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基于底盤集成控制提高汽車中心區(qū)操縱穩(wěn)定性

提出了一種新的底盤集成控制策略，通過使用預(yù)測控制模型優(yōu)化底盤控制系統(tǒng)的分配。該控制策略集成了4輪獨立制動控制系統(tǒng)、4輪獨立驅(qū)動控制系統(tǒng)、主動懸架控制系統(tǒng)，其分為3層：上層定義目標(biāo)車輛的運動、中層實現(xiàn)底盤集成控制系統(tǒng)的控制分配、底層則實現(xiàn)對各個系統(tǒng)的單個控制。在中層，所使用的預(yù)測控制模型將車身看作剛體，考慮了剛性車身的縱向、橫向、垂向、俯仰、側(cè)傾和橫擺6個自由度，而以往所使用的預(yù)測控制模型僅考慮縱向、橫向和橫擺3個自由度。底盤集成控制系統(tǒng)的輸入為簡化后的車輪滑移率，其主要受驅(qū)動力、制動力以及主動懸架引起垂向力的影響，結(jié)合汽車運動和控制效率的約束，通過求解一個二次優(yōu)化問題得到。

根據(jù)汽車中心區(qū)操縱穩(wěn)定性試驗，仿真模擬驗證所提出的底盤集成控制策略。仿真使用14自由度車輛非線性仿真模型，分別為車輪轉(zhuǎn)動4個自由度、車輪垂向運動4個自由度以及上述剛性車身的6個自由度，輪胎模型采用Pacejka教授的魔術(shù)輪胎公式。仿真時，將車速設(shè)為100km/h，轉(zhuǎn)向角輸入為20°，頻率為0.3Hz。分別進行主動懸架控制下的自由滾動試驗、4輪獨立驅(qū)動控制下的加速試驗、4輪獨立制動控制下的減速試驗、4輪獨立驅(qū)動控制和主動懸架控制下的加速試驗、4輪獨立驅(qū)動控制和4輪獨立制動控制下的攻擊性駕駛試驗。試驗驗證了所提出的底盤集成控制策略可以提高汽車中心區(qū)操縱穩(wěn)定性，保證汽車各輔助系統(tǒng)性能的實現(xiàn)。

Sehyun Chang et al. SAE 2014-01-0139.

編譯：王祥