本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，具體涉及一種輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)特性使得傳統(tǒng)的底盤控制技術(shù)難以適應(yīng)，同時(shí)四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)共同作用，各自可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，也為汽車控制性能的提高提供了更大的空間。

主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向控制(AFS)在傳統(tǒng)燃油汽車上已有較為成熟的應(yīng)用，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)車輛的轉(zhuǎn)向?yàn)槠囂峁┮粋€(gè)側(cè)向補(bǔ)償力，矯正汽車的質(zhì)心側(cè)偏角，提升車輛的操控性能；但對(duì)于輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車來說，由于兩前輪力矩獨(dú)立控制，造成車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與四輪牽引系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)更為直接，僅僅控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)難以獲得與傳統(tǒng)汽車相媲美的操控性能；AFS在不同前輪轉(zhuǎn)角下，所能產(chǎn)生的額外的橫擺力矩，很好的描述了AFS子系統(tǒng)獨(dú)立控制時(shí)的功能范圍，AFS對(duì)過多轉(zhuǎn)向情況的控制能力要大于不足轉(zhuǎn)向；當(dāng)前輪轉(zhuǎn)角增大到一定值時(shí)，前輪補(bǔ)償角的增大無法產(chǎn)生更大的橫擺力矩增量，說明此時(shí)輪胎已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，相對(duì)于較小的前輪轉(zhuǎn)角的改變幾乎對(duì)側(cè)向力沒有影響。綜上所述，AFS在較小前輪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)(線性區(qū)域內(nèi))，可有效對(duì)車輛的橫擺運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修正，并且對(duì)于過多轉(zhuǎn)向的修正效果要好于不足轉(zhuǎn)向的修正效果；但當(dāng)前輪轉(zhuǎn)向角過大時(shí)(非線性區(qū)域內(nèi))，AFS的修正能力十分有限。

直接橫擺力矩控制(DYC)則調(diào)節(jié)車輛四輪牽引力，防止甩尾。DYC可產(chǎn)生足夠大的橫擺力矩增量，并且受前輪轉(zhuǎn)向大小的限制和影響程度較小，說明其對(duì)于過多轉(zhuǎn)向及不足轉(zhuǎn)向都有較好的修正能力，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)車輛的橫擺運(yùn)動(dòng)，提高車輛穩(wěn)定性，在極限工況下控制效果很好，但是由于是對(duì)車輛縱向力進(jìn)行控制，勢(shì)必會(huì)對(duì)車輛縱向運(yùn)動(dòng)影響較大，造成車速減小、影響乘車舒適性等問題。

制動(dòng)防抱死控制(ABS)根據(jù)輪胎滑移率對(duì)車輛制動(dòng)力進(jìn)行控制，提高車輛制動(dòng)安全性，縮短車輛制動(dòng)距離。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置及方法，提高車輛的操縱穩(wěn)定性，解決底盤集成系統(tǒng)中各子系統(tǒng)間相互耦合的問題，最大限度發(fā)揮各子系統(tǒng)功能。

一種輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置，該裝置包括：駕駛員操縱平臺(tái)、姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元、車輛側(cè)偏觀測(cè)單元、橫擺角速度傳感器、車速傳感器、左前輪輪速傳感器、右前輪輪速傳感器、左后輪輪速傳感器、右后輪輪速傳感器、協(xié)調(diào)控制單元、AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器，其中，

駕駛員操縱平臺(tái)：用于將司機(jī)操縱指令轉(zhuǎn)換成車輛目標(biāo)速度信號(hào)和目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，將目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)同時(shí)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元和協(xié)調(diào)控制單元，將目標(biāo)速度信號(hào)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元；

姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元：用于根據(jù)目標(biāo)速度信號(hào)、目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)和路面附著系數(shù)，獲得橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛的滑移率目標(biāo)值，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

車輛側(cè)偏觀測(cè)單元：用于實(shí)時(shí)觀測(cè)質(zhì)心側(cè)偏角，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

橫擺角速度傳感器：用于采集檢測(cè)車輛橫擺角速度，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

車速傳感器：用于采集車速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

左前輪輪速傳感器：用于采集車輛左前輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

右前輪輪速傳感器：用于采集車輛右前輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

左后輪輪速傳感器：用于采集車輛左后輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

右后輪輪速傳感器：用于采集車輛右后輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

協(xié)調(diào)控制單元：用于根據(jù)采集的車速與目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，獲得前輪側(cè)偏力及AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)；并根據(jù)前輪側(cè)偏力和觀測(cè)的車輛質(zhì)心側(cè)偏角，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的模糊控制輸出權(quán)重；再根據(jù)AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值、ABS控制器的控制權(quán)重值和DYC控制器的控制權(quán)重值，分別發(fā)送至AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器中；最終根據(jù)采集的車速、車輛橫擺角速度、車輛質(zhì)心側(cè)偏角、車輛左前輪輪速、車輛右前輪輪速、車輛左后輪輪速、車輛右后輪輪速、橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，獲得橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和四個(gè)車輪的滑移率偏差，并將橫擺角速度偏差和質(zhì)心側(cè)偏角偏差發(fā)送至AFS控制器中，將四個(gè)車輪的滑移率偏差發(fā)送至ABS控制器中，將橫擺角速度偏差發(fā)送至DYC控制器中；

