一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車ARS和DYC兩安全系統(tǒng)同時(shí)工作，出現(xiàn)耦合而降低整車性能的技術(shù)問(wèn)題，所述方法包括：當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，獲取方向盤轉(zhuǎn)角和車速；基于車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取方向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比；基于方向盤轉(zhuǎn)角獲取前輪轉(zhuǎn)角；基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、車速和前輪轉(zhuǎn)角獲取車輛理想狀態(tài)；基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、車速和前輪轉(zhuǎn)角，獲取車輛實(shí)際狀態(tài)；獲取車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于車輛理想狀態(tài)的車輛狀態(tài)誤差；針對(duì)車工作在非線性區(qū)域或線性區(qū)域，分別通過(guò)ARS+DYC或ARS，控制消除或減小車輛狀態(tài)誤差，以使車輛穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)車穩(wěn)定性控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車穩(wěn)定 性控制方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車由于采用高效率充電電池或燃料電池為動(dòng)力源， 本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其 它污染物也顯著減少，大大提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。另外，有關(guān)研究表明，同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉， 送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠停?經(jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng) 汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個(gè)"熱點(diǎn)"。目前電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上已占據(jù)部分汽車市 場(chǎng)份額，并且受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。
[0003] 為了提高電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性，一些安全控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于汽車，比如 直接橫擺力矩控制<X*YC，DirectYaw-momentControl)、主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向（AFS，Active Front-wheelSteering)、主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向（ARS，ActiveRear-wheelSteering)、牽引控制 系統(tǒng)（TCS,TractionControlSystem)和電子穩(wěn)定程序（ESP，ElectronicStability Program)等。
[0004] 電動(dòng)汽車通常在轉(zhuǎn)向、高速或行經(jīng)惡劣道路等情況下會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定因素。人們常 會(huì)用精準(zhǔn)、輕便來(lái)評(píng)價(jià)一款車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接關(guān)乎車輛的行駛安全與操控 性能。轉(zhuǎn)向特性一般可以分為不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過(guò)度轉(zhuǎn)向三種情況。后輪轉(zhuǎn)向存在與前 輪同向和反向兩種情況，而且這兩種情況也會(huì)表現(xiàn)出兩種完全不同的轉(zhuǎn)向特性，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō) 就是同向增加不足轉(zhuǎn)向，反向增加過(guò)度轉(zhuǎn)向。車輛在低速行駛時(shí)，可以通過(guò)后輪與前輪的反 向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)適當(dāng)增加轉(zhuǎn)向過(guò)度。高速行駛的車輛遇到緊急變線的情況時(shí)，在沒(méi)有任何電子輔 助系統(tǒng)的幫助下，很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過(guò)度的傾向，通過(guò)主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向（ARS)產(chǎn)生一個(gè)很小但 很重要的與前輪相同方向的轉(zhuǎn)向則可以彌補(bǔ)轉(zhuǎn)向過(guò)度的趨勢(shì)，這樣會(huì)讓汽車有更好的平衡 性。另外，為了淡化駕駛?cè)藛T的操作技能對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)安全性的影響，在車輛的各種行駛狀態(tài) 下通過(guò)對(duì)每個(gè)車輪的受力進(jìn)行調(diào)節(jié)，汽車直接橫擺力矩（DYC)控制產(chǎn)生橫擺力矩克服過(guò)多 轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向，從而主動(dòng)地對(duì)車輛進(jìn)行動(dòng)力學(xué)控制提高汽車在高速和惡劣道路等極限條 件下行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性；也就是說(shuō)，ARS和DYC是電動(dòng)汽車較常采用的穩(wěn)定性控制手段。 [0005] 但是，這些安全控制系統(tǒng)（如DYC、ARS)都是獨(dú)立設(shè)計(jì)以解決或改善汽車的特定性 能。當(dāng)各系統(tǒng)在整車上同時(shí)工作時(shí)，系統(tǒng)之間出現(xiàn)的耦合問(wèn)題會(huì)降低其整車的性能。也就 是說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制系統(tǒng)和主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，兩 個(gè)安全系統(tǒng)之間會(huì)出現(xiàn)耦合而降低整車性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的當(dāng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制系統(tǒng)和主動(dòng)后輪轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，兩個(gè)安全系統(tǒng)之間會(huì)出現(xiàn)耦合而降低整車性能的問(wèn)題，提供一種四輪 獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法及系統(tǒng)，以提高車輛在低速行駛時(shí)的操縱性和高速行駛 時(shí)的穩(wěn)定性。
