[发明专利]轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置

说明书

本发明提供一种轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置。该方法包括：确定轮毂电机全驱动车辆的行驶状态参数及道路关键特征参数；根据前轮转角的大小，利用行驶状态参数及道路关键特征参数，基于层次化纵向驱动力协调控制策略、模型预测控制的车辆横摆与侧倾稳定性集成控制策略、模型预测控制的每个车轮对地面压力或附着系数的制止空转滑转的独立控制策略，来确定目标车轮力矩值，将其输出到车辆电驱动系统，实现车辆在直行和转向工况下车轮差动扭矩的协调独立控制，以及在复杂工况下不滑转空转的差动扭矩协调独立控制。采用本发明方法，提高了整车动力性、低速灵活性、高速稳定性，降低失稳风险，有效提升了汽车行驶的机动能力。

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法和装置。另外，还涉及一种电子设备及非暂态计算机可读存储介质。

背景技术

在传统汽车上，发动机所发出的驱动转矩经由动力传动系统传递到驱动轮，驱动轮间有机械机构的直接连接到差速器，传统的差速器能够保证两驱动轮的驱动转矩相同而转速不同，保证车辆在转向及不平路面的速度协调。目前，为了丰富和发展传统车辆的主动安全技术，也相继开发出了限滑差速器、超级全轮驱动等转矩分配装置，这些装置均是利用复杂的机械机构及电控系统实现的。

轮毂电机驱动车辆(比如轮毂电机驱动车辆)属于一种全新的全轮驱动形式，与传统汽车的中央驱动以及当前常见的集中式驱动电动汽车形式完全不同，这种驱动形式的变化必然导致其动力学特性发生变化，因此，需要针对轮毂电机驱动车辆特有的特点开发符合其动力学特性要求的转矩协调控制策略。轮毂电机驱动车辆取消了各驱动轮之间的机械连接，当其转向或在不平路面行驶时，同样要求各车轮转速不同，并要与车轮轮心速度相协调。现有技术中，基于Ackerman转向模型，采用转速控制方案，直接对各驱动轮转速进行控制，重新将运动状态相互独立的各车轮的转速相互联系起来，由于车轮转动参数的互相约束，使车轮运动自由度不足。当生成的目标转速的理想汽车转向模型不符合实际运动学时，便会产生车轮的转速不协调，导致车轮拖滑或滑转。

如果以轮毂电机传给车轮的驱动转矩为控制参数，而不对车轮转速进行控制，使其随受力状态而自由转动，那么车轮就有转动自由度。每个电动轮运动学状态相互独立，各自均满足车轮动力学方程。因此，如何通过基于驱动车轮转矩为控制参数设计一种稳定的轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方案成为目前业界亟待解决的需要课题。

发明内容

为此，本发明提供一种轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置，以解决现有技术中存在的对各驱动轮转速进行控制的方案局限性较高，稳定性和操控性无法满足当前实际使用需要的问题。

本发明提供一种轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法，包括：

确定轮毂电机全驱车辆的行驶状态参数以及道路关键特征参数；

根据前轮转角的大小，利用所述行驶状态参数以及所述道路关键特征参数，基于层次化纵向驱动力协调控制策略确定目标车轮转矩值，并将所述目标车轮转矩值输出到对应的车辆电驱动系统，实现车辆在直行工况下车轮转矩的协调独立控制；或者，

利用所述行驶状态参数以及所述道路关键特征参数，基于模型预测控制的车辆横摆与侧倾稳定性集成控制策略确定目标横摆车轮力矩值，将所述目标横摆车轮力矩值输出到对应的车辆电驱动系统，实现车辆在转向工况下差动扭矩协调独立控制。

进一步的，所述确定轮毂电机全驱车辆的行驶状态参数以及道路关键特征参数，具体包括：

获取轮毂电机全驱车辆的目标传感器信号，将所述目标传感器信号输入到基于自适应无迹卡尔曼滤波的车辆状态估计模型，获得行驶状态参数；并基于指数加权衰减记忆滤波的无迹卡尔曼滤波的路面附着系数估计模型，获得车辆行驶过程中的路面附着系数；