AFS控制器：用于根據(jù)接收到的姿態(tài)參數(shù)質(zhì)心側(cè)偏角偏差、橫擺角速度偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛前輪補(bǔ)償角，并將其發(fā)送至車輛的助轉(zhuǎn)角電機(jī)中；

ABS控制器：用于根據(jù)接收到的車輛四個(gè)車輪的滑移率偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛左前輪、右前輪、左后輪、右后輪輪胎制動(dòng)力，并分別發(fā)送至車輛的左前輪制動(dòng)裝置、右前輪制動(dòng)裝置、左后輪制動(dòng)裝置、右后輪制動(dòng)裝置中；

DYC控制器：用于根據(jù)接收到的橫擺角速度偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得四個(gè)車輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，并分別發(fā)送至車輛的左前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、左后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)中。

所述的協(xié)調(diào)控制單元，包括：車輛狀態(tài)辨識(shí)單元、模糊協(xié)調(diào)控制器、控制邏輯單元和偏差生成單元；其中，

車輛狀態(tài)辨識(shí)單元：用于根據(jù)采集的車速與目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，獲得前輪側(cè)偏力及AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)，并將前輪側(cè)偏力發(fā)送至模糊協(xié)調(diào)控制器中，將AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)發(fā)送至控制邏輯單元中；

模糊協(xié)調(diào)控制器：用于根據(jù)前輪側(cè)偏力和觀測(cè)的車輛質(zhì)心側(cè)偏角，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的模糊控制輸出權(quán)重，并發(fā)送至控制邏輯單元中；

控制邏輯單元：用于根據(jù)AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值、ABS控制器的控制權(quán)重值和DYC控制器的控制權(quán)重值，并分別發(fā)送至AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器中；

偏差生成單元：用于根據(jù)采集的車速、車輛橫擺角速度、車輛質(zhì)心側(cè)偏角、車輛左前輪輪速、車輛右前輪輪速、車輛左后輪輪速、車輛右后輪輪速、橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛的滑移率目標(biāo)值，獲得橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和四個(gè)車輪的滑移率偏差，并將橫擺角速度偏差和質(zhì)心側(cè)偏角偏差發(fā)送至AFS控制器中，將四個(gè)車輪的滑移率偏差發(fā)送至ABS控制器中，將橫擺角速度偏差發(fā)送至DYC控制器中。

采用輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置進(jìn)行的控制方法，包括以下步驟：

步驟1、駕駛員操縱平臺(tái)將司機(jī)操縱指令轉(zhuǎn)換成車輛目標(biāo)速度信號(hào)和目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，將目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)同時(shí)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元和協(xié)調(diào)控制單元，將目標(biāo)速度信號(hào)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元；

步驟2、姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元根據(jù)目標(biāo)速度信號(hào)、目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)和路面附著系數(shù)，獲得橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛的滑移率目標(biāo)值，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

步驟3、采用車輛側(cè)偏觀測(cè)單元實(shí)時(shí)觀測(cè)質(zhì)心側(cè)偏角，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

步驟4、采用橫擺角速度傳感器采集檢測(cè)車輛橫擺角速度，采用車速傳感器采集車速，采用左前輪輪速傳感器采集車輛左前輪輪速，采用右前輪輪速傳感器采集車輛右前輪輪速，采用左后輪輪速傳感器采集車輛左后輪輪速，采用右后輪輪速傳感器采集車輛右后輪輪速，將上述采集的參數(shù)發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

步驟5、協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的車輛狀態(tài)辨識(shí)單元根據(jù)采集的車速與目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，獲得前輪側(cè)偏力及AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)，并將前輪側(cè)偏力發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的模糊協(xié)調(diào)控制器中，將AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的控制邏輯單元中；

步驟6、模糊協(xié)調(diào)控制器根據(jù)前輪側(cè)偏力和觀測(cè)的車輛質(zhì)心側(cè)偏角，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的模糊控制輸出權(quán)重，并發(fā)送至控制邏輯單元中；

步驟7、控制邏輯單元根據(jù)AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值、ABS控制器的控制權(quán)重值和DYC控制器的控制權(quán)重值，并分別發(fā)送至AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器中；

步驟8、協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的偏差生成單元根據(jù)采集的車速、車輛橫擺角速度、車輛質(zhì)心側(cè)偏角、車輛左前輪輪速、車輛右前輪輪速、車輛左后輪輪速、車輛右后輪輪速、橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛的滑移率目標(biāo)值，獲得橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和四個(gè)車輪的滑移率偏差，并將橫擺角速度偏差和質(zhì)心側(cè)偏角偏差發(fā)送至AFS控制器中，將四個(gè)車輪的滑移率偏差發(fā)送至ABS控制器中，將橫擺角速度偏差發(fā)送至DYC控制器中；

