【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电动汽车的底盘稳定性控制，具体涉及一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法及系统。
技术介绍
1、随着智能驾驶技术的发展，车辆的行驶安全性俨然已经变得越来越重要了。车辆在复杂路况的行驶稳定性作为行驶安全性的一个重要组成部分，近些年引起了人们的高度关注。
2、为了提高自动驾驶汽车在良好路径跟踪状况下的行驶稳定性，人们提出了多种车辆主动安全控制策略，如防抱死制动系统、电子车身稳定系统、主动前轮转向系统(afs)和直接横摆力矩控制系统(dyc)等，这些控制系统各有优劣，但本质上都是对车身施加横摆力矩来对车辆稳定性进行干预。
3、目前afs和dyc控制系统更受关注，afs系统通过施加适当的附加前轮转角对车辆的运行状态进行修正。但是受限于轮胎的非线性特性，当运行工况致使轮胎进入非线性条件时，控制系统将失效。dyc系统通过改变车辆左右轮的驱动或制动力矩，维持车辆在危险状况下的操纵稳定性，该系统不受轮胎非线性特性的影响，在车辆失稳状态下依旧能产生有效的控制。但是该系统的介入将影响车辆的运行速度，损害乘车人员的乘坐体验。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法及系统，在维持车辆稳定状态的前提下，尽量降低各子系统的固有缺陷对乘员的影响。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法，包括以下步骤：
4、基于车辆的路径
5、构建线性二自由度车辆模型，并基于所述方向盘转角和纵向车速生成质心侧偏角参考值和横摆角速度参考值；
6、基于所述质心侧偏角参考值和所述横摆角速度参考值构建滑膜面，并计算得到总附加横摆力矩；
7、采集车辆运行数据，并将所述车辆运行数据进行稳定层级划分，得到车辆的划分结果；
8、基于所述划分结果分别计算afs控制力矩和dys控制力矩；
9、基于所述afs控制力矩计算附加前轮转角，基于所述dys控制力矩计算附加制动力矩，完成车辆稳定性控制。
10、优选的，所述pi控制器为：
11、
12、其中，u(t)表示pi控制器的输出，t表示时间，kp表示pi控制器的比例系数，ki表示pi控制器的积分系数，e(t)为系统状态与期望值的差值；
13、所述方向盘转角为：
14、
15、其中，δsw表示方向盘转角，ey表示车辆与目标路径的横向误差，表示航向角误差。
16、优选的，所述线性二自由度车辆模型为：
17、
18、其中，β表示质心侧偏角，r表示横摆角速度，vx表示车辆的纵向车速，δ表示方向盘转角δsw按照预设传动比换算的前轮转角，a表示质心到前轴的距离，b表示质心到后轴的距离，k1表示前轴轮胎的侧偏刚度，k2表示后轴轮胎的侧偏刚度，m表示整车质量，d(t)表示外界控制及系统不确定性的集总扰动，iz表示车辆绕z轴转动惯量；
19、根据所述线性二自由度车辆模型计算所述质心侧偏角参考值和所述横摆角速度参考值：
20、
21、其中，l表示车辆轴距，μ表示路面附着系数，g表示重力加速度，k表示车辆稳定性因数：
22、
23、优选的，所述滑膜面为：
24、s＝(1-τ)(r-rd)+τ(β-βd)，
25、其中，τ表示小于1的可调整比例系数；
26、所述总附加横摆力矩为：
27、
28、
29、
30、其中，表示横摆角速度参考值的导数，表示质心侧偏角参考值的导数。
31、优选的，所述车辆运行数据包括：质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度、前轴左右轮的垂直载荷、后轴左右轮的垂直载荷和车辆横向速度。
32、优选的，所述稳定层级划分的方法包括：
33、采用k-means法对所述车辆运行数据进行聚类划分，得到车辆的状态划分结果：稳定状态、临界稳定状态和失稳状态；
34、计算车辆实际状态与所述状态划分结果中三个状态的质心簇间的欧式距离：
35、
36、其中，xi表示当前车辆的状态参数，yi表示三个状态中簇质心的状态参数；
37、判断得出的三个所述欧式距离的大小，将所述稳定层级划分为距离最小的状态类别。
38、优选的，计算所述afs控制力矩和所述dys控制力矩的方法包括：
39、计算控制器的权重系数：
40、
41、其中，q表示权重系数，l1表示稳定状态与临界状态对应的簇质心中点间欧式距离的一半，l3表示临界状态与失稳状态簇质心中点欧式距离；
42、基于所述权重系数计算所述afs控制力矩和所述dys控制力矩：
43、mafs＝δm·(1-q)
44、mdyc＝δm·q，
45、其中，mafs表示afs控制力矩，mdyc表示dys控制力矩。
46、优选的，所述附加前轮转角为：
47、
48、所述附加制动力矩为：
49、
50、其中，r表示轮胎半径，d表示车辆轮距。
51、本专利技术还提供了一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制系统，所述控制系统应用上述任一项所述的控制方法，包括：pi控制器模块、第一计算模块、第二计算模块、层级划分模块、第三计算模块和第四计算模块；
52、所述pi控制器模块用于基于车辆的路径偏差、航向角偏差和纵向车速设计pi控制器，利用pi控制器生成方向盘转角；
53、所述第一计算模块构建线性二自由度车辆模型，并基于所述方向盘转角和纵向车速生成质心侧偏角参考值和横摆角速度参考值；
54、所述第二计算模块基于所述质心侧偏角参考值和所述横摆角速度参考值构建滑膜面，并计算得到总附加横摆力矩；
55、所述层级划分模块用于采集车辆运行数据，并将所述车辆运行数据进行稳定层级划分，得到车辆的划分结果；
56、所述第三计算模块用于基于所述划分结果分别计算afs控制力矩和dys控制力矩；
57、所述第四计算模块用于基于所述afs控制力矩计算附加前轮转角，基于所述dys控制力矩计算附加制动力矩，完成车辆稳定性控制。
58、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
59、本专利技术充分考虑了车辆其他状态参数对车辆稳定性的影响，而非简单考虑质心侧偏角和横摆角速度两个主要参数，因此提出的协调控制策略对车辆稳定层级的判断以及控制权重的计算更加合理精确；本专利技术所提出的协调控制策略能够很好地维持车辆的稳定性，同时对乘员的驾乘体验影响较小，提升了乘坐的舒适性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述PI控制器为：
3.根据权利要求2所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述线性二自由度车辆模型为：
4.根据权利要求3所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述滑膜面为：
5.根据权利要求4所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述车辆运行数据包括：质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度、前轴左右轮的垂直载荷、后轴左右轮的垂直载荷和车辆横向速度。
6.根据权利要求4所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述稳定层级划分的方法包括：
7.根据权利要求6所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，计算所述AFS控制力矩和所述DYS控制力矩的方法包括：
8.根据权利要求7所述一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述附加前轮转角为
9.一种协调AFS与DYC的车辆稳定性控制系统，所述控制系统应用权利要求1-8任一项所述的控制方法，其特征在于，包括：PI控制器模块、第一计算模块、第二计算模块、层级划分模块、第三计算模块和第四计算模块；
...【技术特征摘要】
1.一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述pi控制器为：
3.根据权利要求2所述一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述线性二自由度车辆模型为：
4.根据权利要求3所述一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述滑膜面为：
5.根据权利要求4所述一种协调afs与dyc的车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述车辆运行数据包括：质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度、前轴左右轮的垂直载荷、后轴左右轮的垂直载荷和车辆...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志勇，申奥钡，吴鑫，郭昊东，田禧文，汪雨生，李江涛，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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