车身稳定控制方法、系统及汽车与流程

技术特征：

1.一种车身稳定控制系统，其特征在于，包括：

分别与所述汽车的四个车轮耦合的电机；

分别与所述电机连接的电机控制器；

信息采集模块，用于采集所述汽车的车况信息参数；及

与所述电机控制器及所述信息采集模块连接的整车控制器，所述整车控制器用于根据所述车况信息参数计算控制横摆力矩，所述控制横摆力矩用于消除所述汽车的预估横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值；

所述整车控制器还用于在爆胎时根据所述车况信息参数判断所述汽车是否处于稳定区；

所述整车控制器用于在所述汽车处于稳定区时对爆胎的所述车轮同轴的另一侧所述车轮对应的所述电机施加制动控制以产生所述控制横摆力矩；

所述整车控制器还用于在所述汽车处于非稳定区时对爆胎的所述车轮对应的所述电机实施驱动控制，并对其他三个所述车轮中至少一个所述车轮对应的所述电机实施制动辅助控制以产生所述控制横摆力矩。

2.如权利要求1所述的车身稳定控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括：

胎压传感器，所述胎压传感器用于分别采集所述车轮的胎压；

偏航率传感器，所述偏航率传感器用于采集所述汽车的纵向加速度、横向加速度及横摆角速度；

方向盘转角传感器，所述方向盘转角传感器用于采集所述汽车的方向盘转角；及

轮速传感器，所述车速传感器用于采集所述汽车的轮速；

所述整车控制器用于根据所述胎压、所述纵向加速度、所述横向加速度、所述方向盘转 角、所述轮速及所述横摆角速度计算所述控制横摆力矩。

3.如权利要求2所述的车身稳定控制系统，其特征在于，所述整车控制器用于通过下式计算所述控制横摆力矩：

$M_{RSC}=-l_f{F}_{yf}{\mathrm{cos\δ}}_f+l_r{F}_{yr}+I_Z({\stackrel{\·}{\mathrm{\γ}}}_d-\mathrm{\ζ}(\stackrel{\·}{\mathrm{\β}}-\stackrel{\·}{{\mathrm{\β}}_d});$

其中，M_RSC即为控制横摆力矩；l_f、l_r分别为所述汽车的前轴、后轴至所述汽车的质心的距离；F_yf、F_yr分别为所述汽车的前轮及后轮受到的侧向力，且满足下面的关系式：

$F_{yf}=k_f{\mathrm{\α}}_f=k_f({\mathrm{\δ}}_f-\frac{v_y-l_f\mathrm{\γ}}{v_x});$及

$F_{yr}=k_r{\mathrm{\α}}_r=k_r({\mathrm{\δ}}_r-\frac{v_y-l_r\mathrm{\γ}}{v_x});$

其中，k_f、k_r分别为所述汽车的前轴、后轴的侧偏刚度，由所述胎压得到；a_f、a_r分别为所述汽车的前轮、后轮的加速度，由所述横向加速度及所述纵向加速度得到；δ_f、δ_r分别为所述汽车的前轮、后轮的转角，由所述方向盘转角得到；v_x、v_y分别为所述汽车的横向、纵向速度，由所述轮速得到；γ为所述横摆角速度；I_Z为所述汽车绕Z轴的转动惯量；为预估横摆角速度的求导，即预估横摆角加速度，且

${\mathrm{\γ}}_d=\frac{{\mathrm{\δ}}_f*v_x/L}{1+K*v_x^2};$

其中，L为所述汽车的前轴及后轴之间的距离；K为稳定性因素，为：

$K=\frac{m}{L^2}(\frac{l_f}{k_r}-\frac{l_r}{k_f});$

其中，m为所述汽车的质量；ζ为常数；为质心侧偏角的求导，而质心侧偏角β由所述轮速得到；而为预估质心侧偏角的求导，其中，

${\mathrm{\β}}_d=\frac{l_r-m*l_f*v_x^2/(k_r*L)}{L(1+{\mathrm{Kv}}_x^2)}{\mathrm{\δ}}_f.$

4.如权利要求1所述的车身稳定控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括；

胎压传感器，所述胎压传感器用于分别采集所述车轮的胎压；

偏航率传感器，所述偏航率传感器用于采集所述汽车的纵向加速度、横向加速度及横摆角速度；

方向盘转角传感器，所述方向盘转角传感器用于采集所述汽车的方向盘转角；及

轮速传感器，所述车速传感器用于采集所述汽车的轮速；

所述整车控制器用于根据所述横摆角速度、所述方向盘转角、所述轮速、所述胎压判断所述汽车是否处于稳定区。

5.如权利要求4所述的车身稳定控制系统，其特征在于，所述整车控制器用于判断Δγ≤γ1及β≤β1是否成立；若Δγ≤γ1及β≤β1成立，则所述汽车处于稳定区；若Δγ≥γ1或β≥β1成立，则所述汽车处于非稳定区；其中，Δγ为所述横摆角速度与预估横摆角速度的差值；所述预估横摆角速度通过式计算：

