一种四轮独立驱动电动汽车稳定性控制方法及系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及安全辅助驾驶与智能控制领域，尤其设及一种四轮独立驱动电动汽车 稳定性控制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 汽车稳定性控制是WABS为基础发展而成的，在传统汽车中，主要在侧向加速度或 侧偏角过大的极限工况下工作，利用左右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难 W控制的侧滑现象。四轮独立驱动电动汽车是当前国内外纯电动车领域研究热点之一，其 主要的特点是四个车轮的转矩可W独立分配，运种独立驱动的模式给汽车稳定性控制系统 带来了新的设计思路。
[0003] 针对四轮独立驱动电动汽车的稳定性控制问题，国内外学者提出了很多控制策 略，但是目前的控制策略还存在W下问题:第一，稳定性区域判别准确性问题，即稳定性控 制系统在什么情况下开始干预汽车运动的问题，过分的或者是过少的干预汽车的运动行驶 都不利于提高汽车的稳定性;第二，转矩分配问题，由于四轮独立驱动电动汽车取消了传统 汽车的差速器，四个轮子独立驱动，转矩分配不协调极易使汽车处于危险工况。运两个问题 都是影响四轮独立驱动电动汽车实用性的重要问题。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术存在稳定性区域判别准确性问题及转矩分配问题，本发明提出 了一种四轮独立驱动电动汽车稳定性控制方法及系统。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：提出了一种四轮独立驱动电动汽车稳定 性控制方法，利用稳定性判别模块对四轮独立驱动电动汽车进行控制，所述的稳定性控制 系统包括上层稳定性判别模块、中层理想的纵向力及横摆力矩计算模块、下层最优力矩分 配模块。包括步骤100至步骤300:
[0006] 步骤100:利用上层稳定性判别模块，实时的判别当前汽车是否处于稳定状态;所 述上层稳定性判别模块包括相图判别稳定性模块和安全速度区域判别模块。包括步骤110 和步骤120:
[0007] 步骤110:相图判别稳定性模块利用质屯、侧偏角-质屯、侧偏角速度相图来划分车辆 运行的稳定性区域和非稳定性区域，通过质屯、侧偏角估计器传来的数据来判别当前的车辆 是否需要横摆力矩控制器进行控制;包括步骤111和步骤112:
[000引步骤111:绘制汽车质屯、侧偏角-质屯、侧偏角速度相图。
[0009]根据汽车的单轨非线性运动方程公式：
[0012]绘制在不同初始条件下质屯、侧偏角-质屯、侧偏角速度相图。
[oou]其中：β为汽车的质屯、侧偏角，^为汽车的质屯、侧偏角速度，丫为横摆角速度，P为 横摆角加速度，m为汽车的质量，Vx为汽车的纵向速度，Fyf为汽车前轮所受的纵向力，Fyr为汽 车后轮所受的纵向力，a为前轴到汽车质屯、的距离，b为后轴到汽车质屯、的距离，Iz为汽车的 转动惯量。
[0014] 其中，轮胎所受的纵向力采用魔术轮胎公式进行计算：
[0015] Fy = Dsin(Ca;rctan(Ba-E(Ba-a;rctanBa)))
[0016] 其中，Fy为轮胎所受的纵向力，B、C、D、E为拟合系数，α为轮胎侧偏角。
[0017] 步骤112:根据绘制的- /y相图，寻找稳定性边界方程，建立稳定性判另雌则。
[0018] 稳定性边界的区域为：
其中Bi、B2为稳定性边界常数，β为汽车的质 屯、侧偏角，^为汽车的质屯、侧偏角速度。当测得的质屯、侧偏角，质屯、侧偏角速度处在稳定性 区域之内时，不启动横摆力矩控制器；当测得的质屯、侧偏角，质屯、侧偏角速度处在稳定性区 域之外时，启动横摆力矩控制器。
[0019] 步骤120:安全速度区域判别模块利用最大稳态转弯半径、最大的侧向加速度及侧 倾指数形成的约束条件来判别当前的车速是否处在安全区域内。包括步骤121至步骤124:
[0020] 步骤121:根据稳态转向半径建立第一个约束条件：
[0023] 其中Si表示根据稳态转弯半径确定的安全速度区域，kr表示当前前轮转角下，汽车 的瞬时曲率半径，Sfmax为转向轮最大的转向角度，fl为由稳态转向确立的曲率半径边界方 程，Vx为汽车的纵向速度，L为轴距，a前轴到质屯、得距离，b为后轴到质屯、得距离，Cf为前轮侧 偏刚度，Cr为后轮侧偏刚度，m为汽车的质量。
