CN112406853B - 轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,获取车辆运行参数,得到当前时刻的横向载荷转移率和横向运动平衡方程,然后得到下一时刻的预测横向载荷转移率;根据横摆角速度和质心侧偏角确定横摆稳定性工况;根据预测横向载荷转移率和横摆稳定性工况确定横摆与侧倾集成控制***的控制模式。当预测横向载荷转移率的绝对值小于安全阈值,以横摆稳定性控制为首要目标;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于安全阈值,以侧倾稳定性控制为首要目标,横摆稳定性控制为次要目标。本发明实现实现侧倾稳定性控制***与横摆稳定性控制***协调优化,消除两个子***各自独立控制时的冲突,进行协调控制以保证车辆的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车稳定性控制技术领域,具体地指一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法。
背景技术
在车辆的横摆稳定性控制中,当车辆的横向加速度过大或路面附着情况较差时,极易发生侧滑现象,车辆无法按照驾驶员期望的轨迹行驶,此时轮胎侧向力已达到饱和,而轮胎的纵向力比侧向力拥有更大的裕度,可以通过轮胎的纵向力调节对车辆施加一个附加横摆力矩,保证车辆的稳定性,在极限工况下,直接横摆力矩控制(Direct Yaw-momentControl,DYC)具有很好的控制效果。传统车辆的DYC通过差动制动的方式实现,影响车辆的纵向车速,对驾驶员产生干扰。
一种分布式电动汽车横摆稳定性控制方法,包括依据路面附着系数确定车辆所在路面对应的质心偏侧角-质心偏侧角速度相平面图;采用双线法确定所述质心偏侧角-质心偏侧角速度相平面图的最大稳定区域和最小稳定区域,最大稳定区域的边界为最大边界,最小稳定区域的边界为最小边界。确定车辆在当前状态下的相轨迹点在所述质心偏侧角-质心偏侧角速度相平面图中的位置,依据当前位置确定质心偏侧角权重系数,进而依据状态数据、质心偏侧角权重系数、期望横摆角加速度、期望质心侧偏角速度,计算期望附加横摆力矩,实现横摆稳定性控制。
上述采用双线法确定质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面图的最大稳定区域和最小稳定区域,进而确定质心侧偏角权重系数进行侧倾稳定性控制判断。权重系数选取单一,因为质心侧偏角只是稳定性分析与控制中的一个重要指标,车辆稳定性的所有状况不能直观的描述,相平面稳定区域是会受到包括方向盘转角、车速、控制***作用、路面附着系数等来自人、车、控制***、环境各方面因素的影响,所以不能反映质心侧偏角相平面对不同工况下车辆稳定性的表征。同时在不同形式工况下需要确定相平面图的最大稳定区域和最小稳定区域,控制响应性较差,区域划分较为复杂,而通过区域中心点确定车辆相轨迹点的相对位置更为简单。
采用分层式协同控制结构对底盘一体化控制***进行控制,具体分为三层,上层包括驾驶员控制层以及运动控制层,中层轮胎力分配层以及下层执行器控制层。利用可测量的量如四个车轮的力矩和转速信息,通过驾驶员控制层给出控制指令,然后采用模型预测控制算法来设计运动控制器得到车辆期望的纵横垂向合力及合力矩。中层主要解决合力与合力矩的分配问题,包括目标函数的制定、约束条件的选取。下层将分配得到轮胎力转化成执行器所能识别的车轮转角、电机驱动以及主动悬架力,来获得车辆最优轮胎力,保证车辆的操纵性、稳定性及舒适性。
集成控制***的最终目标是实现各子***之间的协调优化,充分发挥子***的作用,消除子***之间的冲突。而本技术在中层策略开发只是通过设计最优轮胎力进行分配,没有进行不同工况的控制***协调选择,在不同的阈值判断条件下应该有不同的控制模式。底盘主动控制技术仅针对单一的功能和底盘子***进行设计,但是在车辆行驶过程中,底盘子***之间并非是完全独立的,而是相互影响的,当多种控制***同时存在时,若各控制***是不考虑多***耦合关系的独立控制,则无法充分发挥多***联合控制的优势,所以在某些情况下甚至存在功能冲突的问题。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足,提供一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,该控制方法实现侧倾稳定性控制***与横摆稳定性控制***协调优化,消除两个子***各自独立控制时的冲突。
为实现上述目的,本发明提供一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:获取车辆运行参数,得到当前时刻的横向载荷转移率和横向运动平衡方程,然后得到下一时刻的预测横向载荷转移率;根据横摆角速度和质心侧偏角确定横摆稳定性工况;根据预测横向载荷转移率和横摆稳定性工况确定横摆与侧倾集成控制***的控制模式。
