详情

原文传递两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器及控制方法

专利名称：	两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器及控制方法
摘要：	本发明公开了一种两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，它的信号采集模块用于采集电子换挡器信号、轮毂电机差扭控制开关信号、油门踏板状态信号、制动踏板状态信号和制动踏板开度信号；CAN通讯模块用于各车轮轮速信号、方向盘转角信号、车速信号、动力电池SOC值、ABS触发信号、电池管理系统工作状态信号发送给MCU；运动学参数模块用于将差扭控制所需的横摆角速度信号和三轴向车辆加速度信号发送给MCU；MCU进行驾驶员驾驶意图的识别、差扭横摆力矩控制、驱动防滑控制、制动能量回收控制。本发明能满足轮毂电机控制条件，体现出差扭控制优势。
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;秦博;王念;王秋来;李洪涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910748260.X
公开号：	CN110466361A
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：	1.一种两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：它包括信号采集模块(2)、MCU(3)、CAN通讯模块(4)和运动学参数模块(5)；信号采集模块(2)用于采集电子换挡器信号、轮毂电机差扭控制开关信号、油门踏板状态信号、制动踏板状态信号和制动踏板开度信号；CAN通讯模块(4)用于将各车轮轮速信号、方向盘转角信号、车速信号、动力电池SOC值、ABS触发信号、电池管理系统工作状态信号、动力电池电流信号、动力电池电压信号、动力电池当前允许最大充电电流发送给MCU(3)；运动学参数模块(5)用于将差扭控制所需的横摆角速度信号和三轴向车辆加速度信号发送给MCU(3)； MCU(3)用于根据油门踏板状态信号、制动踏板状态信号、电子换挡器信号进行驾驶员驾驶意图的识别； MCU(3)根据轮毂电机差扭控制开关信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号、三轴向车辆加速度信号、车速信号、动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号进行差扭横摆力矩控制； MCU(3)根据各车轮轮速信号、车速信号、轮毂电机驱动力矩信号、动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号进行驱动防滑控制； MCU(3)根据制动踏板状态信号、制动踏板开度信号、车速信号、ABS触发信号、电池管理系统工作状态信号、动力电池SOC值、动力电池当前允许最大充电电流实现制动能量回收功能。 2.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：信号采集模块(2)用于采集点火钥匙状态信号，MCU(3)通过火钥匙状态信号判断车辆钥匙状态；信号采集模块(2)用于采集刹车开关信号，MCU(3)通过刹车开关信号判断驾驶员是否踩制动踏板； MCU(3)通过电子换挡器信号判断车辆档位状态； MCU(3)通过轮毂电机差扭控制开关信号判断车辆是否开启差扭控制。 3.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：MCU(3)根据轮毂电机差扭控制开关信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号、三轴向车辆加速度信号、车速信号、动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号进行差扭横摆力矩控制的控制方式如下：控制算法中将两轮轮毂电机驱动纯电动汽车转换为线性二自由度汽车模型，研究车辆在转弯时侧向与横向运动受力关系，驾驶员转动方向盘并开启差扭开关，操作过程中MCU3获得轮毂电机差扭控制开关信号和方向盘转角信号作为触发差扭横摆力矩控制的前提条件，以车辆外力在垂直于车速方向合力与绕质心的力矩和建立受力方程式，求得车辆理想横摆角速度，然后通过运动学参数模块(5)获得的车辆实际横摆角速度信号，通过将理想横摆角速度和实际横摆角速度差值作为PID控制算法输入参数决策出两轮轮毂电机差扭横摆力矩，最后根据动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号计算得到动力电池当前允许最大驱动力矩，比较单轮附加差扭横摆力矩后的总驱动力和动力电池当前允许最大驱动力矩得到最优驱动车轮力矩；根据三轴向车辆加速度信号判断车辆是否失稳，可以通过观测侧向加速度大小判断差扭横摆力矩控制是否发生效果，通过控制将增大的侧向加速度控制在稳定区域内即达到了控制效果。 