專利名稱：乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于乘用車平順性與操穩(wěn)性自動協(xié)調(diào)裝置與控制方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)特別是大規(guī)模集成電路和微型電子計算機技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子控制技術(shù)在車輛底盤中得到了巨大的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，給車輛發(fā)展帶來了劃時代的變化，車輛底盤系統(tǒng)開始改變以往那種完全依靠液壓或氣壓執(zhí)行機構(gòu)來傳遞力的機械式結(jié)構(gòu)，步入線控階段(X-By-Wire)，甚至底盤綜合控制系統(tǒng)已初現(xiàn)端倪。先進(jìn)的底盤集成控制系統(tǒng)優(yōu)化了車輪與地面之間的附著狀況，車輛的平順性、操縱穩(wěn)定性、輕便性、行駛安全性、 燃料經(jīng)濟(jì)性和對環(huán)境的改善都得到了較大幅度提高。因此，車輛集成控制理論與應(yīng)用研究成了現(xiàn)代車輛動力學(xué)控制研究的熱點。然而，與此同時，這也使得車輛的底盤技術(shù)變得越來越復(fù)雜。實際上，集成控制就是協(xié)調(diào)控制。近年來，在主動懸架以及主動轉(zhuǎn)向兩個子系統(tǒng)研究方面，分別有許多成果。但是， 主動懸架與主動轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)為復(fù)雜的非線性時變系統(tǒng)，這兩個控制子系統(tǒng)有不同的評價指標(biāo)和控制策略，而且，其輸入輸出之間具有耦合效應(yīng)。當(dāng)對它們分別進(jìn)行優(yōu)化控制時，簡單迭加并不能獲得良好的綜合性能，它們之間的匹配以及協(xié)調(diào)工作，涉及到人、車、環(huán)境等諸因素，其模型和技術(shù)極為復(fù)雜，參數(shù)繁多，用經(jīng)典或現(xiàn)代理論和方法往往會使計算和系統(tǒng)更加復(fù)雜，特別當(dāng)子系統(tǒng)進(jìn)一步增加時，將會變得無法實現(xiàn)，而且不可能從根本上解決各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作問題。因此，不難看出，通過分析主動懸架與主動轉(zhuǎn)向各子系統(tǒng)內(nèi)主要結(jié)構(gòu)、控制參數(shù)以及各子系統(tǒng)之間不同性能指標(biāo)的相互制約、影響、協(xié)調(diào)機理，采用模糊關(guān)系型系統(tǒng)通信網(wǎng)理論，將車輛行駛平順性和操縱穩(wěn)定性描述為適合分析與綜合的控制問題，真正可以實現(xiàn)主動懸架與主動轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，提高車輛綜合性能。這必將為解決車輛主動底盤集成控制系統(tǒng)的理論及應(yīng)用的瓶頸問題提供依據(jù)和積累經(jīng)驗，并奠定堅實基礎(chǔ)，推動未來的主動底盤系統(tǒng)將懸架和四輪轉(zhuǎn)向(4WS)、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、四輪驅(qū)動(4WD)、超低壓子午線輪胎及近年來推出的動態(tài)穩(wěn)定性控制(VDC / ESP)等子系統(tǒng)集成，使車輛主動底盤智能化集成控制得以完全實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法與控制裝置，能夠?qū)崟r地對乘用車平順性與操穩(wěn)性進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。本發(fā)明的裝置包括車身側(cè)傾角傳感器、車身橫擺角速度傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)偏角傳感器、車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、輪胎執(zhí)行器、中央處理器。車身側(cè)傾角傳感器、車身橫擺角速度傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器和車身側(cè)偏角傳感器安裝于車身質(zhì)心處。車速傳感器安裝于輪轂處，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器安裝于轉(zhuǎn)向軸靠近轉(zhuǎn)向盤處，車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器安裝于轉(zhuǎn)向軸底端，四個懸架主動減振執(zhí)行器分別安裝于前后左右四只減振器上，中央處理器輸入端接收車身側(cè)傾角傳感器、車身橫擺角速度傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)偏角傳感器、車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器信號，中央處理器輸出端連接車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、車輛前后左右四只懸架主動減振器；中央處理器內(nèi)部存儲協(xié)調(diào)乘用車平順性與操穩(wěn)性的控制程序。