进一步地,当预测横向载荷转移率的绝对值小于安全阈值,首先控制横摆稳定性。
进一步地,当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于安全阈值,首先控制侧倾稳定性,然后控制横摆稳定性。
进一步地,当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值,且质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为安全工况,不执行控制动作。
进一步地,当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值或质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为非稳定工况,进入转向操纵性优化模式,只进行横摆稳定性控制。
进一步地,当横摆角速度绝对值大于或等于横摆角速度阈值且质心侧偏角绝对值大于或等于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为极限工况,进入横摆稳定性控制模式,首先控制横摆稳定性,然后控制侧倾稳定性。
进一步地,当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值或质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为非稳定工况,进入防侧倾控制模式,首先控制侧倾稳定性,然后控制横摆稳定性。
进一步地,当横摆角速度绝对值大于或等于横摆角速度阈值且质心侧偏角绝对值大于或等于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为极限工况,进入极限稳定性控制模式,首先控制侧倾稳定性,然后控制横摆稳定性并限制直接横摆力矩。
进一步地,侧倾稳定性控制方法包括,根据车速和预测横向载荷转移率确定质心目标高度,通过横向加速度得到目标侧倾角,最后根据质心目标高度、目标侧倾角和目标俯仰角得到各个悬架的目标高度,通过控制各个悬架的目标高度调节实际侧倾角达到目标侧倾角。
进一步地,当车速小于设定车速时,预测横向载荷转移率的安全阈值为第一安全阈值,当预测横向载荷转移率的绝对值小于第一安全阈值时,质心目标高度为第一质心高度;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于第一安全阈值时,质心目标高度为第三质心高度。
进一步地,当车速大于或等于设定车速时,预测横向载荷转移率的安全阈值为第二安全阈值,当预测横向载荷转移率的绝对值小于第二安全阈值时,质心目标高度为第二质心高度;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于第二安全阈值时,质心目标高度为第三质心高度。
进一步地,所述第一安全阈值大于第二安全阈值。
进一步地,第一质心高度、第二质心高度和第三质心高度依次递减。
进一步地,所述预测横向载荷转移率PLTR为
其中,LTR为横向载荷转移率,t0是当前时刻,Δt是计算周期。
进一步地,所述横向载荷转移率LTR为
进一步地,所述横向运动平衡方程为
其中,ay是车辆侧向加速度,c1、c2、c3、c4均为常数,且c1=-c2,c3=-c4。
进一步地,横摆稳定性控制方法包括,通过控制直接横摆力矩控制横摆角速度和质心侧偏角。
进一步地,所述横摆稳定性工况的确定方法包括,根据横摆角速度和质心侧偏角构建二维相平面坐标系,确定每个横摆稳定性工况在坐标系中的参数域、以及每个横摆稳定性工况的激活函数,当激活函数满足该横摆稳定性工况的激活条件时,则位于该横摆稳定性工况。
进一步地,当横摆稳定性工况为安全工况时,安全工况的激活函数h3(X)为
h3(X)=H9(X)。
当横摆稳定性工况为非稳定工况时,非稳定工况的激活函数h2(X)为
当横摆稳定性工况为极限工况时,极限工况的激活函数h1(X)为
式中X=[β γ]T为当前时刻的坐标,L为横摆稳定性工况的参数域中心点个数L=9,Cj为第j个参数域中心点的坐标;σ为形状参数,表示参数域中心点距该参数域边界的距离。
进一步地,当安全工况的激活函数h3(X)小于激活函数h3(X)的阈值h3(X)th时,横摆稳定性工况为安全工况。
进一步地,当安全工况的激活函数h3(X)大于或等于激活函数h3(X)的阈值h3(X)th时,且非稳定工况的激活函数h2(X)小于激活函数h2(X)的阈值h2(X)th时,横摆稳定性工况为非稳定工况。
进一步地,当安全工况的激活函数h3(X)大于或等于激活函数h3(X)的阈值h3(X)th时,且非稳定工况的激活函数h2(X)大于或等于激活函数h2(X)的阈值h2(X)th时,横摆稳定性工况为极限工况。
