[发明专利]一种基于分层结构的多轴分布式电驱动车辆操纵稳定性控制方法

权利要求书

1.一种基于分层结构的多轴分布式电驱动车辆操纵稳定性控制方法，其特征在于：

包括上层运动控制器和下层转矩分配控制器；

所述上层运动控制器计算广义纵向合力F_xc、广义侧向合力F_yc以及广义横摆力矩M_zc；

以车速偏差Δv_x为输入变量，设定广义纵向合力F_xc的滑模控制方程，以跟踪控制实际纵向车速v_x；所述的车速偏差Δv_x为目标车速v_xd与实际纵向速度v_x的差值；所述目标车速v_xd利用防侧滑与防侧翻条件进行约束；广义纵向合力F_xc的滑模控制方程为：

其中，v_y为实际侧向速度，为v_x切换系数，为v_x滑模切换增益，F_R为车辆的行驶阻力；第i轴左轮或右轮的驱动横向力F_ywij由该轮的驱动电机产生，δ_ij为第i轴第j个车轮的转角值，其中j＝1代表第i轴左轮，j＝2代表第i轴右轮；m为整车质量；

以横摆角速度偏差Δω为输入变量，设定广义横摆力矩M_zc的滑模控制方程，以跟踪控制实际横摆角速度；所述横摆角速度偏差Δω为理想横摆角速度ω_zd与实际横摆角速度ω_z的差值；所述理想横摆角速度ω_zd利用路面附着条件进行约束；广义横摆力矩M_zc的滑模控制方程为：

其中，为ω_z切换系数，为ω_z滑模切换增益；

以质心侧偏角偏差Δβ为输入变量，设定广义侧向合力F_yc的滑模控制方程，以跟踪控制实际质心侧偏角；所述质心侧偏角偏差Δβ为理想质心侧偏角β_d与实际质心侧偏角β的差值；根据驾驶员输入转角和目标车速v_xd，计算车辆稳定运行时的理想质心侧偏角β_d和理想横摆角速度ω_zd；广义侧向合力F_yc的滑模控制方程为：

其中，ε_β为β切换系数，k_β为β滑模切换增益；

所述下层转矩分配控制器，以所述上层运动控制器计算出的所述广义纵向合力F_xc、广义侧向合力F_yc以及广义横摆力矩M_zc作为输入变量，以轮胎负荷率最低为最优控制目标，分配计算各个驱动电机的转矩值。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：还包括底层控制器，所述底层控制器基于抗积分饱和PI控制器结合当前各驱动电机的转矩值对车辆进行滑转率控制。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：以当前车轮滑移率、当前驱动电机转矩值和当前驱动电机外特性力矩为输入，根据滑移率大小进行滞环切换，当控制器饱和时停止对应方向的积分累计；输出的控制力矩一方面作为驱动电机的力矩命令，也同时作为下一周期的下层控制分配的上限。

4.如权利要求1至3任一项所述的控制方法，其特征在于：

所述目标车速v_xd利用防侧滑与防侧翻条件进行约束的条件：

其中，μ为路面附着系数，L₁为第1轴车轮轮心到车辆质心的长度，H为质心高度，B为轮距，S_slip为人为选取的侧滑安全系数；S_over为人为选取的侧翻安全系数,δ₁为第1轴的车轮转角。

5.如权利要求1至3任一项所述的控制方法，其特征在于：

根据驾驶员踏板开度α_xd解析目标车速v_xd。