本發(fā)明的方法包括控制方法根據(jù)乘用車底盤結(jié)構(gòu)分為不同的獨立控制子模塊， 構(gòu)建底盤系統(tǒng)模糊關(guān)系型系統(tǒng)通信網(wǎng)。系統(tǒng)通信網(wǎng)共有7個子模塊，共同通過通信模塊與其他子模塊相連，分別為整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、通信模塊和協(xié)調(diào)模塊。首先，通過整車模塊感知車輛信息；其次，協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別為舒適模式、安全模式、運動模式、自動模式；然后，協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊等作為次優(yōu)先級控制模塊。協(xié)調(diào)模塊按照不同控制模式給每個次優(yōu)先級控制模塊賦予不同的模糊權(quán)值，將每個次優(yōu)先級控制模塊返回的可行性解組合；最后，通過以上過程，求得最優(yōu)方案并將結(jié)果返回給協(xié)調(diào)模塊?？刂品椒ǜ鶕?jù)乘用車底盤結(jié)構(gòu)分為不同的獨立控制子模塊，構(gòu)建底盤系統(tǒng)模糊關(guān)系型系統(tǒng)通信網(wǎng)，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案。系統(tǒng)通信網(wǎng)共有7個子模塊，共同通過通信模塊與其他子模塊相連，分別為整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、通信模塊和協(xié)調(diào)模塊。系統(tǒng)通過整車模塊感知車輛信息。由陀螺儀傳感器采集車身橫擺角加速度 <i、側(cè)偏角蘆側(cè)傾角#、俯仰角《，用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號，用光電式傳感器采集車速ν信號，用磁感應(yīng)式傳感器采集方向盤轉(zhuǎn)角信號忌，采集駕駛室控制面板的駕駛模式指令，將采集到的車輛信息上傳到通信模塊中。通信模塊作為控制系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進(jìn)行交互的場所。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為一個可讀寫的變量存儲區(qū)。整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、協(xié)調(diào)模塊各子模塊所需要讀寫的變量在通信模塊中有單獨的存儲空間，供信息的上傳和下載。輪胎模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度Λ、側(cè)偏角於、側(cè)傾角#、車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)
的轉(zhuǎn)角S、車速參數(shù)，通過輪胎模塊中存儲的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算出輪胎側(cè)向力巧H M1、Mjp、Mx并上傳給通信模塊。懸架模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度^、側(cè)偏角速度扇、側(cè)傾角#、車速!^、俯仰角0、參數(shù),通過懸架模塊中存儲的模糊控制器計算出前后左右四輪的懸架作動力民、 ^、^、Fa,并上傳給通信模塊。轉(zhuǎn)向模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度0、側(cè)偏角速度應(yīng)、側(cè)傾角#、車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)角tf車速V、前后左右四個車輪的側(cè)向力巧i、、、&參數(shù)，通過轉(zhuǎn)向模塊
中存儲的滑模變控制器對方向盤轉(zhuǎn)向么和輪胎力進(jìn)行控制，并將結(jié)果上傳通信模塊。協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別為舒適模式、安全模式、運動模式、自動模式；協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊等作為次優(yōu)先級控制模塊。協(xié)調(diào)模塊基于模糊關(guān)系與協(xié)同協(xié)商機制，將控制過程分為約束條件和控制目標(biāo)的制定、控制的模糊化和控制方案的優(yōu)化等三部分。1.約束條件和控制目標(biāo)的制定，協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別有對應(yīng)的約束條件和控制目標(biāo)
a.舒適模式
控制目標(biāo)車身垂直方加速度均方根值最?。?br> 約束條件滿足在0. 15m的懸架工作空間內(nèi)；輪胎動載荷限制在0-5kN的區(qū)間波動； 同時保證不足轉(zhuǎn)向度為不足轉(zhuǎn)向或者中性轉(zhuǎn)向，即KS 1、側(cè)傾角< 2°、俯仰角<3. 5°。b.安全模式
