本發(fā)明涉及電動(dòng)輪汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的試驗(yàn)樣車及驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制方法。

背景技術(shù)：

隨著石油資源的枯竭，汽車領(lǐng)域開始探索新的能源驅(qū)動(dòng)的汽車，電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。在電動(dòng)汽車的探索過程中，電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車成為了新能源汽車發(fā)展的一個(gè)重要組成部分。電動(dòng)輪汽車采用多個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的輪轂電機(jī)作為動(dòng)力來源，與傳統(tǒng)汽車以及電動(dòng)汽車相比，取消了復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，大大提高了傳動(dòng)效率，簡化了底盤結(jié)構(gòu)，增大了車身空間，有利于實(shí)現(xiàn)底盤的電子化和主動(dòng)化，對(duì)提高車輛的穩(wěn)定性、動(dòng)力性、平順性具有積極的意義。

電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法多種多樣，但對(duì)于控制方法的驗(yàn)證大多為虛擬仿真方法，該方法并不能滿足控制方法驗(yàn)證的現(xiàn)實(shí)需求。由于電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，由于車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的控制協(xié)調(diào)就顯得尤為重要，并且對(duì)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性提出了較高的要求。當(dāng)前對(duì)于電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制主要有驅(qū)動(dòng)防滑控制、直接橫擺力矩控制、電子差速控制、制動(dòng)防抱死控制等；但單獨(dú)的控制方法都有其控制盲區(qū)以及缺陷，驅(qū)動(dòng)防滑控制是以控制驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率在最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率附近為目標(biāo)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，控制系統(tǒng)控制發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪降低轉(zhuǎn)矩，但這樣一來就造成了左右側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)力不同，形成了不穩(wěn)定的橫擺力矩，并且降低了汽車的動(dòng)力性，而且不同的路面狀況，對(duì)應(yīng)不同的最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率和最大附著率，如果不對(duì)路面狀況進(jìn)行預(yù)估，則無法得到最優(yōu)的控制結(jié)果；橫擺力矩控制通過增加或降低驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩，達(dá)到平衡橫擺力矩的目的，但是電機(jī)轉(zhuǎn)矩在不同行駛工況下的轉(zhuǎn)矩裕度是不同的，當(dāng)橫擺力矩控制增加的轉(zhuǎn)矩超出電機(jī)轉(zhuǎn)矩峰值時(shí)，則達(dá)不到平衡橫擺力矩的目的，尤其是當(dāng)車輛行駛在較高車速下，電機(jī)轉(zhuǎn)矩較大時(shí)；電子差速控制是保證非轉(zhuǎn)向輪在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，左右兩側(cè)車輪滑轉(zhuǎn)率相同，但并不能保證滑轉(zhuǎn)率最優(yōu)控制；同時(shí)，如果車輛上配備了較多的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)之間可能產(chǎn)生沖突干擾，主要體現(xiàn)在傳感器信號(hào)的干擾和控制目標(biāo)的耦合等。