[0007] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，所述 方法包括步驟：
[0008]S1、當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車處于工作狀態(tài)且需要轉(zhuǎn)向時(shí)，獲取所述電動(dòng)汽車的 方向盤轉(zhuǎn)角和車速；其中，所述車速為可變速度；
[0009]S2、基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不同車速下所述電動(dòng)汽車的方 向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比；
[0010]S3、基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的前輪轉(zhuǎn)角；
[0011]S4、基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的 車輛理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取 所述電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所述車輛理想狀態(tài)的車 輛狀態(tài)誤差；
[0012]S5、在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所 述電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài) 誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪 轉(zhuǎn)向控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
[0013] 可選的，所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器由線性滑?？刂颇K設(shè)計(jì)構(gòu)成；所述直接橫擺 力矩控制器由非線性滑模控制模塊設(shè)計(jì)構(gòu)成。
[0014] 可選的，所述變傳動(dòng)比車輛理想模型具體為變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型， 所述步驟S4包括以下步驟：
[0015] S41、獲取所述電動(dòng)汽車所行駛路面的附著系數(shù)；
[0016]S42、基于所述變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型、所述附著系數(shù)、所述車速和所 述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的期望橫擺角速度；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模 型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的實(shí)際橫擺角速度；進(jìn)而獲取所述實(shí)際橫 擺角速度相對(duì)于所述期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差。
[0017] 可選的，所述步驟S5,包括步驟：
[0018]S51、基于所述附著系數(shù)，確定所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域還是非線性區(qū)域；
[0019]S52、當(dāng)所述車輛工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制所述電 動(dòng)汽車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第一后輪轉(zhuǎn)角；并基于所述前輪轉(zhuǎn)角、所述第一后 輪轉(zhuǎn)角以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，控制消除或減小所述橫擺角速度誤差，以 使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；
[0020] 當(dāng)所述車輛工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制所述電動(dòng) 汽車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第二后輪轉(zhuǎn)角；同時(shí)，通過(guò)所述直接橫擺力矩控制 器，獲取所述電動(dòng)汽車的車輪輪胎力，并基于所述車輪輪胎力產(chǎn)生補(bǔ)償橫擺力矩；并基于所 述前輪轉(zhuǎn)角、所述第二后輪轉(zhuǎn)角、所述補(bǔ)償橫擺力矩以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模 型，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021] 可選的，所述第一后輪轉(zhuǎn)角為關(guān)于第一飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述第二后輪轉(zhuǎn)角為 關(guān)于第二飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述補(bǔ)償橫擺力矩為關(guān)于符號(hào)函數(shù)的多項(xiàng)式；其中，所述第 一飽和函數(shù)和所述第二飽和函數(shù)具體為關(guān)于第一滑模面積分算子的飽和函數(shù)，所述符號(hào)函 數(shù)具體為關(guān)于第二滑模面積分算子的飽和函數(shù)。
[0022] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括步驟：
[0023] 方向盤轉(zhuǎn)角和車速獲取單元，用于當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車處于工作狀態(tài)且需要 轉(zhuǎn)向時(shí)，獲取所述電動(dòng)汽車的方向盤轉(zhuǎn)角和車速；其中，所述車速為可變速度；
[0024] 變傳動(dòng)比獲取單元，用于基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不同車速 下所述電動(dòng)汽車的方向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比；
[0025] 前輪轉(zhuǎn)角獲取單元，用于基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的前輪轉(zhuǎn)角；
[0026] 車輛狀態(tài)獲取單元，用于基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角， 獲取所述電動(dòng)汽車的車輛理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和 所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所 述車輛理想狀態(tài)的車輛狀態(tài)誤差；