控制目標(biāo)車身側(cè)傾度最小； 約束條件轉(zhuǎn)向穩(wěn)定裕度在不足轉(zhuǎn)向范圍，即κ<1。c.運動模式
控制目標(biāo)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角速度與車身橫擺角速度的諧振頻率、諧振峰值、相位滯后角最
約束條件車身橫擺角速度峰值< 5 ° /S。d.自動模式即為以上三者模式之間的相互切換。模塊啟動后首先進(jìn)入舒適模式，若不足轉(zhuǎn)向度K達(dá)到過度轉(zhuǎn)向限值1時模塊轉(zhuǎn)入安全模式，若轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角角速度達(dá)到30 ° /S則轉(zhuǎn)入運動模式。2.控制的模糊化
協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊等作為次優(yōu)先級控制模塊。協(xié)調(diào)模塊按照當(dāng)前控制目標(biāo)和約束條件給每個次優(yōu)先級控制模塊分配任務(wù)，將每個次優(yōu)先級控制模塊返回的可行性解組合。協(xié)調(diào)模塊給每個子模塊按照優(yōu)先級和對其他子模塊的影響程度賦予不同的模糊權(quán)值
a.舒適模式懸架模塊(1^ k>0)、輪胎模塊(k=0)、轉(zhuǎn)向模塊(0>k ^ -1)；
b.安全模式轉(zhuǎn)向模塊(1彡k>0)、懸架模塊(k=0)、輪胎模塊(0>k彡-1)；
c.運動模式轉(zhuǎn)向模塊(1彡k>0)、輪胎模塊(k=0)、懸架模塊(0>k彡-1)。3.控制方案的優(yōu)化
通過以上過程，求得最優(yōu)方案并將結(jié)果返回給通信模塊。最終，執(zhí)行模塊將車輛作為被控對象，由通信模塊下載車輛轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)角&和前
后左右四輪的懸架作動力^fe、^、^、^ ,根據(jù)轉(zhuǎn)向電機和懸架步進(jìn)電機控制模型，輸出
轉(zhuǎn)向電機控制電流厶和前后左右四只懸架步進(jìn)電機控制電流，以達(dá)到乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明的有益效果是，解決主動懸架與主動轉(zhuǎn)向和輪胎三個系統(tǒng)間存在相互干涉的問題，采取分散與集中的方法實現(xiàn)對乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)控制。


下面結(jié)合相應(yīng)附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1是系統(tǒng)組成原理圖，用來說明系統(tǒng)的組成與原理。圖2是整車模塊示意圖，用來說明整車模塊的輸入輸出。圖3是輪胎模塊示意圖，用來說明輪胎模塊的輸入輸出。圖4是懸架模塊結(jié)構(gòu)圖，用來說明懸架模塊的在車身的位置。圖5是懸架模塊示意圖，用來說明懸架模塊的輸入輸出。圖6是轉(zhuǎn)向模塊結(jié)構(gòu)圖，用來說明轉(zhuǎn)向模塊的組成。圖7是轉(zhuǎn)向模塊示意圖，用來說明轉(zhuǎn)向模塊的輸入輸出。圖8是執(zhí)行模塊示意圖，用來說明執(zhí)行模塊的輸入輸出。圖中，1為轉(zhuǎn)向盤，2為轉(zhuǎn)角傳感器，3為轉(zhuǎn)向適應(yīng)器，4為集成輪胎力傳感器和輪胎力適應(yīng)器的輪胎，5為車速傳感器。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明方法做詳細(xì)說明。車身側(cè)傾角傳感器選用陀螺儀傳感器采集車身側(cè)傾角信號，將其安裝于車身質(zhì)心處。車身橫擺角速度傳感器選用陀螺儀傳感器采集車身橫擺角信號，將其安裝于車身質(zhì)心處。車身垂直加速度傳感器選用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號，作為控制器的輸入，控制器對輸入的信號進(jìn)行特征提取，以判斷車身所處的運動姿態(tài)。將其安裝于車身質(zhì)心處。車身俯仰角傳感器選用陀螺儀傳感器采集車身俯仰角信號，將其安裝于車身質(zhì)心處。側(cè)偏角傳感器選用陀螺儀傳感器采集車身側(cè)偏角信號，將其安裝于車身質(zhì)心處。車速傳感器選用光電式傳感器采集車輪轉(zhuǎn)速信號，將其安裝于輪轂處。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器選用磁感應(yīng)式傳感器采集方向盤轉(zhuǎn)角信號，將其安裝于轉(zhuǎn)向軸靠近轉(zhuǎn)向盤處。車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器選用直流電機控制轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向，將其安裝于轉(zhuǎn)向軸底端。中央處理器輸入端接收車身橫擺角速度傳感器、車身側(cè)傾角傳感器、側(cè)偏角傳感器、車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器信號；中央處理器輸出端連接車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、輪胎執(zhí)行器、車輛前后左右四只懸架主動減振器；中央處理器內(nèi)部存儲用于協(xié)調(diào)乘用車平順性與操穩(wěn)性的控制策略。