4.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：MCU(3)根据各车轮轮速信号、车速信号、轮毂电机驱动力矩信号、动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号进行驱动防滑控制的控制方式如下：车轮发生滑转时，首先根据车速信号和各车轮轮速信号求得各车轮当前时刻滑转率；然后根据车速信号、轮毂电机驱动力矩信号、各车轮滑转率和各车轮轮速求得各车轮防滑驱动最大扭矩，最后根据动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号计算得到动力电池当前允许最大驱动力矩，比较防滑驱动最大扭矩和动力电池当前允许最大驱动力矩得到最优驱动车轮力矩。 5.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：MCU(3)根据制动踏板状态信号、制动踏板开度信号、车速信号、ABS触发信号、电池管理系统工作状态信号、动力电池SOC值、动力电池当前允许最大充电电流实现制动能量回收功能的具体控制方式如下：驾驶员踩下制动踏板，根据制动踏板状态信号判断制动踏板工作是否正常，若不正常则不考虑制动能回收，若正常则将获得制动踏板开度信号换算成制动减速度信号和制动力矩信号，通过建立车速方向受力方程，求得车辆前后轴载荷，然后按照载荷比例分配前后轴制动力矩，载荷越重分配制动力矩越大，最后根据前后制动力分配给液压制动力和轮毂电机电制动力，分配原则先根据电池管理系统工作状态信号判断动力电池是否工作正常，若不正常则不考虑制动能回收，若正常则考虑动力电池SOC值和当前允许最大充电电流，从而决定轮毂电机电制动力最大，制动能量回收效率最优；如果通过车速信号检测到车速过低或者ABS触发信号则退出制动能量回收功能。 6.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：MCU(3)通过油门踏板状态信号识别驱动力矩信号的大小。 7.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：信号采集模块(2)用于采集制动助力传感器和制动系统油压传感器输出的信号，MCU3通过制动助力传感器和油压传感器输出的信号识别制动力矩值，所识别的值就是制动需求力矩值。 8.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：MCU(3)用于向制动系统电动真空泵发送电动真空泵继电器驱动信号，使制动系统电动真空泵工作，MCU(3)用于输出差扭矩功能指示灯驱动信号来显示差扭功能开启。 9.根据权利要求1所述的两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制器，其特征在于：MCU(3)用于向轮毂电机发送轮毂电机使能驱动信号。 10.一种两轮轮毂电机驱动纯电动汽车整车控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：信号采集模块(2)采集电子换挡器信号、轮毂电机差扭控制开关信号、油门踏板状态信号、制动踏板状态信号和制动踏板开度信号； CAN通讯模块(4)将各车轮轮速信号、方向盘转角信号、车速信号、动力电池SOC值、ABS触发信号、电池管理系统工作状态信号、动力电池电流信号、动力电池电压信号、动力电池当前允许最大充电电流发送给MCU(3)；运动学参数模块(5)将差扭控制所需的横摆角速度信号和三轴向车辆加速度信号发送给MCU(3)；步骤2：MCU(3)根据油门踏板状态信号、制动踏板状态信号、电子换挡器信号进行驾驶员驾驶意图的识别； MCU(3)根据轮毂电机差扭控制开关信号、方向盘转角信号、横摆角速度信号、三轴向车辆加速度信号、车速信号、动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号进行差扭横摆力矩控制 MCU(3)根据各车轮轮速信号、车速信号、轮毂电机驱动力矩信号、动力电池SOC值、动力电池电流信号、动力电池电压信号进行驱动防滑控制； MCU(3)根据制动踏板状态信号、制动踏板开度信号、车速信号、ABS触发信号、电池管理系统工作状态信号、动力电池SOC值、动力电池当前允许最大充电电流实现制动能量回收功能。
所属类别：	发明专利