轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法.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CN110466604A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910810800.2B62D113/00(2006.01)(22)申请日2019.08.29B62D137/00(2006.01)(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人田杰王群张纯涛丁洁姚嘉凌(74)专利代理机构南京灿烂知识产权代理有限公司32356代理人朱妃(51)Int.Cl.B62D11/02(2006.01)B62D6/00(2006.01)B60L15/20(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书6页说明书13页附图4页(54)发明名称轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法(57)摘要本发明公开了一种轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，通过对运行车辆的相轨迹是否超出稳定域的判断，将处于稳定域内的车辆视为线性模型，对其进行线性模型的差动驱动转向控制；将处于稳定域外的车辆，利用产生的直接横摆力矩对车辆转向进行主动干预，使其从不稳定状态回到稳定状态。本发明采用联合控制，使依靠差动驱动转向的非线性车辆在转向轮允许的转角范围内，在不同附着系数路面上都能够很好地跟踪参考模型的质心侧偏角和横摆角速度，有效地提高整车的稳定性，保证行车的安全性。CN110466604ACN110466604A权利要求书1/6页1.一种轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定不同车速，不同附着系数路面条件下，差动驱动力矩为零时的差动转向车辆的稳定边界及其稳定域；2)获取运行车辆的方向盘转角信号，车速信号，车辆横摆角速度γ，车辆质心侧偏角β，根据方向盘转角信号判断该运行车辆是否进行转向；3)若判定该运行车辆不转向，则保持现状运行并返回步骤2)；若判定该运行车辆转向，则将方向盘转角信号输入参考模型，计算出质心侧偏角参考值βd和横摆角速度参考值γd；4)建立该运行车辆的前轮差动转向车辆模型，将横摆角速度参考值γd和车辆横摆角速度γ输入滑模控制器，滑模控制器输出车辆左右前轮驱动力差值产生的差动驱动力矩ΔM2，并得到该运行车辆的相轨迹；5)根据步骤4)得到的该运行车辆的相轨迹和步骤1)确定的差动转向车辆的稳定边界及其稳定域，判定该运行车辆的相轨迹是否超出稳定边界；6)若该运行车辆的相轨迹在稳定边界上或稳定边界内，则判定该运行车辆在稳定域内，滑模控制器输出车辆左右前轮驱动力差值产生的差动驱动力矩驱动该运行车辆的两前轮各自绕转向主销转动一个转角，使该运行车辆实现正常稳定转向；若该运行车辆的相轨迹在稳定边界外，则判定该运行车辆在稳定域外，并计算该运行车辆的相轨迹任意状态点到稳定边界的距离d，将该距离d输入PI控制器，PI控制器输出直接横摆力矩ΔM1，该直接横摆力矩驱动该运行车辆绕z轴转过一个转角，使该运行车辆从不稳定状态回到稳定状态的同时，滑模控制器输出车辆左右前轮驱动力差值产生的差动驱动力矩驱动该运行车辆的两前轮各自绕转向主销转动一个转角，使该运行车辆实现稳定转向；其中，前轮绕转向主销转动的转角在转向轮允许的转角范围内。2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，其特征在于：所述差动转向车辆的稳定边界采用两条直线来表示，直线表达式为：其中，B1,B2为稳定域边界参数值，β为车辆质心侧偏角，为车辆质心侧偏角速度；对应的稳定域表达式为：3.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，其特征在于：所述参考模型选择具有中性转向特性的二自由度车辆模型。4.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，其特征在于：所述方向盘转角信号通过方向盘转角传感器获取。5.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，其特征在于：所述参考模型的状态方程为，T定义xd(t)＝[βdγd]，ud(t)＝δ，2CN110466604A权利要求书2/6页参考模型表示为式中，其中，δ为参考模型的前轮转角，kf为前轮侧偏刚度，kr为后轮侧偏刚度，m为整车质量，u为汽车质心处的纵向速度，lfd为参考模型质心到前轴的距离，lrd为参考模型质心到后轴的距离，Iz为车辆对Z轴的转动惯量。6.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动电动汽车差动驱动转向及稳定性的控制方法，其特征在于：所述建立该运行车辆的前轮差动转向车辆模型，具体为，a)建立该运行车辆的运动坐标系，坐标系的原点为整车的质心，xOz平面位于车辆左右对称的平面上；当车辆位于水平路面并静止时，x轴为车辆前进方向平行于地面，y轴为x轴逆时针旋转90°且