[0027] 穩(wěn)定性控制單元，用于在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在非 線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，控制消除 或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域 時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車 穩(wěn)定運(yùn)行。
[0028] 可選的，所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器由線性滑?？刂颇K設(shè)計(jì)構(gòu)成；所述直接橫擺 力矩控制器由非線性滑?？刂颇K設(shè)計(jì)構(gòu)成。
[0029] 可選的，所述變傳動(dòng)比車輛理想模型具體為變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型， 所述車輛狀態(tài)獲取單元，包括：
[0030] 路面附著系數(shù)獲取模塊，用于獲取所述電動(dòng)汽車所行駛路面的附著系數(shù)；
[0031] 車輛狀態(tài)獲取模塊，用于基于所述變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型、所述附著 系數(shù)、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的期望橫擺角速度；同時(shí)，基于電動(dòng)汽 車非線性八自由度模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的實(shí)際橫擺角速度； 進(jìn)而獲取所述實(shí)際橫擺角速度相對(duì)于所述期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差。
[0032] 可選的，所述穩(wěn)定性控制單元，包括：
[0033] 工作區(qū)域確定模塊，用于基于所述附著系數(shù)，確定所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域 還是非線性區(qū)域；
[0034] 穩(wěn)定性控制模塊，用于當(dāng)所述車輛工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控 制器，控制所述電動(dòng)汽車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第一后輪轉(zhuǎn)角；并基于所述前輪 轉(zhuǎn)角、所述第一后輪轉(zhuǎn)角以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，控制消除或減小所述橫 擺角速度誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；
[0035] 當(dāng)所述車輛工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制所述電動(dòng) 汽車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第二后輪轉(zhuǎn)角；同時(shí)，通過(guò)所述直接橫擺力矩控制 器，獲取所述電動(dòng)汽車的車輪輪胎力，并基于所述車輪輪胎力產(chǎn)生補(bǔ)償橫擺力矩；并基于所 述前輪轉(zhuǎn)角、所述第二后輪轉(zhuǎn)角、所述補(bǔ)償橫擺力矩以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模 型，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
[0036] 可選的，所述第一后輪轉(zhuǎn)角為關(guān)于第一飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述第二后輪轉(zhuǎn)角為 關(guān)于第二飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述補(bǔ)償橫擺力矩為關(guān)于符號(hào)函數(shù)的多項(xiàng)式；其中，所述第 一飽和函數(shù)和所述第二飽和函數(shù)具體為關(guān)于第一滑模面積分算子的飽和函數(shù)，所述符號(hào)函 數(shù)具體為關(guān)于第二滑模面積分算子的飽和函數(shù)。
[0037] 本發(fā)明實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0038] 由于在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)車處于工作狀態(tài)且需要轉(zhuǎn)向時(shí)，通 過(guò)獲取所述電動(dòng)車的方向盤轉(zhuǎn)角和車速；基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不 同車速下所述電動(dòng)車的方向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比；再基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取 所述電動(dòng)車的前輪轉(zhuǎn)角；進(jìn)一步，結(jié)合變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角， 獲取所述電動(dòng)車的車輛理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和所 述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所述 車輛理想狀態(tài)的車輛狀態(tài)誤差；最終在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作 在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，控制 消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在線性 區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng) 汽車穩(wěn)定運(yùn)行；也就是說(shuō)，基于變傳動(dòng)比車輛理想模型和電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，根 據(jù)車輛的實(shí)際工作情況，如工作在線性區(qū)域或非線性區(qū)域，選擇合適的安全系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定 性控制，具體的，當(dāng)車輛工作在線性區(qū)域時(shí)，只啟用主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器進(jìn)行安全控制，當(dāng) 車輛工作在非線性區(qū)域時(shí)，啟用主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器同時(shí)進(jìn)行安全 控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制系統(tǒng)和主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同時(shí)工作 時(shí)，兩個(gè)安全系統(tǒng)之間會(huì)出現(xiàn)耦合而降低整車性能的技術(shù)問(wèn)題，提高了車輛低速行駛時(shí)的 操縱性和高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0040] 圖1A-圖1D為本發(fā)明實(shí)施例提供的四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)車轉(zhuǎn)向示意圖；