因此，如何提供一種集成驅(qū)動(dòng)防滑控制、直接橫擺力矩控制、電子差速控制的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制方法，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的試驗(yàn)樣車及驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制方法，能實(shí)現(xiàn)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立轉(zhuǎn)向，在汽車行駛過程中，控制方法能夠全程進(jìn)行驅(qū)動(dòng)防滑控制，并通過橫擺力矩控制改善驅(qū)動(dòng)防滑控制時(shí)的不穩(wěn)定橫擺力矩，針對(duì)不同滑轉(zhuǎn)工況，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩裕度，制定不同控制策略，在汽車中低速行駛時(shí)保證驅(qū)動(dòng)防滑發(fā)生作用時(shí)的動(dòng)力性，在汽車高速行駛時(shí)保證驅(qū)動(dòng)防滑發(fā)生作用時(shí)的穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向過程中，在電子差速控制的同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)防滑控制；且可通過該試驗(yàn)樣車驗(yàn)證電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的各種控制方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的試驗(yàn)樣車，包括車身、轉(zhuǎn)向盤、獨(dú)立懸架和電動(dòng)車輪總成，所述電動(dòng)車輪總成為4個(gè)，其包括車輪、輪轂電機(jī)、以及電磁制動(dòng)器，4個(gè)電動(dòng)車輪總成分別通過一獨(dú)立懸架與車身相連，其中，在獨(dú)立懸架上安裝有轉(zhuǎn)向電機(jī)，電動(dòng)車輪總成通過轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向電機(jī)相連；在車身上設(shè)有輪速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、陀螺儀和控制系統(tǒng)，所述輪速傳感器為4個(gè)，分別安裝于4個(gè)電動(dòng)車輪總成上；其特征在于：所述控制系統(tǒng)包括傳感器信號(hào)處理器、路面狀態(tài)估計(jì)器、CAN總線、電子差速控制器、橫擺力矩控制器、驅(qū)動(dòng)防滑控制器、轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器、以及車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)；其中，所述輪速傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、陀螺儀均與傳感器信號(hào)處理器相連；所述傳感器信號(hào)處理器、路面狀態(tài)估計(jì)器、電子差速控制器、橫擺力矩控制器、驅(qū)動(dòng)防滑控制器、以及轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器均通過CAN總線與車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)相連；

所述車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)包括車輪滑轉(zhuǎn)率估算器、車速估算器、橫擺力矩估算器、車速判斷器、高速模塊、中低速模塊、滑轉(zhuǎn)工況判斷器、轉(zhuǎn)向判斷器、單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊。

一種電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制方法，包括如下步驟：

A)對(duì)車輛行駛狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算及判斷：

A1)通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)，然后將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給傳感器信號(hào)處理器，傳感器信號(hào)處理器將該轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過CAN總線傳遞給車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，通過車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向判斷器對(duì)車輛是否轉(zhuǎn)向進(jìn)行判斷，并通過CAN總線將判斷結(jié)果傳遞給電子差速控制器以及橫擺力矩控制器；若車輛為轉(zhuǎn)向工況，則進(jìn)入C)；

A2)車輛行駛中，通過輪速傳感器采集車輛輪速信號(hào)，然后將車輛輪速信號(hào)傳遞給傳感器信號(hào)處理器，傳感器信號(hào)處理器將該車輛輪速信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過CAN總線傳遞給車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)和路面狀態(tài)估計(jì)器；

A21)車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中的車速估算器根據(jù)車輛輪速信號(hào)進(jìn)行車速估算，其中：

$v_f\left(n\right)=\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\Σ}}{k}_i{\mathrm{\ω}}_i\left(n\right)r_w+k_a\[\left(a_x\right(n)-a_{Cor}\left(n\right)\]T_s+v_f(n-1)}{k_a+\underset{i=1}{\overset{4}{\Σ}}{k}_i};$

式中：v_f為估計(jì)出的車速、k為輪速權(quán)重系數(shù)、ω為車輪輪速、r_w為車輪滾動(dòng)半徑、k_a為加速度權(quán)重系數(shù)、T_s為采樣時(shí)間、α_x為車輛縱向加速度、α_Cor(n)為車輛縱向加速度修正值；

A22)車速估算器將車速v_f傳遞給車速判斷器，若為高速工況，則高速模塊工作，將高速信號(hào)通過CAN總線傳遞給橫擺力矩控制器，進(jìn)入步驟D2；若為中低速工況，則中低速模塊工作，將中低速信號(hào)通過CAN總線傳遞給橫擺力矩控制器，進(jìn)入步驟D3；

A23)車速估算器將車速v_f傳遞給車輪滑轉(zhuǎn)率估算器，車輪滑轉(zhuǎn)率估算器根據(jù)輪速ω和車速v_f，對(duì)四個(gè)車輪的滑轉(zhuǎn)率λ進(jìn)行計(jì)算，其中，

