[发明专利]一种分布式驱动汽车全轮纵向力最优分配控制方法

说明书

本发明公开了一种分布式驱动汽车全轮纵向力最优分配控制方法，包括以下步骤：S1：建立基于全轮纵向力最优分配的运动稳定控制系统；S2：设置运动控制器和运动分配器；S3：对分布式驱动汽车进行纵向力分配。本发明根据分布式电动汽车信息源多的特点建立了车辆关键参数状态观测器，完成对关键参数准确的在线估计，提高了目标横摆力矩计算的实时性与准确性。同时在计算目标横摆力矩的过程中考虑了前轮转角的影响，提高了计算模型的准确性。车辆纵向力分配方法考虑了轮胎负荷率和轮胎滑移率的耦合关系，实现了车辆运动稳定性与动力性的最优分配，进一步提高了车辆运动控制系统的性能。

技术领域

本发明属于优化控制技术领域，具体涉及一种分布式驱动汽车全轮纵向力最优分配控制方法。

背景技术

分布式驱动电动汽车各轮驱动力分配灵活，能够实现多种纵向力分配方法，对分配算法的研究能够有效地提升整个车辆的运动安全性与操纵稳定性，具有很强的工程实际意义。车辆的一些关键性参数，如轮胎侧偏角、轮胎侧向力、轮胎侧偏刚度以及路面附着系数等，无法用传感器测量获得。对这些参数进行在线估计对于车辆的主动安全系统设计具有重要的作用。

一些现有技术基于传统车辆结构提出了利用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)建立车辆状态参数观测器，以及根据轮胎负荷率进行纵向力的分配，提高了车辆运动的稳定性。还有在对纵向力进行分配的同时通过对轮胎与地面的附着系数以及轮胎滑移率的限制完成对车辆驱动防滑的控制，提高了车辆的动力性。但往往这些技术只考虑单个指标，无法对全局进行合理的优化分配控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决对分布式驱动汽车优化分配的问题，提出了一种分布式驱动汽车全轮纵向力最优分配控制方法。

本发明的技术方案是：一种分布式驱动汽车全轮纵向力最优分配控制方法包括以下步骤：

S1：建立基于全轮纵向力最优分配的运动稳定控制系统；

S2：根据运动稳定控制系统，分别设置运动控制器和运动分配器；

S3：利用运动控制器和运动分配器，对分布式驱动汽车进行纵向力分配。

本发明的有益效果是：本发明根据分布式电动汽车信息源多的特点建立了车辆关键参数状态观测器，完成对关键参数准确的在线估计，提高了目标横摆力矩计算的实时性与准确性。同时在计算目标横摆力矩的过程中考虑了前轮转角的影响，提高了计算模型的准确性。车辆纵向力分配方法考虑了轮胎负荷率和轮胎滑移率的耦合关系，实现了车辆运动稳定性与动力性的最优分配，进一步提高了车辆运动控制系统的性能。同时，车辆状态观测器包含扩展卡尔曼滤波器与Dugoff轮胎逆模型，能够实现对车辆关键状态参数的实时且准确的在线估计，提高了目标横摆力矩计算的准确性，提高了车辆实现驾驶意图的能力。车辆的纵向力分配同时考虑了轮胎负荷率与轮胎滑移率，提出了一种综合性分配方式。根据车辆的稳定状态对车辆稳定性控制与动力性控制进行合理的权重系数分配，在保留路面附着余量的同时进行驱动防滑控制，降低轮胎的滑转与抱死，全轮纵向力最优分配实现了车辆轮胎负荷率与滑移率的耦合控制，进一步提升了车辆运动系统的控制性能。

进一步地，步骤S1包括以下子步骤：

S11：确定运动稳定控制系统所需变量；

S12：根据运动稳定控制系统中所需变量，建立车辆动力学方程；

S13：根据车辆动力学方程，设置车辆状态参数观测器，完成运动稳定控制系统的建立。