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原文传递一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法

专利名称：	一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法
摘要：	本发明公开了一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，涉及车辆控制技术领域。其采用分层控制的方法，上层为运动跟踪层，采用非线性车辆模型和参考不足转向度计算车辆稳态的转向响应，同时由路面附着条件限值进行约束，根据稳态下的侧偏角响应以及垂直载荷变化，利用魔术轮胎公式计算稳态侧向力响应和轮胎自回正力矩响应；然后利用横摆运动平衡方程计算出需求的附加横摆力矩；下层为执行器控制层，结合当前行驶工况，通过优化算法将广义控制力合理分配到四个驱动电机上；最后通过离线将不同车辆参数在不同上层需求的离线分配计算结果进行存储和查表，实现根据路面附着条件对四个驱动轮进行转矩分配，控制车辆的横摆运动，保证行驶稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	厦门金龙联合汽车工业有限公司
发明人：	苏亮;熊璐;刘志伟;冷搏;龚刚;宋光吉;黄玲;陈超;朱武喜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910750704.3
公开号：	CN110395120A
代理机构：	泉州市博一专利事务所(普通合伙)
代理人：	方传榜;俞兰周
分类号：	B60L15/20(2006.01);B;B60;B60L;B60L15
申请人地址：	361023 福建省厦门市集美区金龙路9号
主权项：	1.一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，采用分层控制的方法，分层控制的上层为运动跟踪层；具体包括以下步骤：（1）整车VCU对传感器采集到的原始数据进行白噪声滤波处理；其特征在于，还包括以下步骤：（2）基于魔术轮胎模型，构建广义龙贝格观测器，融合积分算法对质心侧偏角β进行估算；（3）依据质心侧偏角β的估算结果，利用魔术公式计算车辆稳态下的侧向力Fy和自回正力矩Mz；（4）基于横向加速度ay和纵向加速度ax计算四个驱动轮的垂向载荷Fz；（5）采用双轨二自由度非线性车辆模型并参考理想不足转向度US，在稳态条件下计算不同方向盘转角δf、车速Vx和路面附着系数μ下的前馈横摆力矩MFF；（6）根据当前行驶路面的附着系数限值，得到当前路面条件下的理想横摆角速度；采用抗积分饱和的滑膜控制来实现车辆横摆角速度对参考横摆角速度的跟踪，计算得到反馈横摆力矩MFB；则总期望横摆力矩∆MZ=MFF+MFB。 2.根据权利要求1所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：（7）通过离线计算得到车辆在不同油门和车速下的输出转矩MAP图；根据驾驶员的操作意图，通过对油门开度和车速插值得到整车的期望纵向驱动力矩Treq；（8）分层控制的下层为执行器控制层；对期望横摆力矩ΔMZ和期望纵向驱动扭矩Treq进行分配，根据不同的行驶工况，采用相应的优化算法把广义驱动力分配到四个驱动电机上；（9）通过离线将不同车辆参数在不同上层需求的离线分配计算结果进行存储和查表，实现车辆的横摆运动控制。 3.根据权利要求1所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中的质心侧偏角β的估算公式为：式中，βmodel为用观测器得到的质心侧偏角估计值，βkin为积分法得到的质心侧偏角估计值，τ为时间常数。 4.根据权利要求1所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于：所述步骤（5）中，车辆模型的动力学方程为：。 5.根据权利要求1所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于：增加抗积分饱和后的运动跟踪反馈横摆力矩为：。 6.根据权利要求2所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于：所述步骤（8）中，当车辆处于直驶工况，以四个驱动电机的总效率最优为目标进行驱动力分配，而当车辆处于转向工况，总轮胎路面附着利用率最小为目标进行驱动力分配。 7.根据权利要求5所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于：优化目标四个驱动电机的总效率最高时，确定前后电机输出转矩之比Keco，使四个电机的输出力矩在满足加速需求的前提下总效率最高：。 8.根据权利要求5所述的一种四轮分布式驱动客车的横摆运动控制方法，其特征在于：优化目标为四个车轮的路面附着利用率最小时，采用最小二乘规划序列，将优化目标和约束表示成二范数的形式：。
所属类别：	发明专利