[发明专利]一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法

摘要

本发明提出一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法，属于车辆动力学控制的领域。本发明用于定轴独驱车辆的转向控制，所述定轴独驱车辆是指无转向机构、由轮毂电机驱动的轮式车辆；该方法首先建立差动转向坐标系，并结合驾驶员直行需求，考虑电机实时工作能力计算得到左右两侧车轮转向转矩；具体包括：信号输入预处理；差动转向转矩计算；信号输出处理。本发明选择直接控制车轮转矩，避免形成转速闭环，使得转向控制更为直接有效；本发明能实现符合驾驶员意图的定轴独驱车辆转向功能，提高定轴独驱车辆的机动性。

主权项

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。