质心侧偏角相图在车辆esc系统稳定性控制的应用_刘伟

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1、第３３卷第１期北京理工大学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１２０１３年１月ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪａｎ．２０１３质心侧偏角相图在车辆ＥＳＣ系统稳定性控制的应用刘伟，丁海涛，郭孔辉，邹博维（吉林大学汽车动态仿真与控制国家重点实验室，吉林，长春１３００２５）摘要：通过车辆七自由度模型和Ｕｎｉ－ｔｉｒｅ轮胎模型，对车辆质心侧偏角相图稳定区域边界进行研究，得到边界随车速及路面摩擦因数变化的关系．建立了基于质心侧偏角相图稳定区域的车辆电子稳定性控制系统控制方法．通过与基于理想

2、横摆角速度的控制方法进行比较，文中确定的质心侧偏角稳定区域边界能够对车辆稳定性控制效果进行评价，也能够对车辆轨迹进行跟随．关键词：质心侧偏角相图；稳定性评价；电子稳定性控制；七自由度模型中图分类号：Ｕ４６１．１文献标志码：Ａ文章编号：１００１－０６４５（２０１３）０１－００４２－０５ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｉｄｅ－ＳｌｉｐＡｎｇｌｅＰｈａｓｉｇｒａｍｔｏＶｅｈｉｃｌｅＥＳＣＳｙｓｔｅｍＬＩＵＷｅｉ，ＤＩＮＧＨａｉ－ｔａｏ，ＧＵＯＫｏｎｇ－ｈｕｉ，ＺＯＵＢｏ－ｗｅｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏ

3、ｍｏｔｉｖｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｊｉｌｉｎ１３００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｓｅｖｅｎｆｒｅｅｄｏｍｖｅｈｉｃｌｅｍｏｄｅｌａｎｄｕｎｉ－ｔｉｒｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｓｔａｂｌｅｚｏｎｅｂｏｕｎｄａｒｙｏｆｓｉｄｅ－ｓｌｉｐａｎｇｌｅｐｈａｓｉｇｒａｍｗａｓａｃｑｕｉｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｗｉｔｈｖｅｈｉｃｌｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｒｏａｄｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｓｏｂｔａｉｎ

4、ｅｄ．Ｔｈｅｓｉｄｅ－ｓｌｉｐａｎｇｌｅｐｈａｓｉｇｒａｍｓｔａｂｌｅｚｏｎｅｂｏｕｎｄａｒｙｗａｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ（ＥＳＣ）ｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｎｄｅｒｖｅＤＹＮＡ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｃｂａｓｅｄｏｎｉｄｅａｌｙａｗｒａｔｅ，ｔｈｅｓｔａｂｌｅｚｏｎｅｂｏｕｎｄａｒｙｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄｆｏｌｌｏｗｔｈｅｉｄｅａｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｂｖｉｏｕ

5、ｓｌｙｂｅｔｔｅｒ．Ｔｈｅａｃｑｕｉｒｅｄｓｔａｂｌｅｚｏｎｅｃｏｕｌｄａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅａｍｅａｎｓｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｖｅｈｉｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｄｅ－ｓｌｉｐａｎｇｅｌｐｈａｓｉｇｒａｍ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ（ＥＳＣ）；ｓｅｖｅｎｆｒｅｅｄｏｍｍｏｄｅｌ对车辆操纵稳定性的研究包含两个方面的内边界进行理论分析和确定，并将质心侧偏角相图稳［１］容，以理想横摆角速度为指标的横摆稳定性评价，定

6、边界用于电子稳定性控制系统控制逻辑开发和对［２－３］［４－７］以质心侧偏角为指标的车辆理想轨迹跟随．电稳定性控制效果的评价．子稳定性控制系统在车辆主动安全研究中占据重要通过对质心侧偏角相图的研究，建立了以质心地位，能够显著提高车辆的操纵稳定性．侧偏角稳定区域为控制目标的稳定性控制算法，决质心侧偏角在稳定性控制中是重要的车辆状态策出车辆所需的横摆力矩．通过与基于理想横摆角参数，对质心侧偏角相图稳定区域的研究也被用于速度跟随的横摆力矩决策进行对比，基于质心侧偏作为稳定性评价的方式．文中通过七自由度车辆模角相图的稳定性控制

7、能够更好地跟随车辆行驶轨型和Ｕｎｉ－ｔｉｒｅ轮胎模型对车辆质心侧偏角相图稳定迹，保持车辆稳定性．根据对试验结果的分析，质心收稿日期：２０１２－０５－１１基金项目：国家“九七三”计划项目（２０１１ＣＢ７１１２０５）作者简介：刘伟（１９８５—），男，博士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｗｅｉ３６＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ；郭孔辉（１９３５—），男，中国工程院院士，博士生导师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｋｈ＿ｊｌｕ＠１２６．ｃｏｍ．通信作者：丁海涛（１９７４—），男，副教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｈｔ＿ｊｌｕ＠１２６．ｃｏｍ．第１期刘伟等：质心侧偏角相

8、图在车辆ＥＳＣ系统稳定性控制的应用４３侧偏角相图可以对稳定性控制效果进行客观评价．普通的没有经验的驾驶员通常在汽车质心侧偏角小于２°时是可以正常驾驶的．而当汽车的轮胎进１稳定性控制策略研究入非线性区后，由于方向盘的转动不能非常有效地在设计车辆稳定性控制系统时，主要采用的控控制汽车，因此普通的驾驶员会非常惊慌，并且通常制目标就是抑制车辆的质心侧偏