CN117922542A - 一种车身稳定性控制方法及控制系统 - Google Patents

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仝义金
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Abstract

本发明公开的一种车身稳定性控制方法及系统，包括：获取车辆所处状态；当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，并对相应车轮的制动器进行增压。保证了车辆平稳运行。

Description

一种车身稳定性控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及车身稳定性控制技术领域，尤其涉及一种车身稳定性控制方法及控制系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前大VAN车多为纯电动车型，采用后轮驱动，在城市之间运输旅客，运行工况复杂多变，存在雨雪天气湿滑路面、坑洼坏路、减速带等路况，及运行过程中紧急避障、刹车等情况，车辆易出现打滑、甩尾、侧翻问题，影响乘客人身和车辆安全。
当前的车辆控制策略，主要是在直行工况，ABS激活时，能量回收大、退出慢，导致车辆打滑，或在车辆转弯时，因车速高且转向较快时，车辆横摆和侧倾大，VDC激活时，驱动扭矩大，制动器需液量大，ESC增压速率慢，控制不及时，影响车辆安全。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种车身稳定性控制方法及控制系统，通过在ABS、VDC功能激活之前，对驱动轮的驱动电机的能量回收进行预控制，在车辆转向加速前，对四个制动器进行制动预增压，缩短了响应时间，提高了控制精度，降低了后续ABS、VDC功能控制的难度，有效避免因车重、制动主动增压慢等出现的打滑、侧翻问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，提出了一种车身稳定性控制方法，包括：
获取车辆所处状态；
当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；
当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，并对相应车轮的制动器进行增压。
第二方面，提出了一种车身稳定性控制方法，包括：
车辆状态监测模块，用于获取车辆所处状态；
控制模块，用于当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，并对相应车轮的制动器进行增压。
第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成一种车身稳定性控制方法所述的步骤。
第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成一种车身稳定性控制方法所述的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明计算直行工况下车辆制动时，驱动轮的轮减速度和车轮滑移率，当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收，降低驱动轮滑移率，解决EBD或ABS激活时，能量回收负扭矩大退出慢，导致车辆打滑问题。
2、本发明还在车辆转弯加速时，当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动扭矩，并对相应车轮的制动器进行增压，避免车速急速攀升，车辆横摆和侧倾加大问题，解决因制动器需液量大、车辆满载质量大，车辆响应慢问题，提高车身稳定性和安全性。
3、本发明确定了驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值，车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值后，还对车辆是否出现轮速故障、转角传感器故障等进行判断，并在判断的基础上确定是否对EBD和ABS进行安全降级，是否对驱动轮驱动电机的能量进行预回收，或控制驱动扭矩，并对相应车轮的制动器进行增压，防止未发现车辆故障对车辆进行误控制，也防止对相应的控制功能进行简单关闭。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例公开方法流程图；
图2为实施例公开系统框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
在该实施例中，公开了一种车身稳定性控制方法，包括：
S1：获取车辆所处状态。
本实施例获取车辆转角、制动踏板开度和加速踏板开度；
根据转角、制动踏板开度和加速踏板开度，确定车辆所处状态和驾驶员意图。
其中，车辆所处状态包括直行状态、紧急转弯状态、制动状态和加速状态等。
优选的，本实施例通过轮速传感器获取各车轮轮速；通过横摆角传感器获取车辆横摆角速度和侧向加速度；通过转角传感器，获取车辆转角，根据车辆转角判定车辆直行还是转弯状态，并根据车辆转角确定车辆转向速率，根据车辆转向速率，确定车辆车辆的转弯紧急程度；通过主缸压力传感器获取制动踏板开度；通过加速踏板状态传感器获取加速踏板开度，根据制动踏板开度和加速踏板开度，确定车辆的制动状态、加速状态和驾驶员意图。
