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      一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法

      文檔序號:3884052閱讀:200來源:國知局
      一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車的控制領(lǐng)域。為解決現(xiàn)有的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在遇困后的脫困過程中,車輪易發(fā)生劇烈滑轉(zhuǎn)的問題,本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,沿直線行駛的電動(dòng)汽車上的整車控制器采集該電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角δ、車輪角速度ω和車速v,根據(jù)上述數(shù)據(jù)判斷電動(dòng)汽車是否遇困,未遇困時(shí),整車控制器根據(jù)駕駛要求對電動(dòng)汽車進(jìn)行控制;遇困時(shí),整車控制器采用脫困控制策略進(jìn)行脫困處理,直至發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對應(yīng)的加速踏板開度小于或等于該車輪的車輪轉(zhuǎn)速為ωwollow時(shí)對應(yīng)的加速踏板開度,脫困完成,整車控制器根據(jù)駕駛要求對電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。采用該控制方法可降低車輪的滑轉(zhuǎn)程度,減輕輪胎磨損,減少無償能量輸出,避免路面的惡劣程度加劇。
      【專利說明】—種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車的控制領(lǐng)域,尤其涉及對分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法。【背景技術(shù)】
      [0002]面對全球范圍內(nèi)日益嚴(yán)峻的能源形勢和環(huán)保壓力,近年來,電動(dòng)汽車逐漸興起并成為汽車發(fā)展的一大趨勢。
      [0003]如圖1所示,分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池I通過四個(gè)逆變器2與設(shè)置在四個(gè)車輪3上的四個(gè)輪轂電機(jī)4連接,并為輪轂電機(jī)4驅(qū)動(dòng)車輪3轉(zhuǎn)動(dòng)提供電力。在分布式電動(dòng)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(jī)4發(fā)出控制指令,并由輪轂電機(jī)4向車輪3施加驅(qū)動(dòng)扭矩,使車輪3轉(zhuǎn)動(dòng)。由于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車上沒有裝配離合器、變速器、傳動(dòng)軸、軸間限滑差速器和輪間差速器等傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)總成,車輪之間也沒有剛性連接,且四個(gè)車輪依靠整車控制器直接向輪轂電機(jī)分配轉(zhuǎn)矩而獨(dú)立驅(qū)動(dòng),故當(dāng)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在泥雪凹坑路面及交叉軸等惡劣路面上直線行駛時(shí),尤其是在遇困后的脫困過程中,電動(dòng)汽車因?yàn)闆]有限滑差速器或差速器鎖止機(jī)構(gòu),易導(dǎo)致該電動(dòng)汽車的某車輪發(fā)生劇烈滑轉(zhuǎn),進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致路面惡劣程度加劇、汽車能量浪費(fèi)及輪胎磨損。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]為解決現(xiàn)有 的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在惡劣路面上尤其是在遇困后的脫困過程中,車輪易發(fā)生劇烈滑轉(zhuǎn)的問題,本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,該控制方法包括如下步驟:
      [0005]步驟一,所述電動(dòng)汽車沿直線行駛,該電動(dòng)汽車上的整車控制器采集所述電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角δ、車輪角速度ω和車速V,并判斷所述電動(dòng)汽車是否遇困,判斷條件為:
      K[u],
      ω, ^ ω,.οηοη.[0006]其中,
      [0007]33為正數(shù),
      [0008]Vs* 正數(shù),
      [0009]ω i為發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速,
      [0010]COwq11ot為車輪轉(zhuǎn)速的滑轉(zhuǎn)門限值;
      [0011]步驟二,當(dāng)所述電動(dòng)汽車未遇困時(shí),所述整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對所述電動(dòng)汽車進(jìn)行控制;
