[發明專利]分布式驅動電動汽車直駛方向穩定控制方法

有效

• 申請號: 202110756471.5
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113320523B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張文俊;劉竹星;王耀;陳慶樟
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

本發明公開了一種分布式驅動電動汽車直駛方向穩定控制方法，包括：根據基準車軸的兩側車輪的輪速變化率比值，確定車輛直駛時產生的異常橫擺力矩，采用滑模變結構控制器控制所述基準車軸的車輪偏轉一轉向角對所述異常橫擺力矩形成補償力矩進行補償，所述基準車軸包括前軸和/或后軸。本發明采用滑模變結構控制器控制引起異常橫擺力矩的車軸的車輪轉向進行偏轉補償，保證各輪產生摩擦驅動力相同，使車輛直線行駛穩定。

技術領域

本發明涉及一種電動汽車方向控制方法，特別是一種分布式驅動電動汽車直駛方向穩定控制方法。

背景技術

相對于傳統集中驅動汽車而言，分布式驅動電動汽車由分布于四個輪子上的輪轂電機提供各自獨立的分布式驅動力，省去了繁復的傳動系統和變差速系統，實現了四輪轉矩實時獨立可控的驅動模式。

車輛直駛工況下，需要保證四輪提供與地面摩擦驅動力大小相等，方向與車輛行駛方向一致，否則會導致車輛橫擺力矩增加，逐步產生橫擺角速度，橫擺力矩趨于增大，使車輛脫離直駛工況，脫離駕駛員控制目標，從而導致車輛失穩。

分布式驅動電動汽車對輪轂電機的控制，絕大多數以監測輪速或者轉矩為控制目標，輪轂電機的轉速達到期望值，控制目標就達成了。車輛行駛路況復雜，不同路況，不同輪胎與路面的摩擦力不同，前后軸垂直載荷的分配也不盡相同，從而導致滑移率也不同；在這樣的實際情況下，單純的對輪速或者轉矩進行控制，并不能有效的對四輪摩擦驅動力實現獨立有效的控制，控制效果很差，多數路況無法實現車輛直駛工況的保持。

發明內容

針對上述現有技術缺陷，本發明的任務在于提供一種分布式驅動電動汽車直駛方向穩定控制方法，確保車輛在駕駛員要求的直駛工況下，能夠穩定得到相同的四輪摩擦驅動力，保證車輛直線行駛的穩定性。

本發明技術方案如下：一種分布式驅動電動汽車直駛方向穩定控制方法，包括：根據基準車軸的兩側車輪的輪速變化率比值，確定車輛直駛時產生的異常橫擺力矩，采用滑模變結構控制器控制所述基準車軸的車輪偏轉一轉向角對所述異常橫擺力矩形成補償力矩進行補償，所述基準車軸包括前軸和/或后軸。

進一步地，包括車輛工況判斷，當車輛處于直駛加速工況時，所述基準車軸為后軸，由后軸車輪產生轉向角對后軸車輪產生的異常橫擺力矩補償；當車輛處于直駛減速工況時，所述基準車軸為前軸，由前軸車輪產生轉向角對前軸車輪產生的異常橫擺力矩補償；當車輛處于勻速直駛工況時，所述基準車軸為前軸和后軸，由前軸車輪產生轉向角對前軸車輪產生的異常橫擺力矩補償并且由后軸車輪產生轉向角對后軸車輪產生的異常橫擺力矩補償。

進一步地，所述車輛工況判斷時，采集方向盤轉向角度和加速踏板開度，當所述方向盤轉向角度不超過直駛角度范圍且所述加速踏板開度值增大時，判斷為所述車輛處于直駛加速工況；當所述方向盤轉向角度不超過直駛角度范圍且所述加速踏板開度值減小時，判斷為所述車輛處于直駛減速工況；當所述方向盤轉向角度不超過直駛角度范圍、所述加速踏板開度值不變時，判斷為所述車輛處于勻速直駛工況。

進一步地，所述異常橫擺力矩通過公式M1＝Tb×(1-x)計算，M1為異常橫擺力矩，Tb為所述基準車軸單側驅動輪的電機轉矩輸出值，x為所述基準車軸兩側車輪的輪速變化率比值。

進一步地，所述補償力矩通過公式M2＝F×L×Q計算，M2為補償力矩，F為基準車軸的車輪轉向角引起的側向力，L為基準車軸到整車質心的距離，Q為經驗加權系數。

進一步地，所述滑模變結構控制器的輸入為所述異常橫擺力矩與所述車輪偏轉一轉向角后形成的補償力矩的差值，所述滑模變結構控制器的輸出為所述相對車軸的車輪的轉向角。

進一步地，所述滑模變結構控制器的切換函數為所述滑模變結構控制器的趨近率為為系統切換函數的導數，e為所述異常橫擺力矩與所述補償力矩的差值，為所述異常橫擺力矩與所述補償力矩的差值隨時間的變化率，為隨時間的變化率，c為常數。

本發明與現有技術相比的優點在于：