步驟9、AFS控制器根據(jù)接收到的橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛前輪補(bǔ)償角，并將其發(fā)送至車輛的助轉(zhuǎn)角電機(jī)中；

步驟10、ABS控制器根據(jù)接收到的四個(gè)車輪的滑移率偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛左前輪、右前輪、左后輪、右后輪輪胎制動(dòng)力，并分別發(fā)送至車輛的左前輪制動(dòng)裝置、右前輪制動(dòng)裝置、左后輪制動(dòng)裝置、右后輪制動(dòng)裝置中；

步驟11、DYC控制器根據(jù)接收到的橫擺角速度偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得四個(gè)車輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，并分別發(fā)送至車輛的左前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、左后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)中。

步驟2所述的姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元根據(jù)目標(biāo)速度信號(hào)、目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)和路面附著系數(shù)，獲得橫擺角速度目標(biāo)值和車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)時(shí)，即δ_d＞0，橫擺角速度目標(biāo)值具體公式如下：

當(dāng)車輛右轉(zhuǎn)時(shí)，即δ_d＜0，橫擺角速度目標(biāo)值具體公式如下：

其中，K表示為穩(wěn)定性因數(shù)，γ^*表示橫擺角速度目標(biāo)值，v_d表示目標(biāo)速度信號(hào)，δ_d表示目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，μ表示為路面附著系數(shù)，g表示為重力加速度，l＝l_r+l_f，l_r表示質(zhì)心到前軸的距離，l_f表示質(zhì)心到后軸的距離，β^*表示質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值，C_f表示前輪輪胎剛度系數(shù)，C_r表示后輪輪胎剛度系數(shù)；m表示整車質(zhì)量；

所述的車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值：根據(jù)車輛四個(gè)車輪滑移率與路面附著系數(shù)之間的關(guān)系獲取。

步驟5所述的協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的車輛狀態(tài)辨識(shí)單元根據(jù)采集的車速與目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，獲得前輪側(cè)偏力及AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)，并將前輪側(cè)偏力發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的模糊協(xié)調(diào)控制器中，將AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的控制邏輯單元中；

獲取前輪側(cè)偏力具體計(jì)算如下：

構(gòu)建動(dòng)力學(xué)微分方程：

其中，m表示整車質(zhì)量，v_x表示車輛的縱向速度，β表示觀測(cè)的質(zhì)心側(cè)偏角，γ表示橫擺角速度，F(xiàn)_yfl表示左前輪側(cè)向力，F(xiàn)_yfr表示右前輪側(cè)向力，F(xiàn)_yrl表示左后輪側(cè)向力，F(xiàn)_yrr表示右后輪側(cè)向力，J表示車輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，l_r表示質(zhì)心到前軸的距離，l_f表示質(zhì)心到后軸的距離，M表示外界作用橫擺力矩；

對(duì)公式(3)和(4)進(jìn)行簡(jiǎn)化，令F_yf＝F_yfl+F_yfr，F(xiàn)_yr＝F_yrl+F_yrr，得：

ma_y＝F_yf+F_yr (5)

其中，a_y表示車輛的側(cè)向加速度，F(xiàn)_yf表示單軌模型的前輪胎側(cè)向力，F(xiàn)_yr表示單軌模型的后輪胎側(cè)向力；

對(duì)公式(5)和公式(6)中的F_yf進(jìn)行估計(jì)，獲得如下公式：

其中，為F_yf的估計(jì)量；

其中，m_f＝ml_r/l，l＝l_r+l_f；

獲取AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)，具體如下：

根據(jù)前輪轉(zhuǎn)角、車輛縱向減加速度及車輛轉(zhuǎn)向特性，判斷出車輛行駛狀態(tài)，如表1：

表1車輛行駛狀態(tài)辨識(shí)邏輯

表1中，δ表示前輪轉(zhuǎn)角，δ_thres表示前輪轉(zhuǎn)角門限值，a_x表示車輛的縱向加速度，a_xthres表示縱向加速度的門限值，v_ch表示特征車速；

根據(jù)表1中的車輛行駛狀態(tài)，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)η，如表2：

表2AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)表

輸出AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)η：用二進(jìn)制表示八種狀態(tài)為000、001，010、011、100、101、110、111轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制分別為0～7，表2中，1表示控制器工作，0表示控制器不工作，狀態(tài)信號(hào)值是根據(jù)不同工況下，各子系統(tǒng)工作狀態(tài)的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制決定的。

步驟6所述的模糊協(xié)調(diào)控制器根據(jù)前輪側(cè)偏力和觀測(cè)的質(zhì)心側(cè)偏角，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的模糊控制輸出權(quán)重，并發(fā)送至控制邏輯單元中；

