1.一种混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于:
车辆整车动力学模型将自车加速度ae、车间相对位移δd、车间相对速度δv、质心侧偏角β和车辆横摆角 输入上层控制器,上层控制器采用基于模型预测控制的自适性巡航,获取期望加速度ades和四个轮胎力Fxij,实现混合动力车辆纵向跟车控制;其中i,j=1,2;
悬架动力学模型将车身垂向振动位移Z、垂向振动速率 垂向振动加速度 车身侧倾角φ、车身侧倾角速率 车身侧倾角加速度 车身俯仰角θ、车身俯仰角速率 车身俯仰角加速度 输入下层控制器,下层控制器采用悬架主动的模型预测控制,输出悬架主动力Fi,实现混合动力车辆侧向稳定控制;其中i=1,2,3,4;
所述混合动力车辆纵向跟车控制,根据混合动力车辆是否处于弯道工况,具体为:
所述混合动力车辆处于非弯道工况,满足自适应巡航目标函数最小:
所述混合动力车辆处于弯道工况,同时满足自适应巡航和侧向稳定性目标函数最小:
其中:JACC、JVLS分别为车辆在纵向跟车控制和侧向稳定控制的最小目标函数,ωΔd、ωΔv、 分别是距离、速度、实际加速度的权重系数,Δd、Δv分别为自车和前车的相对距离、相对速度,Δdref、Δvref分别为自车和前车的相对参考距离、相对参考速度,ωβ、ωFxij分别是质心侧偏角、车身横摆角和四个轮胎力的权重系数,βref为车辆的参考质心侧偏角, 为车辆参考横摆角,Fxij是四个轮胎力,i,j=1,2。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述悬架主动的模型预测控制,即建立整车悬架模型的最优目标函数,具体表达式为:其中: ωZ、ωθ、ωφ、 分别为垂向振动加速
度、俯仰加速度、侧倾加速度、垂向振动速率、俯仰角速率、侧倾角速率、垂向振动位移、俯仰角、侧倾角、簧下垂向振动速率和簧下垂直振动位移的权重系数, Zref、θref、 φref、 Zui_ref、Zui、 分别为参考质心垂向加速度、参考质心垂向速率、参考质心垂向位移、参考俯仰角加速度、参考俯仰角速率、参考俯仰角、参考侧倾角加速度、参考侧倾角速率、参考侧倾角、四个簧下质量的参考振动速率和参考振动位移、四个簧下质量振动位移和振动速度,其中i=1,2,3,4;Jmin为整车悬架模型的最优目标函数。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述车辆整车动力学模型包括HEV动力总成模型和8自由度动力学模型,所述HEV动力总成模型包括驾驶员模块、混合动力整车模块、转矩耦合模块和能量管理模块,所述混合动力整车模块中,HCU根据踏板开度以及发动机、驱动电机的实时转速,确定车辆需求转矩Treq,进而根据需求转矩Treq、SOC值和实际车速vact控制车辆运行模式M,所述车辆运行模式M包括纯电动模式、发动机驱动模式、联合驱动模式、行车发电模式和再生制动模式。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述纯电动模式的运行条件同时满足:需求转矩Treq小于发动机关闭转矩Te_off、当前蓄电池SOC值大于蓄电池SOC最小值、实际车速vact小于纯电动汽车行驶时最低车速限制vlow;纯电动模式下,发动机处于关闭状态,目标转矩Te为0;驱动电动处于电驱动状态,目标转矩Tm为需求转矩Treq。
5.根据权利要求3所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述发动机驱动模式的运行条件同时满足:需求转矩Treq位于发动机高效区的最低转矩Te_low和最高转矩Te_high之间、当前蓄电池SOC值位于蓄电池SOC最小值和最大值之间、实际车速vact大于纯电动汽车行驶时最低车速限制vlow;发动机驱动模式下,发动机处于开启状态,目标转矩Te为需求转矩Treq;驱动电机处于关闭状态,目标转矩Tm为0。
6.根据权利要求3所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述联合驱动模式的运行条件同时满足:需求转矩Treq大于发动机最大转矩Te_max、当前蓄电池SOC值大于蓄电池SOC最小值、实际车速vact大于纯电动汽车行驶时最低车速限制vlow;联合驱动模式下,发动机处于开启状态,目标转矩Te为发动机最大转矩Te_max;驱动电机处于电驱动状态,目标转矩Tm是需求转矩Treq与发动机目标转矩Te的差。
7.根据权利要求3所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述行车发电模式的运行条件同时满足:需求转矩Treq处于发动机关闭转矩Te_off和最高转矩Te_high之间、当前蓄电池SOC值小于蓄电池SOC最小值、实际车速vact大于纯电动汽车行驶时最低车速限制vlow;行车发电模式下,发动机处于开启状态,目标转矩Te是需求转矩Treq与行车充电转矩Tcharge的和;驱动电机处于电驱动状态,目标转矩Tm为行车充电转矩‑Tcharge。
8.根据权利要求3所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述再生制动模式的运行条件同时满足:需求转矩Treq小于0、当前蓄电池SOC值处于蓄电池SOC最小值和最大值之间;再生制动模式下,发动机处于不输出转矩状态,目标转矩Te为0;驱动电机处于发电状态,目标转矩Tm为需求转矩Treq。
9.根据权利要求3所述的混合动力车辆弯道行驶控制方法,其特征在于,所述8自由度动力学模型包括车身动力学模型和悬架动力学模型的耦合,悬架动力学模型包括悬架控制器和馈能悬架模块,悬架控制器根据车辆行驶的路面不平度,建立车身加速度、悬架动挠度以及车身动载方程,输出车辆的电磁力,馈能悬架模块利用电磁力,确定电池功率,当电池功率小于0时,驱动电机充当发电机作用,部分悬架机械能转化为电能,储存在电池中,实现能量再生。