${\mathrm{\γ}}_d=\frac{{\mathrm{\δ}}_f*v_x/L}{1+K*v_x^2};$

其中，Y_d为所述预估横摆角速度，δ_f为所述汽车的前轮转角，由所述方向盘转角推算得到；v_x为所述汽车的横向速度，由所述轮速推算得到；L为所述汽车的前轴及后轴之间的距离；K为稳定性因素，且

$K=\frac{m}{L^2}(\frac{l_f}{k_r}-\frac{l_r}{k_f});$

其中，m为所述汽车的质量；l_f、l_r分别为所述汽车的前轴、后轴至所述汽车的质心的距离；k_f、k_r分别为所述汽车的前轴、后轴的侧偏刚度，由所述胎压推算得到；β为质心侧偏角由所述轮速推导得到；γ1为所述横摆角速度差值的门限值，β1为所述质心侧偏角的门限值。

6.如权利要求1所述的车身稳定控制系统，其特征在于，若左前轮爆胎，且所述汽车处于稳定区，则所述整车控制器用于以对右前轮实施制动控制以产生所述控制横摆力矩。

7.如权利要求1所述的车身稳定控制系统，其特征在于，若左前轮爆胎，且所述汽车处于非稳定区，则所述整车控制器用于对左前轮进行驱动控制，并对右后轮实施制动控制，若如此仍无法产生所述控制横摆力矩，则对右前轮及左后轮实施制动控制。

8.如权利要求1所述的车身稳定控制系统，其特征在于，若右前轮爆胎，且所述汽车处于稳定区，则所述整车控制器用于对左前轮实施制动控制以产生所述控制横摆力矩。

9.如权利要求1所述的车身稳定控制系统，其特征在于，若右前轮爆胎，且所述汽车处于非稳定区，则所述整车控制器用于对右前轮实施驱动控制，并对左后轮实施制动控制，若如此仍无法产生所述控制横摆力矩，则对左前轮及右后轮实施制动控制。

10.一种车身稳定控制方法，其特征在于，包括：

采集所述汽车的车轮的轮胎的胎压、纵向加速度、横向加速度、横摆角速度、方向盘转角及轮速；

根据所述胎压、所述纵向加速度、所述横向加速度、所述方向盘转角、所述轮速及所述横摆角速度计算控制横摆力矩，所述控制横摆力矩用于消除所述汽车的预估横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值；

在爆胎时根据所述横摆角速度、所述方向盘转角、所述轮速、所述胎压判断所述汽车是否处于稳定区；

在所述汽车处于稳定区时对爆胎的所述车轮同轴的另一侧所述车轮对应的所述电机施加制动控制以产生所述控制横摆力矩；及

在所述汽车处于非稳定区时对爆胎的所述车轮对应的电机实施驱动控制，并对其他三个所述车轮中至少一个车轮对应的所述电机实施制动辅助控制以产生所述控制横摆力矩。

11.如权利要求10所述的车身稳定控制方法，其特征在于，所述整车控制器通过下式计算所述横摆控制力矩：

$M_{RSC}=-l_f{F}_{yf}{\mathrm{cos\δ}}_f+l_r{F}_{yr}+I_Z({\stackrel{\·}{\mathrm{\γ}}}_d-\mathrm{\ζ}(\stackrel{\·}{\mathrm{\β}}-\stackrel{\·}{{\mathrm{\β}}_d});$

其中，M_RSC即为控制横摆力矩；l_f、l_r分别为所述汽车的前轴、后轴至所述汽车的质心的距离；F_yf、F_yr分别为所述汽车的前轮及后轮受到的侧向力，且满足下面的关系式：

$F_{yf}=k_f{\mathrm{\α}}_f=k_f({\mathrm{\δ}}_f-\frac{v_y-l_f\mathrm{\γ}}{v_x});$及

$F_{yr}=k_r{\mathrm{\α}}_r=k_r({\mathrm{\δ}}_r-\frac{v_y-l_r\mathrm{\γ}}{v_x});$

其中，k_f、k_r分别为所述汽车的前轴、后轴的侧偏刚度，由所述胎压得到；a_f、a_r分别为所述汽车的前轮、后轮的加速度，由所述横向加速度及所述纵向加速度得到；δ_f、δ_r分别为所述汽车的前轮、后轮的转角，由所述方向盘转角得到；v_x、v_y分别为所述汽车的横向、纵向速度，由所述轮速得到；γ为所述横摆角速度；I_Z为所述汽车绕Z轴的转动惯量；为预估横摆角速度的求导，即预估横摆角加速度，且

