[发明专利]一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法

权利要求书

1.一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法，所述定轴独驱车辆为无转向机构、由轮毂电机驱动的轮式车辆，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

1)信号输入预处理：

对通过整车控制单元与驾驶员指令获取的共计5N+2个信号分类组合为N+2个数据矢量，各信号及各数据矢量将用于差动转向转矩计算；所述5N+2个信号及其构成的数据矢量分别为：1个方向盘转角信号，1个挡位信号，由N个轮毂驱动电机实时转速信号构成的实时转速矢量n，由N个轮毂驱动电机实时转矩信号构成的实时转矩矢量T，由N个轮毂驱动电机直行需求转矩信号构成的直行需求转矩矢量T_a，由N个轮毂驱动电机实时最大正向转矩信号构成的最大正向转矩矢量由N个轮毂驱动电机实时最大反向转矩信号构成的最大反向转矩矢量所述各信号的有效范围由产生相应信号的物理对象的属性确定；

2)差动转向转矩计算，具体包括以下步骤：

2.1)定义差动转向坐标系，包含车辆坐标系OXY与方向盘转角坐标系oxy；并定义步骤1)中除挡位信号外的其他信号所对应的物理量在所述差动转向坐标系中的正负，也即确定各数据矢量在该差动转向坐标系中的正负；

2.2)将步骤1)确定的方向盘转角的有效范围在所定义的方向盘转角坐标系中划分三个区域，所述三个区域为防抖余量区：α≤δ，保持区：δ＜α≤α_k以及增强区：α_k＜α≤α_L；其中，α表示方向盘转角θ在方向盘转角坐标系中的绝对转角，即α＝|θ|；δ表示方向盘防抖余量，根据驾驶员操作特性确定；α_k表示方向盘加速保持区转角，依据实际车辆转向性能设计要求确定；α_L表示方向盘正极限转角，依据车辆方向盘机械结构确定；

2.3)依据轮毂驱动电机直行需求转矩矢量T_a的符号与方向盘转角绝对转角所处区域，采用三线性差动转矩计算方法，分别计算正保持转向转矩矢量负增强转向转矩矢量负保持转向转矩矢量以及正增强转向转矩矢量如式(1)、(2)、(3)和式(4)所示；

式中，γ_k为保持区转向率矢量，γ_e为增强区转向率矢量，计算式分别如式(5)和式(6)所示：

式中，表示轮毂驱动电机最大正向转向转矩矢量，表示轮毂驱动电机最大反向转向转矩矢量，计算式分别如式(7)和(8)所示：

2.4)依据车辆实际运行工况，确定左右侧车轮所处的线性区域，结合方向盘转角的数值计算得到差动转向转矩矢量T＝[T_sl T_sr]，其中，T_sl表示左侧车轮转向转矩矢量，T_sr表示右侧车轮转向转矩矢量，所述差动转向转矩矢量包括所有轮毂驱动电机的差动转向转矩信号；

3)信号输出处理：

将步骤2)所得差动转向转矩矢量T分解为N个轮毂驱动电机的差动转向转矩信号，并传输至外部整车控制单元对车辆各轮毂驱动电机进行独立的转向控制。

2.根据权利要求1所述的差动转向控制方法，其特征在于，所述步骤2.1)具体包括以下步骤：

将车辆左、右侧车轮的各轮毂电机从前至后依次排序，步骤1)中各数据矢量中各元素顺序各轮毂电机的排序一一对应；

根据国际标准定义车辆坐标系OXY：令坐标系原点O为车辆质心，坐标轴X为车辆的前进方向，坐标轴Y为车辆前进方向的左侧方向，规定车轮转矩坐标方向、车轮转速坐标方向与Y方向一致时为正，反之为负；

定义方向盘转角坐标系oxy：坐标原点o为方向盘几何中心，xy为对应的直角坐标，x和y的方向与车辆坐标系X和Y的方向一致；令θ为方向盘转角，规定方向盘由初始位置向逆时针方向转动的转角为正，相反方向为负；方向盘转角θ满足以下关系：-α_L≤θ≤α_L，其中，α_L和-α_L分别为方向盘正、负极限转角，α_L的具体取值由车辆方向盘机械结构确定。