考虑路面不平输入的车辆侧倾状态估计及主动控制
2018-03-28张亮修吴光强同济大学汽车学院上海0804上海市质量监督检验技术研究院上海0007东京大学生产技术研究所东京538505
振动与冲击 2018年5期
张亮修, 周 静 ,成 强, 吴光强,3(. 同济大学 汽车学院, 上海 0804; . 上海市质量监督检验技术研究院, 上海 0007;3. 东京大学 生产技术研究所, 东京 53-8505)
引起车辆侧倾的原因主要有两个:一是驾驶员转向输入使得车辆曲线运动引起的侧倾,另一个是路面不平输入引起的侧倾,这两种侧倾在一定程度上是相互耦合的。利用摄像头、GPS等设备能够直接测量车辆侧倾角度或角速度[1-2],但存在测量困难或昂贵费用等问题。而借助车辆已有的传感器,基于动力学模型和估计理论进行车辆侧倾状态估计,并在此基础上进行侧倾控制具有重要研究价值。
国内外学者关于侧倾估计的研究主要基于侧向动力学模型。文献[3]开发一种主动防侧倾系统中的车辆变量实时估计算法,对侧倾角和车辆质心高度这些难以测量的变量进行估计。文献[4]分别基于三自由度模型和单自由度模型估计车辆状态,并且在线性域和非线性域内做了评价对比。文献[5]提出两种基于动力学的观测器用于车辆侧倾角和俯仰角估计,并且在车辆横摆角速度不为零时,证明了观测器的稳定性。作为经典的状态估计算法,Kalman滤波器被广泛应用于车辆质心侧偏角、轮胎力、路面附着系数等的估计。文献[6-7]提出基于扩展卡尔曼滤波的汽车全状态估计和预测方法,在模型里引入了路面坡度角和非线性悬架系统。文献[8]用Kalman滤波器估计侧倾状态来预防侧翻。车辆主动防侧倾控制根据所采用执行器不同主要分为5种,分别为四轮转向[9]、差动制动[10]、主动/半主动悬架控制[11]、主动横向稳定杆[12]、集成控制[13]。……
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