本发明的有益效果:根据预测横向载荷转移率和横摆稳定性工况确定横摆与侧倾集成控制***的五种控制模式,当只有横摆稳定性不足时,首先通过控制直接横摆力矩控制横摆稳定性,当只有侧倾稳定性不足时,首先通过控制目标侧倾角控制侧倾稳定性,然后再辅助控制横摆稳定性。实现侧倾稳定性控制***与横摆稳定性控制***协调优化,消除两个子***各自独立控制时的冲突,进行协调控制以保证车辆的安全性。
附图说明
图1为本发明横摆与侧倾稳定性集成控制方法的流程图。
图2为本发明侧倾稳定性控制***控制方法流程图。
图3为本发明横摆稳定性控制***控制方法流程图
图4为本发明二维相平面坐标系示意图。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明,便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制***,包括侧倾稳定性控制***和横摆稳定性控制***,在不受横摆与侧倾稳定性集成控制***的控制时,侧倾稳定性控制***和横摆稳定性控制***可以分别独立进行控制。
如图2所示,侧倾稳定性控制***独立控制过程为:
首先获取车辆各个运行参数,得到横向载荷转移率和横向运动平衡方程。
本实施例中,横向载荷转移率LTR为
本实施例中,横向运动平衡方程为
其中,β为质心侧偏角,是质心速度方向与车头方向的夹角,m是整车质量,a是质心至前轴的距离,b是质心至后轴的距离,kf是前轮轮胎侧偏刚度,kr是后轮轮胎侧偏刚度,Vx是纵向车速,γ是横摆角速度、δ是前轮转角。
由于横向载荷转移率只能反映当前时刻的横向载荷转移率的状态量,不能反映横向载荷转移率的动态变化,因此定义一个预测横向载荷转移率,可以根据当前的横向载荷转移率预测下一时刻的横向载荷转移率,预测横向载荷转移率PLTR为
其中,LTR为横向载荷转移率,t0是当前时刻,Δt是计算周期。
将横向运动平衡方程代入横向载荷转移率表达式中,最终得到预测横向载荷转移率PLTR为
本实施例中,当车速小于40Km/h时,预测横向载荷转移率的安全阈值为第一安全阈值0.8,当预测横向载荷转移率的绝对值小于0.8时,表明此时车辆没有侧倾的风险,质心目标高度维持在正常高度1060mm;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于0.8时,表明此时车辆有侧倾的风险,质心目标高度降为660mm,可以有效地降低车辆侧倾的风险。
当车速大于或等于40Km/h时,车辆发生侧倾的风险增大,预测横向载荷转移率的安全阈值降低为第二安全阈值0.7,当预测横向载荷转移率的绝对值小于0.7时,表明此时车辆没有侧倾的风险,质心目标高度为860mm;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于0.7时,表明此时车辆有侧倾的风险,质心目标高度同样降为为660mm。
其中,ay是车辆侧向加速度,c1、c2、c3、c4均为常数,且c1=-c2,c3=-c4。采用此方法得到的目标侧倾角满足:当侧向加速度较小时,侧倾角可以尽量小,保证舒适性,当侧向加速度逐渐增大时,侧倾角可以适当增大,保证驾驶员得到较好的反馈,并且当侧向加速度达到一定程度时,侧倾角被限制,防止发生危险。
侧倾角时衡量侧倾稳定性的关键指标,侧倾稳定性的控制目标最终是通过控制侧倾角达到目标侧倾角实现,根据所求的质心目标高度、目标侧倾角和目标俯仰角得到各个悬架的目标高度,通过控制各个悬架的目标高度调节实际侧倾角达到目标侧倾角。
如图3~4所示,横摆稳定性控制***独立控制过程为:
首先以横摆角速度为横坐标、以质心侧偏角为纵坐标构建β-γ二维相平面坐标系,确定每个横摆稳定性工况在坐标系中的参数域、以及每个横摆稳定性工况的激活函数,当激活函数满足该横摆稳定性工况的激活条件时,则位于该横摆稳定性工况。
本实施例中,当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值,且质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,参数域位于区域1中,横摆稳定性工况为安全工况。当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值或质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,参数域位于区域2中,横摆稳定性工况为非稳定工况。当横摆角速度绝对值大于或等于横摆角速度阈值且质心侧偏角绝对值大于或等于质心侧偏角阈值时,参数域位于区域3中,横摆稳定性工况为极限工况。由于不同工况下横摆角速度阈值和质心侧偏角阈值是不确定的,因此难以进行判断,可以通过下面的构造每个参数域的激活函数来判断横摆稳定性工况。
本实施例中,当横摆稳定性工况为安全工况时,安全工况的激活函数h3(X)为
