[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

说明书

本发明提供一种分布式驱动越野车辆的自适应驱动控制系统，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；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。本发明充分发挥轮毂电机驱动系统控制灵活、迟滞效应小的特点，在满足强通过性的前提下有效提高了整车的能量效率。

技术领域

本发明属于轮毂电机分布式驱动汽车控制技术领域，具体涉及一种分布式驱动越野车辆的自适应驱动控制系统。

背景技术

采用轮毂电机的分布式驱动车辆与传统集中式驱动车辆相比，可以对输出至轮端的驱动功率进行精确的监控，并对分布式驱动系统进行精细化的冗余控制。因此，轮毂电机分布式驱动系统显著提高了整车经济性、动力性、操纵稳定性控制、主动安全控制等方面的优化潜力。

为了充分发挥轮毂电机分布式驱动系统在控制优化方面的巨大潜力，以整车控制器为核心的上层控制系统需要对车辆行驶时的重要状态参数进行有效的实时观测或精确估计，由此制定合理的驱动命令，充分发挥分布式轮毂电机驱动汽车可以单独控制每个车轮驱动转矩/转速的优势。比如各个车轮垂向载荷的有效估计能够提高驱动防滑控制效果、抑制轮胎偏磨；质心侧偏角、横摆角速度的实时观测估计是车辆稳定性控制中必不可少的基础参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种分布式驱动越野车辆的自适应驱动控制系统，改善驱动防滑控制效果。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：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：