[发明专利]一种四轮线控驱动和转向车辆的扭矩分配方法及设备

说明书

本发明的目的是提供一种四轮线控驱动和转向车辆的扭矩分配方法及设备，基于车辆实际运行状态和预设的加速踏板开度比、制动踏板开度比及方向盘转角，确定车辆行驶所需的期望广义驱动力和车辆理想运行状态；根据期望广义驱动力和期望可承受轮胎驱动力，优化分配各车轮期望纵向、侧向驱动力；基于各车轮期望纵向和侧向驱动力、实际车轮转速和实际车轮转角、车辆理想运行状态以及期望垂直载荷，计算期望车轮转矩和车轮转角；基于车轮转矩控制车辆的驱动系统，基于车轮转角控制车辆的转向系统，本发明可以实现车辆以最优的姿态行驶，保证车辆的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种四轮线控驱动和转向车辆的扭矩分配方法及设备。

背景技术

传统车辆采用固定比例的扭矩分配算法，车辆在对开等路面行驶时无法有效的利用路面的附着系数，容易影响车辆的稳定性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种四轮线控驱动和转向车辆的扭矩分配方法及设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种四轮线控驱动和转向车辆的扭矩分配方法，该方法包括：

基于车辆实际运行状态x_ist和预设的加速踏板开度比α_G、制动踏板开度比α_B及方向盘转角δ_SW，确定车辆行驶所需的期望广义驱动力u_d和车辆理想运行状态x_d；

根据期望广义驱动力u_d和期望可承受轮胎驱动力F_max，d，优化分配各车轮期望纵向、侧向驱动力F_xy，d；

基于各车轮期望纵向和侧向驱动力F_xy，d、实际车轮转速ω_ist和实际车轮转角δ_ist、车辆理想运行状态x_d以及期望垂直载荷F_z，d，计算期望车轮转矩M_d和期望车轮转角δ_d；

基于期望车轮转矩M_d控制车辆的驱动系统，基于期望车轮转角δ_d控制车辆的转向系统。

进一步的，上述方法中，基于各车轮期望纵向和侧向驱动力F_xy，d、实际车轮转速ω_ist和实际车轮转角δ_ist以及期望垂直载荷F_z，d，计算期望车轮转矩M_d和期望车轮转角δ_d之前，还包括：

根据车辆反馈回来的实际垂直运动状态y_v，ist，计算期望垂直载荷F_z，d。

进一步的，上述方法中，根据车辆反馈回来的实际垂直运动状态y_v，ist，计算期望垂直载荷F_z，d，包括：

在时域内得到如下垂直动力学方程：

其中，G_v1(p)、G_v2(p)、G_v3(p)分别为以车身质心垂直位移、车身侧倾角以及车身俯仰角为输出的传递函数，w_v(p)为悬架主动力传递函数，z_v(p)为外部干扰力引起的垂直动力学传递函数；G_vi(p)是由车辆质量、悬架刚度和阻尼、轴距等车辆参数组成的最小相位系统，为了提高控制的稳态精度，采用如下PID控制器：

其中，T_N为调整时间；τ_D为低通时间常数；