极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109094644A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201810798317.2(22)申请日2018.07.19(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人张子俊赵万忠王春燕徐灿周小川赵宏宇(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B62D6/00(2006.01)B62D101/00(2006.01)B62D113/00(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图3页(54)发明名称极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法(57)摘要本发明提供了一种极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，分为控制层和执行层。在控制层中，转向盘转角和车速两路信号输入到事先设计的变传动比map图中，插值得到理想传动比，由理想传动比和转向盘转角的微分计算出期望前轮转角的微分，经积分后输入到参考模型可以得到参考横摆角速度和参考质心侧偏角；然后同外界干扰及实际横摆角速度和质心侧偏角一起输入到模式判定模块，经过多态加权体系判定后将这些信号传给ARS模式或DYC模式。在执行层中，将测得的实际后轮转角传给整车状态空间模型。最后，整车模型计算得到实际横摆角速度和质心侧偏角，并将这两种信号重新输入到控制层。CN109094644ACN109094644A权利要求书1/4页1.一种极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)建立转向及整车系统动力学模型；2)车况—路况信号综合计算模块接收转向盘转角θsw和车速u两路信号输入到变传动比***map图中,得到理想传动比i，由i和θsw的微分得到参考前轮转角δf的微分，积分后输入到参考模型得到参考横摆角速度γ*和参考质心侧偏角β*；3)将外界干扰及实际横摆角速度γ和质心侧偏角β一起经过模式判定模块的多态加权评价体系判定后传给主动后轮转向控制器或直接横摆力矩控制器，主动后轮转向控制器向*转向电机发出期望后轮转角指令δr，直接横摆力矩控制器向两后轮轮毂电机发出期望后轮*转矩差指令ΔTr；4)后轮转向子系统在转向盘转角θsw和与车速u对应的转向阻力的作用下，接受期望后*轮转角指令δr，使后轮转向电机产生既定的微小转角，经转向电机执行后将测得的实际后轮转角δr传给整车状态空间模型，控从而修正车辆行驶轨迹和运动姿态；*5)整车模型在期望后轮转矩差指令ΔTr、实际后轮转角δr、实际转向盘转角输入θsw和外界干扰的共同作用下，计算得到实际横摆角速度γ和质心侧偏角β，使两后轮产生既定的驱动转矩差，从而为整车提供合适的附加横摆力矩以保证整车横摆自由度的稳定性，并将这两种信号重新输入到步骤3)中。2.根据权利要求1所述的极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，其特征在于：步骤2)所述的变传动比map图设计方法如下，将转向系统变传动比设计成关于u和θsw的函数，*i＝f(u)·g(θsw)，*式中，i为转向系统传动比，f(u)为车速函数，g(θsw)为转向盘转角函数；将车速函数和转向盘转角函数表示为，r式中，u0为车速下界，取为10m/s；um为车速上界，取为40m/s；Gδ为横摆角速度增益，根据2CN109094644A权利要求书2/4页-1实验数据取Ks＝0.2s；θsw0为转向盘转角下界，取为0.0349rad；θswm为转向盘转角上界，取为4rad，从而设计出变传动比map图。3.根据权利要求1所述的极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，其特征在于：步骤3)所述的多态加权评价体系判定方法如下，以u、α、ay和γ四种状态的加权值构成评价体系，式中，为四个车轮的平均侧偏角；为侧向加速度；wi为四个状态量的权重值，其和为1；将权重值分别取为0.3，0.3，0.2，0.2；当评价指标0＜f＜0.5时，表明此时为车速较低的小转向工况，使用直接横摆力矩控制模式；当评价指标0.5≤f≤1时，表明此时为高车速下的大转向工况，在这种极限工况下轮胎力趋于饱和，使用主动后轮转向控制模式。4.根据权利要求1所述的极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，其特征在于：步骤4)所述的整车状态空间模型如下，式中，5.根据权利要求1所述的极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，其特征在于：所述的步骤4)和步骤5)采用自适应动态神经网络控制器，在线训练和学习，并实时动态调整网络内部参数。6.根据权利要求5所述的极限工况下的主动后轮转向与直接横摆力矩控制方法，其特征在于：所述的自适应动态神经网络控制器包括输入层、隐含层、输出层三层前向神经元网络，每一个神经元包含输入、状态和输出三种属性，采用向前算法和误差反向