A24)車輪滑轉(zhuǎn)率估算器將估算出的車輪滑轉(zhuǎn)率傳遞給電子差速控制器及滑轉(zhuǎn)工況判斷器，與路面狀態(tài)估計(jì)器計(jì)算的最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率λ_opt進(jìn)行比對(duì)，判斷是否滑轉(zhuǎn)，若車輪滑轉(zhuǎn)率不超過最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率的10％，則車輛正常行駛；若超過最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率的10％，則進(jìn)入步驟B)；

A25)車輪滑轉(zhuǎn)率估算器將估算出的車輪滑轉(zhuǎn)率通過CAN總線傳遞給路面狀態(tài)估計(jì)器，同時(shí)，當(dāng)步驟A21)估算出的車速為中低速工況時(shí)，滑轉(zhuǎn)工況判斷器進(jìn)行滑轉(zhuǎn)工況形式的判斷：單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、或三輪及四輪滑轉(zhuǎn)，其中，單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、或三輪及四輪滑轉(zhuǎn)分別與單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊相對(duì)應(yīng)，根據(jù)各滑轉(zhuǎn)工況對(duì)應(yīng)進(jìn)入D31、D32、D33、D34；

A3)接收步驟A1)中轉(zhuǎn)向判斷器產(chǎn)生的判斷信號(hào)，當(dāng)車輛直行時(shí)，通過陀螺儀采集車輛側(cè)向加速度α_y和縱向加速度α_x，并將采集到的側(cè)向加速度信號(hào)和縱向加速度信號(hào)傳遞給傳感器信號(hào)處理器，傳感器信號(hào)處理器將側(cè)向加速度信號(hào)和縱向加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過CAN總線傳遞到車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中的橫擺力矩估算器對(duì)車輛實(shí)際的橫擺力矩進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算信息通過CAN總線傳遞到橫擺力矩控制器，進(jìn)入步驟D；

A4)路面狀態(tài)估計(jì)器接收到車輛輪速信號(hào)后，計(jì)算路面附著系數(shù)μ：其中，F(xiàn)_x為車輪的縱向力，F(xiàn)_z為車輪的垂向力，然后通過μ-λ曲線描述出不同路面下輪胎的滑轉(zhuǎn)率λ和輪胎與路面間的利用附著系數(shù)μ之間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率λ_opt和最大路面利用附著系數(shù)μ_max，并將其傳遞給驅(qū)動(dòng)防滑控制器，其中：

${\mathrm{\λ}}_{opt}=\frac{1}{C_2}ln\frac{C_1{C}_2}{C_3};{\mathrm{\μ}}_{max}=C_1-\frac{C_3}{C_2}(1+ln\frac{C_1{C}_2}{C_3}),$

式中C₁、C₂、C₃為擬合系數(shù)；

B)驅(qū)動(dòng)防滑控制：

驅(qū)動(dòng)防滑控制采用模糊控制算法，建立模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，對(duì)輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，在車輛行駛過程中，當(dāng)車輪滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，驅(qū)動(dòng)防滑控制器根據(jù)路面狀態(tài)估計(jì)器計(jì)算的最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率和最大路面利用附著系數(shù)，降低該輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以保證車輪滑轉(zhuǎn)率保持在最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率附近；

C)電子差速控制：

在轉(zhuǎn)向工況時(shí)，接收步驟A24)估算出的非轉(zhuǎn)向輪滑轉(zhuǎn)率，通過控制輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩，使非轉(zhuǎn)向輪中，左右車輪滑轉(zhuǎn)率相等；

