一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统，包括车辆行驶信息检测单元、车辆侧翻危险指数计算单元、车辆防侧翻判断单元、车辆防侧翻执行单元。其中，车辆行驶信息检测单元用于获取车辆实时车速、车身侧倾角、侧向加速度、车轮垂向载荷、轮胎侧偏力；车辆侧翻危险指数计算单元用于计算横向载荷转移率、横向载荷偏移系数和横向载荷激转指数，从而得到侧翻危险指数；车辆防侧翻判断单元用于判断控制防侧翻系统是否执行控制工作，其中控制模式包括单一控制工作模式和联合控制模式；车辆防侧翻执行单元包括线控转向系统、线控制动系统、主动悬架系统，根据不同的控制模式来控制不同的控制系统。不同的控制系统。不同的控制系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统


[0001]本专利技术涉及一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统。

技术介绍

[0002]目前，车辆防侧翻控制应用越来越广泛，在高速过弯、规避障碍、急转并道等驾驶场景中，车辆侧翻是一种常见的交通事故，对驾驶员、乘客和行人均会造成严重的伤害。而现有的防侧翻系统往往无法满足存在复杂的路况，也无法对危险进行联合控制，控制方法较为单一，评价因素较为单一，很少能够进行分方向解耦控制车辆防侧翻，导致无法针对上述情况做出及时的措施，安全性不足。因此如何有效保证车辆在不同复杂工况下行驶时实现联合控制工作模式的防侧翻控制，提升车辆的平顺性以及舒适性成为了申请人亟待解决的技术问题。为改善这些问题，本专利技术提出一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统，以解决上述
技术介绍
中所面临的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统：其包括车辆行驶信息检测单元、车辆侧翻危险指数计算单元、车辆防侧翻判断单元、车辆防侧翻执行单元；
[0005]所述车辆行驶信息检测单元用于获取车辆实时车速、车身侧倾角、侧向加速度、车轮垂向载荷、轮胎侧偏力，建立三自由度车辆模型，列出侧倾运动力矩平衡方程、横摆运动力矩平衡方程和侧向运动力平衡方程；
[0006]所述车辆侧翻危险指数计算单元用于计算横向载荷转移率LTR、横向载荷偏移系数LTP和横向载荷激转指数LTQ，从而得到侧翻危险指数RRI；
[0007]所述车辆防侧翻判断单元用于判断控制防侧翻系统是否执行控制工作，若所述侧翻危险指数|RRI|≤0.3，防侧翻控制系统不执行控制工作，若所述侧翻危险指数0.3＜|RRI|≤0.65，防侧翻控制系统执行单一控制工作模式，若所述侧翻危险指数0.65＜|RRI|≤1，防侧翻控制系统执行联合控制工作模式，其中单一控制模式仅通过线控底盘中的线控转向系统对车轮转角的角度进行修正控制，联合控制模式采用线控转向系统、线控制动系统和主动悬架系统进行联合控制，由线控转向系统控制的车轮修正角度和线控制动系统控制的车轮制动力可以改变车辆横摆运动力矩，控制方法采用模糊控制，主动悬架控制系统通过控制抗侧倾力矩和减振器阻尼力的大小来改变车辆侧倾运动力矩，根据左右侧减振器阻尼力差异程度因子ζ的大小来评价主动悬架对车辆防侧翻的效果；
[0008]所述车辆防侧翻执行单元包括线控转向系统、线控制动系统、主动悬架系统，根据所述不同的控制模式来控制不同的系统，单一控制模式仅通过主线控底盘中的线控转向系统对车轮转角的角度进行修正控制，控制方法为比例—积分—微分，联合控制模式采用线控转向系统、线控制动系统和主动悬架系统进行联合控制，由线控转向系统控制的车轮修
正角度和线控制动系统控制的车轮制动力可以改变车辆横摆运动力矩，对车辆各车轮轮胎制动力绝对值的平均值车速v、各车轮转角绝对值的平均值做出控制调整，控制方法采用模糊控制，主动悬架控制系统通过控制抗侧倾力矩和减振器阻尼力的大小来改变车辆侧倾运动力矩，引入阻尼力差异系数λ来表示左右侧减振器阻尼力差异程度因子ζ的大小，根据左右侧减振器阻尼力差异程度因子ζ的大小来评价主动悬架对车辆防侧翻的效果。
[0009]具体包括以下内容：
[0010]S1、建立三自由度车辆模型，
