[發明專利]基于相平面的分布式驅動電動汽車穩定性控制系統及方法

在審

• 申請號: 202210418442.2
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114734986A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 貝紹軼;湯浩然;李波;全振強;顧甜莉;朱蕓海;周丹;周鑫燁;朱召鑫;劉國思;田勁;胡宏振
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W50/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 任珊珊

本發明提供了基于相平面的分布式驅動電動汽車穩定性控制系統及方法，將車輛實時參數輸入穩定性判斷單元，在穩定性判斷單元中建立二自由度車輛分析模型，繪制全工況下質心側偏角?橫擺角速度相平面圖，建立曲線型穩定域和菱形穩定域邊界參數數據庫，以車輛行駛狀態點為起點沿任意方向延伸的射線與穩定域邊界和相平面圖邊框的交點個數_n作為判據，有效提高了車輛穩定性判斷的準確度。

技術領域

本發明涉及分布式驅動電動汽車穩定性控制技術領域，尤其涉及一種基于相平面的分布式驅動電動汽車穩定性控制系統及方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，采用分布式驅動的車輛在穩定性控制上擁有比較好的表現，穩定性控制技術不僅可以減小駕駛員的負擔，提高車輛行駛的穩定性，提升駕駛員的操縱感，還能有效減少交通事故的發生。

目前穩定性控制方法都是利用橫擺角速度-質心側偏角相平面圖做穩定性分析，將穩定域劃分為曲線性穩定域和菱形穩定域，并建立穩定域邊界數據庫，然后判斷狀態點是否在穩定域內，判斷狀態點是否在穩定域內一般是以從狀態點到穩定域邊界的最小垂直距離作為判斷依據，但是這種判斷方法要求將曲線型穩定域的邊界做成折線型，這就導致判斷的準確度較低。

發明內容

本發明公開的一種基于相平面的分布式驅動電動汽車穩定性控制系統及方法，解決了以從狀態點到穩定域邊界的最小垂直距離作為是否在穩定域的判斷依據，從而導致判斷準確度較低的問題，以從車輛行駛狀態點做隨機方向的射線與質心側偏角-橫擺角速度相平面的穩定域邊界的交點個數作為車輛的穩定性判據，判斷準確度高且效率高。

為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的：

本發明一方面公開一種基于相平面的分布式驅動電動汽車穩定性控制系統包括車輛狀態監測單元、狀態估計與辨識單元、穩定性判斷單元、改善操縱單元、穩定性控制單元和執行單元，其中，車輛狀態監測單元用以實時監測車輛四個車輪的車輪轉角、橫擺角速度、路面附著系數和側向加速度，并將監測到的數據信息傳送至狀態估計與辨識單元；狀態估計與辨識單元用以接收所述車輛狀態監測單元傳送的數據，并辨識車輛的縱向車速、質心側偏角和路面附著系數，并將辨識出的數據傳送至穩定性判斷模塊；穩定性判斷單元用以接收所述狀態估計與辨識單元發送的數據，并根據接收的數據建立二自由度車輛分析模型，繪制全工況下質心側偏角-橫擺角速度相平面圖，建立曲線型穩定域和菱形穩定域邊界參數數據庫，并利用光線投影法對質心側偏角-橫擺角速度相平面圖中的狀態點進行穩定性判斷；改善操縱單元用以實現對車輛四輪轉矩的優化分配；改善操縱單元，用以實現對車輛四輪轉矩的優化分配；穩定性控制單元用以實現對車輛橫擺力矩單元的滑模控制；車輛橫擺力矩單元用以接收并執行所述改善操縱單元和所述穩定性控制單元的轉矩控制信息，實現對車輛四輪轉矩的優化分配，并將轉矩狀態信息傳送至所述車輛狀態監測單元。

進一步地，所述車輛狀態監測單元包括轉角傳感器、橫擺角傳感器、側向加速度傳感器和路面附著系數傳感器，其中，轉角傳感器用以實時監測車輛車輪的轉角；橫擺角傳感器用以實時監測車輛車輪的橫擺角；側向加速度傳感器用以實時監測車輛車輪的側向加速度；路面附著系數傳感器用以實時監測路面附著系數。

本發明另一方面公開一種基于相平面的分布式驅動電動汽車穩定性控制系統的控制方法，包括以下步驟：

S1：根據分布式驅動電動汽車的行駛狀態，建立二自由度車輛模型，利用所述二自由度車輛模型繪制全工況車輛穩定性質心側偏角-橫擺角速度相平面圖；

S2：依據電動汽車的行車工況判斷車輛所處的穩定域類型；

S3：根據電動汽車的行車工況利用穩定域類型數據庫獲取車輛的質心側偏角-橫擺角速度相平面穩定的邊界參數，繪制出穩定域邊界圖；