[0041] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法流程 圖；
[0042] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法流程 圖；
[0043] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的與車速相關(guān)的電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向變傳動(dòng)比曲線圖；
[0044] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的SAE標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系八自由度車輛模型示意圖；
[0045] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第三種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法流程 圖；
[0046] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器設(shè)計(jì)采用的線性二自由度車輛 模型；
[0047] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的車速v= 30m/s且附著系數(shù)為ii= 0. 85的Matlab 仿真輸入轉(zhuǎn)向角示意圖；
[0048] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的車速v= 30m/s且附著系數(shù)為ii= 0. 45的Matlab 仿真輸入轉(zhuǎn)向角示意圖；
[0049] 圖10A-圖10D為本發(fā)明實(shí)施例提供的未控制系統(tǒng)與ARS+DYC集成控制系統(tǒng)仿真 結(jié)果對(duì)比圖；
[0050] 圖11A-圖11D為本發(fā)明實(shí)施例提供的未控制系統(tǒng)、ARS控制系統(tǒng)以及ARS+DYC集 成控制系統(tǒng)仿真結(jié)果對(duì)比圖；
[0051] 圖12A-圖12C為本發(fā)明實(shí)施例提供的DYC控制系統(tǒng)和ARS+DYC集成控制系統(tǒng)仿 真結(jié)果對(duì)比圖；
[0052]圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 框圖；
[0053] 圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0054] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)提供一種四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)車轉(zhuǎn)向控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中存在的當(dāng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制系統(tǒng)和主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，兩個(gè)安全系 統(tǒng)之間會(huì)出現(xiàn)耦合而降低整車性能的技術(shù)問(wèn)題，提高了車輛低速行駛時(shí)的操縱性和高速行 駛時(shí)的穩(wěn)定性。
[0055] 本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，總體思路如下：
[0056] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，所述方法包括 步驟：當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車處于工作狀態(tài)且需要轉(zhuǎn)向時(shí)，獲取所述電動(dòng)汽車的方向盤 轉(zhuǎn)角和車速；其中，所述車速為可變速度；基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不 同車速下所述電動(dòng)汽車的方向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比；基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取 所述電動(dòng)汽車的前輪轉(zhuǎn)角；基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所 述電動(dòng)汽車的車輛理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和所述前 輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所述車輛 理想狀態(tài)的車輛狀態(tài)誤差；在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，通過(guò)所述電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪 轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，或通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制消除或減小所 述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
[0057] 可見(jiàn)，在本發(fā)明實(shí)施例中，基于變傳動(dòng)比車輛理想模型和電動(dòng)汽車非線性八自由 度模型，根據(jù)車輛的實(shí)際工作情況，如工作在線性區(qū)域或非線性區(qū)域，選擇合適的安全系統(tǒng) 進(jìn)行穩(wěn)定性控制，具體的，當(dāng)車輛工作在線性區(qū)域時(shí)，只啟用主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器進(jìn)行安全 控制，當(dāng)車輛工作在非線性區(qū)域時(shí)，啟用主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器同時(shí) 進(jìn)行安全控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制系統(tǒng)和主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 同時(shí)工作時(shí)，兩個(gè)安全系統(tǒng)之間會(huì)出現(xiàn)耦合而降低整車性能的技術(shù)問(wèn)題，提高了車輛低速 行駛時(shí)的操縱性和高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性。
[0058] 為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上 述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng) 技術(shù)方案的詳細(xì)的說(shuō)明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本發(fā)明實(shí)施 例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。
[0059] 實(shí)施例一
