[發明專利]一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法

在審

• 申請號: 202310238575.6
• 申請日: 2023-03-13
• 公開（公告）號: CN116513158A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 朱蕓海;貝紹軼;李波;湯浩然;張蘭春;李文杰;高陳誠;陳慧蕾
• 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: 南京新慧恒誠知識產權代理有限公司 32424
• 代理人: 徐彪

1.一種基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，包括穩定性判定模塊，所述穩定性判定模塊用于確定分布式驅動電動汽車的穩定狀態趨勢；

其特征在于：所述控制方法包括如下步驟：

1)首先獲取分布式驅動電動汽車的行駛狀態，建立駕駛員模型，輸出縱向車速與前輪轉角；

2)建立包括車輛橫向運動和橫擺運動的二自由度車輛模型，以縱向車速、前輪轉角以及路面附著系數為輸入，理想質心側偏角為輸出；

3)通過二自由度車輛模型建立分布式驅動電動汽車的質心側偏角-質心側偏角速度相平面穩定域庫；

4)將分布式驅動電動汽車的實際質心側偏角及質心側偏角速度輸入至穩定性判定模塊中對車輛當前穩定狀態進行判定，若判定車輛穩定為否，則與質心側偏角誤差結果一同進入搭建的分層式的直接橫擺力矩控制模塊；

所述分層式的直接橫擺力矩控制模塊以質心側偏角誤差和穩定性判斷結果為輸入，輸出為四個輪輪轂電機的附加力矩T；

分層式的直接橫擺力矩控制模塊中的上層控制器為跟蹤質心側偏角誤差的滑模控制器，下層控制器為以輪胎最優滑移率為目標函數的最優分配；

5)搭建七自由度整車動力學模型，其輸入為四輪輪轂電機附加力矩，輸出實際參數為實際縱向車速、實際質心側偏角以及實際質心側偏角速度，并將參數反饋至駕駛員模型以及穩定性判定模塊，以此達到閉環控制；

6)搭建Matlab/Simulink模型，進行仿真驗證。

2.如權利要求1所述的基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，其特征在于：步驟3)中建立所述穩定域庫的具體步驟為：

1)首先搭建二自由度車輛模型，該模型為：

車輛的縱向車速V輸入間隔為10km/h,范圍為10km/h至50km/h；

前輪轉角δ輸入間隔為1°，范圍為0°至5°；

路面附著系數μ輸入間隔為0.1，范圍為0.1至1；

2)其次通過搭建魔術輪胎模型，得到四個輪胎的垂向力及輪胎側偏角；

3)通過循環得到300組分布式驅動電動汽車的質心側偏角-質心側偏角速度的相平面圖，將所有的相平面圖進行相平面分成兩類，對應類型為：線性穩定域和四邊形穩定域；

4)最后對每一張相平面圖選取穩定邊界，并求出穩定邊界與輸入參數(V，μ，δ)之間的函數關系。

3.如權利要求2所述的基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，其特征在于：所述線性穩定域的邊界函數設計為：

其中：L₁為線性穩定域的左側邊界直線；

L₂為線性穩定域的右側邊界直線；

α₁-α₂₀為線性穩定邊界擬合參數；

β為質心側偏角；

A₁、A₂、B₁、B₂為線性穩定域邊界函數的系數。

4.如權利要求3所述的基于智能輪胎技術的4WID汽車橫向失穩控制方法，其特征在于：所述四邊形穩定域的邊界函數設計為：

β_B＝f₆(δ，μ)＝-0.94+0.207δ-0.387μ-0.016δ²-0.06δμ+0.189μ²

其中：AB、BC、CD以及DA為四邊形穩定域的四條邊。