具體如下：

將前輪側(cè)向力的歷史數(shù)據(jù)和質(zhì)心側(cè)偏角β的歷史數(shù)據(jù)作為模糊控制器的輸入，模糊控制輸出權(quán)重ω作為模糊控制器的輸出，通過仿真獲得前輪側(cè)向少質(zhì)心側(cè)偏角β和模糊控制輸出權(quán)重ω的論域，得出模糊控制規(guī)則，根據(jù)模糊控制規(guī)則中的前輪側(cè)向力和質(zhì)心側(cè)偏角β，獲得對(duì)應(yīng)模糊控制輸出權(quán)重ω。

步驟7所述的控制邏輯單元根據(jù)AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值、ABS控制器的控制權(quán)重值和DYC控制器的控制權(quán)重值，并分別發(fā)送至AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器中；

根據(jù)車輛辨識(shí)單元輸出的八種狀態(tài)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值η_AFS、ABS控制器的控制權(quán)重值η_ABS和DYC控制器的控制權(quán)重值η_DYC，具體如表3、表4：

表3AFS控制器、DYC控制器的控制權(quán)重表

表4ABS控制器控制權(quán)重表

其中，ω表示模糊控制輸出權(quán)重。

步驟8所述的協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的偏差生成單元根據(jù)采集的車速、車輛橫擺角速度、車輛質(zhì)心側(cè)偏角、車輛左前輪輪速、車輛右前輪輪速、車輛左后輪輪速、車輛右后輪輪速、橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，獲得橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和四個(gè)車輪的滑移率偏差，并將橫擺角速度偏差和質(zhì)心側(cè)偏角偏差發(fā)送至AFS控制器中，將四個(gè)車輪的滑移率偏差發(fā)送至ABS控制器中，將橫擺角速度偏差發(fā)送至DYC控制器中；

具體公式如下：

S_ij＝(w_ijR-v)/v (11)

其中，Δγ表示橫擺角速度偏差，γ*表示橫擺角速度目標(biāo)值，γ表示橫擺角速度傳感器得出的橫擺角速度，ΔS_ij表示四個(gè)車輪的滑移率偏差，i為f或r，j為r或l，s^*表示車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，S_ij表示四個(gè)車輪路面跟蹤滑移率，Δβ表示質(zhì)心側(cè)偏角偏差，β^*表示質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值，β表示車輛側(cè)偏觀測(cè)單元得出的質(zhì)心側(cè)偏角，w_ij表示四個(gè)車輪的輪速，R表示輪胎半徑，v表示車速。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提出一種輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置及方法，本發(fā)明對(duì)車輛行駛的不同工況進(jìn)行分析，判斷各子系統(tǒng)(AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器)所適合的控制工況，設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，使各子系統(tǒng)合理分配各自職責(zé)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，提高車輛穩(wěn)定性；AFS控制器和DYC控制器均可提升車輛的操縱穩(wěn)定性，兩者的集成優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在隨著前輪轉(zhuǎn)向角增大到一定值時(shí)，DYC控制器對(duì)過度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向有很好的修正作用，但AFS控制器修正能力有限；將兩者集成在一起，構(gòu)成底盤集成控制系統(tǒng)，兩者互補(bǔ)，可使車輛獲得更高的性能；DYC控制器的控制是通過ABS控制器來產(chǎn)生所需的縱向力，因此會(huì)對(duì)ABS控制器的控制和車輛的制動(dòng)效果產(chǎn)生不確定的影響；同樣，車輛的制動(dòng)也會(huì)對(duì)DYC控制器的控制有所限制；所以DYC控制器與ABS控制器之間也需要進(jìn)行集成控制；

本發(fā)明包含AFS控制器、DYC控制器、ABS控制器的底盤集成控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛縱向、側(cè)向和橫擺運(yùn)動(dòng)的控制，提高操縱穩(wěn)定性；但當(dāng)多個(gè)控制系統(tǒng)同時(shí)集成于汽車底盤時(shí)會(huì)產(chǎn)生相互影響、耦合，因此本發(fā)明采用一種協(xié)調(diào)控制方法將幾個(gè)系統(tǒng)具有邏輯的組織在一起，最大限度發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，解決相互耦合問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法流程圖；

圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的前輪側(cè)向力的隸屬度函數(shù)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例的側(cè)偏角的隸屬度函數(shù)示意圖；

圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例的權(quán)值ω的隸屬度函數(shù)示意圖；

圖7為本發(fā)明一種實(shí)施例的車輛車速及前輪轉(zhuǎn)角給定示意圖，其中，圖(a)為前輪轉(zhuǎn)角給定示意圖，圖(b)為車速給定示意圖；

