[發明專利]電動輪汽車轉向路感及整車穩定性控制方法

有效

• 申請號: 201711092215.0
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107839749B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 張子俊;趙萬忠;王春燕;周小川;欒眾楷;樊密麗
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B60L15/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明提供了一種電動輪汽車轉向路感及整車穩定性控制方法，先建立轉向及整車系統動力學模型，然后設計理想轉向路感特性圖，再求解轉向路感控制器，為駕駛員提供合適大小的轉向路感，最后求解整車穩定性控制器，使整車在各種工況下保持穩定行駛。本發明考慮到外界干擾、路面參數變化、傳感器噪聲等因素，進行魯棒混合路感控制；再綜合路感控制對汽車狀態的影響，進行整車穩定性魯棒控制。從而能有效改善電動輪汽車的轉向路感和操縱穩定性。

技術領域

本發明涉及轉向系統領域，具體是一種電動輪汽車轉向路感及整車穩定性控制方法。

背景技術

轉向路感控制策略所依托的轉向系統結構見附圖1，其結構簡單，沒有復雜的機械連接，又因其以電機作為動力源，故響應速度快，經濟性高，易于精確控制，能為駕駛員提供良好的路感，對整車行駛穩定性影響相對較小且能通過有效措施予以消除，是未來發展智能車和無人駕駛汽車的關鍵技術。

然而，當下對電動輪汽車轉向路感和穩定性的研究比較少。僅有的研究主要關注轉向效率和整車機動性，其路感控制要么無法同時兼顧中低車速和高車速，要么對路面參數的魯棒性不強；在穩定性控制方面，也未能徹底解決路感對整車穩定性的耦合影響。

基于以上的介紹，本發明提出魯棒混合路感控制和整車穩定性魯棒控制，以改善電動輪汽車的轉向路感和操縱穩定性。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種電動輪汽車轉向路感及整車穩定性控制方法，考慮到外界干擾、路面參數變化、傳感器噪聲等因素，進行魯棒混合路感控制；再綜合路感控制對汽車狀態的影響，進行整車穩定性魯棒控制。從而能有效改善電動輪汽車的轉向路感和操縱穩定性。

本發明提供了一種電動輪汽車轉向路感及整車穩定性控制方法，包括以下步驟：

1)建立轉向及整車系統動力學模型，包括轉向系統動力學模型、整車模型、參考模型。

其中，轉向系統動力學模型包括轉向盤和輸入軸模型、轉矩傳感器模型、轉向輸出軸模型、齒輪齒條模型，分別如下所示。

轉向盤和輸入軸模型

式中，J₁為轉向盤的轉動慣量，θ_sw為轉向盤的轉動角度，T_d為駕駛員輸入力矩，B₁為轉向盤轉動阻尼，T_fan1為轉矩傳感器信號；

轉矩傳感器模型

T_fan1＝K_fan1(θ_sw-θ_c)

式中，K_fan1為轉矩傳感器敏感系數，θ_c為轉向輸出軸的旋轉角度；

轉向輸出軸模型

式中，J_c是轉向輸出軸轉動慣量，B_c是轉向輸出軸轉動阻尼，T_fan2是轉向器對轉向輸出軸的反作用力矩，n₁為轉向輸出軸到前輪的機械傳動比，ΔT_zx為兩前輪縱向驅動力繞各自主銷力矩之差，且有ΔT_zx＝ΔT_fd/R_w，ΔT_f為兩前輪驅動轉矩之差，d為前輪主銷偏移距，R_w為前輪滾動半徑；

齒輪齒條模型

x_r＝θ_c·r_p