S2：当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；一方面控制能量回收扭矩峰值，另一方面降低能量回收扭矩增长梯度；降低了因能量回收产生的滑移，解决ABS激活时能量回收大、退出慢的问题。
当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，避免驾驶员持续深踩加速踏板，导致车辆加速失稳；同时对相应车轮的制动器进行增压，消除盘片间隙，使摩擦片和制动盘产生小的制动力矩，解决VDC激活时，制动器需液量大，ESC主动增压慢，车辆控制难问题。
本实施例还获取车辆车速和各车轮转速；
根据当前时刻驱动轮转速和上一时刻驱动轮转速，计算获得驱动轮的轮减速度；
根据驱动轮转速和车辆车速，计算获得驱动轮的车轮滑移率λ，公式为：
式中，λ为滑移率，Vvec为车辆车速，Vwheel为车轮转速。
如图1所示，为了保证获取的各种数据的准确性，防止数据为故障数据，对车辆状态产生误判，进而对车辆进行误控制，本实施例还对车辆故障进行了判断，并根据车辆故障判断结果，来判断是否进行车辆稳定性功能控制。
具体的，当判定驱动轮的轮减速度大于轮减速度阈值，或驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值时，判断是否出现车轮轮速故障和转角传感器故障，当没有车轮轮速故障和转角传感器故障时，按照预设值对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；当出现单个车轮轮速故障时，通过估算故障车辆轮速，对ABS和VDC进行降级控制，降低滑移率的控制区间，降低能量回收扭矩峰值，保证车辆稳定性；当出现两个及以上轮速故障，或两个及以上转角传感器故障时，直接关闭能量回收和EBD、ABS功能，避免出现大的滑移和误控制。
当判定车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，判断是否出现车轮轮速故障和转角传感器故障；当没有出现车轮轮速故障或转角传感器故障时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，避免驾驶员持续深踩加速踏板，导致车辆加速失稳；同时对相应车轮的制动器进行增压，消除盘片间隙，使摩擦片和制动盘产生小的制动力矩，解决VDC激活时，制动器需液量大，ESC主动增压慢，车辆控制难问题；当转角传感器故障时，当只出现转角零位有大的偏差时，对VDC功能进行降级，降低整车回正力偶矩峰值和制动器强度，当出现转角数值超差或完全故障时，关闭VDC功能。
其中，当轮速传感器的电流大于电流阈值，小于等于极限工作电流，并持续设定时间；或轮速传感器的电流大于极限工作电流时，判定该车轮的车轮轮速故障。
当加速踏板开度为开度小于设定开度阈值时，个别车轮轮速远高于其他车轮且超过轮速设定阈值，判定该车轮的车轮轮速故障。
当车辆高速运行时，车辆速度大于速度设定值，个别车轮的车轮轮速始终低于其它车轮的车轮轮速且轮速差达到设定阈值时，判定车辆轮胎出现气压低故障，ABS激活时可以根据滑移率进行功能降级控制，避免左后轮制动力差异引起制动跑偏和打滑，应避免误激活TCS(牵引力控制系统)制动功能。
当车辆两侧车轮的车轮轮速出现差值，该差值大于等于设定阈值，且转角传感器获取的车辆转角不发生变化时，判定转角传感器故障。
主要功能降级策略如下：
当只出现单个车轮轮速故障时，可以通过参考同轴正常轮轮速，同时根据转角信号计算此时车辆的转弯半径和内外车轮转弯半径差值，对故障轮速进行补偿估算，对车辆ABS(防抱死制动系统)和VDC(车辆行驶动态控制系统)功能进行安全降级，降低能量回收强度和增扭梯度等，避免简单退出功能，提高车辆安全性。
当车辆直行工况，出现转角传感器偏差较大故障时，需要自学习当前车辆实际转向角度与转角传感器输出转角偏差量，对VDC功能进行安全降级，降低回正力偶矩和轮端制动器强度，避免简单退出功能，提高车辆安全性。
本实施例公开方法，在车辆直行时，计算直行工况下车辆制动时，驱动轮的轮减速度和车轮滑移率，当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收，降低驱动轮滑移率，解决EBD或ABS激活时，能量回收负扭矩大退出慢，导致车辆打滑问题；在车辆转弯加速时，当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动扭矩，并对相应车轮的制动器进行增压，避免车速急速攀升，车辆横摆和侧倾加大问题，解决因制动器需液量大、车辆满载质量大，车辆响应慢问题，提高车身稳定性和安全性。
本实施例确定了驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值，车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值后，还对车辆是否出现轮速故障、气压低故障和转角传感器故障等进行判断，并在判断的基础上确定是否对EBD和ABS进行安全降级，是否对驱动轮驱动电机的能量进行预回收，或控制驱动扭矩，并对相应车轮的制动器进行增压，防止未发现车辆故障对车辆进行误控制，也防止对相应的控制功能进行简单关闭。