h3(X)=H9(X)。
当横摆稳定性工况为非稳定工况时,非稳定工况的激活函数h2(X)为
当横摆稳定性工况为极限工况时,极限工况的激活函数h1(X)为
式中X=[β γ]T为当前时刻的坐标,L为横摆稳定性工况的参数域中心点个数L=9,Cj为第j个参数域中心点的坐标;σ为形状参数,表示参数域中心点距该参数域边界的距离。σ越小,ηj(X)越小,激活函数越大,激活函数可以较快地确定并与激活函数的阈值进行比较,控制越迅速;σ越小,则控制过程越平滑。激活函数可以很清晰的表征车辆控制状态,同时通过控制σ,可以使控制策略控制迅速或者平滑,提高稳定性,防止控制策略频繁介入或者退出。
区域3的中心点坐标为Ch1,区域2的中心点坐标为Ch2,区域1的中心点坐标为Ch3。
本实施例中,当安全工况的激活函数h3(X)小于激活函数h3(X)的阈值0.126时,横摆稳定性工况为安全工况,横摆角速度和质心侧偏角均不需要调节。
本实施例中,当安全工况的激活函数h3(X)大于或等于激活函数h3(X)的阈值0.126时,且非稳定工况的激活函数h2(X)小于激活函数h2(X)的阈值0.415时,横摆稳定性工况为非稳定工况,此时首先满足横摆角速度的控制目标。
本实施例中,当安全工况的激活函数h3(X)大于或等于激活函数h3(X)的阈值0.126时,且非稳定工况的激活函数h2(X)大于或等于激活函数h2(X)的阈值0.415时,横摆稳定性工况为极限工况,此时首先满足质心侧偏角的控制目标。
本实施例中,横摆稳定性控制方法为通过独立调节各轮毂电机驱动力矩控制横摆角速度和质心侧偏角。
如果侧倾稳定性控制***和横摆稳定性控制***分别独立进行控制,在某些工况下例如横摆稳定性为非稳定状态且侧倾稳定性有风险时,两个***均需要同时进行控制,那么控制过程的优先级无法确定,容易造成两个***的冲突,如图1所示,一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,综合根据预测横向载荷转移率和横摆稳定性工况确定横摆与侧倾集成控制***的控制模式,对两个***控制目标进行协调优化,消除两个子***各自独立控制时的冲突,进行协调控制以保证车辆的安全性。
本实施例中,当预测横向载荷转移率的绝对值小于安全阈值,且横摆稳定性工况为安全工况,不执行控制动作。
本实施例中,当预测横向载荷转移率的绝对值小于安全阈值,且横摆稳定性工况为非稳定工况,***处于转向操纵性优化模式,只进行横摆稳定性控制,车辆高速转向行驶且横摆和侧倾运动都处于稳定区域内,通过直接横摆力矩控制优化车辆的操纵性。
本实施例中,当预测横向载荷转移率的绝对值小于安全阈值,且横摆稳定性工况为极限工况,***处于横摆稳定性控制模式,首先满足横摆稳定性控制目标,然后满足侧倾稳定性控制目标。车辆的横摆运动突破了稳定区域,而侧倾运动处于稳定区域内,在直接横摆力矩控制***调节轮毂电机驱动力的基础上,利用油气悬架对车身姿态进行调节,优化车辆的内外侧车轮垂向载荷分布,提高车辆的稳定性裕度。
本实施例中,当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于安全阈值,且横摆稳定性工况为非稳定工况,***处于防侧倾控制模式,首先满足侧倾稳定性控制目标,然后满足横摆稳定性控制目标。车辆的侧倾运动突破了稳定区域,而横摆运动处于稳定区域内,在侧倾稳定性控制***对车辆的质心高度和侧倾姿态进行控制的同时,为了防止由于车轮垂向载荷变化引起操纵稳定性的波动,车辆的横摆稳定性控制***工作,保证车辆中性转向特性。
本实施例中,当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于安全阈值,且横摆稳定性工况为极限工况,***处于极限稳定性控制模式。车辆的横摆运动和侧倾运动都突破了稳定区域,两个子***都处于工作状态,由于车辆的横向运动和垂向运动的耦合关系,油气悬架的调节会导致垂向载荷的波动,影响横摆稳定性;直接横摆力矩的调节会加剧车辆的侧倾运动,因此对两个子***进行耦合协调控制,首先满足侧倾稳定性控制目标,并减小横摆稳定性的目标横摆力矩。
Claims (19)
1.一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:获取车辆运行参数,得到当前时刻的横向载荷转移率和横向运动平衡方程,然后得到下一时刻的预测横向载荷转移率;根据横摆角速度和质心侧偏角确定横摆稳定性工况;
当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值,且质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为安全工况,不执行控制动作,当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值或质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为非稳定工况,进入转向操纵性优化模式,只进行横摆稳定性控制;