[0060] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法；其中，四輪獨(dú) 立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車設(shè)置有四個(gè)獨(dú)立的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電機(jī)和四個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，即每個(gè)輪子 分別設(shè)置有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，一個(gè)用來(lái)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)用來(lái)作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)，這樣的輪子 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，使得車子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度變大，每個(gè)車輪都能進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向（包括正向及反向各90 度），甚至可以橫向移動(dòng)，如圖1所不；具體的，圖1A表75車原地轉(zhuǎn)向，圖1B表75車橫向行 駛，圖1C表75車同向偏轉(zhuǎn)（如原行駛方向?yàn)橄蛴?，轉(zhuǎn)向方向仍為右），圖1D表75車異向偏 轉(zhuǎn)（如原行駛方向?yàn)橄蛴?，轉(zhuǎn)向方向仍為左）。接著，請(qǐng)參考圖2,所述轉(zhuǎn)向控制方法包括步 驟：
[0061] S1、當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)車處于工作狀態(tài)且需要轉(zhuǎn)向時(shí)，獲取所述電動(dòng)車的方向 盤轉(zhuǎn)角和車速；其中，所述車速為可變速度；
[0062] S2、基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不同車速下所述電動(dòng)車的方向 盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比；
[0063] S3、基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)車的前輪轉(zhuǎn)角；
[0064] S4、基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的 車輛理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取 所述電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所述車輛理想狀態(tài)的車 輛狀態(tài)誤差；
[0065] S5、在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所 述電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài) 誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪 轉(zhuǎn)向控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
[0066] 汽車控制系統(tǒng)屬于切換動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它是由幾個(gè)連續(xù)時(shí)間子系統(tǒng)或離散時(shí)間子系統(tǒng) 以及相應(yīng)的切換規(guī)則構(gòu)成。由于切換規(guī)則的作用，使得切換系統(tǒng)不同于一般的連續(xù)時(shí)間系 統(tǒng)或離散時(shí)間系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)特性變得非常復(fù)雜。切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性的一個(gè)顯著特點(diǎn)是，其子 系統(tǒng)的穩(wěn)定性不等于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。即使切換系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)都是線性定常系統(tǒng)， 其整體一般不為線性系統(tǒng)，而屬于非線性系統(tǒng)。滑模變結(jié)構(gòu)控制理論（SMC，SlidingMode Control)是變結(jié)構(gòu)控制理論的主要理論體系，它已經(jīng)形成了一整套綜合系統(tǒng)的獨(dú)立理論， 包括：滑動(dòng)模態(tài)的設(shè)計(jì)方法、控制器的各種綜合方法、系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)的到達(dá)條件 等；變結(jié)構(gòu)控制理論是用于解決非線性系統(tǒng)控制問(wèn)題很好的一種方法；滑模控制策略通過(guò) 控制量的切換使系統(tǒng)狀態(tài)沿著滑模面運(yùn)動(dòng)，使得系統(tǒng)在受到外界擾動(dòng)的時(shí)候具有不變性， 因此滑模變結(jié)構(gòu)控制可應(yīng)用到處理各種非線性系統(tǒng)；滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本原理在 于，當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)穿越狀態(tài)空間的滑動(dòng)超平面時(shí)，反饋控制的結(jié)構(gòu)就發(fā)生變化，從而使系統(tǒng)性 能達(dá)到某個(gè)期望指標(biāo)；滑模變結(jié)構(gòu)控制器的作用就是把系統(tǒng)的狀態(tài)在有限的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)并 維持在該子流形上；滑模控制的優(yōu)點(diǎn)是能夠克服系統(tǒng)的不確定性，對(duì)干擾和未建模動(dòng)態(tài)具 有很強(qiáng)的魯棒性，尤其是對(duì)非線性系統(tǒng)的控制具有良好的控制效果。
[0067] 在具體實(shí)施過(guò)程中，為了提高電動(dòng)汽車在極限工況下的控制效果，所述主動(dòng)后輪 轉(zhuǎn)向控制器由線性滑?？刂颇K設(shè)計(jì)構(gòu)成；所述直接橫擺力矩控制器由非線性滑?？刂颇?塊設(shè)計(jì)構(gòu)成。
[0068] 在現(xiàn)有技術(shù)中，大多把線性二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型作為車輛穩(wěn)定性控制的參考 模型，以避免車輛高速下的增益過(guò)大問(wèn)題，而忽略了車輛在低速下的增益過(guò)小問(wèn)題。然而， 對(duì)于具有理想轉(zhuǎn)向特性的汽車來(lái)說(shuō)，其期望橫擺角速度應(yīng)隨車速的增加而降低，在低速下 具有較大的轉(zhuǎn)向增益，高速下具有較小的轉(zhuǎn)向增益。對(duì)此，在本實(shí)施例中，為了盡可能使車 輛達(dá)到理想轉(zhuǎn)向特性，采用變傳動(dòng)比車輛理想模型作為車輛穩(wěn)定性控制的參考模型，其中， 所述變傳動(dòng)比車輛理想模型具體為變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型，請(qǐng)參考圖3,所述步 驟S4包括以下步驟：
[0069] S41、獲取所述電動(dòng)汽車所行駛路面的附著系數(shù)；
