[发明专利]电动轮汽车转向路感及整车稳定性控制方法

说明书

本发明提供了一种电动轮汽车转向路感及整车稳定性控制方法，先建立转向及整车系统动力学模型，然后设计理想转向路感特性图，再求解转向路感控制器，为驾驶员提供合适大小的转向路感，最后求解整车稳定性控制器，使整车在各种工况下保持稳定行驶。本发明考虑到外界干扰、路面参数变化、传感器噪声等因素，进行鲁棒混合路感控制；再综合路感控制对汽车状态的影响，进行整车稳定性鲁棒控制。从而能有效改善电动轮汽车的转向路感和操纵稳定性。

技术领域

本发明涉及转向系统领域，具体是一种电动轮汽车转向路感及整车稳定性控制方法。

背景技术

转向路感控制策略所依托的转向系统结构见附图1，其结构简单，没有复杂的机械连接，又因其以电机作为动力源，故响应速度快，经济性高，易于精确控制，能为驾驶员提供良好的路感，对整车行驶稳定性影响相对较小且能通过有效措施予以消除，是未来发展智能车和无人驾驶汽车的关键技术。

然而，当下对电动轮汽车转向路感和稳定性的研究比较少。仅有的研究主要关注转向效率和整车机动性，其路感控制要么无法同时兼顾中低车速和高车速，要么对路面参数的鲁棒性不强；在稳定性控制方面，也未能彻底解决路感对整车稳定性的耦合影响。

基于以上的介绍，本发明提出鲁棒混合路感控制和整车稳定性鲁棒控制，以改善电动轮汽车的转向路感和操纵稳定性。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种电动轮汽车转向路感及整车稳定性控制方法，考虑到外界干扰、路面参数变化、传感器噪声等因素，进行鲁棒混合路感控制；再综合路感控制对汽车状态的影响，进行整车稳定性鲁棒控制。从而能有效改善电动轮汽车的转向路感和操纵稳定性。

本发明提供了一种电动轮汽车转向路感及整车稳定性控制方法，包括以下步骤：

1)建立转向及整车系统动力学模型，包括转向系统动力学模型、整车模型、参考模型。

其中，转向系统动力学模型包括转向盘和输入轴模型、转矩传感器模型、转向输出轴模型、齿轮齿条模型，分别如下所示。

转向盘和输入轴模型

式中，J₁为转向盘的转动惯量，θ_sw为转向盘的转动角度，T_d为驾驶员输入力矩，B₁为转向盘转动阻尼，T_fan1为转矩传感器信号；

转矩传感器模型

T_fan1＝K_fan1(θ_sw-θ_c)

式中，K_fan1为转矩传感器敏感系数，θ_c为转向输出轴的旋转角度；

转向输出轴模型

式中，J_c是转向输出轴转动惯量，B_c是转向输出轴转动阻尼，T_fan2是转向器对转向输出轴的反作用力矩，n₁为转向输出轴到前轮的机械传动比，ΔT_zx为两前轮纵向驱动力绕各自主销力矩之差，且有ΔT_zx＝ΔT_fd/R_w，ΔT_f为两前轮驱动转矩之差，d为前轮主销偏移距，R_w为前轮滚动半径；

齿轮齿条模型

x_r＝θ_c·r_p