[发明专利]一种四轮毂电机驱动车辆转向的控制方法

说明书

本发明公开了一种四轮毂电机驱动车辆转向的控制方法，包括：获取驾驶员输入信号和车辆实际动力信息；计算期望车辆质心侧偏角、期望车辆横摆角速度和期望车速；计算质心侧偏角偏差、横摆角速度偏差和车速偏差；依据质心侧偏角偏差、横摆角速度偏差和车速偏差，采用PID控制算法和模糊PID控制算法，生成虚拟控制指令；建立车辆轮胎附着利用率目标函数和车辆能量消耗目标函数；依据虚拟控制指令和目标函数建立第一层转矩分配优化函数和第二层转矩分配优化函数；利用两层转矩分配优化函数为四个轮毂电机进行转矩分配，以控制车辆转向。本发明能够在保证四轮毂电机驱动车辆稳定转向的同时，最大限度的减少转向过程中的能量消耗。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种四轮毂电机驱动车辆转向的控制方法。

背景技术

随着环境污染与能源短缺等问题的日益严峻，高效环保的电动车辆越来越受到重视。其中，四轮毂电机驱动电动汽车作为一种新型的电动汽车，由四个安装在车轮上的轮毂电机独立驱动，具有动力输出平稳、可控自由度多、能量利用效率高、动力传输链短、结构紧凑等优点，其分布式驱动形式为整车的安全和节能控制提供了更为广泛的可能性，可以实现传统车辆独立驱动形式下无法实现的车辆动力和操纵性能，被视为未来电动汽车主要的发展趋势之一。

随着目前汽车行驶速度不断提升，路况愈发复杂，电子稳定性控制成为保证汽车良好操纵稳定性和安全性的关键问题。由于四轮毂电机驱动车辆的动力学特点较传统汽车发生了较大改变，其不能直接采用传统的电子稳定控制器，针对四轮毂电机驱动车辆的稳定性控制策略的设计亟待解决。目前，关于四轮毂电机驱动车辆转向控制方法的研究，大多是对其稳定性控制方法的研究，例如，通过有效综合横摆力矩和转向助力控制，来提高装备差动转向助力系统车辆的转向稳定性；利用智能控制算法实现车对人的智能转向功能，来提高车辆的转向稳定性。然而在目前提出的控制方法中，通常不会考虑在控制车辆稳定转向过程中的能量消耗问题，而能量消耗问题是新能源汽车所必须考虑的重要问题之一。因此，如何在实现四轮毂电机驱动车辆稳定转向的同时减少转向过程中的能量消耗，是目前亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种四轮毂电机驱动车辆转向的控制方法，以实现在四轮毂电机驱动车辆稳定转向的同时减少转向过程中的能量消耗。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种四轮毂电机驱动车辆转向的控制方法，包括：

获取驾驶员输入信号和车辆实际动力信息；所述驾驶员输入信号包括加速度踏板信号、制动踏板信号和方向盘转角信号；所述车辆实际动力信息包括车辆实际质心侧偏角、车辆实际横摆角速度和实际车速；

依据所述驾驶员输入信号和所述车辆实际动力信息，得到期望车辆质心侧偏角、期望车辆横摆角速度和期望车速；

依据所述车辆实际质心侧偏角、所述车辆实际横摆角速度、所述实际车速、所述期望车辆质心侧偏角、所述期望车辆横摆角速度和所述期望车速，计算质心侧偏角偏差、横摆角速度偏差和车速偏差；

依据所述质心侧偏角偏差、所述横摆角速度偏差和所述车速偏差，采用PID控制算法和模糊PID控制算法，生成虚拟控制指令；所述虚拟控制指令包括基准横摆力矩和基准牵引力；

建立车辆轮胎附着利用率目标函数和车辆能量消耗目标函数；

依据所述虚拟控制指令、所述车辆轮胎附着利用率目标函数和所述车辆能量消耗目标函数建立第一层转矩分配优化函数和第二层转矩分配优化函数；所述第一层转矩分配优化函数用于反应车辆转向的稳定性和车辆转向的能量消耗；所述第二层转矩分配优化函数用于反应车辆转向的稳定性、车辆转向的能量消耗和满足所述虚拟控制指令的程度；

利用所述第一层转矩分配优化函数和所述第二层转矩分配优化函数为四个轮毂电机进行转矩分配，以控制所述车辆转向。