[發(fā)明專利]一種防四輪獨立驅(qū)動電動車過度轉(zhuǎn)向的魯棒不變集控制方法

有效

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• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107150680B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 滕婷;劉志遠;周洪亮
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B60W30/045
• 分類號: B60W30/045;B60W40/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發(fā)明公開了一種防四輪獨立驅(qū)動電動車過度轉(zhuǎn)向的魯棒不變集控制方法，其步驟如下：確定防車輛后軸側(cè)向力飽和的后軸車輪側(cè)偏角約束值α_m；將后軸車輪側(cè)偏角約束控制問題轉(zhuǎn)化為車輛質(zhì)心側(cè)偏角β和橫擺率γ表示的約束控制問題：取將以車輛質(zhì)心側(cè)偏角為橫坐標，以橫擺率為縱坐標的空間劃分為兩個空間；當車輛質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺率處于后軸車輪側(cè)偏角未超出約束值的空間時，采用保證閉環(huán)穩(wěn)定的橫擺率跟蹤控制方法；當車輛質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺率運動軌跡與約束方程相交時，設計魯棒不變集控制器將車輛質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺率控制在交點的一個不變集內(nèi)。本發(fā)明通過魯棒不變集控制方法實現(xiàn)對質(zhì)心橫擺率和質(zhì)心側(cè)偏角的約束，從而達到防止過度轉(zhuǎn)向的控制目標。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動汽車橫擺穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種防止四輪獨立驅(qū)動電動汽車過度轉(zhuǎn)向的控制方法。

背景技術(shù)

橫擺穩(wěn)定控制用于提高車輛的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。傳統(tǒng)車輛橫擺穩(wěn)定控制通過附加制動力矩使車輛產(chǎn)生橫擺力矩，實現(xiàn)防止車輛不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向，提高轉(zhuǎn)向安全性。由于制動力矩不宜長時間作用，故傳統(tǒng)車輛橫擺穩(wěn)定控制僅在識別到不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向時才介入。四輪獨立驅(qū)動電動汽車具有四個車輪驅(qū)動力矩連續(xù)可調(diào)和響應速度快的特點，通過調(diào)節(jié)四個車輪的驅(qū)動力矩可使車輛產(chǎn)生橫擺力矩，實現(xiàn)橫擺穩(wěn)定控制功能。四輪獨立驅(qū)動電動汽車的橫擺穩(wěn)定控制不受作用時間限制，轉(zhuǎn)向開始時就可介入。這種橫擺穩(wěn)定控制方式不僅可以防止車輛不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向，而且可以提高車輛轉(zhuǎn)向時的橫擺響應動態(tài)性能。

目前，四輪獨立驅(qū)動電動車橫擺穩(wěn)定控制的側(cè)重點在于橫擺率跟蹤控制算法，即設計閉環(huán)反饋控制律使實際橫擺率跟蹤期望橫擺率。在車速較高、轉(zhuǎn)向角較大的行駛工況下，橫擺跟蹤控制會出現(xiàn)質(zhì)心側(cè)偏角迅速增加，導致車輛產(chǎn)生過度轉(zhuǎn)向，出現(xiàn)車輛失穩(wěn)現(xiàn)象。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是橫擺率跟蹤控制過程中，由于期望橫擺率較大，附加的橫擺力矩使后輪側(cè)向力達到飽和。盡管存在多種不同的期望橫擺率設計方法，力圖避免期望橫擺率較大產(chǎn)生過度轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，但僅依靠期望橫擺率防止車輛過度轉(zhuǎn)向的方式，一方面導致期望橫擺率設計過于困難，另一方面車輛參數(shù)變化也會影響期望橫擺率取值，故在實際中是難以實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決四輪獨立驅(qū)動電動汽車橫擺穩(wěn)定控制過程中缺乏有效地防止過度轉(zhuǎn)向方法的問題，本發(fā)明提供了一種防四輪獨立驅(qū)動電動車過度轉(zhuǎn)向的魯棒不變集控制方法，該方法通過魯棒不變集控制方法實現(xiàn)對質(zhì)心橫擺率和質(zhì)心側(cè)偏角的約束，從而達到防止過度轉(zhuǎn)向的控制目標。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種防四輪獨立驅(qū)動電動車過度轉(zhuǎn)向的魯棒不變集控制方法，包括如下步驟：

一、通過實驗數(shù)據(jù)確定防車輛后軸側(cè)向力飽和的后軸車輪側(cè)偏角約束值α_m。

二、將防四輪獨立驅(qū)動電動車過度轉(zhuǎn)向的控制問題轉(zhuǎn)換為后軸側(cè)偏角約束控制問題，即：α_r≤α_m。

三、將后軸車輪側(cè)偏角約束控制問題轉(zhuǎn)化為車輛質(zhì)心側(cè)偏角β和橫擺率γ表示的約束控制問題，即：

四、取將以車輛質(zhì)心側(cè)偏角β為橫坐標，以橫擺率γ為縱坐標的空間劃分為兩個空間：后軸車輪側(cè)偏角超出約束值α_m(α_r＞α_m)的空間和后軸車輪側(cè)偏角未超出約束值α_m(α_r＜α_m)的空間。

五、當車輛質(zhì)心側(cè)偏角β和橫擺率γ處于后軸車輪側(cè)偏角未超出約束值α_m的空間時，采用保證閉環(huán)穩(wěn)定的橫擺率跟蹤控制方法；

六、當車輛質(zhì)心側(cè)偏角β和橫擺率γ運動軌跡與約束方程相交時，設計魯棒不變集控制器將車輛質(zhì)心側(cè)偏角β和橫擺率γ控制在交點的一個不變集內(nèi)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：