、质心侧偏角
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质心侧偏角速度相平面评价和前轮侧偏角
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后轮侧偏角相平面评价三种方法。而在这所有的评价方法中，大多评价仅涉及三种类型中的一种或两种，没有结合各种相平面的优势并且对于稳定性区域的划分采用折线法、边界判定较为模糊、精度不高。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有的问题，提供一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下所述：
[0007]一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法，包括如下步骤：S1：构建二自由度车辆动力学模型；S2：设置所述二自由度车辆动力学模型的模型参数，通过仿真计算得到车辆轨迹离散点，生成质心侧偏角
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橫摆角速度相平面、质心侧偏角
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质心侧偏角速度相平面、前轮侧偏角
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后轮侧偏角相平面三类二维相平面，所述二维相平面构成相平面空间；S3：搜寻所述相平面空间的边界收敛曲线；S4：根据所述边界收敛曲线在所述相平面空间划分出稳定区域、临界稳定区域以及非稳定区域三部分从而建立离线相平面空间数据库；S5：以待评价车辆的速度、前轮转向角、路面摩擦系数作为输入，利用所述二自由度车辆动力学模型仿真得到所述待评价车辆的状态信息，根据所述待评价车辆的状态信息得到所述待评价车辆的状态点；S6：根据所述待评价车辆的状态信息从所述离线相平面空间数据库中得到对应的相平面空间；S7：得到所述待评价车辆的状态点到所述对应的相平面空间的三个所述二维相平面稳定边界的距离；S8：得到所述对应的相平面空间三个所述二维相平面的起始点包络面积；S9：基于所述距离、所述包络面积和所述对应的相平面空间得到所述待评价车辆的状态信息基于所述对应的相平面空间的评价距离：S10：根据所述评价距离判断所述待评价车辆的稳定性。
[0008]优选地，利用二自由度车辆动力学微分方程构建以仿真车辆速度、路面附着系数
和前轮转向角为输入，以质心侧偏角、横摆角速度、质心侧偏角速度、前轮侧偏角和后轮侧偏角为输出的所述二自由度车辆动力学模型；设置所述二自由度车辆动力学模型的模型参数包括设置所述仿真车辆速度、所述路面附着系数和所述前轮转向角的初始值、结束值以及步长。
[0009]优选地，搜寻所述相平面空间的所述边界收敛曲线是寻找所述二维相平面中所有收敛曲线和所有不收敛曲线边界上的收敛曲线。
[0010]优选地，根据所述边界收敛曲线在所述相平面空间划分出稳定区域、临界稳定区域以及非稳定区域三部分从而建立离线相平面空间数据库包括：对三类所述二维相平面采用速度邻域的方法，以所述待评价车辆的速度信息作为基准上下浮动预设范围；将待评价车辆速度上浮后三类所述二维相平面中的边界收敛曲线分别作为三类所述二维相平面的稳定边界；将所述待评价车辆速度下降后三类所述二维相平面中的边界收敛曲线作为三类所述二维相平面中的临界稳定边界；利用所述稳定边界和所述临界稳定边界在三个相平面上划分出稳定区域、临界稳定区域以及非稳定区域三部分建立所述离线相平面空间数据库。
[0011]优选地，所述待评价车辆的状态信息为：车辆的质心侧偏角、横摆角速度、质心侧偏角速度、前轮侧偏角、后轮侧偏角。
[0012]优选地，所述待评价车辆的状态点为：(质心侧偏角，横摆角速度)、(质心侧偏角，质心侧偏角速度)、(前轮侧偏角，后轮侧偏角)。
[0013]优选地，得到所述待评价车辆的状态点到所述对应的相平面空间的三个所述二维相平面稳定边界的距离包括：(质心侧偏角，横摆角速度)状态点距所述质心侧偏角
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横摆角速度相平面的所述稳定边界的最短距离x1；(质心侧偏角，质心侧偏角速度)状态点距所述质心侧偏角
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质心侧偏角速度相平面的所述稳定边界的最短距离x2；(前轮侧偏角，后轮侧偏角)状态点距所述前轮侧偏角
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后轮侧偏角相平面的所述稳定边界的最短距离x3。
[0014]优选地，得到所述对应的相平面空间三个所述二维相平面的所述起始点包络面积包括：将三个所述二维相平面上所有的收敛曲线的起始点依次连接围成一个封闭的区域并计算形成所述区域所占面积；其中，S1是所述质心侧偏角
