一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，包括：确定目标操纵横摆率、目标安全横摆率和目标临界横摆率；将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标；对所确定的目标横摆率与实际横摆率的差值进行反馈控制，得到车辆需求的横摆扭矩；基于车辆需求的总驱动扭矩和所得到的横摆扭矩，确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩。本发明专利技术还提供一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制系统。本发明专利技术能够兼顾车辆的横摆响应性和稳定性。

Torque distribution control method and system for distributed drive electric vehicle

The present invention provides a torque distribution control method for a distributed drive electric vehicle, which includes: determining the sway rate of the target, the target safe yaw rate and the target critical yaw rate, comparing the determined sway rate with the target critical yaw rate, and determining the target yaw rate based on the comparison results. As the control target of the feedback control, the yaw torque is obtained by the feedback control of the difference between the target yaw rate and the actual yaw rate, and the torque of the left wheel target torque and the right wheel target torque are determined based on the total driving torque and the yaw torque based on the vehicle requirements. The invention also provides a torque distribution control system of the distributed driving electric vehicle. The invention can take into account the yaw response and stability of vehicles.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法和系统
本专利技术涉及一种扭矩分配控制方法和系统，具体涉及一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法和系统。
技术介绍
近年来，分布式驱动电动车由于省略传动系统，节省空间，车身造型约束减小等原因，越来越受到汽车企业的青睐。针对分布式驱动电动车的分布式控制也成为研究热点。分布式驱动控制不仅能够提高车辆在弯道行驶中的响应性能，还能实现稳定控制，极大提升车辆的运动性能。目前，针对分布式控制以横摆率跟踪反馈控制为主，可有效提升车辆转向响应性能，但是当设置的目标横摆率超出路面附着极限时，会导致车辆稳定性变差。针对目标横摆率超过路面允许极限会导致车辆失稳的问题，一种方案是通过实时估算路面附着系数，来进行目标横摆率的限制。但是在车辆未失稳情况下，无法估算真实的路面附着系数，而估算出的利用附着系数小于路面真实附着系数，采用利用附着系数进行限制会使车辆目标横摆率偏低，虽然能够保证车辆稳定性能，但是难以发挥分布式车辆转向响应性能，甚至变差。另一种方案是通过估计后轮轮胎侧偏角或者车辆质心侧偏角来进行横摆扭矩控制的限制，当后轮轮胎侧偏角或车辆质心侧偏角过大时，减小横摆扭矩控制强度，从而保证车辆的稳定性。但是该种方案受后轮轮胎侧偏角或车辆质心侧偏角的估计精度影响较大，而目前难以精确估算车辆侧偏角。因此，对于分布式驱动车辆，如何保证兼顾车辆的横摆响应性和稳定性的扭矩分配控制方法，是目前的研究难点。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术一方面提供一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，该方法能够兼顾车辆的横摆响应性和稳定性能。本专利技术另一方面提供一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制系统。本专利技术采用的技术方案为：本专利技术一实施例提供一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，包括：基于车辆当前车速和前轮转角以及预设的第一运算关系确定目标操纵横摆率；基于车辆当前车速和侧向加速度以及预设的第二运算关系确定目标安全横摆率；基于所述目标安全横摆率和预设的横摆率补偿量确定目标临界横摆率；将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标；对所确定的目标横摆率与实际横摆率的差值进行反馈控制，得到车辆需求的横摆扭矩；基于车辆需求的总驱动扭矩和所得到的横摆扭矩，确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩。可选地，所述将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标具体包括：如果目标操纵横摆率大于所述目标临界横摆率，则将所述目标安全横摆率确定为所述目标横摆率；如果目标操纵横摆率小于所述目标临界横摆率的预设比例，则将所述目标操纵横摆率确定为所述目标横摆率；如果目标操纵横摆率大于所述目标临界横摆率的预设比例且小于所述目标临界横摆率，则将所述目标操纵横摆率和所述目标安全横摆率的加权求和得到的加权横摆率确定为所述目标横摆率。可选地，所述基于车辆当前车速和前轮转角以及预设的第一运算关系确定目标操纵横摆率包括通过下述公式(1)确定所述目标操纵横摆率：其中，γhandle为目标操纵横摆率，单位为rad/s；vx为车速，单位为m/s；δf为前轮转角，单位为rad；vch为特征车速，单位为m/s；L为前后车轮之间的轴距，单位为m。可选地，所述基于车辆当前车速和侧向加速度以及预设的第二运算关系确定目标安全横摆率包括通过下述公式(2)确定所述目标安全横摆率：其中，γsafe为目标安全横摆率，单位为rad/s；ay为侧向加速度，单位为m/s2。可选地，所述目标临界横摆率等于所述目标安全横摆率和所述预设的横摆率补偿量相加得到的和值；所述预设的横摆率补偿量基于车辆的当前车速、侧向加速度和方向盘角速度确定。可选地，所述预设的横摆率补偿量通过下述公式(3)确定：Δγ＝k1d|ay|+f(vx)+k2|dδsw|(3)其中，Δγ为横摆率补偿量，单位为rad/s；k1、k2为标定的常数；ay为侧向加速度，单位为m/s2；dδsw为方向盘角速度，单位为rad/s，f(vx)为当前车速的函数，取值根据当前车速确定，单位为rad/s。可选地，所述如果目标操纵横摆率接近所述目标临界横摆率，则将所述目标操纵横摆率和所述目标安全横摆率的加权求和得到的加权横摆率确定为所述目标横摆率包括通过下述公式(4)确定所述加权横摆率：γweight＝sign(γhandle)·(w·|γhandle|+(1-w)·|γsafe|)(4)其中，γweight为加权横摆率，单位为rad/s；sign(γhandle)为γhandle的符号函数；w为权重因子，γhandle为目标操纵横摆率，γsafe为目标安全横摆率。可选地，所述权重因子w通过下述公式(5)确定：其中，k为标定的常数；γlimit为目标临界横摆率。可选地，所述基于车辆需求的总驱动扭矩和所得到的横摆扭矩，确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩包括通过下述公式(6)确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩：其中，Ttotal为总驱动需求扭矩，单位为Nm；ΔM为横摆扭矩，单位为Nm；TL为左轮目标扭矩，单位为Nm；TR为右轮目标扭矩，单位为Nm；r为车轮半径，单位为m；wd为左右车轮之间的轮距，单位为m。本专利技术另一实施例提供一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制系统，包括：目标操纵横摆率确定模块，用于基于车辆当前车速和前轮转角以及预设的第一运算关系确定目标操纵横摆率；目标安全横摆率确定模块，用于基于车辆当前车速和侧向加速度以及预设的第二运算关系确定目标安全横摆率；目标临界横摆率确定模块，用于基于所述目标安全横摆率确定模块确定的目标安全横摆率和预设的横摆率补偿量确定目标临界横摆率；控制模块，包括第一控制模块和第二控制模块；所述第一控制模块用于将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标以及对所确定的目标横摆率与实际横摆率的差值进行反馈控制，得到车辆需求的横摆扭矩；所述第二控制模块，用于基于车辆需求的总驱动扭矩和所述第一控制模块得到的横摆扭矩，确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩。本专利技术实施例提供的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法和系统，根据车辆当前状态进行目标操纵横摆率、目标安全横摆率计算，然后计算出临界横摆率值，通过以上三者的关系得到最终目标横摆率，将目标横摆率与实际横摆率的差值通过P闭环控制，得到附加横摆扭矩需求，然后结合车辆总驱动需求扭矩，最终得到左右轮扭矩实际分配值，能够实现车辆横摆响应性能提升和稳定性能提升。附图说明图1为以框图形式示出的本专利技术实施例提供的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法的流程示意图；图3至图5分别为利用本专利技术提供的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法进行控制后的效果示意图；图6为本专利技术实施例提供的分布式驱动电动车的扭矩分配控制系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术的目的是采用目标横摆率跟踪控制，目标横摆率由目标操纵横摆率和目标安全横摆率组成，通过P闭环控制，实现扭矩分配，以同时实现车辆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，包括：基于车辆当前车速和前轮转角以及预设的第一运算关系确定目标操纵横摆率；基于车辆当前车速和侧向加速度以及预设的第二运算关系确定目标安全横摆率；基于所述目标安全横摆率和预设的横摆率补偿量确定目标临界横摆率；将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标；对所确定的目标横摆率与实际横摆率的差值进行反馈控制，得到车辆需求的横摆扭矩；基于车辆需求的总驱动扭矩和所得到的横摆扭矩，确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩。

