轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113733929A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110690205.7(22)申请日2021.06.22(71)申请人北京中辰瑞通科技有限公司地址100024北京市朝阳区常意路4号院2号楼1层107(72)发明人黄松于海波(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人谢志超(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)权利要求书3页说明书14页附图4页(54)发明名称轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置(57)摘要本发明提供一种轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置。该方法包括：确定轮毂电机全驱动车辆的行驶状态参数及道路关键特征参数；根据前轮转角的大小，利用行驶状态参数及道路关键特征参数，基于层次化纵向驱动力协调控制策略、模型预测控制的车辆横摆与侧倾稳定性集成控制策略、模型预测控制的每个车轮对地面压力或附着系数的制止空转滑转的独立控制策略，来确定目标车轮力矩值，将其输出到车辆电驱动系统，实现车辆在直行和转向工况下车轮差动扭矩的协调独立控制，以及在复杂工况下不滑转空转的差动扭矩协调独立控制。采用本发明方法，提高了整车动力性、低速灵活性、高速稳定性，降低失稳风险，有效提升了汽车行驶的机动能力。CN113733929ACN113733929A权利要求书1/3页1.一种轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法，其特征在于，包括：确定轮毂电机全驱车辆的行驶状态参数以及道路关键特征参数；根据前轮转角的大小，利用所述行驶状态参数以及所述道路关键特征参数，基于层次化纵向驱动力协调控制策略确定目标车轮转矩值，并将所述目标车轮转矩值输出到对应的车辆电驱动系统，实现车辆在直行工况下车轮转矩的协调独立控制；或者，利用所述行驶状态参数以及所述道路关键特征参数，基于模型预测控制的车辆横摆与侧倾稳定性集成控制策略确定目标横摆车轮力矩值，将所述目标横摆车轮力矩值输出到对应的车辆电驱动系统，实现车辆在转向工况下差动扭矩协调独立控制。2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法，其特征在于，所述确定轮毂电机全驱车辆的行驶状态参数以及道路关键特征参数，具体包括：获取轮毂电机全驱车辆的目标传感器信号，将所述目标传感器信号输入到基于自适应无迹卡尔曼滤波的车辆状态估计模型，获得行驶状态参数；并基于指数加权衰减记忆滤波的无迹卡尔曼滤波的路面附着系数估计模型，获得车辆行驶过程中的路面附着系数；其中，所述行驶状态参数包含横摆角速度、纵向车速、侧向车速、质心侧偏角、轮胎纵向力、轮胎侧向力、纵向加速度、侧向加速度、方向盘转角、电动机驱动转矩、车轮转速以及车辆俯仰角；所述道路关键特征参数包含所述路面附着系数；所述车辆状态估计模型为具有纵向、侧向、横摆和侧倾四个自由度的非线性车辆估算模型。3.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法，其特征在于，所述获取轮毂电机全驱车辆的目标传感器信号，将所述目标传感器信号输入到基于自适应无迹卡尔曼滤波的车辆状态估计模型，获得行驶状态参数，具体包括：获取方向盘转角信号、电机驱动转矩信号、车轮轮速信号、横摆角速度信号、纵向加速度信号以及侧向加速度信号；将所述车轮转速信号和所述电机驱动转矩信号输入到纵向力计算模型，获得轮胎纵向力；并将所述方向盘转角信号、所述横摆角速度信号、所述纵向加速度信号以及所述侧向加速度信号输入到侧向力计算模型，获得轮胎侧向力；将所述方向盘转角信号、所述横摆角速度信号、所述纵向加速度信号、所述侧向加速度信号、所述轮胎纵向力以及所述轮胎侧向力输入到基于自适应无迹卡尔曼滤波的参数估计模型中，获得横摆角速度、纵向车速、侧向车速；将所述纵向车速和所述侧向车速输入到质心侧偏角模型，获得质心侧偏角，获得行驶状态参数。4.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法，其特征在于，所述层次化纵向驱动力协调控制策略包含上层前后轴转矩动态载荷预分配控制策略、中层驱动防滑控制策略以及下层转矩再分配控制策略；所述利用所述行驶状态参数以及所述道路关键特征参数，基于层次化纵向驱动力协调控制策略确定目标车轮转矩值，具体包括：利用车辆操纵信号、车辆俯仰角以及纵向加速度，基于前后轴转矩动态载荷预分配控制策略确定第一给定转矩；其中，所述车辆俯仰角通过预设的陀螺仪传感器获取；所述车辆操纵信号与车辆的油门踏板信号相对应；利用所述第一给定转矩、车轮转速以及纵向车速，基于驱动防滑控制策略确定输出的2CN113733929A权利要求书2/3页第二给定转矩；其中，所述车轮转速通过电机转速传感器获取；基于所述第二给定转矩以及车辆的当前车轮状态，按照预设的转矩再分配控制策略进行车轮转矩再