[發(fā)明專利]一種分布式驅(qū)動(dòng)車輛行駛穩(wěn)定性控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110021906.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112644455B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭育輝;鐘龍飛;江銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/02
• 分類號(hào): B60W30/02;B60W30/18
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學(xué)俊

本發(fā)明提供了一種分布式驅(qū)動(dòng)車輛行駛穩(wěn)定性控制方法，具體為：在穩(wěn)定域內(nèi)以理想橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為控制目標(biāo)，在穩(wěn)定域外以車輛失穩(wěn)度為控制目標(biāo)；以模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和PID兩種控制器聯(lián)合決策橫擺力矩；針對(duì)得到的橫擺力矩進(jìn)行轉(zhuǎn)矩矢量分配至后軸的驅(qū)動(dòng)輪，并對(duì)車輪滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行控制，防止車輪過(guò)度滑轉(zhuǎn)而失控。本發(fā)明能夠最大限度地提高車輛的行駛穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種分布式驅(qū)動(dòng)車輛行駛穩(wěn)定性控制方法。

背景技術(shù)

隨著世界范圍內(nèi)電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，許多世界著名汽車公司也相繼宣布禁售燃油車的計(jì)劃。沃爾沃公司也曾宣布，自2019年開(kāi)始不再推出燃油車；寶馬、林肯、捷豹、路虎等汽車廠商也相繼宣布，在2022年以前實(shí)現(xiàn)以純電動(dòng)或插電混動(dòng)版本取代現(xiàn)階段燃油車型的目標(biāo)。豐田也將于2050年全部停止銷售純汽油動(dòng)力汽車。梅賽德斯奔馳公司也宣布，到2022年，奔馳旗下所有車型都只提供混合動(dòng)力或純電動(dòng)版本。國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)中國(guó)燃油汽車退出時(shí)間作了相關(guān)研究。由此可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外汽車廠商大力推廣電動(dòng)汽車的舉措是大勢(shì)所趨，是減輕環(huán)境污染和緩解石油危機(jī)的有效途徑。新能源汽車是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向之一，同時(shí)也體現(xiàn)了未來(lái)汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化的大趨勢(shì)。

相比傳統(tǒng)集中式驅(qū)動(dòng)汽車的直接橫擺力矩控制系統(tǒng)，分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的直接橫擺力矩控制系統(tǒng)可以通過(guò)各車輪驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力協(xié)同控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此如何通過(guò)控制各車輪轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差來(lái)實(shí)現(xiàn)直接橫擺力矩控制(DYC)或穩(wěn)定性控制(VSC)，提高車輛行駛穩(wěn)定性與安全性成為分布式電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的研究熱點(diǎn)，具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種分布式驅(qū)動(dòng)車輛行駛穩(wěn)定性控制方法，能夠最大限度地提高車輛的行駛穩(wěn)定性和安全性。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種分布式驅(qū)動(dòng)車輛行駛穩(wěn)定性控制方法，具體為：

在穩(wěn)定域內(nèi)以理想橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為控制目標(biāo)，在穩(wěn)定域外以車輛失穩(wěn)度為控制目標(biāo)；

以模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和PID兩種控制器聯(lián)合決策橫擺力矩；

針對(duì)得到的橫擺力矩進(jìn)行轉(zhuǎn)矩矢量分配至后軸的驅(qū)動(dòng)輪，并對(duì)車輪滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行控制，防止車輪過(guò)度滑轉(zhuǎn)而失控。

進(jìn)一步地，所述在穩(wěn)定域內(nèi)以理想橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為控制目標(biāo)，在穩(wěn)定域外以車輛失穩(wěn)度為控制目標(biāo)具體包括以下步驟：

基于相平面計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的車輛失穩(wěn)度e(d)，然后根據(jù)失穩(wěn)度來(lái)判斷車輛是否處于失穩(wěn)狀態(tài)，如果車輛沒(méi)有失穩(wěn)，則進(jìn)入穩(wěn)定區(qū)控制域，通過(guò)駕駛員方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)和車速信號(hào)，結(jié)合車輛二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻下車輛的目標(biāo)橫擺角速度與質(zhì)心側(cè)偏角的實(shí)際值與的目標(biāo)值的偏差e(β)和e(γ)；若車輛已經(jīng)失穩(wěn)，則會(huì)進(jìn)入失穩(wěn)區(qū)控制，啟動(dòng)失穩(wěn)區(qū)控制算法控制車輛，使車輛當(dāng)前失穩(wěn)度降為零，恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。

進(jìn)一步地，采用車輛二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算目標(biāo)橫擺角速度γ_d和目標(biāo)質(zhì)心側(cè)偏角β_d，公式如下：

式中，k₂為后輪的側(cè)偏剛度；a、b為質(zhì)心到前后軸的距離；δ為轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；m為汽車質(zhì)量；L為前后軸軸距；K為穩(wěn)定性因素；u為橫向車速；μ為路面附著系數(shù)。

進(jìn)一步地，所述以模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和PID兩種控制器聯(lián)合決策橫擺力矩具體為：

在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，訓(xùn)練一自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)向該自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入當(dāng)前時(shí)刻下車輛的目標(biāo)橫擺角速度與質(zhì)心側(cè)偏角的實(shí)際值與的目標(biāo)值的偏差e(β)和e(γ)，得到當(dāng)下時(shí)刻車輛所需的橫擺力矩M₁；

當(dāng)車輛失穩(wěn)時(shí)，根據(jù)車輛當(dāng)前時(shí)刻的失穩(wěn)度e(d)，設(shè)計(jì)PID控制器得出橫擺力矩M₂為：