【技术特征摘要】
1.一种分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，包括：基于车辆当前车速和前轮转角以及预设的第一运算关系确定目标操纵横摆率；基于车辆当前车速和侧向加速度以及预设的第二运算关系确定目标安全横摆率；基于所述目标安全横摆率和预设的横摆率补偿量确定目标临界横摆率；将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标；对所确定的目标横摆率与实际横摆率的差值进行反馈控制，得到车辆需求的横摆扭矩；基于车辆需求的总驱动扭矩和所得到的横摆扭矩，确定左轮目标扭矩和右轮目标扭矩。2.根据权利要求1所述的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述将所确定的目标操纵横摆率与所确定的目标临界横摆率进行比较，并基于比较结果确定目标横摆率，以作为反馈控制的控制目标具体包括：如果目标操纵横摆率大于所述目标临界横摆率，则将所述目标安全横摆率确定为所述目标横摆率；如果目标操纵横摆率小于所述目标临界横摆率的预设比例，则将所述目标操纵横摆率确定为所述目标横摆率；如果目标操纵横摆率大于所述目标临界横摆率的预设比例且小于所述目标临界横摆率，则将所述目标操纵横摆率和所述目标安全横摆率的加权求和得到的加权横摆率确定为所述目标横摆率。3.根据权利要求1所述的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述基于车辆当前车速和前轮转角以及预设的第一运算关系确定目标操纵横摆率包括通过下述公式(1)确定所述目标操纵横摆率：其中，γhandle为目标操纵横摆率，单位为rad/s；vx为车速，单位为m/s；δf为前轮转角，单位为rad；vch为特征车速，单位为m/s；L为前后车轮之间的轴距，单位为m。4.根据权利要求1所述的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述基于车辆当前车速和侧向加速度以及预设的第二运算关系确定目标安全横摆率包括通过下述公式(2)确定所述目标安全横摆率：其中，γsafe为目标安全横摆率，单位为rad/s；ay为侧向加速度，单位为m/s2。5.根据权利要求1所述的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述目标临界横摆率等于所述目标安全横摆率和所述预设的横摆率补偿量相加得到的和值；所述预设的横摆率补偿量基于车辆的当前车速、侧向加速度和方向盘角速度确定。6.根据权利要求5所述的分布式驱动电动车的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述预设的横摆率补偿量通过下述公式(3)确定：Δγ＝k1d|ay|+f...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔金龙，杨兴旺，霍海涛，窦国旺，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22