[0011]绕X轴侧倾运动力矩平衡方程：
[0012][0013]绕Z轴横摆运动力矩平衡方程：
[0014][0015]绕Y轴侧向运动力平衡方程：
[0016][0017]其中，l
x
为侧倾转动惯量，l
z
为横摆转动惯量，为侧倾角加速度，为侧倾角速度，为车身侧倾角，m为整车质量，m
s
为簧载质量，h
s
为侧倾中心到地面的距离，为横摆角加速度，a为质心到前轴的距离，b为质心到后轴的距离，a
y
为侧向加速度，K为悬架等效侧倾刚度，C为悬架等效侧倾阻尼，F
yf
为前轮侧偏力，F
yr
为后轮侧偏力；
[0018]S2、所述车辆侧翻危险指数计算单元，根据以下公式可计算横向载荷转移率：
[0019][0020]其中，F
zl
为左侧车轮垂向载荷，F
zr
为右侧车轮垂向载荷；
[0021]S3、所述车辆侧翻危险指数计算单元，根据车身侧倾角、侧倾角速度、侧向加速度获得横向载荷偏移系数：
[0022][0023]其中，l为轮距，k1、k2为加权系数，且k1+k2＝1，h
r
为簧载质量质心到侧倾中心的高度；
[0024]S4、所述车辆侧翻危险指数计算单元，根据车速、临界车速、不同类型车辆获得横向载荷激转指数：
[0025][0026]其中，v为车速，v
cr
为临界车速，K
H
为车辆高度加权系数，其值取决于车辆的类型，当车辆为A级车时，K
H
＝0.85，当车辆为B级车时，K
H
＝0.90，当车辆为C级车时，K
H
＝0.95，当车辆为D级车时，K
H
＝1.0，为车身侧倾角系数，其值取决于车身侧倾角，当车身侧倾角满足时，当车身侧倾角满足时，当车身侧倾角满
足时，K
S
为车辆损耗系数，其值取决于车辆购买时间系数K
T
、车辆行驶总公里数系数K
x
、每周驾车时间系数K
t
和近三年发生事故数量系数K
a
，其表达式为：
[0027][0028]其中，β1、β2、β3、β4为权重系数，且β1+β2+β3+β4＝1，当车辆购买时间不足1年时，K
T
＝0.1，当车辆购买时间超过1年但不超过3年时，K
T
＝0.25，当车辆购买时间超过3年时，K
T
＝0.4，当车辆行驶总公里数不足15000km时，K
x
＝0.15，当车辆行驶总公里数超过15000km但不超过35000km时，K
x
＝0.3，当车辆行驶总公里数超过35000km时，K
x
＝0.45，当每周驾车时间不足10小时时，K
t
＝0.2，当每周驾车时间超过10小时但不超过15小时时，K
t
＝0.3，当每周驾车时间超过15小时时，K
t
＝0.4，当近三年发生事故数量不足3件时，K
a
＝0.1，当近三年发生事故数量超过3件但不超过5件时，K
a
＝0.35，当近三年发生事故数量超过5件时，K
a
＝0.6。
[0029]所述车辆侧翻危险指数计算单元根据横向载荷转移率LTR、横向载荷偏移系数LTP和横向载荷激转指数LTQ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统，其特征在于，包括以下内容：其包括车辆行驶信息检测单元、车辆侧翻危险指数计算单元、车辆防侧翻判断单元、车辆防侧翻执行单元；所述车辆行驶信息检测单元用于获取车辆实时车速、车身侧倾角、侧向加速度、车轮垂向载荷、轮胎侧偏力，建立三自由度车辆模型，列出侧倾运动力矩平衡方程、横摆运动力矩平衡方程和侧向运动力平衡方程；所述车辆侧翻危险指数计算单元用于计算横向载荷转移率LTR、横向载荷偏移系数LTP和横向载荷激转指数LTQ，从而得到侧翻危险指数RRI；所述车辆防侧翻判断单元用于判断控制防侧翻系统是否执行控制工作，若所述侧翻危险指数|RRI|≤0.3，防侧翻控制系统不执行控制工作，若所述侧翻危险指数0.3＜|RRI|≤0.65，防侧翻控制系统执行单一控制工作模式，若所述侧翻危险指数0.65＜|RRI|≤1，防侧翻控制系统执行联合控制工作模式，其中单一控制模式仅通过线控底盘中的线控转向系统对车轮转角的角度进行修正控制，联合控制模式采用线控转向系统、线控制动系统和主动悬架系统进行联合控制，由线控转向系统控制的车轮修正角度和线控制动系统控制的车轮制动力可以改变车辆横摆运动力矩，控制方法采用模糊控制，主动悬架控制系统通过控制抗侧倾力矩和减振器阻尼力的大小来改变车辆侧倾运动力矩，根据左右侧减振器阻尼力差异程度因子ζ的大小