[发明专利]一种用于轮边电机驱动车辆差动转向的控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于轮边电机驱动车辆差动转向的控制系统及方法，该系统包括：驾驶员意图识别模块(1)：用于识别驾驶员意图，获取驾驶员当前的期望纵向力和期望横摆角速度；侧向运动跟踪模块(2)：用于根据期望横摆角速度以及当前车辆运动状态参数获取实现差动转向所需的横摆力矩；转矩分配模块(3)：用于根据期望纵向力以及实现差动转向所需的横摆力矩对内侧电机和外侧电机进行转矩分配，同时向内侧电机和外侧电机发出电机控制信号。与现有技术相比，本发明所需传感器少、控制鲁棒性高、应用范围广。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车控制领域，尤其是涉及一种用于轮边电机驱动车辆差动转向的控制系统及方法。

背景技术

差动转向，又称为差速转向，不同于传统汽车转向遵循阿克曼转向定律，差动转向是依靠车辆两侧不同的驱/制动转矩形成两侧车轮的轮速差，从而实现转向的。相比于传统车辆，其具有结构简单紧凑、可靠性高、可实现小半径或原地转向等优点。

差动转向车辆无机械转向机构，因此如何确定驾驶员的方向盘转角输入与车辆转向半径的关系，以及如何设计控制器使得差动车辆能稳定地跟踪驾驶员意图成为近年来研究重点。目前大多数针对差动转向车辆的研究都采用了直接横摆力矩控制，其对建模精度、传感器精度以及执行器精度要求较高，鲁棒性较差，不易于广泛应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于轮边电机驱动车辆差动转向的控制系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于轮边电机驱动车辆差动转向的控制系统，该系统包括：

驾驶员意图识别模块：用于识别驾驶员意图，获取驾驶员当前的期望纵向力和期望横摆角速度；

侧向运动跟踪模块：用于根据期望横摆角速度以及当前车辆运动状态参数获取实现差动转向所需的横摆力矩；

转矩分配模块：用于根据期望纵向力以及实现差动转向所需的横摆力矩对内侧电机和外侧电机进行转矩分配，同时向内侧电机和外侧电机发出电机控制信号。

所述的驾驶员意图识别模块包括：

期望纵向力解析单元：该单元解析驾驶员意图并获取期望纵向力；

期望横摆角速度解析单元：该单元解析驾驶员意图并获取期望横摆角速度。

所述的期望纵向力解析单元通过下式获取期望纵向力：

其中，T_D为期望纵向力，α为加速踏板开度，T_max为电机最大驱动转矩，n为电机转速，n_b为电机基速。

所述的期望横摆角速度解析单元通过下式获取期望横摆角速度：

其中，γ_des为期望横摆角速度，γ为稳态横摆角速度，v_x为车辆纵向车速，Δv_x为车辆两侧车轮轮速差，k_s为常数，δ_dr为方向盘转角，μ为路面峰值附着系数，g为标准重力加速度。

所述的侧向运动跟踪模块包括：

参考横摆角速度修正单元：该单元对期望横摆角速度进行修正并获取参考横摆角速度；

参考轮速差跟踪单元：该单元根据参考横摆角速度进行参考轮速差跟踪，获取实现差动转向所需的横摆力矩。

所述的参考横摆角速度修正单元通过下式获取参考横摆角速度：