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原文传递用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统和方法

专利名称：	用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统和方法
摘要：	本发明公开了一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统，它的驱动力矩决策模块计算得到控制横摆力矩；力矩优化模块中依据驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩按照前后轴载荷分配原则动态分配给车辆前后轴，并将前后轴分配力矩以及差扭横摆力矩分配至四个驱动车轮；滑转控制模块中根据驾驶员的驾驶意图信息制定车辆在单轮滑转、同侧滑转、同轴滑转、多轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑，通过分配横摆力矩使滑转的车轮不滑转。本发明能提高车辆稳定性和安全性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	东风汽车集团有限公司
发明人：	张泽阳;史建鹏;赵春来;王秋来;李洪涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910647491.1
公开号：	CN110341497A
代理机构：	武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：	李满
分类号：	B60L15/20(2006.01);B;B60;B60L;B60L15
申请人地址：	430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道特1号
主权项：	1.一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统，其特征在于：它包括驱动力矩决策模块、力矩优化模块和滑转控制模块，所述驱动力矩决策模块中整车控制器根据采集到的驾驶员油门踏板输入、制动踏板输入、档位输入、方向盘转角输入、车速、动力电池电压值、动力电池电流值、四轮轮毂电机扭矩、四轮轮毂电机转速进行逻辑运算，识别出驾驶员的驾驶意图信息，驾驶意图信息包括车辆加速信息、车辆减速信息和车辆转弯信息，并计算出驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩Treq；所述力矩优化模块中依据驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩Treq按照前后轴载荷分配原则动态分配给车辆前后轴，并将前后轴分配力矩分配至四个驱动车轮；所述滑转控制模块中根据路面和车轮模型识别出最优滑转率与车辆实际滑转率的差值作为驱动滑转控制力矩控制量，通过PID控制器计算得到驱动滑转控制力矩，之后进入驱动防滑介入/退出判断，再根据驾驶员的驾驶意图信息制定车辆在单轮滑转、同侧滑转、同轴滑转、多轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑使滑转的车轮不滑转。 2.一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：所述驱动力矩决策模块中整车控制器根据采集到的驾驶员油门踏板输入、制动踏板输入、档位输入、方向盘转角输入、车速、动力电池电压值、动力电池电流值、四轮轮毂电机扭矩、四轮轮毂电机转速进行逻辑运算，识别出驾驶员的驾驶意图信息，驾驶意图信息包括车辆加速信息、车辆减速信息和车辆转弯信息，并计算出驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩Treq；步骤2：所述力矩优化模块中依据驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩Treq按照前后轴载荷分配原则动态分配给车辆前后轴，并将前后轴分配力矩分配至四个驱动车轮；步骤3：所述滑转控制模块中根据路面和车轮模型识别出最优滑转率与车辆实际滑转率的差值作为驱动滑转控制力矩控制量，通过PID控制器计算得到驱动滑转控制力矩，之后进入驱动防滑介入/退出判断，再根据驾驶员的驾驶意图信息制定车辆在单轮滑转、同侧滑转、同轴滑转、多轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑使滑转的车轮不滑转。 3.根据权利要求2所述的用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的方法，其特征在于：所述步骤3中，单轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑为：步骤3.1：首先以同时满足动力性与横向稳定性为原则进行同侧后轴车轮的力矩补偿，将驾驶员左前车轮需求扭矩TFL_req与左前车轮驱动防滑控制扭矩TFL_con的差值一次补偿扭矩ΔT1转移补偿到左后轮，判断驾驶员左后车轮需求扭矩TRL_req和一次补偿扭矩ΔT1之和是否大于左后车轮电机最大输出扭矩TRL_max，如果是则，进入步骤3.2，否则进入步骤3.3；步骤3.2：左后车轮完成一次扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于TRL_req+ΔT1，判断左后车轮是否发生滑转，如果是则，进入步骤3.4进行二次补偿扭矩转移，二次补偿扭矩ΔT2＝ΔT1-(TRL_con-TRL_req)，TRL_con为左后车轮驱动防滑控制扭矩否则扭矩补偿结束；步骤3.3：左后车轮完成一次扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