一种四轮驱动电动车车身稳定控制方法

摘要

本发明提供了一种四轮驱动电动汽车车身稳定控制方法，通过建立参考模型，然后得到期望横摆角速度rm，再将期望横摆角速度rm减去四轮驱动电动汽车的实际横摆角速度rp得到误差e1；最后根据误差e1以及前轮转向角δ计算控制控制量u(t)控制量u(t)输入到实际四轮驱动电动汽车控制系统，通过不断调整内侧轮和外侧轮转矩，产生转矩差即附加横摆力矩，纠正汽车的不足转向和过度转向，使其按照期望轨迹行驶，有效提高车身稳定性。

主权项

一种四轮驱动电动汽车车身稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、参考模型对二自由度微分方程做拉普拉斯变换，得到四轮驱动电动汽车前轮转向角δ对期望横摆角速度rm的传递函数即为参考模型： W m ( s ) = r m ( s ) δ ( s ) = l f mV k 1 s + ( l f + l r ) k 1 k 2 mV I Z s 2 + [ m ( l f 2 k 1 + l r 2 k 2 ) + I Z ( k 1 + k 2 ) ] s + ( l f + l r ) 2 V k 1 k 2 - mV ( l f k 1 - l r k 2 ) 其中：δ(s)为前轮转向角δ的拉普拉斯变换，rm(s)为期望横摆角速度的拉普拉斯变换，s为变量，m为整车的质量，V为车辆行驶绝对速度，IZ为汽车绕z轴的转动惯量，ΔM为施加在汽车上的附加横摆力矩，k1,k2分别为不考虑前轮侧偏角af的前轮侧偏刚度和不考虑后轮侧偏角ar的后轮侧偏刚度，lf，lr分别为前后车轮的轴距；（2）、将前轮转向角δ输入到参考模型，得到期望横摆角速度rm，然后将期望横摆角速度rm减去四轮驱动电动汽车的实际横摆角速度rp，得到误差e1；（3）、根据误差e1以及前轮转向角δ计算控制控制量u(t)：u(t)=k0(t)δ(t)+c1(t)v1(t)+d0(t)rp(t)+d1(t)v2(t)其中，δ(t)为前轮转向角δ的时域表达式，rp(t)为实际横摆角速度rp的时域表达式，t为时间，v1(t)=v2(t)=lfδ(t)，且： k 0 ( t ) = - ∫ 0 t δ ( τ ) e 1 ( τ ) dτ + k ‾ 0 c 1 ( t ) = - ∫ 0 t v 1 ( τ ) e 1 ( τ ) dτ + c ‾ 1 d 0 ( t ) = - ∫ 0 t r p ( τ ) e 1 ( τ ) dτ + d ‾ 0 d 1 ( t ) = - ∫ 0 t v 2 ( τ ) e 1 ( τ ) dτ + d ‾ 1 e1(τ)是误差e1的时域表达式，且： k ‾ 0 = k 1 k 1 ( a f ) c ‾ 1 = ( l f + l r ) k 2 ( a r ) l f mV - ( l f + l r ) k 2 l f mV d ‾ 0 = l f 2 ( k 1 - k 1 ( a f ) ) + l r 2 ( k 2 - k 2 ( a f ) ) V + [ ( k 1 - k 1 ( a f ) ) + ( k 2 - k 2 ( a f ) ) ] I z mV l f k 1 ( a f ) d ‾ 1 = [ ( l r + l f ) 2 m V 2 I z ( k 1 k 2 - k 1 ( a f ) k 2 ( a r ) ) - l f ( k 1 - k 1 ( a f ) ) - l r ( k 2 - k 2 ( a r ) ) I z - l f 2 ( k 1 - k 1 ( a f ) ) - l r 2 ( k 2 - k 2 ( a r ) ) V - ( k 1 - k 1 ( a f ) ) + ( k 2 - k 2 ( a f ) ) mV ] · I z l f k 1 ( a f ) k1(af)表示考虑前轮侧偏角af后的前轮侧偏刚度，k2(ar)表示考虑后轮侧偏角前轮侧偏角ar的后轮侧偏刚度；（4）、将控制量u(t)输入到实际四轮驱动电动汽车控制系统，通过不断调整内侧轮和外侧轮转矩，产生转矩差即附加横摆力矩，纠正汽车的不足转向和过度转向，使其按照期望轨迹行驶，有效提高车身稳定性。