D)橫擺力矩控制：

D1)橫擺力矩控制器采用模型預(yù)測(cè)控制算法，建立理想汽車行駛狀態(tài)所需的橫擺力矩模型，將車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)傳遞來的實(shí)際橫擺力矩同理想橫擺力矩進(jìn)行比較，通過控制驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩來平衡實(shí)際橫擺力矩與理想橫擺力矩的差值；其中，轉(zhuǎn)向時(shí)橫擺力矩控制器不工作；同時(shí)，在車輛直行工況下，橫擺力矩控制器會(huì)接收車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中高速模塊和中低速模塊的信號(hào)，根據(jù)車速不同進(jìn)行不同的控制：

保證穩(wěn)定性的橫擺力矩控制：橫擺力矩控制器通過降低車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來得到理想的橫擺力矩狀態(tài)，以保證汽車行駛的穩(wěn)定性；

保證動(dòng)力性的橫擺力矩控制：橫擺力矩控制器通過增加沒有發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以保證車輛行駛的動(dòng)力性；

D2)高速時(shí)，優(yōu)先保證車輛穩(wěn)定性的橫擺力矩控制；

D3)中低速時(shí)，當(dāng)車輪沒有發(fā)生滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，進(jìn)行保證車輛動(dòng)力性的橫擺力矩控制，當(dāng)車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，橫擺力矩控制器可以接收車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊四個(gè)模塊的信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)進(jìn)行控制；

D31)單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)，通過橫擺力矩控制器提高同側(cè)未發(fā)生滑轉(zhuǎn)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來彌補(bǔ)降低的驅(qū)動(dòng)力；

D32)異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)，通過橫擺力矩控制器提高兩側(cè)未發(fā)生滑轉(zhuǎn)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來彌補(bǔ)降低的驅(qū)動(dòng)力；

D33)同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)，采用優(yōu)先保證車輛穩(wěn)定性的橫擺力矩控制；

D34)三輪及四輪滑轉(zhuǎn)，該工況下，采用優(yōu)先保證車輛穩(wěn)定性的橫擺力矩控制；

E)橫擺力矩控制器、驅(qū)動(dòng)防滑控制器、電子差速控制器將控制信號(hào)傳遞到轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器，通過轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器對(duì)車輪輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行協(xié)調(diào)分配控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、試驗(yàn)樣車結(jié)構(gòu)簡單，可擴(kuò)展性強(qiáng)，能夠用于多種控制方法的驗(yàn)證。

2、該試驗(yàn)車采用CAN總線通訊，有效地避免了各控制系統(tǒng)信號(hào)之間的干擾，并能實(shí)現(xiàn)解耦。

3本控制方法實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的集成控制，消除了驅(qū)動(dòng)防滑控制所產(chǎn)生的不穩(wěn)定橫擺力矩，保證了車輛中低速直行時(shí)車輪發(fā)生滑移時(shí)的動(dòng)力性，提高了車輛高速以及多輪發(fā)生滑移時(shí)的穩(wěn)定性，并能實(shí)現(xiàn)較優(yōu)控制的電子差速。

