一种轮毂电机驱动的电动轮汽车差动转向路感控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105966263B(45)授权公告日2018.06.05(21)申请号201610289738.3B62D101/00(2006.01)(22)申请日2016.05.04B62D119/00(2006.01)(65)同一申请的已公布的文献号审查员谢忱申请公布号CN105966263A(43)申请公布日2016.09.28(73)专利权人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人杨舒涵王春燕赵万忠(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人吴旭(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)B62D11/04(2006.01)B62D6/00(2006.01)权利要求书5页说明书10页附图1页(54)发明名称一种轮毂电机驱动的电动轮汽车差动转向路感控制方法(57)摘要本发明公开一种轮毂电机驱动的电动轮汽车差动转向路感控制方法，路感控制器以理想驱动转矩差信号、方向盘转矩信号、来自车载传感器的横摆角速度信号、轮毂电机反馈的转矩差信号为输入信号，计算并输出转向轮轮毂电机控制电流差信号，电流分配模块根据该电流差信号、来自转矩传感器的方向盘转角信号以及轮毂电机反馈的电流信号计算输出左、右轮毂电机控制电流信号，使转向轮轮毂电机产生驱动转矩差，实现了差动转向助力。该路感控制方法能够根据电动轮汽车运行工况调整转向轮轮毂电机转矩差的大小实现差动转向助力，改善驾驶员路感，提高电动轮汽车的操纵稳定性。CN105966263BCN105966263B权利要求书1/5页1.一种轮毂电机驱动的电动轮汽车差动转向路感控制方法，其特征在于：首先，理想驱动转矩差特性模块(14)根据来自转矩传感器(2)的方向盘转矩信号(10)和来自车速传感器的车速信号(8)确定转向轮理想驱动转矩差(17)；然后，将所述理想驱动转矩差(17)、方向盘转矩信号(10)、来自车载传感器的横摆角速度信号(9)、转向轮轮毂电机实际的转矩差信号(26)作为输入信号输入到路感控制器(15)，所述路感控制器(15)输出转向轮轮毂电机控制电流差信号(19)；最后，电流分配模块(16)根据所述转向轮轮毂电机控制电流差信号(19)、来自转矩传感器(2)的方向盘转角信号(11)以及转向轮轮毂电机反馈的电流信号(22，23)计算输出转向轮轮毂电机控制电流信号(20，21)，使转向轮轮毂电机产生驱动转矩差，实现差动转向助力；所述路感控制器(15)采用H2/H∞控制，设控制器的传递函数矩阵为K(s)；系统状态变量θs为方向盘转角，xr为齿轮齿条转向器齿条位移，ωr为横摆角速度，β为质心侧偏角；*T扰动输入w＝[ThnsFδΔT]，Th为驾驶员输入的方向盘转矩，ns为转矩传感器噪声，Fδ为路面干扰，ΔT*为转向轮理想驱动转矩差；控制输入u＝Δi，Δi为转向轮轮毂电机控制电流差信号；T量测输出y＝[TsωrΔT]，Ts为来自转矩传感器的方向盘转矩，ΔT为实际的转矩差；系统状态空间描述为：其中，2CN105966263B权利要求书2/5页其中，Jh为方向盘转动惯量，Bh为转向轴粘性阻尼系数，Ks为转矩传感器扭杆刚性系数，n为转向传动比，d为转向轮的主销横向偏移距，rw为车轮滚动半径,rp为转向器齿轮半径,Ka轮毂电机的转矩系数,Mr为齿轮齿条转向器中齿轮齿条的当量质量，Br为齿轮齿条转向器中齿轮齿条的当量阻尼系数，Kr为齿轮齿条转向器中齿轮齿条的当量刚度,a、b分别为电动车前、后轴到质心的距离，Cf、Cr分别为电动车前、后轮轮胎刚度，Iz为车辆垂直转动惯量，v为车速，m为整车质量；*T对于H2/H∞控制，设z2＝[e1]为H2评价指标，e1＝W1(ΔT-ΔT)；设z∞＝[e2e3]为H∞评价指标，e2＝W2(Ts-KfFδ)，e3＝W3(ωr)；其中，W1、W2、W3为对应的加权函数：式中，i＝1,2,3，ai、bi、ci为对应的系数，s为拉普拉斯算子；Kf为路感系数；通过所述加权函数对所述系统状态空间的系统矩阵进行扩围，得到广义受控系统状态空间：其中，广义受控系统的状态变量w1、w2、w3为新引入的状态变量；3CN105966263B权利要求书3/5页4CN105966263B权利要求书4/5页所述广义受控系统与控制器所组成的闭环系统表示为：u＝K(s)y其中，P(s)为广义受控系统的传递函数矩阵；由w到z的闭环传递函数阵为：其中，I为单位矩阵；对于所述P(s)，控制器传递函数矩阵K(s)使得闭环系统稳定，且满足||Tz∞w||∞≤γ1和min||Tz2w||2≤γ2；其中，γ1、γ2为初选设计值，且满足γ2≥γ1；令5CN105966263B权利要求书5/5页其中，γ∞i为