[发明专利]四轮轮毂电机驱动汽车力矩补偿的组合二阶滑模控制方法

说明书

本发明公开了一种四轮轮毂电机驱动汽车力矩补偿的组合二阶滑模控制方法，包括如下步骤：步骤1：通过车辆外形尺寸及整车质量基本参数、车辆姿态数据和路面状态数据，结合车辆二自由度模型，获取车辆理想横摆角速度，该车辆理想横摆角速度作为实时横摆角速度跟随控制目标；步骤2：通过驾驶意图信息和当前的车速信息获取四轮轮毂电机初始控制力矩；步骤3：设计实时的车辆横摆角速度和车辆质心侧偏角为控制变量的滑模控制模型，通过该滑模控制模型，对整车失稳状态施加附加横摆力矩，将附加横摆力矩补偿在四轮轮毂电机初始控制力矩上。本发明能对轮毂四驱横摆力矩进行补偿，进而更有效提高车辆操纵稳定性，增加车辆转向灵敏度。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车控制技术领域，具体地指一种四轮轮毂电机驱动汽车力矩补偿的组合二阶滑模控制方法。

背景技术

轮毂电机技术和应用通过颠覆式创新改变传统汽车传动系统，在新能源汽车行业颇具前瞻性被广泛关注，并被认作是未来新能源汽车驱动技术的主流发展趋势，其产业化发展前景巨大，相对于传统的集中式驱动的内燃发动机或电动机，轮毂电机采取分布式驱动，将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内，省略了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件。轮毂电机驱动车辆的驱动执行器—轮毂电机在各自独立的车轮内，控制自由度与精确度大大提高。

扭矩矢量控制主要目的提高车辆操控性能，增加转向响应速度，减小转向的不稳定性以及提高过弯车速等。传统集中式驱动的内燃发动机或电动机汽车实现扭矩矢量控制需要借助扭矩矢量分配差速器实现，其结构复杂，自由度并不高。相对于传统机械传动汽车，轮毂四驱纯电动汽车因其车轮动力可单独控制，实现四轮差扭矢量控制更加灵活。四轮差扭矢量控制方法为了提高车辆操纵稳定性，增加车辆转向灵敏度，研究轮毂四驱差扭矩矢量控制方法，已经成为本领域技术人员的技术焦点，差扭横摆力矩决策模块是轮毂四驱差扭矩矢量控制的核心模块，差扭横摆力矩控制是一种车辆主动安全控制技术，提高车辆的横向稳定性，抑制汽车转向过度或严重不足的趋势，提高车辆极限工况下的操纵稳定性。

现有的轮毂四驱纯电动汽车力矩补偿方式一般采用PID控制算法，PID控制是纯数学算法，未考虑整车动力学模型，无法做到自适应控制；有些控制虽然采用独立的一阶滑模或独立的二阶滑模控制，但滑模运动中，或者产生严重地抖振问题，或者滑模趋近速度慢，系统响应效率低。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种四轮轮毂电机驱动汽车力矩补偿的组合二阶滑模控制方法。本发明可对轮毂四驱横摆力矩进行补偿，进而更有效提高车辆操纵稳定性，增加车辆转向灵敏度。

为实现此目的，本发明所设计的一种四轮轮毂电机驱动汽车力矩补偿的组合二阶滑模控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：通过车辆外形尺寸及整车质量基本参数、车辆姿态数据和路面状态数据，建立车辆二自由度模型，并通过车辆二自由度模型获取车辆理想横摆角速度，该车辆理想横摆角速度作为实时横摆角速度跟随控制目标；

步骤2：通过驾驶意图信息和当前的车速信息获取四轮轮毂电机初始控制力矩；

步骤3：设计实时的车辆横摆角速度和车辆质心侧偏角为控制变量的滑模控制模型，通过该滑模控制模型，对整车失稳状态施加附加横摆力矩，将附加横摆力矩补偿在四轮轮毂电机初始控制力矩上。

与现有技术相比，本发明的优点是：