[发明专利]一种差动制动/驱动协调防侧翻控制系统及其控制方法

说明书

一种差动制动/驱动协调防侧翻控制系统，包括传感器单元、信号采集处理单元、侧翻预警单元、最佳抗衡摆力矩计算单元、附着系数识别单元、整车控制器VCU、差动制动/驱动协调控制单元、左前轮电机控制器、左前轮盘式制动器、左前轮轮毂电机、右前轮电机控制器、右前轮盘式制动器、右前轮轮毂电机、左后轮电机控制器、左后轮盘式制动器、左后轮轮毂电机、右后轮电机控制器、右后轮盘式制动器和右后轮轮毂电机。本发明本发明提供了一种差动制动/驱动协调防侧翻控制系统及其控制方法，充分考虑了路面附着系数对差动制动防侧翻控制效果的影响，对于提升车辆的行驶安全性有重要研究意义。

技术领域

本发明涉及汽车主动防侧翻控制技术领域，尤其是涉及一种差动制动/驱动协调防侧翻控制系统及其控制方法。

背景技术

分布驱动电动汽车是在汽车电动化发展趋势下，集成零排放、传动高效、控制灵活等优势的高新技术载体之一。然而，随着汽车行驶车速越来越快会导致侧翻事故发生率不断攀升，分布驱动电动汽车同样面临这一复杂的动力学失稳控制难题。

相比于被动防侧翻措施而言，主动防侧翻控制技术具有更为理想的防侧翻控制效果，其中，差动制动技术防侧翻控制技术就是一种典型的车辆主动防侧翻控制技术。差动制动防侧翻控制的本质就是通过制动系统对相应车轮施加制动力，产生作用于车辆的抗横摆力矩来减小横摆角速度，使汽车恢复稳定状态。如申请号2019101350310提出了基于差动制动和主动悬架的车辆侧倾和横摆运动控制系统方法，以汽车横向加速度、横摆角速度跟踪误差等参数，设计汽车侧倾运动和横摆运动控制器求解悬架控制力和差动制动力矩，但是上述发明并未考虑路面附着系数对差动制动防侧翻控制效果的影响，当实际行驶工况中路面附着系数较低情况下，可能受到地面所能提供的最大制动力限值的约束而无法提供足够的抗横摆力矩来改善车辆的防侧翻控制效果，这就造成了潜在的侧翻安全隐患；此外，从汽车纵向动力学分析可知，通过施加制动力来进行主动防侧翻控制会造成车辆行驶速度的损耗。

发明内容

针对现有分布驱动电动汽车的差动制动防侧翻控制在实施过程中未能充分考虑路面附着系数对防侧翻控制效果的影响，且存在单独实施差动制动控制会造成车辆行驶速度损耗的技术问题，本发明提供了一种差动制动/驱动协调防侧翻控制系统及其控制方法，充分考虑了路面附着系数对差动制动防侧翻控制效果的影响，对于提升车辆的行驶安全性有重要研究意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种差动制动/驱动协调防侧翻控制系统，包括传感器单元、信号采集处理单元、侧翻预警单元、最佳抗衡摆力矩计算单元、附着系数识别单元、整车控制器VCU、差动制动/驱动协调控制单元、左前轮电机控制器、左前轮盘式制动器、左前轮轮毂电机、右前轮电机控制器、右前轮盘式制动器、右前轮轮毂电机、左后轮电机控制器、左后轮盘式制动器、左后轮轮毂电机、右后轮电机控制器、右后轮盘式制动器和右后轮轮毂电机，所述传感器单元与信号采集处理单元连接，信号采集处理单元分别与侧翻预警单元、最佳抗衡摆力矩计算单元、附着系数识别单元连接，所述侧翻预警单元与整车控制器VCU连接，整车控制器VCU、最佳抗衡摆力矩计算单元和附着系数识别单元均与差动制动/驱动协调控制单元连接；

所述传感器单元包括用于采集汽车行驶速度v的汽车速度传感器、用于采集汽车轮速ω_i的汽车轮速传感器、用于采集汽车纵向加速度a_x的纵向加速度传感器、用于采集汽车横向加速度a_y的横向加速度传感器、用于采集汽车横摆角速度ω_r的横摆角速度传感器、用于测量悬挂质量侧倾角φ的悬挂质量侧倾角传感器，用于测量悬挂质量侧倾角速度的悬挂质量侧倾角速度传感器、用于测量悬挂质量侧倾角加速度的悬挂质量侧倾角加速度传感器和用于采集驾驶员踏板信号的驱动/制动踏板信号传感器；

所述差动制动/驱动协调控制单元包括轮胎垂直载荷计算单元、轮胎最大纵向力计算单元、车轮运动形式确定单元和最佳抗衡摆力矩分配单元；