详情

原文传递一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法

专利名称：	一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法
摘要：	本发明提出了一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，旨在解决现有电动轮驱动车辆电子差速控制无法适应多种行驶工况、电机性能要求较高等问题，属于汽车控制系统。所述控制方法包括以下步骤：S1、建立8×8轮毂电机独立驱动车辆车身运动方程；S2、建立车轮垂向跳动模型；S3、建立车轮旋转动力学方程；S4、制定控制策略，选择以驱动转矩为控制参数对电机进行控制。本发明的优点是通过电机转矩指令控制且转速随动的方式，模拟传统汽车动力传输的功率分配特性，使多轴轮毂电机驱动车辆在转向、不平路面及车轮滚动半径不同三种工况下具有较好的差速性能，提高了电子差速控制的准确性和多种工况下系统的自适应能力。
专利类型：	发明专利
申请人：	吉林大学
发明人：	曾小华;李量宇;宋大凤;钱琦峰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
申请号：	CN201911378198.6
公开号：	CN110962626A
代理机构：	长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	李荣武
分类号：	B60L15/20;B60L15/32;B;B60;B60L;B60L15;B60L15/20;B60L15/32
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，其特征在于，包括下列步骤：第一步，建立8×8轮毂电机独立驱动车辆运动方程；根据车身纵向、侧向、垂向、横摆、俯仰、侧倾运动6个自由度建立坐标系，x轴正向沿车体纵向对称线，向前为正；y轴通过质心沿汽车横向位置，向右为正；z轴根据右手定则，竖直向下为正；建立车身运动方程；在传统车辆车轮受力基础上考虑悬架和车轮的相互作用力，建立车轮旋转动力学方程如式(1)：式中：Iw——车轮转动惯量 Tq——车轮驱动力矩 Fd——轮胎与地面之间的纵向力 Tb——制动力矩 Mω——车轮质量 ξ——作用系数式(1)中，方程右侧最后一项为由轮轴对从动轮轮心处的作用而在地面上形成的反力，通过该补充项，式(1)可同时表示驱动轮及从动轮动力学问题，利用式(2)确定ξ取值：第二步，计算车轮轮心处实际运动速度；利用式(3)计算车轮轮心水平运动速度：式中：vhi——各车轮轮心水平运动速度 u——车身纵向速度 v——车身侧向速度 r——车身横摆角速度 Li——平面内各轴到质心的距离 δi——各车轮偏转角利用式(4)计算车轮轮心垂向运动速度wui：式中：Mui——各车轮处的非簧载质量 wui——车轮轮心垂向运动速度 Kui——轮胎垂向刚度 Zri——车轮所处路面的不平度 Zui——车轮质心高度 Cui——轮胎垂向阻尼 wri——车轮处路面不平度变化率 Fvi——各车轮沿z轴方向作用在悬架处的力 Bi——悬架结构参数利用式(5)计算车轮轮心处实际运动速度vwi：第三步，计算综合车速；根据油门-车速查表得到驾驶员期望车速值VR；利用车轮转速，计算得到车辆实际车速VZ；根据得到的驾驶员期望车速值和车辆实际车速值进行加权计算，得到综合车速值，如式(6)所示： VT＝AVR+BVZ (6) 式中：VT——综合车速 A、B——加权系数，通过实验标定；第四步，计算各驱动电机目标转矩；以油门踏板开度和当前转向盘转角作为控制输入，根据式(6)计算的综合车速值，利用车辆自身结构几何关系得到各车轮轮心处期望速度；将计算得到的车轮轮心处实际速度和各车轮轮心处期望速度输入到PID控制器中，利用式(7)计算各驱动电机目标转矩： TTi＝KP(vTi-vwi)+KI(vTi-vwi)+KD(vTi-vwi) (7) 式中：TTi——各驱动电机目标转矩 vTi——各车轮轮心处期望速度 KP、KI、KD——PID控制器参数，通过实验标定；车轮实际转速由电机驱动转矩和实际车轮受力的平衡点决定，并反馈给整车控制器实现闭环，按转矩指令控制且转速随动的策略以实现各车轮自适应差速，整车控制系统根据汽车运动状态输出驱动电机转矩指令信号，使得油门踏板同时控制车速和电机转矩；其中，电机转矩既可以采用开环控制，也可以采用闭环反馈控制。 2.按照权利要求1所述的一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，其特征在于，所述车轮差速工况包括：A.在进行转向行驶时，车辆发生横摆运动，导致各车轮轮心处加速度产生差异，造成各轮轮速不同；B.在不平路面行驶时，各轮轮心所经过的轨迹长度存在差异，造成各轮转速不同；C.当各车轮滚动半径不同时，因各轮轮心经过相同的轨迹长度造成的各轮转速不同。 3.按照权利要求1所述的一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，其特征在于，所述电子差速控制系统包括：主控制器、各轮毂电机及控制器系统、CAN总线通讯网络。
所属类别：	发明专利