[发明专利]一种改善车道跟踪与操控稳定性能的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车工程的技术领域，具体的说，是一种改善车道跟踪与操控稳定性能的设计方法。 

背景技术

车辆车道跟踪性能与操控稳定性一直是车辆驾驶辅助和主动安全性研究的热点。 

就电动车而言，四轮独立驱动系统可以有效提升车辆的操控稳定性，但无法抑制车辆加速、制动时的前俯后仰以及转向时的车身侧倾。车身前俯后仰或侧倾会使车辆质心相对于轮胎移动，从而增大车轮垂向载荷的变化幅度，降低车辆操控稳定性，尤其是车辆侧倾，将会使轮胎定位发生改变，影响操控稳定性。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种改善车道跟踪与操控稳定性能的设计方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。 

本发明的主要技术背景为四轮独立驱动系统及主动悬架系统。本发明对四轮独立驱动系统与主动悬架系统进行统一控制，使两系统协同工作。 

1、车辆加速时，轴荷后移，四轮独立驱动系统向后轮输送较大转矩，向前轮输送较小转矩，从而抑制前轮滑转，提升能量的利用率。同时，主动悬架系统降低前悬架高度，升高后悬架高度，抑制车身后仰。 

2、车辆减速或制动时，四轮独立驱动系统向前轮提供更大的阻力，向后轮提供较小的阻力，优化制动力分配，防止因后轮制动力分配过多而导致后轮侧滑现象发生。同时，主动悬架系统通过悬架刚度的调节，升高前悬架高度，降低后悬架高度，抑制车身前俯。 

3、车辆转向时，四轮独立驱动系统对内外侧车轮进行主动差速干预，即增加外侧车轮转速，降低内侧车轮转速，产生主动横摆力矩，使车辆处于可控的轻微过度转向状态，在极限条件下依然能够较为稳定的按照驾驶员预想的路线行驶。同时，主动悬架系统降低内侧悬架高度，升高外侧悬架高度，抑制车身侧倾，使车身保持水平，从而减小四轮定位由于侧倾而改变的幅度，配合四轮独立驱动系统保证车辆具有良好的转向特性。 

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现： 

一种改善车道跟踪与操控稳定性能的设计方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤： 

步骤S10、根据驾驶员给出转向以及油门踏板角度输入，结合传感器检测出车身侧倾或俯仰角度以及质心相对于车轮移动的距离； 

步骤S20、车辆工况信息输入到PID控制器，通过相应的PID控制算法得到悬架高度的主动调节幅度以及各车轮驱动电机的动力分配比例； 

步骤S30、车辆接受反馈控制后，车辆轮胎的垂向载荷进行重新分配，同时四轮驱动力根据轮胎的垂向载荷重新分配，转向时可产生一个校正横摆力矩来抑制车辆的不足转向或过度转向且抑制车身侧倾，加速、制动时抑制车辆后仰、前俯及车轮滑转。 

进一步，本发明的一种改善车道跟踪与操控稳定性能的设计方法还可以具有这样的特征： 

所述步骤S10中，车辆在不同工况下质心移动计算： 

加速时，惯性力作用于车辆质心，产生翻转力矩，使车辆产生“后仰”现象，由于模型车整车布局趋于对称，故假设车辆质心m距离前后桥水平距离相等，均为L，质心高为H，悬架弹簧弹性系数为K，地面对前轮的支持力F₁，地面对后轮的支持力F₂。 

①加速时，加速度为a_a,车身后仰角度为θ， 

由此可知，当车辆以加速度a加速行驶时，前后悬架高度差为 

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且前悬架高于后悬架，前后桥垂向载荷差为 

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且前桥垂向载荷小于后桥。