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原文传递混合动力商用车辆侧向稳定性控制策略研究

论文题名：	混合动力商用车辆侧向稳定性控制策略研究
关键词：	混合动力商用车辆;智能辅助驾驶系统;侧向稳定性;力矩分配;控制策略
摘要：	混合动力商用车辆因其良好的经济性与低排放性被逐渐推广应用，随着智能辅助驾驶系统的发展，提高混合动力商用车辆的行驶安全性已成为行业的研究热点。车辆侧向稳定性控制作为一项主动安全技术，能够及时将处于侧向失稳或临界失稳状态的车辆控制到稳定状态，提高车辆的操纵稳定性，因此，基于混合动力系统特性开发商用车辆的侧向稳定性控制系统已成为一大发展趋势。然而，针对不同混合动力系统构型，如何实现混合动力系统与车辆侧向稳定性控制系统的协调控制，满足混合动力系统多种工作模式下动力源与制动系统之间的控制需求，是保证行车安全的关键。基于此，本文以P4混合动力构型的三轴商用车辆作为研究对象，考虑混合动力系统不同动力源响应特性，研究混合动力系统与车辆侧向稳定性的协调控制策略。本文主要研究内容包括：　　（1）利用相平面图法进行车辆行驶状态的稳定性分析。首先，基于混合动力系统构型，确定车辆侧向稳定性控制系统介入时混合动力系统工作模式切换规则；其次，搭建车辆二自由度模型与轮胎模型，采用相平面法分析不同路面附着系数和行驶车速下的车辆侧向运动规律；然后，基于车辆运动微分方程，确定质心侧偏角和横摆角速度的参考值，作为侧向稳定性评价指标；最后，以横摆角速度和质心侧偏角实际值与参考值的偏差、车辆行驶状态点与相平面图稳定区域的位置关系作为失稳判据，确定车辆侧向失稳的逻辑判断规则、失稳阈值与稳定边界系数的选取方式，提高对车辆侧向失稳判断的准确性。　　（2）设计车辆侧向稳定性关键控制参数估计算法。首先，以车辆横摆角速度和前轮转角作为车辆稳态响应判断条件，确定车辆的行驶方向和转向状态；其次，考虑到车辆实际行驶过程中的强非线性，基于无迹卡尔曼滤波理论，设计基于模型的车辆质心侧偏角估计算法；然后，针对工况类型多样性，基于模糊控制与递推最小二乘理论，提出考虑工况信息的整车质量估计算法；最后，针对不同附着系数路面进行算法验证，估计误差可保持在5%以内。　　（3）开发混合动力系统与车辆侧向稳定性协调控制算法。首先，基于车辆二自由度参考模型与模型预测控制算法，计算车辆失稳状态下所需的附加横摆力矩；然后，针对联合驱动模式，确定不足与过多转向状态下的目标制动车轮，并制定附加横摆力矩分配控制策略；最后，为保证车辆动力性，考虑多约束条件的最优控制问题，结合电机快速响应特性，引入车辆侧向失稳程度系数，设计基于二次规划的优化求解算法。基于此，搭建联合仿真测试平台以及硬件在环测试，在典型工况条件下，分析不同控制算法的车辆侧向稳定性，验证所提出算法的控制效果和实时性。
作者：	李量宇
专业：	车辆工程
导师：	曾小华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022