来评价主动悬架对车辆防侧翻的效果；所述车辆防侧翻执行单元包括线控转向系统、线控制动系统、主动悬架系统，根据所述不同的控制模式来控制不同的系统，单一控制模式仅通过主线控底盘中的线控转向系统对车轮转角的角度进行修正控制，控制方法为比例—积分—微分，联合控制模式采用线控转向系统、线控制动系统和主动悬架系统进行联合控制，由线控转向系统控制的车轮修正角度和线控制动系统控制的车轮制动力可以改变车辆横摆运动力矩，对车辆各车轮轮胎制动力绝对值的平均值车速v、各车轮转角绝对值的平均值做出控制调整，控制方法采用模糊控制，主动悬架控制系统通过控制抗侧倾力矩和减振器阻尼力的大小来改变车辆侧倾运动力矩，引入阻尼力差异系数λ来表示左右侧减振器阻尼力差异程度因子ζ的大小，根据左右侧减振器阻尼力差异程度因子ζ的大小来评价主动悬架对车辆防侧翻的效果。2.根据权利要求1所述一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统，其特征在于：具体包括以下内容：S1、建立三自由度车辆模型，绕X轴侧倾运动力矩平衡方程：绕Z轴横摆运动力矩平衡方程：绕Y轴侧向运动力平衡方程：其中，l
x
为侧倾转动惯量，l
z
为横摆转动惯量，为侧倾角加速度，为侧倾角速度，为
车身侧倾角，m为整车质量，m
s
为簧载质量，h
s
为侧倾中心到地面的距离，为横摆角加速度，a为质心到前轴的距离，b为质心到后轴的距离，a
y
为侧向加速度，K为悬架等效侧倾刚度，C为悬架等效侧倾阻尼，F
yf
为前轮侧偏力，F
yr
为后轮侧偏力；S2、所述车辆侧翻危险指数计算单元，根据以下公式可计算横向载荷转移率：其中，F
zl
为左侧车轮垂向载荷，F
zr
为右侧车轮垂向载荷；S3、所述车辆侧翻危险指数计算单元，根据车身侧倾角、侧倾角速度、侧向加速度获得横向载荷偏移系数：其中，l为轮距，k1、k2为加权系数，且k1+k2＝1，h
r
为簧载质量质心到侧倾中心的高度；S4、所述车辆侧翻危险指数计算单元，根据车速、临界车速、不同类型车辆获得横向载荷激转指数：其中，v为车速，v
cr
为临界车速，K
H
为车辆高度加权系数，其值取决于车辆的类型，当车辆为A级车时，K
H
＝0.85，当车辆为B级车时，K
H
＝0.90，当车辆为C级车时，K
H
＝0.95，当车辆为D级车时，K
H
＝1.0，为车身侧倾角系数，其值取决于车身侧倾角，当车身侧倾角满足时，当车身侧倾角满足时，当车身侧倾角满足时，K
S
为车辆损耗系数，其值取决于车辆购买时间系数K
T
、车辆行驶总公里数系数K
x
、每周驾车时间系数K
t
和近三年发生事故数量系数K
a
，其表达式为：其中，β1、β2、β3、β4为权重系数，且β1+β2+β3+β4＝1，当车辆购买时间不足1年时，K
T
＝0.1，当车辆购买时间超过1年但不超过3年时，K
T
＝0.25，当车辆购买时间超过3年时，K
T
＝0.4，当车辆行驶总公里数不足15000km时，K
x
＝0.15，当车辆行驶总公里数超过15000km但不超过35000km时，K
x
＝0.3，当车辆行驶总公里数超过35000km时，K
x
＝0.45，当每周驾车时间不足10小时时，K
t
＝0.2，当每周驾车时间超过10小时但不超过15小时时，K
t
＝0.3，当每周驾车时间超过15小时时，K
t
＝0.4，当近三年发生事故数量不足3件时，K
a
＝0.1，当近三年发生事故数量超过3件但不超过5件时，K
a
＝0.35，当近三年发生事故数量超过5件时，K
a
＝0.6。3.根据权利要求1所述一种基于线控底盘的车辆防侧翻控制系统，其特征在于：所述车辆侧翻危险指数计算单元根据横向载荷转移率LTR、横向载荷偏移系数LTP和横向载荷激转指数LTQ确定侧翻危险指数RRI，其表达式为：RRI＝α1LTR+α2LTP+α3LTQ,
‑
1≤RRI≤1，联立步骤权利要求2中的S1、S2、S3、S4中的表达式，可得：
将其转化为矩阵形式如下：其中，Q
e
为参数权重矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩嘉伟，郑宏宇，宗长富，靳立强，肖峰，张旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：