【技术实现步骤摘要】
一种装备非充气弹性车轮的分布式电动汽车稳定性控制系统及方法
本专利技术涉及汽车轮胎安全性以及智能控制领域技术，具体涉及分布式电动汽车稳定性控制方法。
技术介绍
轮胎的安全性是车辆安全研究的重要课题，当车辆在高速行驶发生爆胎时，乘员的死亡率相当高。因此，一种新型安全轮胎的提出即为迫切。非充气弹性车轮(NPEW)由于采用非充气式结构，不会发生爆胎的危险。然而，解决爆胎的危险并不能完全解决车辆行驶的安全性问题，NPEW的磨损难以避免，如何降低其磨损程度也是一个极为重要的研究方向。分布式驱动电动汽车作为电动化方向发展的一个重要分支，其各驱动轮转矩独立可控，这为车辆底盘动力学控制带来了巨大优势。分布式驱动电动汽车驱动控制技术的研究，有助于充分发挥分布式驱动电动汽车转矩独立控制的优势，提高整车的稳定性、安全性和平顺性。因此，在该背景下，把NPEW装配在分布式驱动电动车上，研究其在极端工况下磨损程度最小化，则更加提高车辆的安全性，是该领域的一个重要尝试。直接横摆力矩控制(DYC)系统是目前主要的汽车稳定性控制系统，...
【技术保护点】
1.一种装备非充气弹性车轮的分布式电动汽车稳定性控制系统，其特征在于：所述分布式电动汽车装备有含有轮毂电机驱动的非充气弹性车轮，所述稳定性控制系统包括上层控制器和下层控制器；其中：/n所述上层控制器包括滑模控制器和PID速度跟踪控制器，滑模控制器用于获得期望的横摆力矩，PID速度跟踪控制器用于跟踪汽车的车速，并且估计出期望的纵向力；/n所述下层控制器为HCC底盘控制器，结合滑移能量计算公式，通过上层控制器获得的纵向力和横摆力矩，进行力矩分配。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种装备非充气弹性车轮的分布式电动汽车稳定性控制系统，其特征在于：所述分布式电动汽车装备有含有轮毂电机驱动的非充气弹性车轮，所述稳定性控制系统包括上层控制器和下层控制器；其中：
所述上层控制器包括滑模控制器和PID速度跟踪控制器，滑模控制器用于获得期望的横摆力矩，PID速度跟踪控制器用于跟踪汽车的车速，并且估计出期望的纵向力；
所述下层控制器为HCC底盘控制器，结合滑移能量计算公式，通过上层控制器获得的纵向力和横摆力矩，进行力矩分配。
2.根据权利要求1所述的装备非充气弹性车轮的分布式电动汽车稳定性控制系统，其特征在于：所述滑模控制器采用积分项联合终端项的滑模面设计方法获得期望的横摆力矩；滑模趋近律采用指数趋近律，采用边界层发削弱抖振影响，在零值附近设置一个边界层，在边界层内以连续的饱和函数sat(s)来替代符号函数sgn(s)。
3.根据权利要求2所述的装备非充气弹性车轮的分布式电动汽车稳定性控制系统，其特征在于：所述滑模控制器通过以下步骤得到横摆力矩：
(1)首先通过二自由度车辆模型，根据方向盘转角传感器检测出转角信号δf，车速传感器检测出车速u，使用下式计算出期望的横摆角速度ωrd1，
式中，l为车辆的轴距即a+b，a和b分别代表车辆质心到车辆前轴和后轴的距离，K为稳定性系数；
由于车辆在行驶时受到路面附着条件的限制，其侧向加速度ay应受到如下约束：
|ay|≤μg
式中，μ为附着系数，g为重力加速度；
当车辆的质心侧偏角约等于0时，有：
ay≈uωr
式中，ωr为横摆角速度；
结合上面两式，得到期望的横摆角速度的另一表达式：
最终，期望的横摆角速度为：
式中，sgn()表示符号函数，δf为前轮转角
期望的质心侧偏角设置为0；
(2)惯性测量单元检测到质心侧偏角β和横摆角速度ωr得到它们的误差值：
e(β)＝β-βd，e(ω)＝ωr-ωrd来获得横摆力矩Mz：
式中，βd表示期望的质心侧偏角，C1和C2分别表示前后轮的侧偏刚度，Iz表示转动惯量；m表示汽车的质量；ud为期望的车速；表示期望质心侧偏角的微分；表示期望的横摆角速度的微分；k1至k6为控制参数；sat(s)为饱和函数；e＝ωr-ωrd+k4(β-βd)。
技术研发人员：林棻，蔡亦璋，王少博，赵又群，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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