[发明专利]一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略

说明书

本发明公开了一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，首先利用自适应方向盘转角阈值判断车辆所处行驶工况，当车辆处于直线行驶时，控制策略为ASS单独控制模式；当车辆进入转向时，基于分岔理论得到表征车辆稳定状态的两个区间并结合临界前轮转角值进行状态判定，由判定结果实时调整控制策略：若车辆处于稳定区间，控制策略为ASS+AFS复合控制模式，以改善稳定性与平顺性；若车辆处于非稳定区间，控制策略切换至ASS+DYC复合控制模式。考虑到ASS在极限工况下对DYC的影响以及四轮转矩分配的优化程度，采用博弈思想对两者进行协调控制，保证车辆在危险情况下的安全性、稳定性和节能性，避免子系统功能冲突，从而达到最优控制效果。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体为一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略。

背景技术

分布式驱动作为一种新型电动汽车驱动构型，有着巨大的发展潜力。该构型多由轮毂电机作为执行器，独立驱动单个车轮，能够实现动力系统总体需求转矩的集中分配与单个车轮转矩的精确控制，具有动力学控制灵活、主动安全性高的优点，适用于多工况下的控制需求。目前应用在分布式驱动电动汽车底盘上的主动安全技术主要有主动悬架子系统(ASS)、前轮主动转向子系统(AFS)、直接横摆力矩控制子系统(DYC)等。由于各子系统之间耦合机理复杂，不恰当的控制策略会导致子系统间产生功能冲突，削弱整车性能。例如，AFS利用轮胎侧向力产生额外的横摆力矩控制车辆横摆稳定，但当DYC突然介入时，其会使各轮胎纵向力发生较大变化，从而影响侧向力裕度，进而削弱AFS的控制效果；又如，DYC工作时，若产生较大的附加横摆力矩，则会瞬间影响车身的侧倾稳定性，与ASS的控制效果产生干扰。所以，合理的协调控制策略显得非常重要，可有效减小甚至消除各子系统间的干扰和冲突，使得整车底盘性能达到最优。某现有专利基于8轮分布式电驱动车辆，通过决策层、协调控制层、转矩分配层的分层架构对AFS和DYC进行协调控制，能够有效提升车辆行驶稳定性，但在极限危险工况下，没有考虑DYC和ASS之间的耦合作用以及功能冲突，无法保证极限工况下的整车稳定性能。

在底盘协调控制策略中，需要对车辆稳定性进行实时判断从而及时切换控制策略。而大多数研究只针对转向工况下的车辆稳定性进行子系统协调控制，忽略了车辆大部分时间处于直线行驶的情况，未能给出准确的工况切换机制，导致子控制器没有必要的频繁启动，降低了经济效益与驾驶体验。此外，在车辆稳定性判定过程中，大多数研究以车身运动状态作为判定依据进行协调控制，如稳定相平面、特征车速等，极少考虑对子系统工作性能影响较大且实时变化的车辆纵向速度v_x、路面附着系数μ等因素。某现有专利基于相平面并结合质心侧偏角及其导数对当前车辆稳定状态进行判断，并利用模糊控制将前轮转角δ_f和路面附着系数μ作为输入，获得稳定域的边界函数，再进一步对AFS和DYC设计协调控制策略。虽然该方法提升了不同工况下车辆稳定性控制的效果，但在稳定性判别过程中缺乏对车速v_x的考虑，无法保证车辆的控制精度。

为此，提出一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于分布式汽车的线控底盘子系统协调控制策略，包括以下步骤：

步骤一：根据自适应方向盘转角阈值Δδ判断车辆是否进入转向；

步骤二：当车辆进入转向时，利用基于相平面的分岔理论，开展不同车速下分岔鞍结点位置与临界前轮转角值δ_s及路面附着系数μ映射关系的定量分析，利用参数分岔的方法和MATCONT工具箱确定不同车速及不同路面附着系数下的临界前轮转角值δ_s，并由δ_s得到表征车辆转向时横向稳定状态的两个控制区间，分别为稳定区间和非稳定区间；