[发明专利]一种分布式驱动越野车辆的自适应驱动控制系统

权利要求书

1.一种分布式驱动越野车辆的自适应驱动控制系统，用于控制自动挡四驱越野车，其特征在于：设置在整车控制器中，包括整车动力学观测系统、整车运动学量测系统和驱动模式控制模块；

整车运动学量测系统，用于实时输出以下车辆状态参数：方向盘转角传感器信号δ_s，惯性传感器测得的车辆质心位置纵向加速度a_x，惯性传感器测得的车辆质心位置侧向加速度a_y，惯性传感器输出的车身侧倾角φ，惯性传感器输出的车身俯仰角θ_pitch，惯性传感器输出的横摆角速度左后、右后、左前、右前轮毂电机控制器反馈给整车控制器的轮毂电机实际转速w_RL、w_RR、w_FL、w_FR；

整车动力学观测系统，用于运用整车运动学量测系统提供的车辆状态参数、非线性轮胎模型以及非线性系统状态估计算法，实时估算各个车轮垂直载荷、车辆质心侧偏角、轮胎侧向力；

驱动模式控制模块用于根据驾驶员驱动意图，对驱动模式进行分类，并制定不同的驱动策略，具体为：

S1、实时接收驾驶员通过越野模式选择模块发出的行车模式的挡位指令；挡位指令由驾驶员根据路况判断车辆是否进入越野模式而发出，包括D挡和C挡；

S2、根据驾驶员选择的行车模式的挡位指令、以及整车运动学量测系统和整车动力学观测系统反馈的车辆行驶状态，按照对应的驱动策略，实时调整发送至各个轮毂电机控制器的转矩/转速命令；

D挡对应的驱动策略为：向四个轮毂电机控制器发送转矩模式控制指令；同时根据整车运动学量测系统和整车动力学观测系统反馈的车辆行驶状态计算整车实时驱动功率，根据整车实时驱动功率的大小切换两驱/四驱行驶模式；

C挡且加速电子踏板开度为0、电子制动踏板开度为0、四个轮毂电机转速为0，对应的驱动策略为：向四个轮毂电机控制器发送转速模式控制指令；同时计时器开始计时，若无法同时满足以上条件，计时器归零；转速按以下公式计算：

w_vcuj为发送给各个轮毂电机控制器的转速命令；i为轮毂电机与车轮之间减速器装置的减速比；t为转速控制模式计时器输出时间；R_j为各个车轮的滚动半径；

C挡且加速电子踏板开度大于0，按以下公式向四个轮毂电机控制器发送转矩模式控制指令：

P_R为整车控制器发送至后轴两个轮毂电机控制器的驱动功率指令之和；P_F为整车控制器发送至前轴两个轮毂电机控制器的驱动功率指令之和；α_acc为加速电子踏板开度；P_Mmax为单个轮毂电机的峰值功率；分别表示整车动力学观测系统估算的左后、右后、左前、右前车轮的垂直载荷；m为整车质量；g为重力加速度；T_RL、T_RR、T_FL、T_FR为整车控制器发送至左前、右前、左后以及右后轮毂电机控制器的驱动转矩指令；

S3、各个轮毂电机控制器使对应的轮毂电机执行接收到的转矩/转速命令；

S4、各个轮毂电机控制器在控制对应的轮毂电机执行转矩/转速命令的同时，根据转速传感器信号、轮毂电机相电流和轮毂电机相电压，计算得到轮毂电机的工作状态信号并同步发送至整车行驶状态监测系统。

2.根据权利要求1所述的分布式驱动越野车辆的自适应驱动控制系统，其特征在于：所述的整车动力学观测系统具体采用以下公式计算各车轮的垂直载荷：

分别表示整车动力学观测系统估算的左后、右后、左前、右前车轮的垂直载荷；θ为根据惯性传感器输出的车身俯仰角θ_pitch计算得到的道路坡度；h_g为整车质心高度；h_r为车身侧倾中心高度；C_r为悬架系统侧倾阻尼；K_r为悬架系统侧倾角刚度；m为整车质量；g为重力加速度；L为轴距；b为轮距；为车厢侧倾角速度；l_r为后轴中心位置至车辆质心的纵向距离，l_f为前轴中心位置至车辆质心的纵向距离。