圖8為本發(fā)明一種實(shí)施例的車輛橫擺角速度對(duì)比曲線示意圖；

圖9為本發(fā)明一種實(shí)施例的車輛各車輪滑移率示意圖；

圖10為本發(fā)明一種實(shí)施例的車輛狀態(tài)信號(hào)示意圖；

圖11為本發(fā)明一種實(shí)施例的各子系統(tǒng)控制權(quán)值示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置，包括：駕駛員操縱平臺(tái)、姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元、車輛側(cè)偏觀測(cè)單元、橫擺角速度傳感器、車速傳感器、左前輪輪速傳感器、右前輪輪速傳感器、左后輪輪速傳感器、右后輪輪速傳感器、協(xié)調(diào)控制單元、AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器；

本發(fā)明實(shí)施例中，車速傳感器、左前輪輪速傳感器、右前輪輪速傳感器、左后輪輪速傳感器、右后輪輪速傳感器均采用CM18-65D-3-24V型號(hào)車速和輪速傳感器。

本發(fā)明實(shí)施例中，駕駛員操縱平臺(tái)：用于將司機(jī)操縱指令轉(zhuǎn)換成車輛目標(biāo)速度信號(hào)和目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，將目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)同時(shí)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元和協(xié)調(diào)控制單元，將目標(biāo)速度信號(hào)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元；姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元：用于根據(jù)目標(biāo)速度信號(hào)、目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)和路面附著系數(shù)，獲得橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛的滑移率目標(biāo)值，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；車輛側(cè)偏觀測(cè)單元：用于實(shí)時(shí)觀測(cè)質(zhì)心側(cè)偏角，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；橫擺角速度傳感器：用于采集檢測(cè)車輛橫擺角速度，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；車速傳感器：用于采集車速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；左前輪輪速傳感器：用于采集車輛左前輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；右前輪輪速傳感器：用于采集車輛右前輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；左后輪輪速傳感器：用于采集車輛左后輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；右后輪輪速傳感器：用于采集車輛右后輪輪速，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2所示，所述的協(xié)調(diào)控制單元包括：車輛狀態(tài)辨識(shí)單元、模糊協(xié)調(diào)控制器、控制邏輯單元和偏差生成單元；其中，車輛狀態(tài)辨識(shí)單元：用于根據(jù)采集的車速與目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，獲得前輪側(cè)偏力及AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)，并將前輪側(cè)偏力發(fā)送至模糊協(xié)調(diào)控制器中，將AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)發(fā)送至控制邏輯單元中；模糊協(xié)調(diào)控制器：用于根據(jù)前輪側(cè)偏力和觀測(cè)的車輛質(zhì)心側(cè)偏角，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的模糊控制輸出權(quán)重，并發(fā)送至控制邏輯單元中；控制邏輯單元：用于根據(jù)AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值、ABS控制器的控制權(quán)重值和DYC控制器的控制權(quán)重值，并分別發(fā)送至AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器中；偏差生成單元：用于根據(jù)采集的車速、車輛橫擺角速度、車輛質(zhì)心側(cè)偏角、車輛左前輪輪速、車輛右前輪輪速、車輛左后輪輪速、車輛右后輪輪速、橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，獲得橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和四個(gè)車輪的滑移率偏差，并將橫擺角速度偏差和質(zhì)心側(cè)偏角偏差發(fā)送至AFS控制器中，將四個(gè)車輪的滑移率偏差發(fā)送至ABS控制器中，將橫擺角速度偏差發(fā)送至DYC控制器中。

本發(fā)明實(shí)施例中，AFS控制器：用于根據(jù)接收到的姿態(tài)參數(shù)質(zhì)心側(cè)偏角偏差、橫擺角速度偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛前輪補(bǔ)償角，并將其發(fā)送至車輛的助轉(zhuǎn)角電機(jī)中；ABS控制器：用于根據(jù)接收到的車輛四個(gè)車輪的滑移率偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛左前輪、右前輪、左后輪、右后輪輪胎制動(dòng)力，并分別發(fā)送至車輛的左前輪制動(dòng)裝置、右前輪制動(dòng)裝置、左后輪制動(dòng)裝置、右后輪制動(dòng)裝置中；DYC控制器：用于根據(jù)接收到的橫擺角速度偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得四個(gè)車輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，并分別發(fā)送至車輛的左前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、左后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)中；

本發(fā)明實(shí)施例中，所述的車輛的助轉(zhuǎn)角電機(jī)、車輛的左前輪制動(dòng)裝置、右前輪制動(dòng)裝置、左后輪制動(dòng)裝置、右后輪制動(dòng)裝置、車輛的左前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、左后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)和右后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)，均屬于車輛內(nèi)部的被控對(duì)象，屬于現(xiàn)有的技術(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，采用輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車底盤集成控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制裝置進(jìn)行的控制方法，方法流程圖如圖3所示，包括以下步驟：

步驟1、駕駛員操縱平臺(tái)將司機(jī)操縱指令轉(zhuǎn)換成車輛目標(biāo)速度信號(hào)v_d和目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)δ_d，將目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)δ_d同時(shí)發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元和協(xié)調(diào)控制單元，將目標(biāo)速度信號(hào)v_d發(fā)送至姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元；