于左后车轮电机最大输出扭矩TRL_max，判断左后车轮是否发生滑转，如果是则，进入步骤3.4进行二次补偿扭矩转移，二次补偿扭矩ΔT2＝ΔT1-(TRL_con-TRL_req)，否则进入步骤3.5进行二次补偿扭矩转移，此时，二次补偿扭矩ΔT2＝ΔT1-(TRL_max-TRL_req)；满足步骤3.4和步骤3.5条件后，进入步骤3.6，判断当前车速v是否大于高低速门限值Vm，如果是则，扭矩补偿原则优先满足车辆稳定性，进入步骤3.8，左后轮完成二次力矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于驾驶员右前车轮需求扭矩TFR_req与一次补偿扭矩ΔT1差值，扭矩补偿结束，否则扭矩补偿原则优先满足车辆动力性，进入步骤3.7；步骤3.7：判断驾驶员右前车轮需求扭矩TFR_req和二次补偿扭矩ΔT2之和是否大于右前轮电机最大输出扭矩TFR_max，如果是则，则进入步骤3.7.2，否则进入步骤3.7.1；步骤3.7.1：右前车轮完成二次扭矩补偿后的车轮扭矩TFR_dc等于TFR_req+ΔT2，判断右前车轮是否发生滑转，如果是则，进入步骤3.8进行三次补偿扭矩转移，三次补偿扭矩ΔT3＝ΔT2-(TFR_con-TFR_req)，TFR_con为右前车轮驱动防滑控制扭矩，否则扭矩补偿结束；步骤3.7.2：右前车轮完成二次扭矩补偿后的车轮扭矩TFR_dc等于右前轮电机最大输出扭矩TFR_max，判断右前车轮是否发生滑转，如果是则，进入步骤3.8进行三次补偿扭矩转移，三次补偿扭矩ΔT3＝ΔT2-(TFR_con-TFR_req)，否则进入步骤3.9进行三次补偿扭矩转移，此时的三次补偿扭矩ΔT3＝ΔT2-(TFR_max-TFR_req)；满足步骤3.8和步骤3.9条件后，进入步骤3.10，判断驾驶员右后车轮需求扭矩TRR_req和三次补偿扭矩ΔT3之和是否大于右后车轮电机最大输出扭矩TRR_max，如果是则，则进入步骤3.10.1，否则进入步骤3.10.2；步骤3.10.1：右后车轮完成三次扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于TRR_req+ΔT3，扭矩补偿结束；步骤3.10.2：右后车轮完成三次扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于右后车轮电机最大输出扭矩TRR_max，扭矩补偿结束。 4.根据权利要求2所述的用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的方法，其特征在于：所述步骤3中，同侧滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑为：步骤4.1判断左前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFL_dc是否大于驾驶员左前车轮需求扭矩TFL_req，且步骤4.2判断左后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc是否大于驾驶员左后车轮需求扭矩TRL_req，如果都是则，同侧车轮滑转是由于扭矩补偿引起的情况，进入非同侧滑转工况，否则进入同侧滑转补偿过程步骤4.3；步骤4.3：判断当前车速v是否大于高低速门限值Vm，如果是则，扭矩补偿原则优先满足车辆稳定性，非滑转侧车轮力矩降低到与滑转侧车轮转矩相等，进入步骤4.5，否则扭矩补偿原则优先满足车辆动力性，将滑转侧降低的驱动扭矩补偿至同侧的对应车轮进入步骤4.4；步骤4.4：驾驶员左前车轮需求扭矩TFL_req与左前车轮驱动防滑控制扭矩TFL_con的差值等于一次补偿扭矩ΔT4，驾驶员左后车轮需求扭矩TRL_req与左后车轮驱动防滑控制扭矩TRL_con的差值等于二次补偿扭矩ΔT5，进入步骤4.6进行补偿扭矩判断；步骤4.5：驾驶员右前车轮需求扭矩TFR_req等于左前车轮驱动防滑控制扭矩TFL_con，驾驶员右后车轮需求扭矩TRR_req与左后车轮驱动防滑控制扭矩TRL_con，扭矩补偿结束；步骤4.6：判断驾驶员右前车轮需求扭矩TFR_req和一次补偿扭矩ΔT4之和是否大于右前轮电机最大输出扭矩TFR_max，如果是则，进入步骤4.6.1，否则进入步骤4.6.2；步骤4.6.1：右前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFR_dc等于TFR_max，进入步骤4.7；步骤4.6.2：右前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFR_dc等于TFR_req+ΔT4，进入步骤4.7；步骤4.7：判断驾驶员右后车轮需求扭矩TRR_req和二次补偿扭矩ΔT5之和是否大于右后车轮电机最大输出扭矩TRR_max，如果是则，则进入步骤4.7.1，否则进入步骤4.7.2；步骤4.7.1：右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于TRR_max，扭矩补偿结束；步骤4.7.2：右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于TRR_req+ΔT5，扭矩补偿结束。 5.