[發明專利]一種輪轂電機驅動電動汽車差動助力轉向穩定性控制方法

有效

• 申請號: 201611153387.X
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN107042841B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 汪洪波;陳無畏;孫曉文
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B62D5/00
• 分類號: B62D5/00;B62D7/14;B62D6/00;B62D137/00;G06F17/50
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 屈科輝;傅磊

本發明公開了一種輪轂電機驅動電動汽車差動助力轉向穩定性控制方法，包括以下步驟：S1、提取橫擺角速度偏差和實際質心側偏角組成特征狀態；S2、基于可拓理論，計算出不同集合狀態下的可拓協調控制的關聯函數；S3、根據上述關聯函數確定關聯函數在不同集合狀態下對應的差動助力矩權重系數以及橫擺力矩權重系數；S4、建立差動助力轉向控制器并結合差動助力矩權重系數得到差動助力矩；S5、建立橫擺力矩控制器并結合橫擺力矩權重系數得到橫擺力矩；S6、根據實際車速信息并通過PID控制獲取達到目標車速所需的總驅動轉矩；S7、對差動助力矩、橫擺力矩、總驅動轉矩進行分配，并建立約束條件以滿足汽車在不同狀態下對轉矩調節的不同要求。

技術領域

本發明涉及新能源汽車技術領域，尤其涉及一種輪轂電機驅動電動汽車差動助力轉向穩定性控制方法。

背景技術

輪轂電機驅動電動汽車以其四輪轉矩獨立可控的特點，在汽車穩定性控制及轉向助力方面有著顯著的優勢。

在轉向助力方面，通過調節轉向輪的驅動轉矩，進而改變左右轉向輪的驅動力，使得該驅動力差值作用在轉向系中，為駕駛員轉向提供助力，該過程稱為差動助力轉向(differential drive assisted steering，簡稱DDAS)。在輪轂電機驅動電動汽車中，DDAS不僅能夠代替電動助力轉向(EPS)的作用，還能夠簡化轉向系結構，降低整車質量及成本。但是，在DDAS工作過程中，左右轉向輪驅動力的改變會引入額外的橫擺力矩，對汽車的穩定性產生影響。一方面，在汽車安全行駛狀態下，該橫擺力矩減小了汽車不足轉向量，并間接減小了轉向盤轉矩。另一方面，助力產生過大的正橫擺力矩，有可能使汽車迅速變為過度轉向，趨于不穩定，發生危險。因此，為了保證汽車行駛的穩定性，在趨于失穩時需要加入橫擺力矩控制，這樣不僅拓展了DDAS的工作范圍，還能提高整車穩定性，當保證助力效果難以維持汽車行駛穩定性時，需要取消DDAS，只對汽車進行橫擺力矩控制，最大可能地保證整車穩定性。所以，如何提高裝備差動助力轉向系統電動汽車的穩定性具有重要意義。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種輪轂電機驅動電動汽車差動助力轉向穩定性控制方法。

本發明提出的輪轂電機驅動電動汽車差動助力轉向穩定性控制方法，包括以下步驟：

S1、獲取汽車參考橫擺角速度，且獲取汽車實際橫擺角速度、實際質心側偏角，并對汽車參考橫擺角速度與實際橫擺角速度進行差值計算得到橫擺角速度偏差，并提取橫擺角速度偏差和實際質心側偏角組成特征狀態；

S2、基于可拓理論，并根據特征狀態對可拓理論的可拓集合進行劃分，并計算出不同集合狀態下的可拓協調控制的關聯函數；

S3、根據上述關聯函數對可拓集合協調權重進行劃分，以確定關聯函數在不同集合狀態下對應的差動助力矩權重系數以及橫擺力矩權重系數；

S4、建立差動助力轉向控制器并結合差動助力矩權重系數得到差動助力矩；

S5、建立橫擺力矩控制器并結合橫擺力矩權重系數得到橫擺力矩；

S6、獲取車輛實際車速信息，根據實際車速信息并通過PID控制獲取達到目標車速所需的總驅動轉矩；

S7、對差動助力矩、橫擺力矩、總驅動轉矩進行分配，分別在可拓集合不同位置下建立約束條件以滿足汽車在不同狀態下對轉矩調節的不同要求。

優選地，步驟S1具體包括采集汽車動力學模型的實際質心側偏角β和實際橫擺角速度ω_r，并獲取參考橫擺角速度并對實際橫擺角速度ω_r和參考橫擺角速度進行差值運算得到橫擺角速度偏差Δω_r，提取特征量實際質心側偏角β和橫擺角速度偏差Δω_r，組成特征狀態S(Δω_r,β)；