附圖說明

圖1為試驗(yàn)樣車的主視圖。

圖2為試驗(yàn)樣車的側(cè)視圖。

圖3為控制系統(tǒng)的原理框圖。

圖4為車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)原理框圖。

圖5為控制方法的控制流程圖。

圖中：1—車身，2—轉(zhuǎn)向盤，3—獨(dú)立懸架，4—電動(dòng)車輪總成，41—車輪，42—輪轂電機(jī)，5—轉(zhuǎn)向電機(jī)，6—輪速傳感器，7—轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)交傳感器，8—陀螺儀，91—傳感器信號(hào)處理器，92—路面狀態(tài)估計(jì)器，93—CAN總線，94—電子差速控制器，95—橫擺力矩控制器，96—驅(qū)動(dòng)防滑控制器，97—轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器，98—車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，981—車輪滑轉(zhuǎn)率估計(jì)器，982—車速估算器，983—橫擺力矩估算器，984—車速判斷前，985—高速模塊，986—中低速模塊，987—滑轉(zhuǎn)工況判斷器，988—轉(zhuǎn)向判斷器，989—單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊，9810—異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊，9811—同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊，9812—三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例：參見圖1至圖4，一種電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的試驗(yàn)樣車，包括車身1、轉(zhuǎn)向盤2、獨(dú)立懸架3和電動(dòng)車輪總成4。所述電動(dòng)車輪總成為4個(gè)，其包括車輪41、輪轂電機(jī)42、以及電磁制動(dòng)器，4個(gè)電動(dòng)車輪總成4分別通過一獨(dú)立懸架3與車身1相連，其中，在獨(dú)立懸架3上安裝有轉(zhuǎn)向電機(jī)5，電動(dòng)車輪總成4通過轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向電機(jī)5相連。在車身1上設(shè)有輪速傳感器6、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器7、陀螺儀8和控制系統(tǒng)，所述輪速傳感器6為4個(gè)，分別安裝于4個(gè)電動(dòng)車輪總成4上。

所述控制系統(tǒng)包括傳感器信號(hào)處理器91、路面狀態(tài)估計(jì)器92、CAN總線93、電子差速控制器94、橫擺力矩控制器95、驅(qū)動(dòng)防滑控制器96、轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器97、以及車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)98；其中，所述輪速傳感器6、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器7、陀螺儀8均與傳感器信號(hào)處理器91相連；所述傳感器信號(hào)處理器91、路面狀態(tài)估計(jì)器92、電子差速控制器94、橫擺力矩控制器95、驅(qū)動(dòng)防滑控制器96、以及轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器97均通過CAN總線93與車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)98相連。

所述車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)包括車輪滑轉(zhuǎn)率估算器981、車速估算器982、橫擺力矩估算器983、車速判斷器984、高速模塊985、中低速模塊986、滑轉(zhuǎn)工況判斷器987、轉(zhuǎn)向判斷器988、單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊989、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊9810、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊9811、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊9812。其中，車速估算器982根據(jù)接收到的傳感器信號(hào)進(jìn)行車速估算，并將估算的車速傳遞車速判斷器984和車輪滑轉(zhuǎn)率估算器981，若為高速工況，則高速模塊985工作，將高速信號(hào)通過CAN總線93傳遞給橫擺力矩控制器95，若為中低速工況，則中低速模塊986工作，將中低速信號(hào)通過CAN總線93傳遞給橫擺力矩控制器95；車輪滑轉(zhuǎn)率估算器981根據(jù)接收到的傳感器信號(hào)和車速信號(hào)進(jìn)行車輪滑轉(zhuǎn)率估算，并將估算出的車輪滑轉(zhuǎn)率傳遞給滑轉(zhuǎn)工況判斷器987，滑轉(zhuǎn)工況判斷器987判斷滑轉(zhuǎn)工況后，分別經(jīng)單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊989、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊9810、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊9811、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊9812后傳遞給電子差速控制器94進(jìn)行差速控制；轉(zhuǎn)向判斷器984根據(jù)接收到的傳感器信號(hào)判斷車輛的轉(zhuǎn)向工況(是否轉(zhuǎn)向)，并將判斷結(jié)果傳遞給電子差速控制器94以及橫擺力矩控制器95。

參見圖5，一種電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制方法，包括如下步驟：

A)對(duì)車輛行駛狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算及判斷：

A1)通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)，然后將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給傳感器信號(hào)處理器，傳感器信號(hào)處理器將該轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過CAN總線傳遞給車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，通過車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向判斷器對(duì)車輛是否轉(zhuǎn)向進(jìn)行判斷，并通過CAN總線將判斷結(jié)果傳遞給電子差速控制器以及橫擺力矩控制器；若車輛為轉(zhuǎn)向工況，則進(jìn)入C)；