[0024] 步骤122:根据路面附着条件建立第二个约束条件：
[0025]
[0026] 其中S2为由路面附着条件确定的安全速度区域，kr表示当前前轮转角下，汽车的瞬 时曲率半径，f2为由路面附着条件确立的曲率半径边界方程，μ为地面附着系数，g表示重力 加速度，Vx为汽车的纵向速度。
[0027] 步骤123:根据汽车侧倾指数建立第Ξ个约束条件：
[002引
[0029] 其中：
[0030] 其中，S3为由汽车侧倾指数确定的安全速度区域，kr表示当前前轮转角下，汽车的 瞬时曲率半径，f3为由侦顚指数确立的曲率半径边界方程，Vx为汽车的纵向速度，ay_。为横向 加速度阔值，Cl、C2、C3为正的常数，由试验获得，RImax为侧倾指数最大值，Φ th为侧倾角度阔 值，Φ0为侧倾角速度阔值，Φ为汽车实际的侧倾角度，去为汽车实际的侧倾角速度。
[0031] 步骤124:求Ξ个约束条件的交集，得安全速度区域。
[0032] 安全速度区域S为Ξ个约束条件的交集:s=Si η S2 η S3
[0033] 步骤200:利用中层理想的纵向力及横摆力矩计算模块计算理想的纵向力及横摆 力矩。包括步骤210和步骤220:
[0034] 步骤210:当汽车的速度处在安全速度区域内时，理想的纵向力等于驾驶员通过加 速踏板或制动踏板输入的力，用公式表示为：
[0035] Fx_des 二 Fdriver
[0036] 其中，Fx_des为理想的纵向力，Fdriver为驾驶员通过加速踏板或制动踏板输入的力。
[0037] 当汽车的速度超出安全速度区域后，利用中层理想的纵向力模块求得汽车的安全 速度，将求得的安全车速作为目标车速。
[003引 目标车速表达式Vx_des=min(gl化r) ,g2化r) ,g3化r))。
[0039] 其中，gl，g2，g3分别表示f 1，f 2，f 3的反函数，kr表示当前前轮转角下，汽车的瞬时曲 率半径;fl为由稳态转向确立的曲率半径边界方程，f2为由路面附着条件确立的曲率半径边 界方程，f 3为由侧倾指数确立的曲率半径边界方程。
[0040] 用滑模控制的方式跟踪安全车速：
[0041] Sl = Vx-Vx_des
[0042] 其中，S1为滑模面，Vx为实际车速，Vx_des为理想车速。
[0043]
[0044] 其中：Fx_des为理想的纵向力，Fy功左前轮所受的纵向力，Fy2为右前轮所受的纵向 力，Sf为前轮转角，vy为汽车的侧向速度，丫为汽车的横摆角速度，m为汽车质量，Κι，Φι为滑 模控制器参数，S1为滑模面。
[0045] 步骤220:利用中层理想的横摆力矩计算模块计算理想的横摆力矩；
[0046] 用滑模控制的方式跟踪理想的横摆角速度：
[0047] S2= γ - γ des
[004引其中，S2为滑模面，丫为实际横摆角速度，丫 des为理想横摆角速度。
[0049]
[0050] 其中，Mz_des为理想的横摆力矩，Iz为汽车的转动惯量，K2,〇2为滑模控制器参数，Sf 为前轮转角，Vx为汽车的纵向速度，Cf为前轮侧偏刚度，Cr为后轮侧偏刚度，β为质屯、侧偏角， a为前轴到质屯、的距离，b为后轴到质屯、得距离，S2为滑模面，丫为实际横摆角速度。
[0051] 步骤300:利用下层最优力矩分配模块利用目标函数和约束条件，W最优分配算法 综合控制四轮独立驱动系统和四轮独立制动系统。
[0052] 最终的力矩分配表达式为：
[0化3]
[0054] 其中U为四轮独立驱动系统和四轮独立制动系统力矩矩阵，iT，u+为由电机约束条 件及四轮独立制动系统约束条件共同形成的四轮独立驱动系统和四轮独立制动系统力矩 矩阵U的上下界，Wu为轮胎效率矩阵，Wv为汽车牵引力与横摆力矩分配权重矩阵，Ww为四个轮 子的滑转率分配指令矩阵，Bi为中层理想的纵向力及横摆力矩计算值与下层执行器之间的 关系矩阵，B2为计算得到的滑转率控制力矩与下层执行器之间的关系矩阵，T。为由滑转率 控制器计算得到的滑转率控制力矩，γι为力矩分配准确性权重系数，γ2为滑转率控制力矩 分配准确性权重系数。
[0055] 本发明还提供了一种四轮独立驱动电动汽车稳定性控制系统，包括:上层稳定性 判别模块、中层理想的纵向力及横摆力矩计算模块、下层最优力矩分配模块。
[0056] 所述上层稳定性