本发明属于汽车线控底盘及其控制，具体涉及一种基于轮胎侧向力预测的汽车制动力动态分配方法。
背景技术：
1、合理分配制动力不仅能够提升各车轮制动效率，还能避免汽车在紧急转向时因车轮受力不均而出现打滑、侧翻等情况，有效地保障了行车安全。
2、目前，业内普遍采用基于理想制动力分配曲线(i-曲线)的制动力分配方法。i-曲线描述了全部车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力间的关系，基于i-曲线的制动力分配方法能够在直线制动时使各车轮充分利用路面附着条件，并保证汽车的方向稳定性。
3、然而，受轮胎侧偏、载荷转移、路面附着等因素的影响，汽车在转向制动工况下的动力学特性比直线制动更复杂。事实上，受制于制动系统的结构方案和执行部件的动态特性，以比例阀、感载阀为压力调节装置的传统燃油车无法实现真正意义上的理想制动力分配和制动压力精确调节。伴随着智能电动汽车的产生和自动驾驶技术的发展，汽车制动系统正朝着线控化的趋势演变。线控制动系统(brake-by-wire systems,bbws)能够根据汽车行驶工况独立调节各车轮制动力，并有着响应速度快、控制精度高等特点。
4、对此，本发明提出一种面向转弯制动工况，以改善汽车循迹性为目标的制动力动态分配方法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的问题，本发明结合附着椭圆的概念提供一种基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，本发明所述方法适用于汽车转弯制动工况，在保证汽车制动性、稳定性的同时提升其循迹能力。
2、本发明采用如下技术方案：
3、一种基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，包含以下步骤：
4、步骤一：轮胎侧向力预测控制器设计；
5、步骤二：车轮垂向载荷估算；
6、步骤三：轮胎侧偏刚度估算；
7、步骤四：附着椭圆求解；
8、步骤五：制动力动态分配。
9、进一步的，所述步骤一的具体过程如下：
10、以考虑汽车侧向和横摆运动的二自由度汽车模型作为预测控制器参考模型，明确广义状态量和控制量，推导状态预测和输出预测方程，建立优化目标函数，定义约束条件，最终将模型预测问题转化为二次规划问题的标准形式，通过求解二次规划问题得到汽车保持稳定行驶时前后轴的最低侧向力需求fyd,f和fyd,r。
11、进一步的，所述步骤二的具体过程如下：
12、就制动力分配而言，沿z轴方向的垂向运动、绕x轴的侧倾和绕y轴的俯仰运动造成的结果是汽车载荷的前后转移和左右横移，载荷转移对汽车动力学性能的影响可以通过车轮垂向载荷的变化来体现。
13、考虑汽车静止时载荷在前后轴的分配值、坡度引起的纵向载荷转移量、纵向减速度引起载荷在前后轴的转移量，以及侧向加速度引起的悬挂质量和非悬挂质量载荷横向转移量五个部分。忽略汽车受到的空气升力对车轮垂向载荷的影响，建立各车轮垂向载荷估算方程，估算各车轮垂向载荷fz。
14、商用车装载质量变化较大，汽车的质心高度hg并非一常数。当质心高度hg变化时，质心到侧倾轴线的距离h0也将随之变化。因此，若将h0视作常数，将在车轮垂向载荷估算中引入较大误差。对此，本发明提出一种求解h0的方法，该方法首先构建出汽车侧倾中心、侧倾轴线、质心高度、轴距各结构参数之间的关系。然后在已知前轴侧倾中心高度haf、后轴侧倾中心高度har、轴距l的情况下，将求解质心到侧倾轴线距离h0问题转化为求解梯形面积的方法。
15、进一步的，所述步骤三的具体过程如下：
16、为了在线求解轮胎在各种工况下的附着椭圆，需要通过轮胎模型对其侧偏特性进行拟合。在众多轮胎模型中，魔术公式(magic formula)利用特殊的正弦函数建立轮胎纵向力、侧向力和回正力矩的表达式且对轮胎特性的拟合精度较高。
17、本发明基于魔术公式轮胎模型对轮胎侧偏特性测试数据进行拟合，魔术公式的统一表达式如下：y＝dsin{carctan[bx-e(bx-arctan(bx))]}
18、式中，y可以表示轮胎的纵向力、侧向力或回正力矩；x可表示轮胎的滑移率或侧偏角；b、c、d、e为拟合参数。其中：b、c、d为刚度因子，反映曲线原点附近的斜率；c为形状因子，决定曲线的走势；d为峰值因子，决定曲线的最大值；e为形态因子，决定曲线最大值附近的形状；
19、拟合参数b、c和d的乘积即为不同垂向载荷条件下轮胎的侧偏刚度。
20、进一步的，所述步骤四的具体过程如下：在已知轮胎侧偏角α、垂向载荷fz、路面附着系数的基础上，根据轮胎侧偏特性曲线在线求解附着椭圆。
21、进一步的，所述步骤五的具体过程如下：根据各车轮所受到的垂向载荷fz，可将所求得的前后轴最低侧向力fyd,f和fyd,r分配至各车轮，进而得到各车轮所需的最低侧向力fyd,fl,fyd,fr,fyd,rl,fyd,rr；分别将fyd,fl,fyd,fr,fyd,rl,fyd,rr带入附着椭圆中，即可求得满足最低侧向力需求的前提下各车轮可利用的最大纵向力fxd,fl,fxd,fr,fxd,rl和fxd,rr；据此可得转弯制动工况下各车轮制动力分配系数，结合驾驶员制动踏板开度便可对各车轮制动力进行分配。
22、本发明的有益技术效果：在高附着路面、转向盘斜坡输入工况下，所提出的制动力动态分配方法能够根据汽车的行驶工况、载荷状态和路面附着条件实时、动态地调节前后轴、左右侧各车轮制动力分配比例，在确保汽车转向制动稳定性的同时改善其循迹能力。
1.一种基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，其特征在于：
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6.根据权利要求1所述的基于轮胎侧向力预测的制动力动态分配方法，其特征在于：
