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基于相平面的车辆AFS与DYC可拓协调控制

2021-03-17周国忠严运兵彭文典

武汉科技大学学报 2021年2期

周国忠,严运兵,杨 勇,彭文典

(武汉科技大学汽车与交通工程学院,湖北 武汉,430065)

在汽车主动安全系统相关领域,稳定性控制一直是研究重点,目前较为成熟并已进入商用的技术有制动防抱死系统(antilock brake system, ABS)、驱动防滑系统(acceleration slip regulation, ASR)、主动前轮转向(active front-wheel steering, AFS)和直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control,DYC)等[1]。

AFS和DYC的调控实质都是改变车辆的横摆力矩,但二者的作用机理有所不同。AFS依赖于轮胎侧向力,而DYC则由轮胎纵向力决定。由于轮胎力受到附着椭圆的限制,轮胎纵向力要比侧向力有更多的裕度[2],即轮胎侧向力饱和时,纵向力仍可能有较大的利用空间。因此将DYC与AFS集成能进一步增加转向横摆力矩的裕度,从而提高极限工况下车辆的行驶稳定性。

目前,主动转向与横摆力矩的协调控制吸引了研究人员的大量关注。文献[3]利用模糊控制理论对汽车的主动后轮转向与横摆力矩进行了联合控制,虽然该方法在一定程度上考虑了系统间的耦合关系,但其控制策略过于依赖专家经验。文献[4-5]均提出了主动转向与DYC的协调控制策略,为了控制的连贯性以及避免控制目标之间的冲突,根据专家意见设计隶属函数过渡线或基于汽车行驶稳定性指标设计调度参数,对主动转向的退出和直接横摆力矩控制的介入时机以及强度进行了设计,并通过仿真验证了协调控制策略在稳定性方面优于单独的主动转向控制。然而上述研究并未对主动转向的退出以及直接横摆力矩控制的介入时机进行理论分析,主动转向可能存在失效区,降低了控制效果。……

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