实施例2
在该实施例中，公开了一种车身稳定性控制方法，包括：
车辆状态监测模块，用于获取车辆所处状态；
控制模块，用于当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，并对相应车轮的制动器进行增压。
如图2所示，车辆状态检测模块包括轮速传感器、横摆角传感器、转角传感器、主缸压力传感器、加速踏板状态传感器、制动踏板状态传感器和状态确定模块。
轮速传感器，用于获取各车轮轮速；横摆角传感器，用于获取车辆横摆角速度；转角传感器，用于获取车辆转角；主缸压力传感器，用于获取制动踏板开度；加速踏板状态传感器，用于获取加速踏板状态；制动踏板状态传感器，用于获取制动踏板开度；状态确定模块，用于根据转角、制动踏板开度和加速踏板开度，确定车辆所处状态和驾驶员意图。
实施例3
在该实施例中，公开了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1公开的一种车身稳定性控制方法所述的步骤。
实施例4
在该实施例中，公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1公开的一种车身稳定性控制方法所述的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车身稳定性控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆所处状态；
当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；
当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，并对相应车轮的制动器进行增压。
2.如权利要求1所述的一种车身稳定性控制方法，其特征在于，获取车辆转角、制动踏板开度和加速踏板开度；根据转角、制动踏板开度和加速踏板开度，确定车辆所处状态。
3.如权利要求1所述的一种车身稳定性控制方法，其特征在于，当判定驱动轮的轮减速度大于轮减速度阈值，或驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值时，判断是否出现车轮轮速故障和转角传感器故障，当没有车轮轮速故障和转角传感器故障时，按照预设值对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；当出现单个车轮轮速故障时，通过估算故障车辆轮速，对ABS和VDC进行降级控制，降低滑移率的控制区间，降低能量回收扭矩峰值；当出现两个及以上轮速故障，或两个及以上转角传感器故障时，直接关闭能量回收和EBD、ABS功能。
4.如权利要求1所述的一种车身稳定性控制方法，其特征在于，当判定车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，判断是否出现车轮轮速故障和转角传感器故障；当没有出现车轮轮速故障或转角传感器故障时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，同时对相应车轮的制动器进行增压；当转角传感器故障为只出现转角零位有大的偏差时，对VDC功能进行降级，降低整车回正力偶矩峰值和制动器强度，当转角传感器故障为出现转角数值超差或完全故障时，关闭VDC功能。
5.如权利要求3所述的一种车身稳定性控制方法，其特征在于，当轮速传感器的电流大于电流阈值，小于等于极限工作电流，并持续设定时间；或轮速传感器的电流大于极限工作电流时，判定该车轮的车轮轮速故障；
当加速踏板开度为开度小于设定开度阈值时，个别车轮轮速远高于其他车轮且超过轮速设定阈值，判定该车轮的车轮轮速故障。
6.如权利要求3所述的一种车身稳定性控制方法，其特征在于，当车辆两侧车轮的车轮轮速出现差值，该差值大于等于设定阈值，且转角传感器获取的车辆转角不发生变化时，判定转角传感器故障。
7.如权利要求1所述的一种车身稳定性控制方法，其特征在于，还获取车辆车速和各车轮转速；根据当前时刻驱动轮转速和上一时刻驱动轮转速，计算获得驱动轮的轮减速度；根据驱动轮转速和车辆车速，计算获得驱动轮的车轮滑移率。
8.一种车身稳定性控制方法，其特征在于，包括：
车辆状态监测模块，用于获取车辆所处状态；
控制模块，用于当车辆所处状态为直行工况下车辆制动状态时，获取驱动轮的轮减速度和车轮滑移率；当驱动轮的车轮滑移率大于第一滑移率阈值，小于EBD或ABS激活阈值，或轮减速度大于轮减速度阈值时，对驱动轮驱动电机的能量进行预回收；当车辆处于转弯工况时，获取车辆横摆角速度和侧向加速度，根据车辆横摆角速度，判定车辆转向不足或是车辆转向过度；当车辆转向不足或过度，或侧向加速度大于设定加速度阈值时，控制驱动电机或发动机扭矩增长梯度和峰值，并对相应车轮的制动器进行增压。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的一种车身稳定性控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的一种车身稳定性控制方法的步骤。
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