懸架主動減振執(zhí)行器安裝于前后左右四只減振器上，由控制器調(diào)節(jié)減振器作動力，實現(xiàn)衰減車體振動，抑制車身姿態(tài)變化。結(jié)合圖1，控制方法根據(jù)乘用車底盤結(jié)構(gòu)分為不同的獨立控制子模塊，構(gòu)建底盤系統(tǒng)模糊關(guān)系型系統(tǒng)通信網(wǎng)，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案。系統(tǒng)通信網(wǎng)共有7個子模塊，共同通過通信模塊與其他子模塊相連，分別為整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、通信模塊和協(xié)調(diào)模塊。首先，結(jié)合圖2，系統(tǒng)通過整車模塊感知車輛信息。由陀螺儀傳感器采集車身橫擺角加速度Ii、側(cè)偏角於、側(cè)傾角#、俯仰角β，用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號， 用光電式傳感器采集車速ν信號，用磁感應(yīng)式傳感器采集方向盤轉(zhuǎn)角信號么，采集駕駛室
控制面板的駕駛模式指令，將采集到的車輛信息上傳到通信模塊中。通信模塊作為控制系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進(jìn)行交互的場所。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為一個可讀寫的變量存儲區(qū)。整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、協(xié)調(diào)模塊各子模塊所需要讀寫的變量在通信模塊中有單獨的存儲空間，供信息的上傳和下載。結(jié)合圖3，輪胎模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度ia側(cè)偏角於、側(cè)傾角#、車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)角在、車速V參數(shù)，通過輪胎模塊中存儲的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算出輪胎側(cè)向力 mn Mx并上傳給通信模塊。結(jié)合圖4、5，懸架模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度《側(cè)偏角速度扃、側(cè)傾角參、車速F、俯仰角0、參數(shù)，通過懸架模塊中存儲的模糊控制器計算出前后左右四輪的懸架作動力H F切、&并上傳給通信模塊。結(jié)合圖6、7，轉(zhuǎn)向模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度^、側(cè)偏角速度身、側(cè)傾角
Φ、車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)角5、車速F、前后左右四個車輪的側(cè)向力&、&、&、&參數(shù)，通
過轉(zhuǎn)向模塊中存儲的滑模芟控制器對方向盤轉(zhuǎn)向么和輪胎力進(jìn)行控制，并將結(jié)果上傳通信模塊。協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別為舒適模式、安全模式、運動模式、自動模式；協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊等作為次優(yōu)先級控制模塊。協(xié)調(diào)模塊基于模糊關(guān)系與協(xié)同協(xié)商機制，將控制過程分為約束條件和控制目標(biāo)的制定、控制的模糊化和控制方案的優(yōu)化等三部分。最終，結(jié)合圖8，執(zhí)行模塊將車輛作為被控對象，由通信模塊下載車輛轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)角么和前后左右四輪的懸架作動力HH根據(jù)轉(zhuǎn)向電機和懸架步進(jìn)電機控制
模型，輸出轉(zhuǎn)向電機控制電流厶和前后左右四只懸架步進(jìn)電機控制電流 ，^3 ， 以達(dá)到乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)控制。
權(quán)利要求
1.一種乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法，其特征在于，根據(jù)乘用車底盤結(jié)構(gòu)分為不同的獨立控制子模塊，構(gòu)建底盤系統(tǒng)模糊關(guān)系型系統(tǒng)通信網(wǎng)；所述系統(tǒng)通信網(wǎng)共有7個子模塊，共同通過通信模塊與其他子模塊相連，分別為整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、通信模塊和協(xié)調(diào)模塊；首先，通過整車模塊感知車輛信息；其次，協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別為舒適模式、安全模式、運動模式、自動模式；然后，協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊等作為次優(yōu)先級控制模塊；協(xié)調(diào)模塊按照不同控制模式給每個次優(yōu)先級控制模塊賦予不同的模糊權(quán)值，將每個次優(yōu)先級控制模塊返回的可行性解組合；最后，通過以上過程，求得最優(yōu)方案并將結(jié)果返回給協(xié)調(diào)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法，其特征在于，通過所述整車模塊感知車輛信息；由陀螺儀傳感器采集車身橫擺角加速度 #、側(cè)偏角於側(cè)傾角.