[發明專利]四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制系統及方法

在審

• 申請號: 201711306397.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108163044A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 熊璐;楊興;冷搏;余卓平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

S1、整車控制器根據駕駛員的方向盤手力需求，確定差動助力參考曲線；

S2、電動助力轉向模塊根據測得的方向盤轉角和車速數據，得到助力力矩指令，發送給EPS助力電機；

S3、差動助力轉向模塊根據測得的方向盤轉矩和車速數據，利用差動助力參考曲線得到電動汽車的前軸差動轉矩；

S4、根據測得的車輛實際橫擺角速度、方向盤轉角和車速數據，得到參考橫擺角速度，并計算得到附加橫擺力矩；

S5、整車控制器利用前軸差動轉矩和附加橫擺力矩計算得到四輪驅動電機的目標輸出轉矩。

2.根據權利要求1所述的一種四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法，其特征在于，所述的步驟S1中的差動助力參考曲線的三個坐標軸分別為差動力矩值、轉向盤力矩和車速，差動助力參考曲線的助力特性表達式為：

其中，|△T_f|為前軸差動助力轉矩，K(V)為車速感應系數，|M_sw|為方向盤轉矩，|M_sw,0|為開始助力時的方向盤轉矩，|M_sw,max|為達到最大助力力矩時的方向盤轉矩，|T_f|_max,v表示車速為v時提供的最大前軸差動力矩。

3.根據權利要求1所述的一種四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法，其特征在于，所述的步驟S2中的電動助力轉向模塊和步驟S3中的差動助力轉向模塊共同構成轉向冗余控制模塊。

4.根據權利要求1所述的一種四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法，其特征在于，所述的步驟S1中整車控制器根據駕駛員的方向盤手力需求，確定多種模式下的差動助力參考曲線，即調整相同轉向盤力矩和車速下的前軸差動轉矩值。

5.根據權利要求1所述的一種四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法，其特征在于，所述的步驟S4具體為：

S401、根據駕駛員輸入的方向盤轉角和縱向車速得到中性轉向時橫擺角速度作為車輛理想參考橫擺角速度；

S402、采用抗積分飽和算法使車輛的橫擺角速度與車輛理想參考橫擺角速度趨于一致，得到附加橫擺力矩。

6.根據權利要求1所述的一種四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法，其特征在于，所述的步驟S5具體為：

S501、將前輪右電機轉矩加上二分之一前軸差動轉矩得到前軸右電機輸出轉矩，將前輪左電機轉矩減去二分之一前軸差動轉矩得到前軸左電機輸出轉矩；

S502、將附加橫擺力矩減去前軸差動直接橫擺力矩得到后軸所需橫擺力矩；

S503、將后輪右電機轉矩加上后軸所需橫擺力矩對應的電機轉矩得到后軸右電機最終輸出轉矩，將后輪左電機轉矩減去后軸所需橫擺力矩對應的電機轉矩得到后軸左電機最終輸出轉矩。

7.一種采用權利要求1～6任一項所述的四輪獨立驅動電動汽車的轉向冗余與集成控制方法的控制系統，其特征在于，該控制系統包括：

轉向冗余控制模塊，用于根據駕駛員手力需求調整前軸差動轉矩并在EPS電機失效時進行轉向助力；

操縱性改善控制模塊，用于實時跟蹤車輛理想參考橫擺角速度，得到需求附加橫擺力矩；

轉矩分配模塊，利用轉向冗余控制模塊得到的前軸差動轉矩和操縱性改善控制模塊得到的附加橫擺力矩，輸出電動汽車四輪驅動電機的目標轉矩。