A2)車輛行駛中，通過輪速傳感器采集車輛輪速信號(hào)，然后將車輛輪速信號(hào)傳遞給傳感器信號(hào)處理器，傳感器信號(hào)處理器將該車輛輪速信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過CAN總線傳遞給車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)和路面狀態(tài)估計(jì)器；

A21)車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中的車速估算器根據(jù)車輛輪速信號(hào)進(jìn)行車速估算，其中：

$v_f\left(n\right)=\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\Σ}}{k}_i{\mathrm{\ω}}_i\left(n\right)r_w+k_a\[\left(a_x\right(n)-a_{Cor}\left(n\right)\]T_s+v_f(n-1)}{k_a+\underset{i=1}{\overset{4}{\Σ}}{k}_i};$

式中：v_f為估計(jì)出的車速、k為輪速權(quán)重系數(shù)、ω為車輪輪速、r_w為車輪滾動(dòng)半徑、k_a為加速度權(quán)重系數(shù)、T_s為采樣時(shí)間、α_x為車輛縱向加速度、α_Cor(n)為車輛縱向加速度修正值；

A22)車速估算器將車速v_f傳遞給車速判斷器，若為高速工況，則高速模塊工作，將高速信號(hào)通過CAN總線傳遞給橫擺力矩控制器，進(jìn)入步驟D2；若為中低速工況，則中低速模塊工作，將中低速信號(hào)通過CAN總線傳遞給橫擺力矩控制器，進(jìn)入步驟D3)；

A23)車速估算器將車速v_f傳遞給車輪滑轉(zhuǎn)率估算器，車輪滑轉(zhuǎn)率估算器根據(jù)輪速ω和車速v_f，對(duì)四個(gè)車輪的滑轉(zhuǎn)率λ進(jìn)行計(jì)算，其中，

A24)車輪滑轉(zhuǎn)率估算器將估算出的車輪滑轉(zhuǎn)率傳遞給電子差速控制器及滑轉(zhuǎn)工況判斷器，與路面狀態(tài)估計(jì)器計(jì)算的最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率λ_opt進(jìn)行比對(duì)，判斷是否滑轉(zhuǎn)，若車輪滑轉(zhuǎn)率不超過最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率的10％，則車輛正常行駛；若超過最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率的10％，則進(jìn)入步驟B)；

A25)車輪滑轉(zhuǎn)率估算器將估算出的車輪滑轉(zhuǎn)率通過CAN總線傳遞給路面狀態(tài)估計(jì)器，同時(shí)，當(dāng)步驟A21)估算出的車速為中低速工況時(shí)，滑轉(zhuǎn)工況判斷器進(jìn)行滑轉(zhuǎn)工況形式的判斷：單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、或三輪及四輪滑轉(zhuǎn)，其中，單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)、或三輪及四輪滑轉(zhuǎn)分別與單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊相對(duì)應(yīng)，根據(jù)各滑轉(zhuǎn)工況對(duì)應(yīng)進(jìn)入D31)、D32)、D33)、D34)；

A3)接收步驟A1)中轉(zhuǎn)向判斷器產(chǎn)生的判斷信號(hào)，當(dāng)車輛直行時(shí)，通過陀螺儀采集車輛側(cè)向加速度α_y和縱向加速度α_x，并將采集到的側(cè)向加速度信號(hào)和縱向加速度信號(hào)傳遞給傳感器信號(hào)處理器，傳感器信號(hào)處理器將側(cè)向加速度信號(hào)和縱向加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過CAN總線傳遞到車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中的橫擺力矩估算器對(duì)車輛實(shí)際的橫擺力矩進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算信息通過CAN總線傳遞到橫擺力矩控制器，進(jìn)入步驟D)；

A4)路面狀態(tài)估計(jì)器接收到車輛輪速信號(hào)后，計(jì)算路面附著系數(shù)μ：其中，F(xiàn)_x為車輪的縱向力，F(xiàn)_z為車輪的垂向力，然后通過μ-λ曲線描述出不同路面下輪胎的滑轉(zhuǎn)率λ和輪胎與路面間的利用附著系數(shù)μ之間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率λ_opt和最大路面利用附著系數(shù)μ_max，并將其傳遞給驅(qū)動(dòng)防滑控制器，其中：