俯仰角 >，用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號，用光電式傳感器采集車速V信號，用磁感應(yīng)式傳感器采集方向盤轉(zhuǎn)角信號鼂，采集駕駛室控制面板的駕駛模式指令，將采集到的車輛信息上傳到通信模塊中；所述通信模塊作為控制系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進(jìn)行交互的場所；所述通信模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為一個可讀寫的變量存儲區(qū)；所整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、協(xié)調(diào)模塊各子模塊所需要讀寫的變量在通信模塊中有單獨的存儲空間，供信息的上傳和下載； 所述輪胎模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度 側(cè)偏角於側(cè)傾角#、車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)角5、車速ν參數(shù)，通過輪胎模塊中存儲的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計算出輪胎側(cè)向力巧、巧、昊、Mjr、My、M1并上傳給通信模塊；所述懸架模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度 、側(cè)偏角速度彥側(cè)傾角#、車速ν、 俯仰角《0、參數(shù)，通過懸架模塊中存儲的模糊控制器計算出前后左右四輪的懸架作動力^ 、J^、J^、J^并上傳給通信模塊；所述轉(zhuǎn)向模塊由通信模塊下載車身橫擺角速度 、側(cè)偏角速度身、側(cè)傾角#車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)角tf、車速…前后左右四個車輪的側(cè)向力&、&、&、&參數(shù)，通過轉(zhuǎn)向模塊中存儲的滑模變控制器對方向盤轉(zhuǎn)向4和輪胎力進(jìn)行控制，并將結(jié)果上傳通信模塊；所述協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別為舒適模式、安全模式、運動模式、自動模式；協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊等作為次優(yōu)先級控制模塊；協(xié)調(diào)模塊基于模糊關(guān)系與協(xié)同協(xié)商機制，將控制過程分為約束條件和控制目標(biāo)的制定、控制的模糊化和控制方案的優(yōu)化；最終，執(zhí)行模塊將車輛作為被控對象，由通信模塊下載車輛轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)角么和前后左右四輪的懸架作動力^、&、&、&,根據(jù)轉(zhuǎn)向電機和懸架步進(jìn)電機控制模型，輸出轉(zhuǎn)向電機控制電流厶和前后左右四只懸架步進(jìn)電機控制電流J^jj^ijL jjL ,以達(dá)到乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法，其特征在于，所述約束條件和控制目標(biāo)的制定為協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式，分別有對應(yīng)的約束條件和控制目標(biāo)a.舒適模式控制目標(biāo)車身垂直方加速度均方根值最??；約束條件滿足在0. 15m的懸架工作空間內(nèi)；輪胎動載荷限制在0-5kN的區(qū)間波動； 同時保證不足轉(zhuǎn)向度為不足轉(zhuǎn)向或者中性轉(zhuǎn)向，即KS 1、側(cè)傾角< 2°、俯仰角<3. 5° ；b.安全模式控制目標(biāo)車身側(cè)傾度最小； 約束條件轉(zhuǎn)向穩(wěn)定裕度在不足轉(zhuǎn)向范圍，即K<1 ；c.運動模式控制目標(biāo)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角速度與車身橫擺角速度的諧振頻率、諧振峰值、相位滯后角最約束條件車身橫擺角速度峰值< 5 ° /s ；d.