一種分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動汽車的控制領(lǐng)域。為提高電動汽車的行駛穩(wěn)定性，本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，計算出四個車輪的滑轉(zhuǎn)率λ；λ均小于滑轉(zhuǎn)控制目標值λ0時，根據(jù)要求對電動汽車進行控制；滑轉(zhuǎn)車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λi>λ0時，用滑?？刂普{(diào)節(jié)分配到同側(cè)車輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1，min(Tmax,Troad)-Ti+1_desire≤Ti_desire-Ti_opt時，Ti+1不能補償Wi的轉(zhuǎn)矩損失，Ti+1＝min(Tmax,Troad)，調(diào)節(jié)分配到同軸車輪Wi'和對角車輪Wi+1'上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti'和Ti+1'，使Ti'＝Ti_opt，Ti+1'＝Ti+1；min(Tmax,Troad)-Ti+1_desire>Ti_desire-Ti_opt時，Ti+1能夠補償Wi的轉(zhuǎn)矩損失，Ti+1＝Ti+1_desire+(Ti_desire-Ti_opt)，調(diào)節(jié)分配到Wi'和Wi+1'上的Ti'和Ti+1'，使Ti'＝Ti_opt，Ti+1'＝Ti+1。采用本發(fā)明控制方法對行駛在對開路面上的電動汽車進行控制，穩(wěn)定性提高。
【專利說明】—種分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車的控制領(lǐng)域，尤其涉及對分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法。【背景技術(shù)】
[0002]面對全球范圍內(nèi)日益嚴峻的能源形勢和環(huán)保壓力，近年來，電動汽車逐漸興起并成為汽車發(fā)展的一大趨勢。
[0003]分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)如圖1所示，其動力電池I通過四個逆變器2與設(shè)置在四個車輪3上的四個輪轂電機4連接，并為輪轂電機4驅(qū)動車輪3轉(zhuǎn)動提供電力。在分布式電動汽車行駛過程中，整車控制器5根據(jù)檢測到的車輛狀態(tài)通過逆變器2向輪轂電機4發(fā)出控制指令，并由輪轂電機4向車輪3施加驅(qū)動扭矩，使車輪3轉(zhuǎn)動。由于分布式驅(qū)動電動汽車上沒有裝配離合器、變速器、傳動軸、軸間限滑差速器和輪間差速器等傳統(tǒng)的機械傳動總成，車輪之間也沒有剛性連接，且四個車輪依靠整車控制器直接向輪轂電機分配轉(zhuǎn)矩而獨立驅(qū)動，故當該分布式驅(qū)動電動汽車在對開路面上加速行駛時，一旦該對開路面的一側(cè)路面的附著系數(shù)過低，該電動汽車位于該低附著路面上的車輪易發(fā)生滑轉(zhuǎn)。如圖2所示，當車輪的滑轉(zhuǎn)率大于20%時，電動汽車進入滑轉(zhuǎn)非穩(wěn)定區(qū)，導(dǎo)致車輪與路面之間附著系數(shù)降低，尤其是車輪與路面之間的橫向附著系數(shù)急劇下降，進而導(dǎo)致電動汽車發(fā)生橫擺，使電動汽車的行駛穩(wěn)定性遭到破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為避免電動汽車在對開路面上行駛時，因?qū)﹂_路面的一側(cè)路面附著系數(shù)過低而導(dǎo)致電動汽車的車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)，電動汽車發(fā)生橫擺而不穩(wěn)定，本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，所述電動汽車的整車控制器采集所述電動汽車的車速V、四個車輪的轉(zhuǎn)速ω，并分別計算出所述四個車輪的滑轉(zhuǎn)率λ ；
[0005]當所述四個車輪的滑轉(zhuǎn)率λ均小于滑轉(zhuǎn)控制目標值λ。時，所述整車控制器根據(jù)駕駛要求采用相應(yīng)的控制模式對所述電動汽車進行控制；
[0006]當所述四個車輪中某一發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率Xi大于滑轉(zhuǎn)控制目標值λ0時，所述整車控制器采用滑模控制對分配到所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的同側(cè)車輪wi+1上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1進行調(diào)節(jié)，且
[0007]當min (Tmax, Troad) _Ti+1 desire ( Ti desire-Ti opt 時，
[0008]其中，
[0009]Tfflax為驅(qū)動所述同側(cè)車輪Wi+1的輪轂電機在當前轉(zhuǎn)速下的峰值轉(zhuǎn)矩，
[0010]Troad為所述同側(cè)車輪Wi+1的附著轉(zhuǎn)矩，
[0011]Ti+Ldesire為所述同側(cè)車輪wi+1的需求轉(zhuǎn)矩，
[0012]Ti desire為所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的需求轉(zhuǎn)矩，