${\mathrm{\λ}}_{opt}=\frac{1}{C_2}ln\frac{C_1{C}_2}{C_3};{\mathrm{\μ}}_{max}=C_1-\frac{C_3}{C_2}(1+ln\frac{C_1{C}_2}{C_3}),$

式中C₁、C₂、C₃為擬合系數(shù)；

B)驅(qū)動(dòng)防滑控制：

驅(qū)動(dòng)防滑控制采用模糊控制算法，，建立合適的模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，對(duì)輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，在車輛行駛過程中，當(dāng)車輪滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，驅(qū)動(dòng)防滑控制器根據(jù)路面狀態(tài)估計(jì)器計(jì)算的最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率和最大路面利用附著系數(shù)，降低該輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以保證車輪滑轉(zhuǎn)率保持在最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率附近；

C)電子差速控制：

在轉(zhuǎn)向工況時(shí)，接收步驟A24)估算出的非轉(zhuǎn)向輪滑轉(zhuǎn)率，通過控制輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩，使非轉(zhuǎn)向輪中，左右車輪滑轉(zhuǎn)率相等；

D)橫擺力矩控制：

D1)橫擺力矩控制器采用模型預(yù)測(cè)控制算法，建立理想汽車行駛狀態(tài)所需的橫擺力矩模型，將車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)傳遞來的實(shí)際橫擺力矩同理想橫擺力矩進(jìn)行比較，通過控制驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩來平衡實(shí)際橫擺力矩與理想橫擺力矩的差值；其中，轉(zhuǎn)向時(shí)橫擺力矩控制器不工作；同時(shí)，在車輛直行工況下，橫擺力矩控制器會(huì)接收車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中高速模塊和中低速模塊的信號(hào)，根據(jù)車速不同進(jìn)行不同的控制：

保證穩(wěn)定性的橫擺力矩控制：橫擺力矩控制器通過降低車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來得到理想的橫擺力矩狀態(tài)，以保證汽車行駛的穩(wěn)定性；

保證動(dòng)力性的橫擺力矩控制：橫擺力矩控制器通過增加沒有發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以保證車輛行駛的動(dòng)力性；

D2)高速時(shí)，優(yōu)先保證車輛穩(wěn)定性的橫擺力矩控制；

D3)中低速時(shí)，當(dāng)車輪沒有發(fā)生滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，進(jìn)行保證車輛動(dòng)力性的橫擺力矩控制，當(dāng)車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)率過大時(shí)，橫擺力矩控制器可以接收車輛行駛狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)模塊、異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)模塊、三輪及四輪滑轉(zhuǎn)模塊四個(gè)模塊的信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)進(jìn)行控制；

D31)單側(cè)單輪滑轉(zhuǎn)，通過橫擺力矩控制器提高同側(cè)未發(fā)生滑轉(zhuǎn)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來彌補(bǔ)降低的驅(qū)動(dòng)力；

D32)異側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)，通過橫擺力矩控制器提高兩側(cè)未發(fā)生滑轉(zhuǎn)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩來彌補(bǔ)降低的驅(qū)動(dòng)力；

D33)同側(cè)雙輪滑轉(zhuǎn)，采用優(yōu)先保證車輛穩(wěn)定性的橫擺力矩控制；

步驟D34：三輪及四輪滑轉(zhuǎn)，該工況下，采用優(yōu)先保證車輛穩(wěn)定性的橫擺力矩控制；

E)橫擺力矩控制器、驅(qū)動(dòng)防滑控制器、電子差速控制器將控制信號(hào)傳遞到轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器，通過轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)分配器對(duì)車輪輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行協(xié)調(diào)分配控制。

最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。