步驟2、姿態(tài)參數(shù)理想值生成單元根據(jù)目標(biāo)速度信號(hào)v_d、目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)δ_d和路面附著系數(shù)μ，獲得橫擺角速度目標(biāo)值γ^*、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值β^*和車輛的滑移率目標(biāo)值s^*，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)二自由度模型的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向原理，對(duì)橫擺角速度進(jìn)行給定假定車輛左轉(zhuǎn)時(shí)為正方向，即δ_d＞0，理想橫擺角速度表示為：

當(dāng)車輛右轉(zhuǎn)時(shí)，即δ_d＜0，橫擺角速度目標(biāo)值具體公式如下：

其中，K表示為穩(wěn)定性因數(shù)，γ*表示橫擺角速度目標(biāo)值，v_d表示目標(biāo)速度信號(hào)，δ_d表示目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)，μ表示為路面附著系數(shù)，g表示為重力加速度，l＝l_r+l_f，l_r表示質(zhì)心到前軸的距離，l_f表示質(zhì)心到后軸的距離，β^*表示質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值，C_f表示前輪輪胎剛度系數(shù)，C_r表示后輪輪胎剛度系數(shù)；m表示整車質(zhì)量；

本發(fā)明實(shí)施例中，車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值：根據(jù)車輛四個(gè)車輪滑移率與路面附著系數(shù)之間的關(guān)系獲??；

步驟3、采用車輛側(cè)偏觀測(cè)單元實(shí)時(shí)觀測(cè)質(zhì)心側(cè)偏角β，并發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

步驟4、采用橫擺角速度傳感器采集檢測(cè)車輛橫擺角速度γ，采用車速傳感器采集車速v，采用左前輪輪速傳感器采集車輛左前輪輪速ω_fl，采用右前輪輪速傳感器采集車輛右前輪輪速ω_fr，采用左后輪輪速傳感器采集車輛左后輪輪速ω_rl，采用右后輪輪速傳感器采集車輛右后輪輪速ω_rr，將上述采集的參數(shù)發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元；

步驟5、協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的車輛狀態(tài)辨識(shí)單元根據(jù)采集的車速v與目標(biāo)轉(zhuǎn)角信號(hào)δ_d，獲得前輪側(cè)偏力及AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)η，并將前輪側(cè)偏力發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的模糊協(xié)調(diào)控制器中，將AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)η發(fā)送至協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的控制邏輯單元中；

獲取前輪側(cè)偏力具體計(jì)算如下：

構(gòu)建動(dòng)力學(xué)微分方程：

其中，m表示整車質(zhì)量，v_x表示車輛的縱向速度，β表示觀測(cè)的質(zhì)心側(cè)偏角，γ表示橫擺角速度，F(xiàn)_yfl表示左前輪側(cè)向力，F(xiàn)_yfr表示右前輪側(cè)向力，F(xiàn)_yrl表示左后輪側(cè)向力，F(xiàn)_yrr表示右后輪側(cè)向力，J表示車輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，l_r表示質(zhì)心到前軸的距離，l_f表示質(zhì)心到后軸的距離，M表示外界作用橫擺力矩；

對(duì)公式(5)和(6)進(jìn)行簡(jiǎn)化，令F_yf＝F_yfl+F_yfr，F(xiàn)_yr＝F_yrl+F_yrr，得：

ma_y＝F_yf+F_yr (7)

其中，a_y表示車輛的側(cè)向加速度，F(xiàn)_yf表示單軌模型的前輪胎側(cè)向力，F(xiàn)_yr表示單軌模型的后輪胎側(cè)向力；

對(duì)公式(7)和公式(8)中的F_yf進(jìn)行估計(jì)，獲得如下公式：

其中，為F_yf的估計(jì)量；

其中，m_f＝ml_r/l，l＝l_r+l_f；

本發(fā)明實(shí)施例中，忽略左右車輪之間的轉(zhuǎn)角及輪胎力等動(dòng)力學(xué)差異，將輪胎力簡(jiǎn)化為等效側(cè)偏剛度與車輪側(cè)偏角的乘積，即：

其中，輪胎側(cè)偏角如下：

則二自由度車輛側(cè)向動(dòng)力學(xué)模型可簡(jiǎn)化為：

以狀態(tài)方程形式表述為：

其中，

根據(jù)參考模型的狀態(tài)方程式(15)，由det(sI-A)＝0可求得其特征方程為：

s²+K₁s+K₀＝0 (16)

其中：

本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)Hurwitz穩(wěn)定性判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定必須常數(shù)項(xiàng)和一次項(xiàng)系數(shù)均大于0，即K₀＞0，K₁＞0；由于K₁中各項(xiàng)均為正數(shù)，故始終成立，只需考慮K₀＞0，即分子大于0，可得穩(wěn)定性條件為：