自動模式即為以上三者模式之間的相互切換；模塊啟動后首先進(jìn)入舒適模式，若不足轉(zhuǎn)向度K達(dá)到過度轉(zhuǎn)向限值1時模塊轉(zhuǎn)入安全模式，若轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角角速度達(dá)到30 ° /s則轉(zhuǎn)入運動模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法，其特征在于，所述控制的模糊化為協(xié)調(diào)模塊作為最高優(yōu)先級控制模塊，將轉(zhuǎn)向模塊、懸架模塊、輪胎模塊作為次優(yōu)先級控制模塊；協(xié)調(diào)模塊按照當(dāng)前控制目標(biāo)和約束條件給每個次優(yōu)先級控制模塊分配任務(wù)， 將每個次優(yōu)先級控制模塊返回的可行性解組合；所述協(xié)調(diào)模塊給每個子模塊按照優(yōu)先級和對其他子模塊的影響程度賦予不同的模糊權(quán)值a.舒適模式懸架模塊(1^ k>0)、輪胎模塊(k=0)、轉(zhuǎn)向模塊(0>k ^ -1)，b.安全模式轉(zhuǎn)向模塊(1彡k>0)、懸架模塊(k=0)、輪胎模塊(0>k彡-1)，c.運動模式轉(zhuǎn)向模塊(1彡k>0)、輪胎模塊(k=0)、懸架模塊(0>k彡-1)；所述控制方案的優(yōu)化為將求得最優(yōu)方案并將結(jié)果返回給通信模塊。
5.實施權(quán)利要求1所述的乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法的控制裝置，其特征在于， 包括車身側(cè)傾角傳感器、車身橫擺角速度傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)偏角傳感器、車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、輪胎執(zhí)行器、中央處理器；所述車身側(cè)傾角傳感器、車身橫擺角速度傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器和車身側(cè)偏角傳感器安裝于車身質(zhì)心處；所述車速傳感器安裝于輪轂處，所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器安裝于轉(zhuǎn)向軸靠近轉(zhuǎn)向盤處，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行器安裝于轉(zhuǎn)向軸底端，所述四個懸架主動減振執(zhí)行器分別安裝于前后左右四只減振器上；所述中央處理器輸入端接收車身側(cè)傾角傳感器、車身橫擺角速度傳感器、車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)偏角傳感器、車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器信號，所述中央處理器輸出端連接車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、輪胎執(zhí)行器、車輛前后左右四只懸架主動減振器；所述中央處理器內(nèi)部存儲協(xié)調(diào)乘用車平順性與操穩(wěn)性的控制程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的乘用車平順性與操穩(wěn)性控制裝置，其特征在于，所述車身側(cè)傾角傳感器用陀螺儀傳感器采集車身側(cè)傾角信號；所述車身橫擺角速度傳感器用陀螺儀傳感器采集車身橫擺角信號；所述車身垂直加速度傳感器用加速度傳感器來采集車身垂直加速度信號；所述車身俯仰角傳感器用陀螺儀傳感器采集車身俯仰角信號；所述側(cè)偏角傳感器用陀螺儀傳感器采集車身側(cè)偏角信號；所述車速傳感器選用光電式傳感器采集車輪轉(zhuǎn)速信號；所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用磁感應(yīng)式傳感器采集方向盤轉(zhuǎn)角信號；所述車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行器用直流電機控制轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向。
全文摘要
本發(fā)明公開了乘用車平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)方法及控制裝置。本發(fā)明根據(jù)乘用車底盤結(jié)構(gòu)分為不同的獨立控制子模塊，構(gòu)建底盤系統(tǒng)模糊關(guān)系型系統(tǒng)通信網(wǎng)。系統(tǒng)通信網(wǎng)共有7個子模塊，共同通過通信模塊與其他子模塊相連,分別為整車模塊、輪胎模塊、懸架模塊、轉(zhuǎn)向模塊、執(zhí)行模塊、通信模塊和協(xié)調(diào)模塊。本發(fā)明的方法通過整車模塊感知車輛信息，協(xié)調(diào)模塊根據(jù)駕駛者的指令進(jìn)入不同的控制模式協(xié)調(diào)模塊按照不同控制模式給每個次優(yōu)先級控制模塊賦予不同的模糊權(quán)值，將每個次優(yōu)先級控制模塊返回的可行性解組合，求得最優(yōu)方案并將結(jié)果返回給協(xié)調(diào)模塊。本發(fā)明針對主動懸架與主動轉(zhuǎn)向和輪胎三個系統(tǒng)間存在的相互干涉問題，實現(xiàn)對車輛平順性與操穩(wěn)性協(xié)調(diào)控制。
文檔編號B60W10/20GK102303602SQ20111017466
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者江浩斌, 王大沖, 陳蓉蓉, 陳龍, 黃晨 申請人:江蘇大學(xué)