[發明專利]一種分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制系統及方法

在審

• 申請號: 202110342443.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113147422A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 耿國慶;顏志帥;秦洪武;楊梁;李春;蘇春;趙文;張佳;章國棟;徐惠民;王錦晨;羅石
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60T13/66;B60W30/02;B60W10/08;B60W40/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制系統，其特征在于，包括信號輸入模塊(1)、上層控制器模塊和下層控制器模塊；

信號輸入模塊(1)包括信號采集單元和計算目標穩定性因素單元；所述信號采集單元采集方向盤轉角δ_sw；計算目標穩定性因素單元根據方向盤轉角δ_sw得到駕駛員意圖，并基于駕駛員意圖輸出穩定性因素K；

上層控制器模塊包括車輛目標設定單元(2)、基于NACKF的車輛狀態觀測器(3)和基于FSMC直接橫擺力矩控制單元(4)；車輛目標設定單元(2)接收基于方向盤轉角δ_sw、穩定性因素K和車輛縱向車速v_x并求解出期望橫擺角速度γ_d；基于NACKF的車輛狀態觀測器(3)接收車輛前輪轉角δ、縱向加速度a_x和側向加速度a_y；基于NACKF的車輛狀態觀測器(3)用于輸出車輛縱向車速v_x、質心側偏角觀測值β和橫擺角速度觀測值γ；基于FSMC直接橫擺力矩控制單元(4)接收車輛目標設定單元(2)和基于NACKF的車輛狀態觀測器(3)輸出的質心側偏角和橫擺角速度的偏差，并輸出車輛附加橫擺力矩ΔM_Z；

下層控制器模塊包括電機控制系統(5)和電子液壓制動系統(6)，下層控制器模塊接收基于FSMC直接橫擺力矩控制單元(4)輸出的車輛附加橫擺力矩ΔM_Z；由電機控制系統(5)和電子液壓制動系統(6)對車輛附加橫擺力矩ΔM_Z進行分配。

2.根據權利要求1所述的一種分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制系統，其特征在于，計算目標穩定性因素單元內輸出穩定性因素K的方法為：

其中，表示駕駛員意圖，δ_sw表示方向盤轉角，表示方向盤轉角變化率，C_k0和C_k1分別為駕駛員進入彎道和駛出彎道時傳遞函數的增益，τ₀和τ₁分別為進入彎道和駛出彎道時傳遞函數的時間常數，表示符號函數，s為傳遞函數的變量。

3.根據權利要求1所述的一種分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制系統，其特征在于，求解出期望橫擺角速度γ_d的方法為：

其中，γ_t為不考慮路面附著系數影響的理想橫擺角速度，表示為γ_t＝δ×G(s)；μ表示路面附著系數；g表示重力加速度；v_x表示車輛縱向車速，δ表示車輛前輪轉角，δ＝δ_sw/i,δ_sw為方向盤轉角，i為轉向器傳動比；G(s)為目標轉向響應特性模型，表示為G_r表示穩態橫擺角速度增益；ω_n表示車輛的固有頻率，L表示車輛質心到前軸的長度與質心到后軸的長度之和，τ_r表示時間常數，s為傳遞函數的變量；K是穩定性因素；ζ表示車輛阻尼比，I_z表示汽車繞軸轉動慣量，m表示整車車重；k₁、k₂分別表示前軸和后軸的側傾剛度。

4.根據權利要求1所述的一種分布式驅動電動汽車直接橫擺力矩控制系統，其特征在于，下層控制器模塊的切換規則是：

在穩定工況下，由電機控制系統(5)對車輛附加橫擺力矩ΔM_Z進行分配；

在極限工況下，由電機控制系統(5)和所述電子液壓制動系統(6)協同對車輛附加橫擺力矩ΔM_Z進行分配。