根据预测横向载荷转移率和横摆稳定性工况确定横摆与侧倾集成控制***的控制模式,当预测横向载荷转移率的绝对值小于安全阈值,首先控制横摆稳定性,当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于安全阈值,首先控制侧倾稳定性,然后控制横摆稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当横摆角速度绝对值大于或等于横摆角速度阈值且质心侧偏角绝对值大于或等于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为极限工况,进入横摆稳定性控制模式,首先控制横摆稳定性,然后控制侧倾稳定性。
3.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当横摆角速度绝对值小于横摆角速度阈值或质心侧偏角绝对值小于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为非稳定工况,进入防侧倾控制模式,首先控制侧倾稳定性,然后控制横摆稳定性。
4.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当横摆角速度绝对值大于或等于横摆角速度阈值且质心侧偏角绝对值大于或等于质心侧偏角阈值时,横摆稳定性工况为极限工况,进入极限稳定性控制模式,首先控制侧倾稳定性,然后控制横摆稳定性并限制直接横摆力矩。
5.根据权利要求2~4任意一项所述的一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:侧倾稳定性控制方法包括,根据车速和预测横向载荷转移率确定质心目标高度,通过横向加速度得到目标侧倾角,最后根据质心目标高度、目标侧倾角和目标俯仰角得到各个悬架的目标高度,通过控制各个悬架的目标高度调节实际侧倾角达到目标侧倾角。
6.根据权利要求5所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当车速小于设定车速时,预测横向载荷转移率的安全阈值为第一安全阈值,当预测横向载荷转移率的绝对值小于第一安全阈值时,质心目标高度为第一质心高度;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于第一安全阈值时,质心目标高度为第三质心高度。
7.根据权利要求6所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当车速大于或等于设定车速时,预测横向载荷转移率的安全阈值为第二安全阈值,当预测横向载荷转移率的绝对值小于第二安全阈值时,质心目标高度为第二质心高度;当预测横向载荷转移率的绝对值大于或等于第二安全阈值时,质心目标高度为第三质心高度。
8.根据权利要求7所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:所述第一安全阈值大于第二安全阈值。
9.根据权利要求7所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:第一质心高度、第二质心高度和第三质心高度依次递减。
14.根据权利要求1~4任意一项所述的一种轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:横摆稳定性控制方法包括,通过控制直接横摆力矩控制横摆角速度和质心侧偏角。
15.根据权利要求1~4任意一项所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:所述横摆稳定性工况的确定方法包括,根据横摆角速度和质心侧偏角构建二维相平面坐标系,确定每个横摆稳定性工况在坐标系中的参数域、以及每个横摆稳定性工况的激活函数,当激活函数满足该横摆稳定性工况的激活条件时,则位于该横摆稳定性工况。
17.根据权利要求16所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当安全工况的激活函数h3(X)小于激活函数h3(X)的阈值h3(X)th时,横摆稳定性工况为安全工况。
18.根据权利要求17所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当安全工况的激活函数h3(X)大于或等于激活函数h3(X)的阈值h3(X)th时,且非稳定工况的激活函数h2(X)小于激活函数h2(X)的阈值h2(X)th时,横摆稳定性工况为非稳定工况。
