[发明专利]一种用于分布式后驱电动汽车的双模式转矩分配控制方法

说明书

本发明公开了一种用于分布式后驱电动汽车的双模式转矩分配控制方法，该分布式后驱电动汽车由双层控制结构进行控制，所述双层控制结构包括上层控制策略和下层控制策略；其特征在于：所述上层控制策略为直接橫摆附加转矩控制模块和驱动防滑附加转矩控制模块的双模式控制模块；所述直接橫摆附加转矩控制模块将横摆角速度和质心侧偏角两个参数的实际和期望的差值作为输入变量，结合模糊PID控制器求解直接橫摆附加转矩；所述驱动防滑附加转矩控制模块将实际和期望的车轮滑转率差值作为输入变量，结合最优滑转率算法和PID控制器求解车辆驱动打滑时所需驱动防滑附加转矩；本发明可以有效改善车辆的操纵稳定性，具有良好的控制效果。

技术领域

本发明涉及汽车驾驶技术领域，特别是一种用于分布式后驱电动汽车的双模式转矩分配控制方法。

背景技术

分布式驱动电动汽车是未来电动汽车发展的重要方向，主要特点是将驱动电机嵌入车轮中，其传动链短、响应快、力矩控制精度高，且装有驱动电机的车轮不仅均可独立控制，而且车轮上的转矩可任意进行分配，可实现更好的控制效果。很多学者在分布式后驱电动汽车的转矩分配控制策略方面做了许多的研究。熊璐等的研究是针对分布式电动汽车设计了分层控制策略，以车辆稳定性为目标，结合动态算法矩阵和极限工况下车辆纵侧耦合特性分析了影响稳定性的因素，对转矩进行再次分配以实现车辆稳定性控制效果。宋宇等的研究是基于仿真软件搭建平台，结合四轮制动逻辑控制器和单轮制动力PID控制器，设计了以横摆角速度为反馈控制的稳定性控制系统，但其车辆模型的动力系统是基于传统内燃机驱动的，且只以橫摆角速度为单一控制目标。黄龙等的研究也是基于仿真软件搭建虚拟平台，以四轮独立驱动电动汽车为载体，以直接橫摆力矩控制策略，采用最优控制理论对驱动转矩再分配和PID控制理论对制动转矩再分配的设计；实验结果表明该设计显著提高了车辆的操纵稳定性。杜荣华等的研究是基于分布式驱动电动汽车提出的一种复合制动系统控制策略，采用滑模控制理论和加权最小二乘控制分配方法设计了分层制动转矩分配结构，保证车辆制动稳定性的同时对转矩进行再分配；验证结果表明该控制策略效果显著。张琳等的研究是基于四轮独立主动转向和直接橫摆转矩的两种控制策略的研究，最后的理论结果结合试验车进行实车仿真验证分析，证明了直接橫摆转矩在控制车辆稳定性方面效果显著。周逢军等的研究是基于分布式驱动电动汽车在常规运动工况下，建立双层架构控制策略，基于自适应滑模控制理论，设计以驾驶员意图解析为基础的跟踪控制算法，再结合控制分配理论，定义了上层滑模控制所输出的广义控制变量与下层实际控制输入之间的线性映射关系。E。Esmailzadeh等的研究为了提高汽车操纵性能，提出了一种新的多层系统的直接横摆力矩最优控制律，通过对车辆采用最优横摆力矩控制时来显著提高了车辆的操纵稳定性。因此，在前述研究的基础上，如何车辆在转向过程中进一步地提高操纵稳定性成为了申请人亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于分布式后驱电动汽车的双模式转矩分配控制方法。本发明可以有效改善车辆的操纵稳定性，具有良好的控制效果。

本发明的技术方案：一种用于分布式后驱电动汽车的双模式转矩分配控制方法，该分布式后驱电动汽车由双层控制结构进行控制，所述双层控制结构包括上层控制策略和下层控制策略；所述上层控制策略为直接橫摆附加转矩控制模块和驱动防滑附加转矩控制模块的双模式控制模块；所述直接橫摆附加转矩控制模块将横摆角速度和质心侧偏角两个参数的实际和期望的差值作为输入变量，结合模糊PID控制器求解直接橫摆附加转矩；所述驱动防滑附加转矩控制模块将实际和期望的车轮滑转率差值作为输入变量，结合最优滑转率算法和PID控制器求解车辆驱动打滑时所需驱动防滑附加转矩；

将车轮滑转率最大值作为标准，当实际车轮滑转率大于等于20％且小于70％的车轮滑转率最大值时，上层控制策略启动驱动防滑附加转矩控制模块，下层控制策略将整车总驱动转矩和驱动防滑附加转矩控制模块求解的驱动防滑附加转矩通过再分配策略转换为各个驱动电机上的转矩；当实际车轮滑转率大于等于70％且小于100％情况下，上层控制策略启动直接横摆转矩控制模块，下层控制策略将整车总驱动转矩和直接横摆附加转矩控制模块求解的直接横摆附加转矩通过再分配策略转换为各个驱动电机上的转矩。