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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明涉及一种基于四轮独立驱制动车辆的主动安全控制系统及方法。一种基于四轮独立驱制动车辆的主动安全控制系统，包括车辆实时数据模块、中央计算模块、主动控制协调模块、执行机构模块。所述控制方法包括：横摆稳定性判断、侧翻稳定性判断、车轮抱死判断、最优滑移率计算、ESC附加横摆力矩计算、RSC附加横摆力矩计算、ESC、RSC协调控制、防抱死ABS协调控制。本发明充分考虑了四轮独立驱制动车辆行驶过程中可能会发生的横摆失稳情况、侧倾情况、车轮抱死情况以及它们多个情况同时发生的情况，通过进行ABS、ESC、RSC的联合控制，能够有效的在保证车辆行驶稳定性的基础下，尽量减少车轮发生抱死的情况，提高车辆行驶安全。

主权项：1.一种基于四轮独立驱制动车辆的主动安全控制系统，其特征在于：包括车辆实时数据模块、中央计算模块、主动控制协调模块、执行机构模块；所述车辆实时数据模块用于获取四轮驱动力矩、四轮角速度、横摆角速度、质心侧偏角、车辆纵向速度、车辆侧向速度以及车辆固定参数；所述中央计算模块包括车辆状态判断模块、ESC控制模块、RSC控制模块；其中，所述车辆状态判断模块包括横摆稳定性判断单元、侧翻稳定性判断单元、路面附着系数估计单元、车轮抱死判断单元，通过接收车辆实时数据模块输出的参数信号并进行车辆横摆稳定、侧翻稳定、车轮抱死状态判断以及对路面附着系数进行估计；所述ESC控制模块用于计算车辆横摆失稳后恢复稳定所需附加的横摆制动力矩，并将附加横摆制动力矩根据相应规则得到制动力分配到相应车轮；所述RSC控制模块用于计算车辆侧翻失稳后恢复稳定所需附加的横摆制动力矩，并将附加横摆制动力矩根据相应规则得到制动力分配到相应车轮；所述主动控制协调模块包括ESC、RSC协调控制模块、防抱死ABS协调控制模块；其中，所述ESC、RSC协调控制模块接收ESC控制模块、RSC控制模块输出的相应四轮附加制动力，并对ESC控制模块、RSC控制模块输出的四轮附加制动力进行协调控制，得到期望四轮制动力；所述防抱死ABS协调控制模块接收ESC、RSC协调控制模块输出的期望四轮制动力，进行防抱死调节，并输出最终四轮附加制动力、四轮附加驱动力；所述防抱死ABS协调控制具体为：分析四个车轮，先建立单轮模型进行动力学分析：mu′＝-FxIωi′＝Fx·r0-Tμ其中，m为单轮质量，u为车辆速度，Fx为地面制动力，I为车轮转动惯量，ωi为四个车辆转速，i＝fl，fr，rl，rr代表本车左前轮、右前轮、左后轮、右后轮，r0为车轮滚动半径，Tμ为车轮制动力矩； 假设当车轮处于最佳滑移率为λref时，地面制动力能提供最大制动力Fxmax，Fxmax＝Fz·μ其中，Fxmax为最大制动力，Fz为地面对车轮的法向作用力，μ附着系数；通过对附着系数的实时估算，从而对当前本车行驶的路面所能产生的最大制动力进行估算，从而将ABS在当前路面的最大制动力的门限值进行实时改变；当ESC、RSC输出的附加四轮制动力经过ESC、RSC协调控制模块输出期望四轮附加制动力分配到每个车轮时，该车轮的最大制动力不能超过此时最佳滑移率对应的制动力，若超过则车轮将发生抱死，需进行防抱死ABS协调控制；1若ESC、RSC协调控制模块输出的制动信号为对单轮i1制动，则该轮上总制动力为Fi1_all＝Fi1+Fi10；其中，Fi1_all为单轮i1上的总制动力，Fi1为ESC、RSC协调控制模块输出的对单轮i1的附加制动力，Fi10为单轮i1的初始制动力；a、若Fi1_allFxmax，则防抱死ABS协调控制模块输出ESC、RSC协调控制模块输出的期望四轮附加制动力；b、若Fi1_all≥Fxmax，则该轮附加制动力输出为Fi1_e＝Fxmax-Fi10，其对应侧车轮i2增加驱动力FTe_i2＝Fi1_all+Fi1-Fxmax-Fi10，从而平衡原本ESC、RSC协调控制模块输出期望四轮附加制动力所形成的附加横摆力矩，此时防抱死ABS协调控制模块输出更改后的四轮附加制动力以及四轮附加驱动力；其中，Fi1_e为经过防抱死ABS协调控制模块控制后的单轮i1的附加制动力，FTe_i2为车轮i2由防抱死ABS协调控制模块增加的附加驱动力；2、若ESC、RSC协调控制模块输出的制动信号为单侧制动，则该侧每个车轮上制动力为Fi1_all＝Fi1+Fi10；a、若Fi1_allFxmax，则防抱死ABS协调控制模块输出ESC、RSC协调控制模块输出的期望四轮附加制动力；b、若Fi1_all≥Fxmax，则该侧每轮附加制动力输出为Fi1_e＝Fxmax-Fi10，其对应侧车轮增加驱动力FTe_i2＝Fi1_all+Fi1-Fxmax-Fi10，从而平衡原本ESC、RSC协调控制模块输出期望四轮附加制动力所形成的附加横摆力矩，此时防抱死ABS协调控制模块输出更改后的四轮附加制动力以及四轮附加驱动力；3若ESC、RSC协调控制模块输出的制动信号为双侧制动，则其附加制动车轮上每轮制动力为Fi1_all＝Fi1+Fi10；a、若Fi1_allFxmax，则防抱死ABS协调控制模块输出ESC、RSC协调控制模块输出的期望四轮附加制动力；b、若Fi1_all≥Fxmax，则该轮附加制动力输出为Fi1_e＝Fxmax-Fi10，其内前轮车轮驱动力FTe_L＝Fi1_all+Fi1-Fxmax-Fi10，从而平衡原本ESC、RSC协调控制模块输出期望四轮附加制动力所形成的附加横摆力矩，此时防抱死ABS协调控制模块输出更改后的四轮附加制动力以及四轮附加驱动力；其中，FTe_L为内前轮经防抱死ABS协调控制模块输出的附加驱动力；所述执行机构模块包括线控制动执行模块、线控驱动执行模块；线控制动执行模块根据最终四轮附加制动力对车轮进行制动，线控驱动执行模块根据四轮附加驱动力对车轮进行驱动。

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百度查询： 燕山大学 基于四轮独立驱/制动车辆的主动安全控制系统及方法