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横摆角速度相平面起始点包络的面积；S2是所述质心侧偏角
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质心侧偏角速度相平面起始点包络的面积；S3是所述前轮侧偏角
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后轮侧偏角相平面起始点包络的面积。
[0015]优选地，基于所述距离、所述包络面积和所述对应的相平面空间得到所述待评价车辆的状态信息基于所述对应的相平面空间的所述评价距离包括：
[0016][0017]优选地，根据所述评价距离判断所述待评价车辆的稳定性包括：当所述评价距离D大于零，则所述待评价车辆的状态处于稳定区域、车辆稳定；当所述评价距离D小于零，则所述待评价车辆的状态处于临界稳定区域或非稳定区域、车辆临界稳定或非稳定。
[0018]本专利技术的有益效果为：提供一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法，通过构建相平面空间，采用相平面空间的评价方法，使得评价结果更加准确。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例中一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法的示意图。
[0020]图2是本专利技术实施例中离线相平面空间数据库建立流程示意图。
[0021]图3是本专利技术实施例中一种车辆瞬态稳定性定量化评价流程的示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆瞬态稳定性定量化评价方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构建二自由度车辆动力学模型；S2：设置所述二自由度车辆动力学模型的模型参数，通过仿真计算得到车辆轨迹离散点，生成质心侧偏角
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橫摆角速度相平面、质心侧偏角
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质心侧偏角速度相平面、前轮侧偏角
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后轮侧偏角相平面三类二维相平面，所述二维相平面构成相平面空间；S3：搜寻所述相平面空间的边界收敛曲线；S4：根据所述边界收敛曲线在所述相平面空间划分出稳定区域、临界稳定区域以及非稳定区域三部分从而建立离线相平面空间数据库；S5：以待评价车辆的速度、前轮转向角、路面摩擦系数作为输入，利用所述二自由度车辆动力学模型仿真得到所述待评价车辆的状态信息，根据所述待评价车辆的状态信息得到所述待评价车辆的状态点；S6：根据所述待评价车辆的状态信息从所述离线相平面空间数据库中得到对应的相平面空间；S7：得到所述待评价车辆的状态点到所述对应的相平面空间的三个所述二维相平面稳定边界的距离；S8：得到所述对应的相平面空间三个所述二维相平面的起始点包络面积；S9：基于所述距离、所述包络面积和所述对应的相平面空间得到所述待评价车辆的状态信息基于所述对应的相平面空间的评价距离：S10：根据所述评价距离判断所述待评价车辆的稳定性。2.如权利要求1所述的车辆瞬态稳定性定量化评价方法，其特征在于，利用二自由度车辆动力学微分方程构建以仿真车辆速度、路面附着系数和前轮转向角为输入，以质心侧偏角、横摆角速度、质心侧偏角速度、前轮侧偏角和后轮侧偏角为输出的所述二自由度车辆动力学模型；设置所述二自由度车辆动力学模型的模型参数包括设置所述仿真车辆速度、所述路面附着系数和所述前轮转向角的初始值、结束值以及步长。3.如权利要求2所述的车辆瞬态稳定性定量化评价方法，其特征在于，搜寻所述相平面空间的所述边界收敛曲线是寻找所述二维相平面中所有收敛曲线和所有不收敛曲线边界上的收敛曲线。4.如权利要求3所述的车辆瞬态稳定性定量化评价方法，其特征在于，根据所述边界收敛曲线在所述相平面空间划分出稳定区域、临界稳定区域以及非稳定区域三部分从而建立离线相平面空间数据库包括：对三类所述二维相平面采用速度邻域的方法，以所述待评价车辆的速度信息作为基准上下浮动预设范围；将待评价车辆速度上浮后三类所述二维相平面中的边界收敛曲线分别作为三类所述二维相平面的稳定边界；将所述待评价...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峰，昕琦，李志恒，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：