根据权利要求2所述的用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的方法，其特征在于：所述步骤3中，同轴滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑为：步骤5.1：判断左前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFL_dc是否大于驾驶员左前车轮需求扭矩TFL_req，且步骤5.2判断右前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFR_dc是否大于驾驶员右前车轮需求扭矩TFR_req，如果都是则，同轴车轮滑转是由于补偿扭矩转移引起的情况，进入非同轴滑转工况，否则进入同轴滑转补偿过程步骤5.3；步骤5.3：驾驶员左前车轮需求扭矩TFL_req与左前车轮驱动防滑控制扭矩TFL_con的差值等于一次补偿扭矩ΔT6，驾驶员右前车轮需求扭矩TFR_req与右前车轮驱动防滑控制扭矩TFR_con的差值等于二次补偿扭矩ΔT7，进入步骤5.4进行补偿扭矩判断；步骤5.4：判断当前车速v是否大于高低速门限值Vm，如果是则，进入步骤5.5，否则将前轮因驱动防滑控制降低的力矩转移到对应的后轴车轮进入步骤5.6；步骤5.5：判断驾驶员左后车轮需求扭矩TRL_req和一次补偿扭矩ΔT6之和是否大于左后车轮电机最大输出扭矩TRL_max，如果是则，则进入步骤5.5.1，否则进入步骤5.5.2；步骤5.5.1：左后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于TRL_req+ΔT6，进入步骤5.7；步骤5.5.2：左后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于TRL_max，进入步骤5.7；步骤5.7：判断驾驶员右后车轮需求扭矩TRR_req和二次补偿扭矩ΔT7之和是否大于右后车轮电机最大输出扭矩TRR_max，如果是则，则进入步骤5.7.1，否则进入步骤5.7.2；步骤5.7.1：右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于TRR_req+ΔT7，扭矩补偿结束；步骤5.7.2：右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于右后车轮电机最大输出扭矩TRR_max，扭矩补偿结束；步骤5.6：设置不平衡扭矩门限Tdan用来判断是否转移前轴两车轮扭矩差，判断左右两个车轮补偿扭矩ΔT6和ΔT7差值绝对值是否大于Tdan，如果是则，进入步骤5.8，否则不进行扭矩补偿；步骤5.8：判断ΔT6是否大于ΔT7，如果是则，进入步骤5.10，否则进入步骤5.9；步骤5.9：前轴两车轮不平衡补偿扭矩ΔT8等于ΔT7-ΔT6，进入步骤5.11进行扭矩补偿；步骤5.10：前轴两车轮不平衡补偿扭矩ΔT8等于ΔT6-ΔT7，进入步骤5.12进行扭矩补偿；步骤5.11：左后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于TRL_req-ΔT8，右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于驾驶员右后车轮需求扭矩TRR_req，扭矩补偿完毕；步骤5.12：右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc等于TRR_req-ΔT8，左后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc等于驾驶员右后车轮需求扭矩TRL_req,扭矩补偿完毕。 6.根据权利要求2所述的用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的方法，其特征在于：所述步骤3中，多轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑为：步骤6.1判断各车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩Ti_dc是否大于驾驶员各车轮需求扭矩Ti_req，如果是则，多车轮滑转是由于补偿扭矩转移引起的情况，进入非多轮滑转工况，否则进入多轮滑转补偿过程步骤6.2；步骤6.2：判断当前车速v是否大于高低速门限值Vm，如果是则，进入步骤6.3，否则进入步骤6.4；步骤6.3：扭矩补偿控制按照低选原则，车轮当前最低扭矩Ti_min等于四个车轮当前扭矩中最小车轮扭矩min{TFL_con、TFR_con、TRL_con、TRR_con}，TFL_con左前车轮驱动防滑控制扭矩、TFR_con为右前车轮驱动防滑控制扭矩、TRL_con为左后车轮驱动防滑控制扭矩、TRR_con为右后车轮驱动防滑控制扭矩，进入步骤6.5；步骤6.4：判断当前四个车轮是否发生滑转情况，如果是则，四个车轮都滑转不进行扭矩动态补偿转移，否则进入步骤6.6；步骤6.5：左前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFL_dc，右前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFR_dc，左后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRL_dc，右后车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TRR_dc，均等于Ti_min，扭矩补偿完毕；步骤6.6：三个车轮滑转，将滑转各车轮总转移补偿扭矩ΔTtot转移至未滑转的左前轮，ΔTtot等于驾驶员对各车轮需求扭矩TFR_req+TRL_req+TRR_req-TFR_con-TRL_con-TRR_con，进入步骤6.7；步骤6.7：判断驾驶员左前车轮需求扭矩TFL_req和滑转各车轮总转移补偿扭矩ΔTtot之和是否大于左前轮电机最大输出扭矩TFL_max，如果是则，进入步骤6.7.1，否则进入步骤6.7.2；步骤6.7.1：左前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFL_dc等于TFL_max，扭矩补偿完毕；步骤6.7.2：左前车轮完成扭矩补偿后的车轮扭矩TFL_dc等于TFL_req+ΔTtot，扭矩补偿完毕。
所属类别：	发明专利