基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，包括：理想差動轉向助力曲線獲取步驟，根據(jù)車輛縱向車速和轉向盤力矩獲取差動轉向助力曲線；參考橫擺角速度計算步驟，根據(jù)轉向盤轉角和車輛行駛參數(shù)計算理想橫擺角速度目標值作為參考橫擺角速度；附加橫擺轉矩計算步驟，實時跟蹤計算出的參考橫擺角速度，通過前饋控制和反饋控制計算附加橫擺轉矩；縱向力分配步驟，根據(jù)理想差動轉向助力曲線和附加橫擺轉矩分配前軸左右輪和后軸左右輪的驅動力矩。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在減小駕駛員操縱負擔的同時也提高了整車橫擺角速度響應，從而有效地改善了整車操縱性能。
【專利說明】基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動汽車控制方法，尤其是涉及一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法。
【背景技術】
[0002]發(fā)展節(jié)能環(huán)保安全的電動汽車(EV)被認為是解決未來能源、環(huán)境問題及實現(xiàn)主動安全最有希望的措施之一。分布式驅動電動汽車多個電機獨立驅動，電機的輸出轉矩獨立精確可控，在電機能力范圍內(nèi)各車輪轉矩可按照任意比例分配，甚至一側驅動一側制動，其整車結構緊湊，傳動效率高，因此分布式驅動電動汽車被認為是未來電動汽車發(fā)展的重要方向。
[0003]轉向輕便性和操縱靈敏性是汽車操縱性品質評價中的兩項重要指標。在傳統(tǒng)汽車上通常采用電動助力轉向系統(tǒng)(Electric Power Steering,簡稱EPS)來改善轉向輕便性，該系統(tǒng)由助力電機直接提供轉向助力，減小了轉向盤手力。其次，通常采用轉矩矢量控制(Torque Vectoring Control,簡稱TVC)方法來改善操縱靈敏性,該方法通過限滑差速器來改變各車輪間的轉矩分配，使整車產(chǎn)生一個附加橫擺力矩，加快整車橫擺響應從而改善操縱性。然而，在傳統(tǒng)汽車上加裝轉向助力電機和限滑差速器會使系統(tǒng)結構復雜，成本增加。
[0004]由于其獨特的動力學控制形式，分布式驅動電動汽車在操縱性方面具有顯著優(yōu)勢。前軸左右車輪差動力矩分配可以產(chǎn)生轉向助力，實現(xiàn)整車轉向輕便性；后軸左右車輪差動力矩分配可以提高整車橫擺角速度響應，實現(xiàn)整車操縱靈敏性。近年來國內(nèi)外學者對此也作了大量研究，王軍年提出了差動轉向助力的差動轉矩控制策略，Russell JamesThacher發(fā)明了一種應用于非公路多功能車的差動轉向輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)改善了車輛的轉向性能，提高了車輛入彎和出彎能力。Feng-Kung Wu提出了一種電子轉向系統(tǒng),并將其應用在無齒輪齒條轉向器的前輪獨立驅動電動車上。Lorenzo Pinto等人也對在雙后輪電動汽車上使用轉矩矢量控制方法的橫擺角控制策略進行了研究。Kaoru SAWASE研究了應用轉矩矢量控制方法增加過彎速度。一些國外汽車公司也研究了基于轉矩矢量控制技術的動力學穩(wěn)定控制系統(tǒng)。然而前人的研究往往都局限于單獨研究差動轉向助力或轉矩矢量控制，但差動轉向助力會對整車的橫擺運動產(chǎn)生影響，轉矩矢量控制也會對駕駛員轉向盤力矩產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種可有效提高整車操縱性能的基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]—種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，該方法具體包括:
[0008]理想差動轉向助力曲線獲取步驟，根據(jù)車輛縱向車速和轉向盤力矩獲取差動轉向助力曲線；[0009]參考橫擺角速度計算步驟，根據(jù)轉向盤轉角和線性二自由度單軌模型計算出理想橫擺角速度目標值作為參考橫擺角速度；
[0010]附加橫擺轉矩計算步驟，實時跟蹤計算出的參考橫擺角速度，通過前饋控制和反饋控制計算附加橫擺轉矩；
[0011]縱向力分配步驟，根據(jù)理想差動轉向助力曲線和附加橫擺轉矩分配前軸左右輪和后軸左右輪的驅動力矩。
[0012]所述的理想差動轉向助力曲線為差動助力轉矩與轉向盤力矩、車輛縱向車速間的關系，理想差動轉向助力曲線為二次曲線型助力曲線。
[0013]所述的參考橫擺角速度計算步驟中，以線性二自由度單軌模型為參考模型，該參考模型的輸入變量包括轉向盤轉角和車輛行駛參數(shù)，輸出量為理想橫擺角速度目標值，具
體計算公式為
[0014]
【權利要求】
1.一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，其特征在于，該方法具體包括: 理想差動轉向助力曲線獲取步驟，根據(jù)車輛縱向車速和轉向盤力矩獲取差動轉向助力曲線； 參考橫擺角速度計算步驟，根據(jù)轉向盤轉角和線性二自由度單軌模型計算出理想橫擺角速度目標值作為參考橫擺角速度； 附加橫擺轉矩計算步驟，實時跟蹤計算出的參考橫擺角速度，通過前饋控制和反饋控制計算附加橫擺轉矩； 縱向力分配步驟，根據(jù)理想差動轉向助力曲線和附加橫擺轉矩分配前軸左右輪和后軸左右輪的驅動力矩。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，其特征在于，所述的理想差動轉向助力曲線為差動助力轉矩與轉向盤力矩、車輛縱向車速間的關系，理想差動轉向助力曲線為二次曲線型助力曲線。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，其特征在于，所述的參考橫擺角速度計算步驟中，以線性二自由度單軌模型為參考模型，該參考模型的輸入變量包括轉向盤轉角和車輛行駛參數(shù)，輸出量為理想橫擺角速度目標值，具體計算公式為
4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，其特征在于，橫擺角速度由前輪轉向和轉矩矢量控制系統(tǒng)兩方面產(chǎn)生，且這兩方面的輸入都是轉向盤轉角Ssw，輸出為橫擺轉矩Mz，F(xiàn)rc，它們之間的傳遞函數(shù)分別為G(S)和H(s)，所述的橫擺轉矩計算步驟具體為: 101)計算前饋橫擺轉矩MZ,FFC:
5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于分布式驅動電動汽車的操縱性改善控制方法，其特征在于，所述的縱向力分配步驟具體為: 201)實時觀測車輛縱向車速和實際的轉向盤力矩，并根據(jù)理想差動轉向助力曲線得到差動助力轉矩Λ Tz，根據(jù)以下公式分配前軸左右輪驅動力矩Tfl，Tfr:
Tf1-Ttotal.pf/2~ A Tz/2
Tfr-Ttotal.Pf/2+ Δ Τζ/2 其中，Ttotal為整車總的驅動轉矩，Pf為前軸轉矩占總轉矩的比例； 202)計算前軸左右車輪縱向力對整車產(chǎn)生的橫擺轉矩為Mz,f:
【文檔編號】B62D11/04GK103786602SQ201410016002
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權日:2014年1月14日
【發(fā)明者】余卓平, 劉軍, 馮源, 熊璐 申請人:同濟大學