[发明专利]一种防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法

说明书

本发明公开了一种防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法，其步骤如下：确定防车辆后轴侧向力饱和的后轴车轮侧偏角约束值α_m；将后轴车轮侧偏角约束控制问题转化为车辆质心侧偏角β和横摆率γ表示的约束控制问题：取将以车辆质心侧偏角为横坐标，以横摆率为纵坐标的空间划分为两个空间；当车辆质心侧偏角和横摆率处于后轴车轮侧偏角未超出约束值的空间时，采用保证闭环稳定的横摆率跟踪控制方法；当车辆质心侧偏角和横摆率运动轨迹与约束方程相交时，设计鲁棒不变集控制器将车辆质心侧偏角和横摆率控制在交点的一个不变集内。本发明通过鲁棒不变集控制方法实现对质心横摆率和质心侧偏角的约束，从而达到防止过度转向的控制目标。

技术领域

本发明属于电动汽车横摆稳定控制技术领域，涉及一种防止四轮独立驱动电动汽车过度转向的控制方法。

背景技术

横摆稳定控制用于提高车辆的转向稳定性。传统车辆横摆稳定控制通过附加制动力矩使车辆产生横摆力矩，实现防止车辆不足转向或过度转向，提高转向安全性。由于制动力矩不宜长时间作用，故传统车辆横摆稳定控制仅在识别到不足转向或过度转向时才介入。四轮独立驱动电动汽车具有四个车轮驱动力矩连续可调和响应速度快的特点，通过调节四个车轮的驱动力矩可使车辆产生横摆力矩，实现横摆稳定控制功能。四轮独立驱动电动汽车的横摆稳定控制不受作用时间限制，转向开始时就可介入。这种横摆稳定控制方式不仅可以防止车辆不足转向或过度转向，而且可以提高车辆转向时的横摆响应动态性能。

目前，四轮独立驱动电动车横摆稳定控制的侧重点在于横摆率跟踪控制算法，即设计闭环反馈控制律使实际横摆率跟踪期望横摆率。在车速较高、转向角较大的行驶工况下，横摆跟踪控制会出现质心侧偏角迅速增加，导致车辆产生过度转向，出现车辆失稳现象。产生这一现象的原因是横摆率跟踪控制过程中，由于期望横摆率较大，附加的横摆力矩使后轮侧向力达到饱和。尽管存在多种不同的期望横摆率设计方法，力图避免期望横摆率较大产生过度转向现象，但仅依靠期望横摆率防止车辆过度转向的方式，一方面导致期望横摆率设计过于困难，另一方面车辆参数变化也会影响期望横摆率取值，故在实际中是难以实现的。

发明内容

为了解决四轮独立驱动电动汽车横摆稳定控制过程中缺乏有效地防止过度转向方法的问题，本发明提供了一种防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法，该方法通过鲁棒不变集控制方法实现对质心横摆率和质心侧偏角的约束，从而达到防止过度转向的控制目标。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种防四轮独立驱动电动车过度转向的鲁棒不变集控制方法，包括如下步骤：

一、通过实验数据确定防车辆后轴侧向力饱和的后轴车轮侧偏角约束值α_m。

二、将防四轮独立驱动电动车过度转向的控制问题转换为后轴侧偏角约束控制问题，即：α_r≤α_m。

三、将后轴车轮侧偏角约束控制问题转化为车辆质心侧偏角β和横摆率γ表示的约束控制问题，即：

四、取将以车辆质心侧偏角β为横坐标，以横摆率γ为纵坐标的空间划分为两个空间：后轴车轮侧偏角超出约束值α_m(α_r＞α_m)的空间和后轴车轮侧偏角未超出约束值α_m(α_r＜α_m)的空间。

五、当车辆质心侧偏角β和横摆率γ处于后轴车轮侧偏角未超出约束值α_m的空间时，采用保证闭环稳定的横摆率跟踪控制方法；

六、当车辆质心侧偏角β和横摆率γ运动轨迹与约束方程相交时，设计鲁棒不变集控制器将车辆质心侧偏角β和横摆率γ控制在交点的一个不变集内。

本发明具有如下优点：