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原文传递考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法

专利名称：	考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法
摘要：	本发明公开了一种考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法。本发明的方法包括步骤(a)建立二自由度的车辆动力学简化模型和车辆质心位置在惯性空间下的坐标模型；(b)建立车辆轮胎的侧向力的简化模型；(c)建立车辆转向系统的转向柱动力学模型；(d)建立差动辅助系统作用下的驾驶员模型。本发明通过安装在转向柱上的转角传感器和扭矩传感器检测检测方向盘的角位移和作用于方向盘的力矩，将检测结果与车速、期望路径相结合，并考虑驾驶员特性按照一定的控制算法控制轮毂电机输出相应的差动力矩来辅助驾驶员更好的驾驶车辆。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东南大学
发明人：	王金湘;冯超;林中盛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910278278.8
公开号：	CN110077418A
代理机构：	南京众联专利代理有限公司
代理人：	许小莉
分类号：	B60W50/00(2006.01);B;B60;B60W;B60W50
申请人地址：	210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号
主权项：	1.一种考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (a)建立二自由度的车辆动力学简化模型和车辆质心位置在惯性空间下的坐标模型； (b)建立车辆轮胎的侧向力的简化模型； (c)建立车辆转向系统的转向柱动力学模型； (d)建立差动辅助系统作用下的驾驶员模型。 2.根据权利要求1所述的考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法，其特征在于，步骤(a)所述的二自由度的车辆动力学简化模型：车辆质心位置在惯性空间下的坐标模型：式中，m为整车的质量；Vx和Vy分别为车辆质心的纵向以及侧向速度，为车辆质心的侧向加速度；Fyf和Fyr分别为车辆前后横向轮胎力；Fxfr和Fxfl分别为车辆左前轮胎和右前轮胎的纵向轮胎力；r和分别为车辆的横摆角速度和横摆角加速度；Iz为绕Z轴的转动惯量及横摆转动惯量；lf和lr分别为车辆质心到前后轴的距离；Mc为左前轮胎和右前轮胎之间的不同纵向轮胎力产生的直接横摆力矩；Tc为差动辅助系统在转向系上提供的差动驱动力矩；ls为车辆前轮轮距的一半；rσ为车辆的主销偏移距；X和Y分别为车辆质心的纵向和侧向位置；为车辆的横摆角,β为车辆的质心侧偏角；Vr和Vf分别为车辆后轮和前轮的速度；Fxr和Fxf分别为车辆前轮纵向轮胎力之和和车辆后轮纵向胎力之和。 3.根据权利要求1所述的考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法，其特征在于，步骤(b)所述的车辆轮胎的侧向力的简化模型：式中，Cf和Cr分别为车辆前轮胎和后轮胎的转弯刚度；αf和αr分别为车辆前轮胎和后轮胎的滑移角度；δf为车辆前轮的转向角度。 4.根据权利要求1所述的考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法，其特征在于，步骤(c)所述的车辆转向系统的转向柱动力学模型：式中，Js和Bs分别为车辆转向系统的等效转动惯量和等效阻尼；θs为车辆转向柱的转向角度；和分别为车辆转向柱的转向角速度和转向角加速度；Td为驾驶员施加在方向盘上的扭矩；Ts为扭矩传感器测得的转向柱扭矩；为在转向助力作用时驾驶员从道路(转向感觉)接收的一部分扭矩反馈；rp和ln分别为转向系统中小齿轮的半径和转向节臂的长度。 5.根据权利要求1所述的考虑驾驶员特性的差动辅助转向与共享控制系统建模方法，其特征在于，步骤(d)所述的差动辅助系统作用下的驾驶员模型：式中，Td,s和Td,c分别为车辆行驶过程中驾驶员作用在方向盘上的期望扭矩和差动辅助系统工作时驾驶员手臂为了适应方向盘而产生的额外扭矩；kds为车辆行驶过程中驾驶员转向动作的控制增益；θsw为车辆行驶过程中驾驶员作用在方向盘上的期望转向角；Yp为车辆质心的期望侧向位置；Jd、Bd和kd分别为差动辅助系统工作时驾驶员在放松状态下手臂阻抗模型的等效转动惯量，等效阻尼和等效刚度特性；a0为单点预瞄驾驶员模型中的固定常数；Te和Tp分别为单点预瞄驾驶员模型的延迟时间和预瞄时间；Gh为单点预瞄驾驶员模型的转向比例增益；Te、Tp和Gh都是描述单点预瞄驾驶员特性的参数。
所属类别：	发明专利