一种自卸车后轮电子差速控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110834547A(43)申请公布日2020.02.25(21)申请号201911072426.7(22)申请日2019.11.05(71)申请人广州电力机车有限公司地址510850广东省广州市花都区狮岭镇山前旅游大道西18号(72)发明人罗朋陈宣文黄炜黄俊阁唐巨铭王卓周郭骏田振华(74)专利代理机构广州中浚雄杰知识产权代理有限责任公司44254代理人李肇伟(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)权利要求书3页说明书5页附图2页(54)发明名称一种自卸车后轮电子差速控制方法(57)摘要一种自卸车后轮电子差速控制方法，包括：建立包含纵向、侧向、横摆运动的三自由度整车动力学模型，计算出车辆转弯时轮胎纵向力和侧向力大小，以及计算出轮胎滑移率；在车辆转弯时，通过转速传感器获得左、右前轮的转速，计算左、右后轮绕转向中心的线速度，进而得到左、右后轮需要的电机转速；通过向电机控制器发出指令，理的分配每个电机的输出转矩，调节电机的转速，从而调整车轮转速；将分配计算结果和车轮滑移率控制相结合，反馈到电子差速器，电子差速器最终分配给电机合适的转矩，达到车辆转向的稳定性。本发明无需要改变电机结构，即可实现电机差速控制，原理简单，实现成本低。CN110834547ACN110834547A权利要求书1/3页1.一种自卸车后轮电子差速控制方法，其特征在于：建立包含纵向、侧向、横摆运动的三自由度整车动力学模型，计算出车辆转弯时轮胎纵向力和侧向力大小，以及计算出轮胎滑移率；在车辆转弯时，通过转速传感器获得左、右前轮的转速，计算左、右后轮绕转向中心的线速度，进而得到左、右后轮需要的电机转速；通过向电机控制器发出指令，理的分配每个电机的输出转矩，调节电机的转速，从而调整车轮转速；将分配计算结果和车轮滑移率控制相结合，反馈到电子差速器，电子差速器最终分配给电机合适的转矩，达到车辆转向的稳定性。2.根据权利要求1所述的一种自卸车后轮电子差速控制方法，其特征在于：所述整车动力学模型方程：式中，m为整车质量；vx和vy分别为整车纵向速度和侧向速度；v为车速，且Fxfl和Fyfl分别表示左前轮所受的纵向力和侧向力，Fxfr和Fyfr分别表示右前轮所受的纵向力和侧向力，Fxrl和Fyrl分别表示左后轮所受的纵向力和侧向力，Fxrr和FyrrFyrl分别表示右后轮所受的纵向力和侧向力；δin、δout分别为内外轮转向角；f为滚动阻力系数；g为重力加速度；α为道路坡度角；CD为空气阻力系数；A为迎风面积；ρ为空气密度；lf，lr分别表示汽车质心到前后轴的距离；CG为整车质心；df，dr分别为前后轴轮距；Iz为车辆绕z轴的转动惯量；β为车身侧偏角；γ为横摆角速度。3.根据权利要求1所述的一种自卸车后轮电子差速控制方法，其特征在于：车轮受力方程如下：式中，Tm为单个电机的转矩；Tr为每个车轮的阻力矩，且Tr＝Ftr；Jm为折算到电机的转动惯量；ωm为电机转速；当车轮转向行驶时，向心加速度会使整车轴荷发生转移，进而对轮胎滑移率产生影响，向心力：Fc＝mv(γ+β)(5)前后轮胎的垂直载荷为：2CN110834547A权利要求书2/3页式中，h为质心高度；轮胎侧偏角计算如下：式中，车身侧偏角轮胎纵向力和侧向力可分别用下两式计算：Fxi＝μxiNi(13)Fyi＝-ciαi(14)式中，i分别代表左前轮fl、右前轮fr、左后轮rl、右后轮rr；C1C2C3分别为地面相关的系数；轮胎滑移率：其中，si是车辆四个车轮的实际滑移率，wwi是四个车轮实际转速；v是车辆的质心速度，r是车轮的半径。4.根据权利要求1所述的一种自卸车后轮电子差速控制方法，其特征在于：车辆转向时，定义车辆绕旋转中心O的转速为ω，各车轮满足：式中，v1，v2分别为左前、右前车轮的线速度；v为后轴中点的线速度；主销中心距K＝df-2e；轴距L＝lf+lr；3CN110834547A权利要求书3/3页由以上关系式可得出：由上两式可解出tanδ，v跟左、右前轮线速度v1和v2的关系式：tanδ＝f(v1,v2)(22)v＝g(v1,v2)(23)再根据式(16)，得到左、右后轮的线速度vl和vr，5.根据权利要求1所述的一种自卸车后轮电子差速控制方法，其特征在于：所述车辆为两轴刚性自卸车。4CN110834547A说明书1/5页一种自卸车后轮电子差速控制方法技术领域[0001]本发明涉及自卸车，尤其是一种自卸车后轮电子差速控制方法。背景技术[0002]传统机械传动自卸车在桥采用机械差速器完成转弯过程中左右轮差速控制。随着经济的发展，电动轮自卸车以高可靠性、低维护成本在矿山运输中占据的地位越来越高。因为电动轮自卸车每个驱动轮带有一