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原文传递一种基于车轮转速控制的分布式车辆纵向控制方法

专利名称：	一种基于车轮转速控制的分布式车辆纵向控制方法
摘要：	本发明提出一种基于车轮转速控制的分布式车辆纵向控制方法，属于车辆动力学控制领域。本发明方法通过将加速踏板解析为纵向速度增量，并利用比例控制对车轮转速进行控制，保证了驾驶员的纵向加速感。另一方面，本发明通过对车轮比例控制系数、纵向速度增量误差系数与控制周期数的调整，可实现驾驶员的不同纵向加速感，与车轮在不同地面接触条件下的自适应防滑控制，简化了车辆控制方法。本发明可提高车辆在越野复杂环境下的操纵稳定性。本发明所涉及的各个车辆纵向控制参数均为通用参数，覆盖车辆所有运动工况，可提高车辆的通过性与机动性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	连小珉;杜鹏;徐达;陈浩;江燕华;王源;袁良信
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201811577959.6
公开号：	CN109795337A
代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	廖元秋
分类号：	B60L15/20(2006.01);B;B60;B60L;B60L15
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园1号
主权项：	1.一种基于车轮转速控制的分布式车辆纵向控制方法，其特征在于，所述分布式车辆含有左右对称设置的共计2N个车轮，各车轮分别由一个相应的电机驱动，各电机分别由一个电机控制器控制，所述电机为轮毂电机或轮边电机；所述分布式车辆纵向控制方法具体包括以下步骤： 1)参数设定根据国际标准定义车辆坐标系OXY，令坐标系原点O为车辆质心，坐标轴X为车辆的前进方向，坐标轴Y为车辆前进方向的左侧方向；规定车轮扭矩坐标方向、车轮转速坐标方向与Y方向一致时为正，反之为负； 2)扭矩计算分布式车辆通过2N个车轮扭矩完成对车辆纵向控制，左右侧车轮扭矩计算如式(1)所示：式(3)中， TLi为左侧第i个车轮的转速控制扭矩，TRj为右侧第j个车轮的转速控制扭矩； nLi为左侧第i个车轮的转速，nRj为右侧第j个车轮的转速，左右侧各车轮的转速分别由相应的一个电机控制器反馈得到； nL为左侧车轮目标转速，nR为右侧车轮目标转速，计算表达式如式(4)所示：式(6)中， ωra为车辆的实际横摆角速度，当ωra值为正时，表示车辆为逆时针转向，当ωra值为负时，表示车辆为顺时针转向； r为车轮滚动半径； B为车轮轮距； ud为车辆纵向期望速度，计算表达式如式(3)所示： ud＝ua+Δud (3) 式(3)中， ua为实际车辆纵向速度； Δud为车辆纵向期望速度增量，计算表达式如式(4)所示：式(4)中， α为加速踏板开度，由踏板开度传感器测得； αmax为加速踏板最大开度； PS为车辆档位信息，由档位传感器测得，当PS＝1时，表示前进档，当PS＝-1时，表示后退档；分别为车辆处于前进与后退时的最大期望纵向速度增量，计算表达式如式(5)、(6)所示：式(5)、(6)中，分别为左侧第i个车轮电机的正向、负向最大扭矩，分别为右侧第j个车轮电机的正向、负向最大扭矩，左右侧各车轮电机的正向、负向最大扭矩分别由相应的一个电机控制器反馈得到； M为车辆质量； Δt为车轮转速控制时间周期，设置为20ms～50ms； ku为车辆纵向速度增量误差系数，与公式(1)中车轮转速比例控制系数kn的关系如式(7)所示：式(7)中，K为驾驶员纵向加速感系数，取值范围为0～1，用于表示在确定的加速踏板开度下，车轮的转速控制扭矩与车轮最大扭矩之间的比例关系。 2.如权利要求1所述的分布式车辆纵向控制方法，其特征在于，当车轮转速大于不打滑车轮转速时，通过设置车轮转速比例控制系数kn与控制周期数Z，使得车轮转速在设定的控制周期内控制在不打滑车轮转速内，此时，车轮转速比例控制系数kn还满足公式(8)要求：式(8)中， J为车轮转动惯量； Z为控制周期数，即驾驶员操作控制周期内的车轮转速控制周期Δt的总次数。 3.如权利要求1或2所述的分布式车辆纵向控制方法，其特征在于，车辆的实际横摆角速度ωra通过选取左右侧车轮转速进行估计，计算公式如式(2-1)所示：式(2-1)中， naL，naR分别为左右侧车轮的基准转速，计算公式如式(2-2)所示： 4.如权利要求3所述的分布式车辆纵向控制方法，其特征在于，实际车辆纵向速度ua，通过选取左右侧车轮转速进行估计，计算公式如式(3-1)所示：
所属类别：	发明专利