[0013]Ti opt為所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i為滑轉(zhuǎn)控制目標值λ ^時的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，
[0014] 所述同側(cè)車輪Wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1不能補償該滑轉(zhuǎn)車輪Wi的轉(zhuǎn)矩損失，分配給所述同側(cè)車輪wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1調(diào)節(jié)為Ti+1 = min (Tmax, Troad)，且所述整車控制器分別對分配到所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的同軸車輪Wi'和對角車輪Wi+1 ’上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T/和Ti+1 ’進行調(diào)節(jié)，使 V = Ti opt, Ti+1' = Ti+1 ；
[0015]當min (Tmax, Troad) _Ti+1 desire > Ti desire-Ti opt 時，
[0016]所述同側(cè)車輪Wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1能夠補償所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的轉(zhuǎn)矩損失，分配給所述同側(cè)車輪wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1調(diào)節(jié)為Ti+1 = Ti+1_desire+(Ti desire-Ti 0Pt)，且所述整車控制器分別對分配到所述同軸車輪W/和所述對角車輪Wi+1 ’上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti’和Ti+1 ’進行調(diào)節(jié)，使 V = Ti opt, Ti+1 ’ = Ti+1。
[0017]采用本發(fā)明控制方法對行駛在對開路面上的電動汽車進行穩(wěn)定性控制時，通過滑?？刂茖Ψ峙涞交D(zhuǎn)車輪的同側(cè)車輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩進行調(diào)節(jié)，以利用其同側(cè)車輪的驅(qū)動力對滑轉(zhuǎn)車輪因滑轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的驅(qū)動力損失進行補償，使電動汽車的左右兩側(cè)的驅(qū)動力保持一致，進而避免電動汽車發(fā)生跑偏現(xiàn)象及劇烈橫擺從而提高了電動汽車在對開路面上的行駛穩(wěn)定性。
[0018]優(yōu)選地，所述滑?？刂撇捎玫人仝吔椒ㄊ够D(zhuǎn)車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i趨近滑轉(zhuǎn)控制目標值λ O。
[0019]優(yōu)選地，所述滑轉(zhuǎn)控制目標值λ。的取值范圍為0.15?0.2。進一步地，所述滑轉(zhuǎn)控制目標值Xci取值為0.2。這樣，可使電動汽車的滑轉(zhuǎn)率處于穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，避免電動汽車因滑轉(zhuǎn)控制目標值過高而導(dǎo)致行駛穩(wěn)定性降低。
[0020]優(yōu)選地，在對分配到所述同側(cè)車輪Wi+1上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1進行調(diào)節(jié)時，所述整車控制器對所述電動汽車的四個車輪的轉(zhuǎn)速ω及所述電動汽車的車速V進行實時采集，并實時計算出所述電動汽車的四個車輪的滑轉(zhuǎn)率入。
[0021]優(yōu)選地，所述整車控制器通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集所述電動汽車的四個車輪的轉(zhuǎn)速ω，并通過GPS采集所述電動汽車的車速V。這樣，整車控制器采集到的數(shù)據(jù)精度較高，進而提高其對電動汽車的控制精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的分布式電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖2為附著系數(shù)與滑移率之間的關(guān)系示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明控制方法的流程圖；
[0025]圖4為電動汽車在對開路面上行駛且未采用本發(fā)明控制方法對其進行控制時的仿真結(jié)果，其中，圖4(a)為電動汽車的發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的滑轉(zhuǎn)率的變化曲線；圖4(b)電動汽車的縱向車速變化的曲線；圖4(c)為電動汽車的橫擺力矩的變化曲線；
[0026]圖5為電動汽車在對開路面上行駛并采用本發(fā)明控制方法對其進行控制時的仿真結(jié)果，其中，圖5(a)為圖4(a)顯示的發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的滑轉(zhuǎn)率的變化曲線；圖5(13)為電動汽車的縱向車速變化的曲線；圖5(c)為電動汽車的橫擺力矩的變化曲線。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合圖3對本發(fā)明分布式驅(qū)動電動汽車(以下簡稱為電動汽車)的控制方法進行詳細說明。[0028]首先，由電動汽車上的整車控制器采集該電動汽車在對開路面上行駛時的車速V、電動汽車的四個車輪的轉(zhuǎn)速《，并根據(jù)式(I)分別計算得出電動汽車的四個車輪在行駛過程中的滑轉(zhuǎn)率入，