19.根据权利要求17所述的轮毂电机驱动越野车横摆与侧倾稳定性集成控制方法,其特征在于:当安全工况的激活函数h3(X)大于或等于激活函数h3(X)的阈值h3(X)th时,且非稳定工况的激活函数h2(X)大于或等于激活函数h2(X)的阈值h2(X)th时,横摆稳定性工况为极限工况。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106004870A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 吉林大学 | 一种基于变权重模型预测算法的车辆稳定性集成控制方法 |
CN108162955A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-15 | 长沙理工大学 | 一种具有时滞补偿功能的车辆主动防侧翻控制***及方法 |
CN109606352A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-12 | 江苏大学 | 一种车辆路径跟踪与稳定性协调控制方法 |
CN111391595A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-10 | 南京林业大学 | 车辆防侧翻主动倾摆模型预测控制方法 |
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---|---|---|---|---|
US7590481B2 (en) * | 2005-09-19 | 2009-09-15 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated vehicle control system using dynamically determined vehicle conditions |
FR2900369B1 (fr) * | 2006-04-28 | 2012-08-17 | Renault Sas | Procede et dispositif de commande d'un systeme anti-roulis actif d'un vehicule automobile |
US7571039B2 (en) * | 2006-08-08 | 2009-08-04 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Vehicle yaw/roll stability control with semi-active suspension |
JP6944125B2 (ja) * | 2017-11-17 | 2021-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の挙動制御装置 |
CN111976409B (zh) * | 2019-05-23 | 2022-04-29 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种车辆舒适性和操稳性的控制方法、***及计算机可读介质 |
CN111204332B (zh) * | 2020-02-10 | 2022-07-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种全工况下优化车辆横摆动态性能的滑模控制方法 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106004870A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 吉林大学 | 一种基于变权重模型预测算法的车辆稳定性集成控制方法 |
CN108162955A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-15 | 长沙理工大学 | 一种具有时滞补偿功能的车辆主动防侧翻控制***及方法 |
CN109606352A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-12 | 江苏大学 | 一种车辆路径跟踪与稳定性协调控制方法 |
CN111731265A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种用于预测自动驾驶车辆稳定性状态的方法及*** |
CN111391595A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-10 | 南京林业大学 | 车辆防侧翻主动倾摆模型预测控制方法 |
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