其中，定義為特性車速(v_ch≠0)；

該式將作為系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定依據(jù)：

車輛穩(wěn)定

車輛臨界穩(wěn)定

車輛不穩(wěn)定

通常特征速度被視為常數(shù)，但車輛實(shí)際運(yùn)行過程中行駛工況發(fā)生變化時(shí)，輪胎的參數(shù)也會(huì)發(fā)生改變，造成特征車速也會(huì)變化；所以，需要根據(jù)車輛狀態(tài)信息計(jì)算特征車速，當(dāng)車輛為穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向時(shí)，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度可表示為：

則根據(jù)車輛車速、橫擺角速度、輪胎轉(zhuǎn)角等車輛狀態(tài)信息，特征車速表達(dá)式為：

穩(wěn)態(tài)工況下，橫擺角速度可近似表示為γ＝v_x/ρ，其中v_x為車輛縱向速度，ρ為車輛轉(zhuǎn)向半徑，將其帶入式(19)得：

在汽車轉(zhuǎn)向半徑一定的前提下，定義車速很低、側(cè)向加速度近似為零(特征車速v_ch→∞)時(shí)的前輪轉(zhuǎn)向角為δ₀，而一定車速下有一定側(cè)向加速度時(shí)的前輪轉(zhuǎn)角為δ，則有轉(zhuǎn)向角比值為：

考慮轉(zhuǎn)向特性和穩(wěn)定性條件，將轉(zhuǎn)向特性分為五種情況所示：

(1)當(dāng)時(shí)，車輛處于大過多轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定區(qū)域；

(2)當(dāng)時(shí)，車輛處于小過多轉(zhuǎn)向保守穩(wěn)定區(qū)域；

(3)當(dāng)時(shí)，車輛為中性轉(zhuǎn)向；

(4)當(dāng)時(shí)，車輛處于小不足轉(zhuǎn)向穩(wěn)定區(qū)域；

(5)當(dāng)時(shí)，車輛處于大不足轉(zhuǎn)向區(qū)域，根據(jù)穩(wěn)定性判據(jù)該工況為穩(wěn)定工況，但實(shí)際情況中車輛高速過彎易發(fā)生軌道偏離等情況，故視為一種極限危險(xiǎn)工況；

本發(fā)明實(shí)施例中，為更加明確定義和清晰辨識(shí)車輛行駛過程中的具體狀態(tài)，基于門限值并根據(jù)車輛轉(zhuǎn)向特性和穩(wěn)定性判據(jù)，判斷出車輛行駛狀態(tài)，如表1歸納了車輛行駛狀態(tài)的辨識(shí)邏輯：

表1車輛行駛狀態(tài)辨識(shí)邏輯

表1中，δ表示前輪轉(zhuǎn)角，δ_thres表示前輪轉(zhuǎn)角門限值，a_x表示車輛的縱向加速度，a_xthres表示縱向加速度的門限值，v_ch表示特征車速；

根據(jù)表1中的車輛行駛狀態(tài)，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)η，如表2：

表2AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)表

輸出AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)η：用二進(jìn)制表示八種狀態(tài)為000、001，010、011、100、101、110、111轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制分別為0～7，表2中(中間三欄)，1表示控制器工作，0表示控制器不工作，狀態(tài)信號(hào)值是根據(jù)不同工況下，各子系統(tǒng)工作狀態(tài)的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制決定的；

步驟6、模糊協(xié)調(diào)控制器根據(jù)前輪側(cè)偏力和觀測(cè)的車輛質(zhì)心側(cè)偏角，獲得AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的模糊控制輸出權(quán)重，并發(fā)送至控制邏輯單元中；具體如下：

本發(fā)明實(shí)施例中，模糊協(xié)調(diào)控制器將側(cè)偏角β、前輪側(cè)偏力作為輸入，通過大量的仿真，可得出的論域?yàn)閇0，10]，β的論域?yàn)閇0，10]，ω的論域?yàn)閇0，1]；輸入變量的模糊子集為：{Fy1，F(xiàn)y2，F(xiàn)y3，F(xiàn)y4，F(xiàn)y5，F(xiàn)y6}，輸入變量β的模糊子集為：{B1，B2，B3，B4，B5，B6}，輸出變量模糊控制輸出權(quán)重ω的模糊子集為{w1，w2，w3，w4，w5}；輸入β及輸出ω的隸屬度函數(shù)分別如圖4～6所示，表5為模糊控制規(guī)則表；

表5

步驟7、控制邏輯單元根據(jù)AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器的狀態(tài)控制信號(hào)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值、ABS控制器的控制權(quán)重值和DYC控制器的控制權(quán)重值，并分別發(fā)送至AFS控制器、ABS控制器和DYC控制器中；

