纵向与侧向耦合下电动汽车车辆稳定性的模块化控制方法

本文采用模块化最优控制结构，解决了纵向和横向耦合下的整车稳定性控制问题。上层模型预测控制器（MPC）的优化过程，计算出车辆所需要的纵向力和横摆力矩，不断调整其值以最大限度地减小车辆纵向和侧向动态稳定性状态与目标稳定性状态的误差。下层次控制器通过高层控制器的控制输入优化调节作用在每个车轮上的转矩，并通过驱动系统分配每个车轮所需的力矩。基于全轮驱动技术的驱动系统被用来实现所提出的控制结构功能，可以用不同的力矩主动控制牵引力和横摆力矩。控制系统的多层结构在设计中允许模块化。本文通过实验验证了控制结构的性能。实验测试已经在一个装有四个独立电动机的电动雪佛兰车上进行。实验结果表明，车辆纵向和横向动力学的耦合能使车辆在平面运动中保持稳定。

本文提出了一种用于不同车辆配置的最优车辆侧纵耦和稳定性控制的模块化控制结构。在上层控制模块中，由于重心基于水平力和横摆力矩公式的误差检测，在底层控制器中，在考虑驱动Equinox系统的限制下，控制率可以根据现有的驱动系统调整其作用在各个车轮的力矩。虽然控制结构与不同的驱动系统相兼容，但它是用配备电动机的电动汽车来进行评估的。在实验车上，该控制策略在各个极限工况下进行了测试。所设计的驾驶测试场景可以使车辆进入纵向和横向非线性轮胎区域，并失去控制。在双移线工况、湿滑路面下全油门启动、加速的测试性能，证明了该控制器可以使车辆保持稳定在安全区域内的能力。