      [0012]當(dāng)所述電動(dòng)汽車遇困時(shí),所述整車控制器使發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度Qi隨調(diào)節(jié)時(shí)間t增長而呈線性減小,并使未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對應(yīng)的加速踏板開度Cij保持為該電動(dòng)汽車在良好路面上行駛時(shí)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度Qpedeal,直至發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度a i小于或等于該車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速為ω—時(shí)對應(yīng)的加速踏板開度a u,脫困完成,所述整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對所述電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。
      [0013]采用該控制方法通過減小發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對應(yīng)的加速踏板開度來降低發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而降低該發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的滑轉(zhuǎn)率來對遇困電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理,降低了發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的滑轉(zhuǎn)程度,減輕了發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪輪胎的磨損,減少了電動(dòng)汽車因車輪滑轉(zhuǎn)而輸出的無償能量,避免了路面的惡劣程度加劇。
      [0014]優(yōu)選地,在所述步驟一中,所述整車控制器分別通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)角S,通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ω,通過車速傳感器采集該電動(dòng)汽車的車速V。
      [0015]優(yōu)選地,在所述步驟一中,Ss的取值范圍為10°~15°,ω?1?Μ的取值為0.5r/s, Vs的取值為lm/s。
      [0016]優(yōu)選地,在所述步驟二中,所述整車控制器對所述車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度a i進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),加速踏板調(diào)節(jié)因子的取值為0.1。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0017]圖1為現(xiàn) 有的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖;
      [0018]圖2為本發(fā)明控制方法的流程圖;
      [0019]圖3為電動(dòng)汽車未采用脫困策略進(jìn)行脫困時(shí),其前、后輪的轉(zhuǎn)矩在脫困過程中的變化曲線;
      [0020]圖4為電動(dòng)汽車未采用脫困策略進(jìn)行脫困時(shí),其前、后輪的車輪轉(zhuǎn)速在脫困過程中的變化曲線;
      [0021]圖5為電動(dòng)汽車采用本發(fā)明控制方法進(jìn)行脫困時(shí),其前、后輪的轉(zhuǎn)矩在脫困過程中的變化曲線;
      [0022]圖6為電動(dòng)汽車采用本發(fā)明控制方法進(jìn)行脫困時(shí),其前、后輪的車輪轉(zhuǎn)速在脫困過程中的變化曲線。
      【具體實(shí)施方式】
      [0023]結(jié)合圖1和2詳細(xì)說明本發(fā)明分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(以下簡稱電動(dòng)汽車)的控制方法的具體實(shí)施步驟。
      [0024]采集電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角、車輪轉(zhuǎn)速及車速,并判斷電動(dòng)汽車是否遇困并需要進(jìn)行脫困處理。
      [0025]在電動(dòng)汽車沿直線行駛過程中,電動(dòng)汽車上的整車控制器通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器分別采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)角S,通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器分別采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ω,通過車速傳感器采集該電動(dòng)汽車的車速V。整車控制器根據(jù)式(I)所示的判斷條件判斷電動(dòng)汽車是否遇到困難,?-(?]
