(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210979075.3 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市长春高新技术 产业开发区前进大街269 9号 (72)发明人 王菲　陆恒辉　武志杰　高炳钊　 郭洪艳　陈虹　李安东　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 刘驰宇 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/11(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于U niTire轮胎模型的车辆纵向速度 跟踪控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于UniT ire轮胎模型的 车辆纵向速度跟踪控制方法， 首先在轮胎试验台 上进行轮胎纯 纵滑特性试验， 设置不同的轮胎运 行参数， 记录试验数据， 通过最小二乘法进行轮 胎模型的参数拟合， 得到纯纵滑工况下的 UniTire轮胎模型； 然后在纯纵滑 工况UniTire轮 胎模型的基础上搭建车辆纵向速度控制运动学 模型， 经模 型预测控制滚动优化求解期望纵向加 速度； 最后建立车辆逆动力学传递模型和驱动/ 制动逻辑切换模 型， 将期望纵向加速度作为逆动 力学传递模 型的输入， 经动力传递和逻辑判断转 变为对发动机节气门开度/制动主缸压力的控 制； 本方法利用U niTire轮胎模型的独 特优势， 来 提高建立在U niTire轮胎模型基础上的速度控制 器在不同车速和不同路况的适用性及精确性。 权利要求书6页 说明书14页 附图3页 CN 115392008 A 2022.11.25 CN 115392008 A 1.一种基于UniTire轮胎模型的车辆纵向速度跟踪控制方法， 首先进行轮胎纯纵滑特 性试验， 建立纯纵滑工况下的UniTire轮胎模型； 在UniTire轮胎模型的基础上建立车辆运 动学模型， 经模型预测控制滚动优化求解得到期望纵向加速度； 将期望纵向加速度输入到 逆动力学传递模型中， 经逻辑判断模块后进 行发动机和制动器的控制； 其特征在于， 本方法 具体步骤如下： 步骤一、 进行轮胎纯纵滑特性试验， 建立纯纵滑工况 下的UniTire轮胎模型： 首先设定轮胎的侧偏角α和侧倾角b， 再让轮胎在轮胎试验台上进行往复运动， 期间不 断改变轮胎所受垂直载荷Fz和制动力Fxb， 从而获取不同轮胎纵向力Fxref； 记录在此过程中的试验数据， 包括轮胎的侧偏角α、 侧倾角b、 纵向滑移率Sx0、 垂直载荷 Fz、 滚动半径 r、 滚动速度V和轮胎纵向力Fxref； 其中上述记录 的实验数据中， 轮胎的侧偏角α、 侧倾角b、 纵向滑移率Sx0、 垂直载荷Fz和 滚动速度V为纯纵滑工况下UniTire轮胎动力学模型的输入， 轮胎纵向力Fx为纯纵滑工况下 UniTire轮胎模型的输出； 纯纵滑工况 下UniTire轮胎模型的待拟合方程如下： UniTire轮胎模型 是无量纲模型， 所用垂直载荷为无量纲 垂直载荷： 其中Fz0为标称载荷， Fzn为无量纲 垂直载荷； 纵滑刚度Kx表达式为： 其中Pkx1、 Pkx2和Pkx3均为纵滑刚度参数， 是纵滑刚度Kx的待拟合 参数； Sxe为有效纵向滑 移率， 数值上为纵向滑 移率Sx0和纵向水平偏移参数Shx之和： Shx＝Phx1+Phx2Fzn Sxe＝Sx0+Shx 其中的Phx1和Phx2均为纵向水平偏移参数Shx的待拟合 参数； Ex为纵向曲率因子， 表达式为： 其中的Pex1和Pex2均为纵向力曲率因子参数， 是纵向曲率因子 Ex的待拟合 参数； Vsx为纵向滑 移速度， 表达式为： ux0为纵向峰值摩擦系数， 表达式为：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115392008 A 2其中Pu0x1、 Pu0x2和Pu0x3均为纵向静摩擦系数参数， 是纵向峰值系数ux0的待拟合 参数； Pusx1和Pusx2均为纵向滑移摩擦系数参数， 是 纵向滑移摩擦系数uxs的待拟合参数， 表 达式 为： Pusx1＝a_Pusx1+b_Pusx1·sign(Sxe) Pusx2＝a_Pusx2+b_Pusx2·sign(Sxe) 其中的a_Pusx1和b_Pusx1均为纵向滑移摩 擦系数参数Pusx1的待拟合参数， a_Pusx2和b_Pusx2 均为纵向滑 移摩擦系数参数Pusx2的待拟合 参数； 由纵向滑 移摩擦系数参数Pusx1和Pusx2求得纵向滑 移摩擦系数uxs， 表达式为： uxs＝ux0·(Pusx1+Pusx2·b) Pumx1和Pumx2均为纵向摩擦系数峰值滑移速度参数， 是纵向摩擦系数峰值滑移速度Vsxm的 待拟合参数， 表达式为： Pumx1＝a_Pumx1+b_Pumx1·sign(Sxe) Pumx2＝a_Pumx2+b_Pumx2·sign(Sxe) 其中的a_Pumx1和b_Pumx1均为纵向摩擦系数峰值滑移速度参数Pumx1的待拟合参数， a_Pumx2 和b_Pumx2均为纵向摩擦系数峰值滑 移速度参数Pumx2的待拟合 参数； 由纵向摩擦系数峰值滑移速度参数Pumx1和Pumx2求得纵向摩擦系数峰值滑移速度Vsxm， 表 达式为： Vsxm＝uxo·(Pumx1+Pumx2·b) Puhx1和Puhx2均为纵向摩擦系数曲率因子参数， 是纵向摩擦系数曲率因子uxh的待拟合参 数， 表达式为： Puhx1＝a_Puhx1+b_Puhx1·sign(Sxe) Puhx2＝a_Puhx2+b_Puhx2·sign(Sxe) 其中的a_Puhx1和b_Puhx1均为纵向摩擦系数曲率因子参数Puhx1的待拟合参数、 a_Puhx2和b_ Puhx2均为纵向摩擦系数曲率因子参数Puhx2的待拟合 参数； 由纵向摩擦系数曲率因子参数Puhx1和Puhx2求得纵向摩擦系数曲率因子uxh， 表达式为： uxh＝ux0·(Puhx1+Puhx2·b) φx为无量纲纵向滑 移率， 表达式为： 为无量纲纵向力， 表达式为： 由上述公式求得轮胎纵向力Fx0为： 权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115392008 A 3