一种车辆底盘的协同控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车辆底盘的协同控制方法及装置，包括：基于驾驶员输入的控制参数建立车辆动力学模型以计算车辆运动学状态变量的期望值；基于车辆运动学状态变量的期望值构建目标函数及约束条件，以求解车辆底盘控制的合力与合力矩的期望值；基于预设优化目标以及合力与合力矩的期望值，优化分配每个车轮上横向力与纵向力，以得到每个车轮上横向力及纵向力的最优分配值；以及基于每个车轮上横向力及纵向力的最优分配值确定电机输出转矩及各个车轮的转角以实现车辆底盘的协同控制。车轮的转角以实现车辆底盘的协同控制。车轮的转角以实现车辆底盘的协同控制。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆底盘的协同控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及车辆动力学控制领域，尤其涉及一种车辆底盘的协同控制方法及装置。

技术介绍

[0002]作为智能车辆的控制执行层，稳定可靠的车辆运动控制是保障车辆安全性、稳定性和舒适性的关键。同时相比于集中式驱动汽车，分布式电动汽车的四轮独立驱动制动、四轮独立转向、四轮主动悬架等行驶系统为整车动力学带来了更多的控制自由度，是研究车辆底盘跨域融合及协同控制的主要对象。现有技术中，车辆对于稳定性、安全性的调控多依赖于汽车电子稳定控制系统(ESC系统)，其在车辆转向不足、转向过度以及横摆失稳时通过调控车轮的驱动和制动输出从而产生补偿横摆力矩修正车辆行驶姿态。
[0003]然而，分布式电动汽车是一个高自由度的非线性多耦合系统，ESC对于车辆稳定性调控的本质是对轮胎纵向力的控制，而没有考虑纵向力与横向力的耦合关系，忽略了横向力在稳定性调控的关键作用，难以充分利用轮胎力耦合特性来提升车辆动力学性能。另一方面，ESC针对纵向的驱动和制动控制将对车辆的动力性能产生影响，车辆的加减速性能会偏离驾驶员期望，频繁的加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆底盘的协同控制方法，包括：基于驾驶员输入的控制参数建立车辆动力学模型以计算车辆运动学状态变量的期望值；基于所述车辆运动学状态变量的期望值构建目标函数及约束条件，以求解车辆底盘控制的合力与合力矩的期望值；基于预设优化目标以及所述合力与合力矩的期望值，优化分配每个车轮上横向力与纵向力，以得到每个车轮上横向力及纵向力的最优分配值；以及基于所述每个车轮上横向力及纵向力的最优分配值确定电机输出转矩及各个车轮的转角以实现车辆底盘的协同控制。2.如权利要求1所述的协同控制方法，其特征在于，所述驾驶员输入的控制参数包括制动踏板、加速踏板的开度以及方向盘转角，所述车辆运动学状态变量的期望值包括期望横向车速V
yd
、期望纵向车速V
xd
和期望横摆角速度所述基于驾驶员输入的控制参数建立车辆动力学模型以计算车辆运动学状态变量的期望值，包括：根据以下公式计算所述期望横向车速V
yd
、所述期望纵向车速V
xd
和所述期望横摆角速度和所述期望横摆角速度其中，V
x0
为控制初始时刻的纵向车速，a
xd
为期望纵向加速度，l
f
、l
r
分别为前轴、后轴至车辆质心距离，V
x
为实际纵向车速，K
g
为转向不足度，δ
f
为前轮转角。3.如权利要求2所述的协同控制方法，其特征在于，所述基于所述车辆运动学状态变量的期望值构建目标函数及约束条件，包括：以所述期望横向车速V
yd
、所述期望纵向车速V
xd
和所述期望横摆角速度作为被控输出，以车辆底盘的纵向合力、横向合力以及横摆合力矩作为被控输入，以输出跟踪误差和控制量的波动程度为依据构建目标函数，基于车辆机械特性构建所述约束条件，并选取算法求解所述合力与合力矩的期望值。4.如权利要求3所述的协同控制方法，其特征在于，所述基于所述车辆运动学状态变量的期望值构建目标函数及约束条件，还包括：基于以下表达式求解所述车辆底盘控制的合力与合力矩的期望值：s.t.x(k+1)＝f(x(k)，u(k))u
min
≤u(k)≤u
max
Δu
min
≤Δu(k)≤Δu
max
其中，x(k)为k时刻的状态变量值，x
d
(k)为k时刻对应状态变量的期望值，u(k)为所述控制量，Δu(k)为所述控制量的变化率。5.如权利要求3所述的协同控制方法，其特征在于，所述预设优化目标包括使轮胎负荷率最小化，所述优化分配每个车轮上横向力与纵向力包括：以最小化轮胎负荷率的加权均值和方差为目标函数，基于车辆动力学、轮胎附着力及执行器的预置条件建立约束条件，求解所述每个车轮上横向力及纵向力的最优分配值，所述车辆动力学、轮胎附着力及执行器的预置条件包括：各轮最大转向角...

【专利技术属性】
技术研发人员：任江，郑凯，习纲，应东平，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：