[发明专利]一种基于时变速度的四轮驱动汽车横向稳定性控制方法

权利要求书

1.一种基于时变速度的四轮驱动汽车横向稳定性控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

T1采集汽车的固有参数和实时参数；

T2利用T1的参数，建立汽车控制模型系统；

T3对T2系统考虑时变速度设计LPV控制器；

T4根据T3结果对四轮驱动汽车的转矩分配；

所述T4中，四轮驱动汽车的转矩分配采用基于目标优化的方法进行转矩分配；

对车辆运动模型进行分析，得到：

ΔM_z＝F_x1(-cosδ·l_s+sinδ·l_f)+F_x2(cosδ·l_s+sinδ·l_f)-F_x3·l_s+F_x4·l_s

其中F_xi,i＝1,2,3,4为四个车轮的纵向轮胎力，δ为前轮转向角，l_s为车辆横轴长度的一半，ΔM_z是外部提供的横摆力矩，l_f是前轴到汽车重心的距离；

转矩分配策略还需满足纵向驱动合力F_x和四个车轮的纵向轮胎力F_xi之间的关系如下：

F_x＝F_x1·cosδ+F_x2·cosδ+F_x3+F_x4

对上面的式子进行整理，得y＝Gξ，其中：

y＝[ΔM_z F_x]^T，ξ＝[F_x1 F_x2 F_x3 F_x4]^T，

假设要使车辆稳定所需要的外部横摆力矩为ΔM_des，F_x＝ma_x，那么y的期望值为y_d＝[ΔM_des F_x]^T。

2.根据权利要求1所述的基于时变速度的四轮驱动汽车横向稳定性控制方法，其特征在于，所述T1中，

所述固有参数包括汽车总质量m，转动惯量Iz，前、后轴到汽车重心的距离lf、lr，以及前、后轮的侧偏刚度Cf、Cr；这些参数是汽车固有的，提前采集并存储；

所述实时参数包括前轮转向角δ，汽车纵向速度vx，横摆角速度r，质心侧偏角β；

所述实时参数中，前轮转向角通过传感器采集方向盘转角，然后通过转向传动机构的参数来计算获得；横摆角速度通过陀螺仪测算获得；车身纵向速度和质心侧偏角通过状态参数估计器结合方向盘转角、横摆角速度、车身各方向加速度计算得到，车身各方向加速度由陀螺仪得到。

3.根据权利要求1所述的基于时变速度的四轮驱动汽车横向稳定性控制方法，其特征在于，所述T2中，首先建立汽车二自由度模型，CG表示汽车的重心，m为汽车总质量，β为汽车质心侧偏角，r为横摆角速度，为横摆角加速度，F_yf和F_yr分别为前、后轮的侧向力，v_y和v_x分别是汽车横向和纵向速度，为汽车横向加速度，I_z为车身转动惯量，ΔM_z是外部提供的横摆力矩，通过转向系统和制动系统提供，l_f、l_r分别是前后轴到汽车重心的距离；

根据牛顿力学定律，得到以下方程：

在上面的方程中：

F_yf＝C_fα_f,F_yr＝C_rα_r

其中，C_f、C_r分别为前后轮胎的侧偏刚度，α_f,α_r分别为前、后轮侧偏角。