[发明专利]四轮轮毂电机驱动电动汽车稳定性协调控制方法和系统

说明书

本发明涉及一种四轮轮毂电机驱动电动汽车稳定性协调控制方法和系统。该方法包括：获取车辆参考模型；基于所述车辆参考模型构建滑模面，并根据所述车辆参考模型和所述滑模面确定车辆的横摆力矩、总转矩和驱动转矩；根据所述横摆力矩、所述总转矩和所述驱动转矩确定四个车轮的转矩。本发明提供的四轮轮毂电机驱动电动汽车稳定性协调控制方法和系统，针对加速同时转向而地面附着力不足并且路面附着情况未知的工况，提供了对路面附着系数具有良好鲁棒性的驱动防滑控制方法，并通过对车辆纵、侧向动力学目标进行优先级判断和多目标协调控制，实现了稳定性协调控制，有效提升了车辆的侧向和纵向稳定性。

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，特别是涉及一种四轮轮毂电机驱动电动汽车稳定性协调控制方法和系统。

背景技术

四轮轮毂电机驱动电动汽车利用四个转矩精确可控的轮毂电机作为驱动系统，具有传动链短、传动效率高、结构紧凑等优点。由于各轮毂电机独立可控，可以通过对两侧车轮分配不同的转矩，甚至一侧驱动一侧制动，实现直接横摆力矩控制，在此基础上可以使车辆在加速过程中实现避障。在车辆同时加速和转向时，如果路面附着系数较小无法给轮胎提供所需的纵向和侧向力，车辆容易出现滑转、失去转向能力或甩尾等失稳情况，非常危险。因此，研究车辆的纵、侧向稳定性协调控制策略，全面提高车辆的稳定性，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种四轮轮毂电机驱动电动汽车稳定性协调控制方法和系统，以对车辆的纵、侧向稳定性协调进行控制，提高车辆稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种四轮轮毂电机驱动电动汽车稳定性协调控制方法，包括：

获取车辆参考模型；

基于所述车辆参考模型构建滑模面，并根据所述车辆参考模型和所述滑模面确定车辆的横摆力矩、总转矩和驱动转矩；

根据所述横摆力矩、所述总转矩和所述驱动转矩确定四个车轮的转矩。

优选地，所述基于所述车辆参考模型构建滑模面，并根据所述车辆参考模型和所述滑模面确定车辆的横摆力矩、总转矩和驱动转矩，具体包括：

基于所述车辆参考模型确定车轮纵向力-车轮滑转率曲线；

获取预设趋近系数和当前时刻所述车轮纵向力-车轮滑转率曲线的斜率；

根据所述趋近系数和当前时刻所述车轮纵向力-车轮滑转率曲线的斜率构建滑模面；

根据所述车辆参考模型和所述滑模面确定车辆的横摆力矩；

获取当前车辆的加速度信号和车辆质量；

根据所述加速度信号和所述车辆质量确定车辆加速的总转矩；

根据所述车辆参考模型和所述滑模面确定车辆的驱动转矩。

优选地，所述横摆力矩为ΔM：

式中，I_z为横摆角转动惯量，c_ω为权重系数，为横摆角速度实际值与期望值的偏差的导数，a为前轴距质心的距离，k_f为前轮的侧偏刚度，b为后轴距质心的距离，k_r为后轮的侧偏刚度，为车辆质心侧偏角的导数，v_x为车速，为横摆角加速度，为车辆前轮转角的导数，为横摆角速度期望值的二阶导数，ε为趋近律常数，s_ω为滑模面，sat为符号函数；

所述总转矩为T_exp：

T_exp＝ma_x；

式中，m为车辆质量，a_x为车辆加速度信号；