[发明专利]一种用于差动制动系统的路感优化控制方法

权利要求书

1.一种用于差动制动系统的路感优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于车辆二自由度模型和非线性轮胎模型估计当前车辆的轮胎侧向力；

S2：基于轮胎侧向力，利用基于力矩平衡的车辆二自由度模型预测无差扭工况下的下一时刻的车辆状态；

S3：基于轮胎侧向力，利用添加附加横摆力矩的改进车辆二自由度模型估计差扭工况下的车辆状态变化速率，并预测差扭工况下的下一时刻的车辆状态；

S4：基于预测的差扭工况和无差扭工况下的下一时刻的车辆状态，利用非线性轮胎模型分别计算差扭工况和无差扭工况下的下一时刻的轮胎侧向力，并相减获得在差扭影响下的单步前轮胎侧向力变化预测值；

S5：对单步前轮胎侧向力变化预测值基于时间进行积分计算，得到轮胎侧向力持续变化量；

S6：基于轮胎侧向力持续变化量修正转向助力电机期望力矩，抑制手力矩变化，优化驾驶体验。

2.根据权利要求1所述的一种用于差动制动系统的路感优化控制方法，其特征在于，所述S1中估计当前车辆的轮胎侧向力的计算方法为：

式中：a和b分别为车辆前后轴距距离；m为车辆的质量；v_x和v_y分别为当前车辆的横、纵向车速；γ为车辆的横摆角速度；g为重力加速度；μ为地面附着系数；δ_f为当前状态下的方向盘转角；α₁和α₂分别表示当前车辆的前、后轮侧偏角；F_{y1_}和F_{y2_}分别为当前车辆的前、后轮侧向力。

3.根据权利要求2所述的一种用于差动制动系统的路感优化控制方法，其特征在于，所述S2中预测无差扭工况下的下一时刻的车辆状态的计算方法为：

式中：γ和分别为横摆角速度和横摆角加速度；β和分别为质心侧偏角和质心侧偏角变化率；t为控制器计算步长；γ^*和β^*为下一时刻的车辆横摆角速度和质心侧偏角预测值；I_z为车辆的转动惯量。

4.根据权利要求2所述的一种用于差动制动系统的路感优化控制方法，其特征在于，所述S3中预测差扭工况下的下一时刻的车辆状态的计算方法为：

式中：γ为横摆角速度，为在差扭工况下的车辆横摆角加速度估计值；β为质心侧偏角，为在差扭工况下的车辆质心侧偏角变化率；和代表车辆状态变化速率；和为在差扭工况下的下一时刻车辆横摆角速度和质心侧偏角预测值；ΔM为差动制动系统工作后施加的附加横摆力矩估计值；t为控制器计算步长；I_z为车辆的转动惯量。

5.根据权利要求4所述的一种用于差动制动系统的路感优化控制方法，其特征在于，所述附加横摆力矩估计值为：

ΔM＝2*(F₁₁+F₁₂+F₂₁+F₂₂)/L

式中：F₁₁、F₁₂、F₂₁和F₂₂分别为差动制动系统决策的施加在汽车前左、前右、后左和和后右轮的纵向力；L为汽车的轮距。

6.根据权利要求1所述的一种用于差动制动系统的路感优化控制方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：

S41：基于非线性轮胎模型和无差扭工况下的下一时刻的车辆状态，预测下一时刻无差扭工况下的轮胎侧向力F_{y_p}；

S42：基于非线性轮胎模型和差扭工况下的下一时刻的车辆状态，预测下一时刻差扭工况下的轮胎侧向力F_{y_pm}；

S43：计算差扭影响下的单步前轮胎侧向力变化预测值F_{y_change}：

F_{y_change}＝F_{y_pm}-F_{y_p}

式中：F_{y_change}表示一个控制步长下差动制动系统导致的前轮侧向力突变值。