【權(quán)利要求】
1.一種分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，其特征在于，所述電動汽車的整車控制器采集所述電動汽車的車速V、四個車輪的轉(zhuǎn)速ω，并分別計算出所述四個車輪的滑轉(zhuǎn)率λ ； 當所述四個車輪的滑轉(zhuǎn)率λ均小于滑轉(zhuǎn)控制目標值λ ^時，所述整車控制器根據(jù)駕駛要求采用相應(yīng)的控制模式對所述電動汽車進行控制； 當所述四個車輪中某一發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率Xi大于滑轉(zhuǎn)控制目標值λ。時，所述整車控制器采用滑?？刂茖Ψ峙涞剿龌D(zhuǎn)車輪Wi的同側(cè)車輪Wi+1上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1進行調(diào)節(jié)，且當 min (Tmax，Troa(j)^0pt ETj*， 其中， Tfflax為驅(qū)動所述同側(cè)車輪wi+1的輪轂電機在當前轉(zhuǎn)速下的峰值轉(zhuǎn)矩， Troad為所述同側(cè)車輪wi+1的附著轉(zhuǎn)矩， Ti+Ldesire為所述同側(cè)車輪wi+1的需求轉(zhuǎn)矩， Ti desire為所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的需求轉(zhuǎn)矩， Ti opt為所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i為滑轉(zhuǎn)控制目標值λ ^時的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩， 所述同側(cè)車輪wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1不能補償該滑轉(zhuǎn)車輪Wi的轉(zhuǎn)矩損失，分配給所述同側(cè)車輪wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1調(diào)節(jié)為Ti+1 = min (Tmax, Troad)，且所述整車控制器分別對分配到所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的同軸車輪Wi'和對角車輪Wi+1’上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T/和Ti+1 ’進行調(diào)節(jié)，使T/
ITlin (Tmas, Troa(j) Ti+i—desj_re〉Ti—desire Ti—0ρ? ， 所述同側(cè)車輪wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1能夠補償所述滑轉(zhuǎn)車輪Wi的轉(zhuǎn)矩損失，分配給所述同側(cè)車輪wi+1的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1調(diào)節(jié)為Ti+1 = Ti+1_desire+(Ti desire-Ti 0Pt)，且所述整車控制器分別對分配到所述同軸車輪W/和所述對角車輪Wi+1’上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti’和Ti+1’進行調(diào)節(jié)，使Tj=T T j = TIi.*.i_opt9.*.i+1.*.i+1 °
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，其特征在于，所述滑模控制采用等速趨近方法使滑轉(zhuǎn)車輪Wi的滑轉(zhuǎn)率Xi趨近滑轉(zhuǎn)控制目標值λ0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，其特征在于，所述滑轉(zhuǎn)控制目標值λ ^的取值范圍為0.15~0.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，其特征在于，所述滑轉(zhuǎn)控制目標值λ ^取值為0.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，其特征在于，在對分配到所述同側(cè)車輪wi+1上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Ti+1進行調(diào)節(jié)時，所述整車控制器對所述電動汽車的四個車輪的轉(zhuǎn)速ω及所述電動汽車的車速V進行實時采集，并實時計算出所述電動汽車的四個車輪的滑轉(zhuǎn)率入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法，其特征在于，所述整車控制器通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集所述電動汽車的四個車輪的轉(zhuǎn)速ω，并通過GPS采集所述電動汽車的車速V。
【文檔編號】B60W30/18GK104029677SQ201410226038
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】何洪文, 劉新磊, 彭劍坤 申請人:北京理工大學