[发明专利]一种电动轮驱动汽车差动助力转向与稳定性协调控制方法

权利要求书

1.一种电动轮驱动汽车差动助力转向与稳定性协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

对车辆行驶后的前轮差动力矩、维持稳定性所需的横摆力矩和驱动力矩进行计算；

判断车辆行驶过程中所属的相平面控制区域，根据所述相平面控制区域确定差动转向的工作权重系数，通过所述工作权重系数对所述前轮差动力矩进行调整；

根据车辆所属的相平面控制区域，将所述驱动力矩、调整后的前轮差动力矩和所述横摆力矩分配到车轮并进行修正，将修正后的车轮需求力矩数据输出；

其中，判断车辆行驶过程中所属的相平面控制区域，包括如下步骤：

步骤一、采集整车的横摆角速度ω_r，车速v，质心侧偏角β、质心侧偏角速度和路面附着系数μ；

步骤二、计算并进行如下判断：

如果则车辆状态属于稳定区；

如果则车辆状态属于协调控制区；

如果则车辆状态属于非稳定区；

式中，B_x、B_s分别为协调区域上下边界在横轴的截距；其中，B_x＝q₁×B₂，B_s＝q₂×B₂，B₁、B₂为稳定域边界参数值，q₁、q₂分别为上下边界协调因子；

通过稳定性控制器对维持稳定性所需的横摆力矩ΔM计算包括：

步骤一、建立线性二自由度模型：

式中，k_f与k_r分别为前后轴的刚度；L_f与L_r分别为质心到前轴和到后轴的距离；δ_f为前轮转角；I_z为整车质量绕Z轴的转动惯量；m为整车质量；

步骤二、通过所述线性二自由度模型计算得到理想横摆角速度：

式中，

步骤三、所述稳定性控制器为滑模控制器，通过如下计算公式计算跟踪理想横摆角速度所需横摆力矩：

通过如下计算公式计算跟踪理想质心侧偏角所需横摆力矩：

其中，e₁＝ω_r-ω_rd，e₂＝β-β_d，a₁、a₂、b₁以及b₂为所述滑模控制器控制参数；

步骤四、当路面附着系数μ大于或等于0.4时，质心侧偏角β大于或等于5度时，ΔM＝M₂；当路面附着系数μ小于0.4时，质心侧偏角β大于或等于12度时，ΔM＝M₂；当处于其他情况时，ΔM＝M₁-M₂。

2.如权利要求1所述的电动轮驱动汽车差动助力转向与稳定性协调控制方法，其特征在于，对前轮差动力矩T_z采用模糊PID控制器进行计算，所述模糊PID控制器输入为实际方向盘转矩T_sw和理想方向盘转矩T_swd的差值，输出为助力所需的前轮差动力矩T_z。

3.如权利要求2所述的电动轮驱动汽车差动助力转向与稳定性协调控制方法，其特征在于，所述工作权重系数k确定包括如下步骤：

当车辆属于稳定区时，差动助力转向的工作权重系数k为1；

当车辆状态属于非稳定区时，差动助力转向的工作权重系数k为0；以及

当车辆状态属于协调控制区时，需动态调整差动助力转向的工作权重系数k，包括：首先判断差动助力转向控制器输出所需的差动力矩与稳定性控制器输出所需的差动力矩的方向，如果方向相同，差动助力转向的工作权重系数k为1，如果方向不同，采用连续对称的Sigmoid函数计算权重系数k，差动助力转向工作权重系数k即按如下公式计算：

4.如权利要求3所述的电动轮驱动汽车差动助力转向与稳定性协调控制方法，其特征在于，调整后的前轮差动力矩为ΔT_z＝kT_z。