[发明专利]分布式驱动电动汽车的防侧翻综合控制方法

权利要求书

1.一种分布式驱动电动汽车的防侧翻综合控制方法，其特征在于：通过使用横摆稳定性控制、侧倾稳定性控制、解耦控制的转矩分配策略和基于差动制动的防侧翻控制四种控制策略联合控制，同时控制车辆驱动力与制动力，从而实现分布式驱动电动汽车的防侧翻综合控制；

所述横摆稳定性控制的实现方式为：通过控制分布式驱动电动汽车车轮驱动力矩的大小，从而改变各轮的地面驱动力，对汽车直接横摆力矩进行控制；

所述侧倾稳定性控制的实现方式为：补偿附加侧倾力矩，使整车恢复侧倾稳定性；

所述基于差动制动的防侧翻控制的实现方式为：对前外轮的制动力矩进行控制，使汽车产生附加横摆力矩，从而实现基于差动制动的防侧翻控制；

所述解耦控制的转矩分配策略的实现方式为：在左右两侧车轮平均分配附加横摆力矩和附加侧倾力矩，从而减少施加主动控制时侧倾与横摆之间的相互影响，实现解耦控制的转矩分配策略；

附加横摆力矩是指经过主动控制驱动力大小而产生的横摆力矩，附加侧倾力矩是指经过主动控制驱动力大小而产生的侧倾力矩；

分布式驱动电动汽车的防侧翻综合控制方法具体包括如下步骤：

(1)通过公式推导得出实现汽车横摆稳定性所施加的附加横摆力矩与横摆角速度偏差和质心侧偏角偏差之间的动力学关系；所述动力学关系为：

其中，

k_f表示汽车前轮的侧偏刚度；k_r表示汽车后轮的侧偏刚度；v_x表示汽车纵向速度；v_y表示汽车侧向速度；a表示汽车质心到前轴的距离；b表示汽车质心到后轴的距离；m表示整车质量；I_z表示整车绕z轴的转动惯量；ΔM_Z表示附加横摆力矩；Δβ表示实际的质心侧偏角β与理想的质心侧偏角β_d之间的差值，Δω_r表示实际的横摆角速度ω_r与理想的横摆角速度ω_rd之间的差值；表示x的一阶导数；表示Δβ的一阶导数；表示Δω_r的一阶导数；

(2)基于步骤(1)中动力学关系公式，通过LQR控制理论，决策出最优的ΔM_Z；

(3)基于滑膜变结构控制理论，得到附加侧倾力矩ΔM_X；

附加侧倾力矩ΔM_X满足：

式中，v_x表示汽车纵向车速，v_y表示汽车侧向车速，表示v_y的一阶导数，ω_r表示汽车实际的横摆角速度，h_s表示汽车簧上质量质心到侧倾轴线的距离，φ表示汽车侧倾角，表示φ的一阶导数，m_s表示汽车的簧上质量，ζ表示侧倾角和侧倾角速度之间的权重系数，I_x表示整车绕x轴的转动惯量，C_φ表示汽车的等效侧倾阻尼，K_φ表示汽车的等效侧倾刚度，g表示重力加速度，η表示切换项增益，sat(s)表示饱和函数；

(4)基于ΔM_Z和ΔM_X通过公式推导得出各轮驱动力矩的增量ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃和ΔT₄，再分别分配给各轮驱动电机，进而实现分布式驱动电动汽车的侧倾稳定性和横摆稳定性的解耦控制；其中，ΔT₁表示左前轮驱动力矩的增量，ΔT₂表示右前轮驱动力矩的增量，ΔT₃表示左后轮驱动力矩的增量，ΔT₄表示右后轮驱动力矩的增量；

(5)通过给汽车的前外轮施加制动力F_b，使汽车产生附加横摆力矩ΔM_Z′，由模糊控制器输出需补偿的附加横摆力矩ΔM_Z′至转矩分配控制器，由转矩分配控制器输出在前外轮上施加的制动压力P。