${\mathrm{\γ}}_d=\frac{{\mathrm{\δ}}_f*v_x/L}{1+K*v_x^2};$

其中，L为所述汽车的前轴及后轴之间的距离；K为稳定性因素，为：

$K=\frac{m}{L^2}(\frac{l_f}{k_r}-\frac{l_r}{k_f});$

其中，m为所述汽车的质量；ζ为常数；为质心侧偏角的求导，而质心侧偏角β由所述轮速得到；而为预估质心侧偏角的求导，其中，

${\mathrm{\β}}_d=\frac{l_r-m*l_f*v_x^2/(k_r*L)}{L(1+{\mathrm{Kv}}_x^2)}{\mathrm{\δ}}_f.$

12.如权利要求10所述的车身稳定控制方法，其特征在于，所述整车控制器判断Δγ≤γ1及β≤β1是否成立，若Δγ≤γ1及β≤β1成立，则所述汽车处于稳定区；若Δγ≥γ1或β≥β1成立，则所述汽车处于非稳定区；其中，Δγ为所述横摆角速度与预估横摆角速度的差值；所述预估横摆角速度通过式计算：

${\mathrm{\γ}}_d=\frac{{\mathrm{\δ}}_f*v_x/L}{1+K*v_x^2};$

其中，Y_d为所述预估横摆角速度，δ_f为所述汽车的前轮转角，由所述方向盘转角得到；v_x为所述汽车的横向速度，由所述轮速得到；L为所述汽车的前轴及后轴之间的距离；K为稳定性因素，且

$K=\frac{m}{L^2}(\frac{l_f}{k_r}-\frac{l_r}{k_f});$

其中，m为所述汽车的质量；l_f、l_r分别为所述汽车的前轴、后轴至所述汽车的质心的距离；k_f、k_r分别为所述汽车的前轴、后轴的侧偏刚度，由所述胎压得到；β为质心侧偏角由所述轮速推导得到；γ1为所述横摆角速度差值的门限值，β1为所述质心侧偏角的门限值。

13.如权利要求10所述的车身稳定控制方法，其特征在于，若左前轮爆胎，且所述汽车处于稳定区，则以对右前轮实施制动控制以产生所述控制横摆力矩。

14.如权利要求10所述的车身稳定控制方法，其特征在于，若左前轮爆胎，且所述汽车处于非稳定区，则对左前轮进行驱动控制，并对右后轮实施制动控制，若如此仍无法产生所述控制横摆力矩，则对右前轮及左后轮实施制动控制。

15.如权利要求10所述的车身稳定控制方法，其特征在于，若右前轮爆胎，且所述汽车处于稳定区，则对左前轮实施制动控制以产生所述控制横摆力矩。

16.如权利要求10所述的车身稳定控制方法，其特征在于，若右前轮爆胎，且所述汽车处于非稳定区，则对右前轮实施驱动控制，并对左后轮实施制动控制，若如此仍无法产生所述控制横摆力矩，则对左前轮及右后轮实施制动控制。

17.一种汽车，其特征在于，包括：

四个车轮；

分别与所述四个车轮耦合的电机；

分别与所述电机连接的电机控制器；

胎压传感器，所述胎压传感器用于分别采集所述车轮的胎压；

偏航率传感器，所述偏航率传感器用于采集所述汽车的纵向加速度、横向加速度及横摆角速度；

方向盘转角传感器，所述方向盘转角传感器用于采集所述汽车的方向盘转角；

轮速传感器，所述车速传感器用于采集所述汽车的轮速；及

与所述电机控制器、所述胎压传感器、所述偏航率传感器、所述方向盘转角传感器及所述车速传感器连接的整车控制器；

所述整车控制器用于根据所述胎压、所述纵向加速度、所述横向加速度、所述方向盘转角、所述轮速及所述横摆角速度计算控制横摆力矩，所述控制横摆力矩用于消除所述汽车的预估横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值；

所述整车控制器还用于在爆胎时根据所述横摆角速度、所述方向盘转角、所述轮速、所 述胎压判断所述汽车是否处于稳定区；

所述整车控制器用于在所述汽车处于稳定区时对爆胎的所述车轮同轴的另一侧所述车轮对应的所述电机施加制动控制以产生所述控制横摆力矩；

所述整车控制器还用于在所述汽车处于非稳定区时对爆胎的所述车轮对应的所述电机实施驱动控制，并对其他三个所述车轮对应的所述电机实施制动辅助控制以产生所述控制横摆力矩。