[0070] S42、基于所述變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型、所述附著系數(shù)、所述車速和所 述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的期望橫擺角速度；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模 型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的實(shí)際橫擺角速度；進(jìn)而獲取所述實(shí)際橫 擺角速度相對(duì)于所述期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差。
[0071] 在具體實(shí)施過(guò)程中，首先，通過(guò)車輛的方向盤轉(zhuǎn)角檢測(cè)裝置和車速檢測(cè)裝置分別 檢測(cè)獲取車輛的方向盤轉(zhuǎn)角和車速；然后，根據(jù)寶馬車速度和傳動(dòng)比的數(shù)學(xué)關(guān)系，得出本實(shí) 施例中車輛在不同車速下的方向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的傳動(dòng)比（即所述變傳動(dòng)比），在確定 所述變傳動(dòng)比后，當(dāng)輸入方向盤轉(zhuǎn)角就可以得到前輪轉(zhuǎn)角。由于汽車穩(wěn)定性控制的目的在 于改善汽車的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)，提高汽車的機(jī)動(dòng)性和安全性以及抗外部干擾的能力，而汽 車的橫擺角速度（即汽車?yán)@垂直軸的偏轉(zhuǎn)角速度）和質(zhì)心側(cè)偏角是衡量汽車穩(wěn)定程度的重 要參數(shù)，當(dāng)質(zhì)心側(cè)偏角一定時(shí)，如果偏轉(zhuǎn)角速度達(dá)到一個(gè)閾值，說(shuō)明汽車發(fā)生測(cè)滑或者甩尾 等危險(xiǎn)工況。以下將以車輛的橫擺角速度作為衡量車輛狀態(tài)的主要參數(shù)，對(duì)步驟S41?S42 進(jìn)行具體說(shuō)明：
[0072] 1)基于路面附著系數(shù)獲取四輪汽車的期望橫擺角速度
[0073] 由于在現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術(shù)中，采用定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比線性二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型無(wú)法 滿足車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性要求；為此，在本實(shí)施例中，采用變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型求 取期望的橫擺角速度，將變傳動(dòng)比iv替代定傳動(dòng)比i。由此，可以得到期望橫擺角速度：

【權(quán)利要求】
1. 一種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述方法包括步驟： 51、 當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車處于工作狀態(tài)且需要轉(zhuǎn)向時(shí)，獲取所述電動(dòng)汽車的方向 盤轉(zhuǎn)角和車速；其中，所述車速為可變速度； 52、 基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不同車速下所述電動(dòng)汽車的方向盤 與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比； 53、 基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的前輪轉(zhuǎn)角； 54、 基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的車輛 理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述 電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所述車輛理想狀態(tài)的車輛狀 態(tài)誤差； 55、 在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述 電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤 差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn) 向控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控 制器由線性滑?？刂颇K設(shè)計(jì)構(gòu)成；所述直接橫擺力矩控制器由非線性滑?？刂颇K設(shè)計(jì) 構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述變傳動(dòng)比車輛理 想模型具體為變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型，所述步驟S4包括以下步驟： 541、 獲取所述電動(dòng)汽車所行駛路面的附著系數(shù)； 542、 基于所述變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型、所述附著系數(shù)、所述車速和所述前 輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的期望橫擺角速度；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、 所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的實(shí)際橫擺角速度；進(jìn)而獲取所述實(shí)際橫擺 角速度相對(duì)于所述期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差。
4. 如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述步驟S5,包括步 驟： 551、 基于所述附著系數(shù)，確定所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域還是非線性區(qū)域； 552、 當(dāng)所述車輛工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制所述電動(dòng)汽 車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第一后輪轉(zhuǎn)角；并基于所述前輪轉(zhuǎn)角、所述第一后輪轉(zhuǎn) 角以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，控制消除或減小所述橫擺角速度誤差，以使所 述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行； 當(dāng)所述車輛工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制所述電動(dòng)汽車 的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第二后輪轉(zhuǎn)角；同時(shí)，通過(guò)所述直接橫擺力矩控制器，獲 取所述電動(dòng)汽車的車輪輪胎力，并基于所述車輪輪胎力產(chǎn)生補(bǔ)償橫擺力矩；并基于所述前 輪轉(zhuǎn)角、所述第二后輪轉(zhuǎn)角、所述補(bǔ)償橫擺力矩以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，控 制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