根據(jù)車輛辨識(shí)單元輸出的八種狀態(tài)和模糊控制輸出權(quán)重，獲得AFS控制器的控制權(quán)重值η_AFS、ABS控制器的控制權(quán)重值η_ABS和DYC控制器的控制權(quán)重值η_DYC，具體如表3、表4：

表3AFS控制器、DYC控制器的控制權(quán)重表

表4ABS控制器控制權(quán)重表

其中，ω表示模糊控制輸出權(quán)重。

步驟8、協(xié)調(diào)控制單元內(nèi)部的偏差生成單元根據(jù)采集的車速、車輛橫擺角速度、車輛質(zhì)心側(cè)偏角、車輛左前輪輪速、車輛右前輪輪速、車輛左后輪輪速、車輛右后輪輪速、橫擺角速度目標(biāo)值、質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值和車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，獲得橫擺角速度偏差Δγ、質(zhì)心側(cè)偏角偏差Δβ和四個(gè)車輪的滑移率偏差Δs，并將橫擺角速度偏差Δγ和質(zhì)心側(cè)偏角偏差Δβ發(fā)送至AFS控制器中，將四個(gè)車輪的滑移率偏差Δs發(fā)送至ABS控制器中，將橫擺角速度偏差Δγ發(fā)送至DYC控制器中；

具體公式如下：

S_ij＝(w_ijR-v)/v (11)

其中，Δγ表示橫擺角速度偏差，γ*表示橫擺角速度目標(biāo)值，γ表示橫擺角速度傳感器得出的橫擺角速度，ΔS_ij表示四個(gè)車輪的滑移率偏差，i為f或r，j為r或l，s^*表示車輛四個(gè)車輪的滑移率目標(biāo)值，S_ij表示四個(gè)車輪路面跟蹤滑移率，Δγ表示質(zhì)心側(cè)偏角偏差，β^*表示質(zhì)心側(cè)偏角目標(biāo)值，β表示車輛側(cè)偏觀測(cè)單元得出的質(zhì)心側(cè)偏角，w_ij表示四個(gè)車輪的輪速，R表示輪胎半徑，v表示車速；

步驟9、AFS控制器根據(jù)接收到的橫擺角速度偏差、質(zhì)心側(cè)偏角偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛前輪補(bǔ)償角，并將其發(fā)送至車輛的助轉(zhuǎn)角電機(jī)中；

步驟10、ABS控制器根據(jù)接收到的四個(gè)車輪的滑移率偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得車輛左前輪、右前輪、左后輪、右后輪輪胎制動(dòng)力，并分別發(fā)送至車輛的左前輪制動(dòng)裝置、右前輪制動(dòng)裝置、左后輪制動(dòng)裝置、右后輪制動(dòng)裝置中；

步驟11、DYC控制器根據(jù)接收到的橫擺角速度偏差和對(duì)應(yīng)控制權(quán)重值，獲得四個(gè)車輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，并分別發(fā)送至車輛的左前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右前輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、左后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)、右后輪輪轂電機(jī)及其控制系統(tǒng)中。

仿真驗(yàn)證

階躍信號(hào)輸入減速行駛工況：

本發(fā)明實(shí)施例中，為驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)底盤集成控制系統(tǒng)有效性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析；仿真條件為：

車輛0s開始進(jìn)行減速行駛，0～7s車速由20m/s減至10m/s，2s時(shí)車輛開始轉(zhuǎn)向，前輪轉(zhuǎn)角為階躍信號(hào)，車速及前輪轉(zhuǎn)角給定如圖7中圖(a)和圖(b)所示，路面附著系數(shù)為0.4；

車輛未經(jīng)控制及采用所設(shè)計(jì)方案控制的橫擺角速度曲線如圖8所示，從圖中可以看出，車輛階躍輸入轉(zhuǎn)向減速未控制時(shí)，其橫擺角速度沒有很好跟隨理想值，較理想值偏小，說明車輛轉(zhuǎn)向不足；采用底盤集成控制方案，橫擺角速度很好跟隨理想值，基本無偏差，很好保證車輛側(cè)向行駛穩(wěn)定性。車輛各個(gè)車輪的滑移率如圖9所示，從圖中可以看出，各車輪滑移率均在-0.08至0之間，說明車輛縱向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性良好。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)輸出車輛狀態(tài)信號(hào)如圖10所示，各子系統(tǒng)控制權(quán)值如圖11所示；從圖中可以看出，車輛在0.6s轉(zhuǎn)臺(tái)信號(hào)切換為4，此時(shí)AFS、DYC、ABS控制權(quán)值依次為0、0、1，2.4s時(shí)狀態(tài)信號(hào)切換為5，此時(shí)AFS、DYC、ABS控制權(quán)值依次為1、0、1。從上述分析可以看出，車輛最終前輪轉(zhuǎn)角為0.12rad，而未加控制時(shí)車輛處于不足轉(zhuǎn)向，即車輛所處工況為小轉(zhuǎn)向不足工況，與辨識(shí)結(jié)果相符。