[发明专利]四轮毂电驱车辆行驶路面自动识别与稳定性集成控制方法

摘要

四轮毂电驱车辆行驶路面自动识别与稳定性集成控制方法，根据转向盘转角和驱动/制动踏板开度获取各车轮的驱动/制动力矩；根据车轮的角速度、转矩信息，及高、中、小、低四种路面附着系数及对应的最优滑动率，获得控制车轮滑动率的调节转矩；根据车辆在正常直线行驶、转向行驶、滑动行驶三种状况下的车速以及转向盘转角获得车辆的理想质心侧偏角、理想横摆角速度，再经横摆力矩控制器得到各车轮的横摆力矩调整值，最后将驱动/制动力矩、调节转矩、横摆力矩调整值进行分配以实现稳定控制。本发明具有各车轮转矩独立控制，车辆行驶路面、车速自动识别，滑动、横摆同步监测控制的特点，能提高车辆的横摆稳定性。

主权项

1.四轮毂电驱车辆行驶路面自动识别与稳定性集成控制方法，其特征在于：所述集成控制方法包括以下步骤：步骤一：获取四个车轮的驱动/制动力矩T₁、T₂、T₃、T₄；步骤二：获取四个车轮的控制车轮滑动率的调节转矩ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄；步骤三：获取四个车轮的横摆力矩调整值ΔT_ys1、ΔT_ys2、ΔT_ys3、ΔT_ys4；步骤四：将步骤一、步骤二、步骤三中得到的驱动/制动力矩、调节转矩、横摆力矩调整值分配到四个车轮上，以实现车辆的稳定性控制，分配规则如下所示：其中，T_m1、T_m2、T_m3、T_m4分别为四个车轮所分配到的控制力矩，而标号1、2、3、4分别指左前车轮、右前车轮、左后车轮、右后车轮；步骤二中，所述获取四个车轮的控制车轮滑动率的调节转矩ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄是指：先将路面的附着系数分为高、中、小、低附着系数四种，再根据各车轮的角速度、转矩信息以对路面的当前附着系数进行计算，然后根据计算所得的当前附着系数与前述高、中、小、低附着系数进行匹配以得到当前路面的最优滑动率，再由滑动率控制器根据各车轮的最优滑动率与实际滑动率之间的差值进行计算以得到控制车轮滑动率的调节转矩ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄，其中，各车轮的实际滑动率根据车轮的车速、转速信号进行计算所得；步骤三中，所述获取四个车轮的横摆力矩调整值ΔT_ys1、ΔT_ys2、ΔT_ys3、ΔT_ys4是指：先由车速计算模块根据四个车轮的转速对车辆在正常直线行驶、正常转向行驶、车轮滑动行驶这三种状况下的车速进行计算，再以计算所得的车速与驾驶员的转向盘转角作为车辆理想自由度模型的输入，从而得到车辆的理想质心侧偏角和理想横摆角速度，然后用理想质心侧偏角对理想横摆角速度进行约束限制，以得到车辆当前运行工况下的目标横摆角速度，再以目标横摆角速度和实际横摆角速度之间的差值及其变化率作为横摆力矩控制器的输入，以三个参数调整量Δk_P、Δk_I、Δk_D作为输出，通过横摆力矩控制器得到四个车轮的横摆力矩调整值ΔT_ys1、ΔT_ys2、ΔT_ys3、ΔT_ys4；所述由车速计算模块根据四个车轮的转速对车辆在正常直线行驶、正常转向行驶、车轮滑动行驶这三种状况下的车速进行计算是指下述三种计算方法中的任意一种或任意两种或任意三种：当正常直线行驶时：式中为整车控制器根据目标车速发送给电机控制器的转速指令，为电机实际转速，可由电机旋变传感器采集，为由控制精度产生的误差转速，i＝1、2、3、4，指代左前、右前、左后、右后车轮；若四个电机转速满足：则判定车辆正常直线行驶，此时车速计算式为：其中，i为电机与车轮之间的减速比，r为车轮滚动半径；当正常转向行驶时：两个转向前轮的转速满足：其中，B为车身宽度，Δt为车轮转一圈所需要的时间，故R为车辆转向半径，车轮转向过程中的转速关系为：其中，式中l为前后轴距离，若满足则认为车辆处于转向过程，此时的质心车速可通过求出；当车轮滑动行驶时：当车轮既不是在直行，也不是在转向过程中，可通过四个车轮转速进行对比，当四个车轮中至少有一个车轮不滑动时，不滑动的车轮转速会远低于滑动的车轮，此时的质心车速通过转速最低的车轮求出；若四个车轮都处于滑动时，设定在高附着系数路面上质心车速换算的转速为中附着系数路面上质心车速换算的转速为小附着系数路面上质心车速换算的转速为低附着系数路面上质心车速换算的转速为