5. 如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述第一后輪轉(zhuǎn)角為 關(guān)于第一飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述第二后輪轉(zhuǎn)角為關(guān)于第二飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述補(bǔ)償 橫擺力矩為關(guān)于符號(hào)函數(shù)的多項(xiàng)式；其中，所述第一飽和函數(shù)和所述第二飽和函數(shù)具體為 關(guān)于第一滑模面積分算子的飽和函數(shù)，所述符號(hào)函數(shù)具體為關(guān)于第二滑模面積分算子的飽 和函數(shù)。
6. -種四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括步驟： 方向盤轉(zhuǎn)角和車速獲取單元，用于當(dāng)四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車處于工作狀態(tài)且需要轉(zhuǎn)向 時(shí)，獲取所述電動(dòng)汽車的方向盤轉(zhuǎn)角和車速；其中，所述車速為可變速度； 變傳動(dòng)比獲取單元，用于基于所述車速和車速傳動(dòng)比數(shù)學(xué)模型，獲取在不同車速下所 述電動(dòng)汽車的方向盤與后輪轉(zhuǎn)角之間的變傳動(dòng)比； 前輪轉(zhuǎn)角獲取單元，用于基于所述方向盤轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的前輪轉(zhuǎn)角； 車輛狀態(tài)獲取單元，用于基于變傳動(dòng)比車輛理想模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取 所述電動(dòng)汽車的車輛理想狀態(tài)；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線性八自由度模型、所述車速和所述 前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的車輛實(shí)際狀態(tài)；進(jìn)而獲取所述車輛實(shí)際狀態(tài)相對(duì)于所述車 輛理想狀態(tài)的車輛狀態(tài)誤差； 穩(wěn)定性控制單元，用于在獲取所述車輛狀態(tài)誤差之后，當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在非線性 區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述電動(dòng)汽車的主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器和直接橫擺力矩控制器，控制消除或減 小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域時(shí)，通 過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定 運(yùn)行。
7. 如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控 制器由線性滑模控制模塊設(shè)計(jì)構(gòu)成；所述直接橫擺力矩控制器由非線性滑模控制模塊設(shè)計(jì) 構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變傳動(dòng)比車輛理 想模型具體為變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型，所述車輛狀態(tài)獲取單元，包括： 路面附著系數(shù)獲取模塊，用于獲取所述電動(dòng)汽車所行駛路面的附著系數(shù)； 車輛狀態(tài)獲取模塊，用于基于所述變傳動(dòng)比二自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型、所述附著系數(shù)、 所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的期望橫擺角速度；同時(shí)，基于電動(dòng)汽車非線 性八自由度模型、所述車速和所述前輪轉(zhuǎn)角，獲取所述電動(dòng)汽車的實(shí)際橫擺角速度；進(jìn)而獲 取所述實(shí)際橫擺角速度相對(duì)于所述期望橫擺角速度的橫擺角速度誤差。
9. 如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定性控制單元， 包括： 工作區(qū)域確定模塊，用于基于所述附著系數(shù)，確定所述電動(dòng)汽車工作在線性區(qū)域還是 非線性區(qū)域； 穩(wěn)定性控制模塊，用于當(dāng)所述車輛工作在線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器， 控制所述電動(dòng)汽車的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第一后輪轉(zhuǎn)角；并基于所述前輪轉(zhuǎn)角、 所述第一后輪轉(zhuǎn)角以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，控制消除或減小所述橫擺角速 度誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行； 當(dāng)所述車輛工作在非線性區(qū)域時(shí)，通過(guò)所述主動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向控制器，控制所述電動(dòng)汽車 的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，獲取所述電動(dòng)汽車的第二后輪轉(zhuǎn)角；同時(shí)，通過(guò)所述直接橫擺力矩控制器，獲 取所述電動(dòng)汽車的車輪輪胎力，并基于所述車輪輪胎力產(chǎn)生補(bǔ)償橫擺力矩；并基于所述前 輪轉(zhuǎn)角、所述第二后輪轉(zhuǎn)角、所述補(bǔ)償橫擺力矩以及所述電動(dòng)汽車非線性八自由度模型，控 制消除或減小所述車輛狀態(tài)誤差，以使所述電動(dòng)汽車穩(wěn)定運(yùn)行。
10.如權(quán)利要求9所述的電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一后輪轉(zhuǎn)角為 關(guān)于第一飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述第二后輪轉(zhuǎn)角為關(guān)于第二飽和函數(shù)的多項(xiàng)式；所述補(bǔ)償 橫擺力矩為關(guān)于符號(hào)函數(shù)的多項(xiàng)式；其中，所述第一飽和函數(shù)和所述第二飽和函數(shù)具體為 關(guān)于第一滑模面積分算子的飽和函數(shù)，所述符號(hào)函數(shù)具體為關(guān)于第二滑模面積分算子的飽 和函數(shù)。
【文檔編號(hào)】B60W30/045GK104443022SQ201410632581
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】邱浩, 董鑄榮, 周琳, 梁松峰, 張亞琛, 李占玉, 李世勇 申請(qǐng)人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院