      [0026]< V e [—ν、.,vJ(I)

      — ^woI1m'
      [0027]其中,
      [0028]δ s為正數(shù),且δ s的優(yōu)選取值范圍為10°~15°,
      [0029]Vs為正數(shù),且Vs的優(yōu)選值為lm/s,
      [0030]ω i為發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速,
      [0031]Qwollow為車輪轉(zhuǎn)速的滑轉(zhuǎn)門限值,且ωνο11ον的優(yōu)選值為0.5r/s。
      [0032]即當(dāng)車輪轉(zhuǎn)角δ處于一定的轉(zhuǎn)向范圍內(nèi)、車速V較低且有車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)(空轉(zhuǎn))時(shí),即可認(rèn)為該電動(dòng)汽車在行駛過程中遇到困難,需要進(jìn)行脫困處理;否則,則可認(rèn)為該電動(dòng)汽車在行駛時(shí)未遇到困難,不需要對電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理,整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。
      [0033]根據(jù)需要,采用脫困控制策略對遇困的電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理。
      [0034]由于電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪分別由四個(gè)輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng),故車輪轉(zhuǎn)速ω與驅(qū)動(dòng)該車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相對應(yīng),而輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的大小由分配到該輪轂電機(jī)上的加速踏板開度α決定,故電動(dòng)汽車的整車控制器在對電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理時(shí),可通過對分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度α的調(diào)節(jié)來對車輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此,在對發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速Oi進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),可直接對分配到驅(qū)動(dòng)該車輪Wi的輪轂電機(jī)上的加速踏板開度Oi進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)速的滑轉(zhuǎn)門限值ω —對應(yīng)的分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開 度為α ω,故,當(dāng)Cii > α ω時(shí),即可認(rèn)為車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn),故本發(fā)明提出如式(2)所示脫困控制策略:
      [(Xi — (Xjf) — k t
      [0035]*^(2)
      = apedeal
      [0036]其中,
      [0037]a i0為發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度α ,在進(jìn)行調(diào)節(jié)前的初始值,
      [0038]ks為加速踏板調(diào)節(jié)因子,且ks的優(yōu)選值為0.1,
      [0039]t為調(diào)節(jié)時(shí)間,
      [0040]a j為未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對應(yīng)的加速踏板開度,
      [0041]Cipedeal為電動(dòng)汽車在良好路面上直線行駛時(shí),分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度。
      [0042]整車控制器在使用式(2)所示的脫困控制策略對遇困的電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理時(shí),使分配到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車上發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)上的加速踏板開度a i隨調(diào)節(jié)時(shí)間t的增長呈線性減小,使分配到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車上未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)上的加速踏板開度a j保持為該電動(dòng)汽車在良好路面上行駛時(shí)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度Qpedeal,直至分配到驅(qū)動(dòng)發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)上的加速踏板的開度a i減小到α ω或α ω以下,脫困完成。也就是說,整車控制器在使用式(2)所示的脫困控制策略對遇困的電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理時(shí),使電動(dòng)汽車上發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度a i隨調(diào)節(jié)時(shí)間t增長而呈線性減小,并使未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對應(yīng)的加速踏板開度%保持為該電動(dòng)汽車在良好路面上行駛時(shí)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度apedeal,直至發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度a i小于或等于該車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速為ω —時(shí)對應(yīng)的加速踏板開度α ω,脫困完成。
      [0043]在脫困完成后,電動(dòng)汽車上的整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對該所述電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。
      [0044]由于分布在電動(dòng)汽車左右兩側(cè)的電機(jī)相同,且呈對稱設(shè)置,故采用ADAMS/view軟件建立電動(dòng)汽車的二分之一模型,并對該電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困仿真。在建立電動(dòng)汽車的二分之一模型時(shí),所使用的參數(shù)如表1所示。
      [0045]表1
      [0046]
      【權(quán)利要求】
      1.一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,其特征在于,該控制方法包括如下步驟: 步驟一,所述電動(dòng)汽車沿直線行駛,該電動(dòng)汽車上的整車控制器采集所述電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角δ、車輪角速度ω和車速V,并判斷所述電動(dòng)汽車是否遇困,判斷條件為:

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,其特征在于,在所述步驟一中,所述整車控制器分別通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)角δ,通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ω,通過車速傳感器采集該電動(dòng)汽車的車速V。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,其特征在于,在所述步驟一中,Ss的取值范圍為10°~15°。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,其特征在于,在所述步驟一中, ^ wollow
      的取值為0.5r/s。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,其特征在于,在所述步驟一中,vs的取值為lm/s。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法,其特征在于,在所述步驟二中,所述整車控制器對所述車輪Wi對應(yīng)的加速踏板開度a i進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),加速踏板調(diào)節(jié)因子的取值為0.1。
      【文檔編號】B60L15/32GK103978912SQ201410226043
      【公開日】2014年8月13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, 孫曉坤 申請人:北京理工大學(xué)
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