一种面向直线行驶工况的四轮独立驱动电动汽车转矩实时优化分配控制方法.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CN110539647A(43)申请公布日2019.12.06(21)申请号201910734328.9(22)申请日2019.08.09(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区新街口街道四牌楼2号(72)发明人殷国栋任彦君李广民梁晋豪罗凯陈浩沈童王茜(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人徐尔东(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)B60L15/32(2006.01)B60L7/10(2006.01)权利要求书5页说明书13页附图3页(54)发明名称一种面向直线行驶工况的四轮独立驱动电动汽车转矩实时优化分配控制方法(57)摘要本发明涉及一种面向直线行驶工况的四轮独立驱动电动汽车转矩实时优化分配控制方法，针对以轮毂电机为动力单元的四轮独立驱动电动汽车在直线行驶工况下的转矩分配问题，制订了对应的在线优化分配控制算法，进一步利用离线获取的优化分配系数表对在线优化结果进行补偿修正，分离了转矩分配功能与整车控制器的设计耦合，有利于控制软件模块化设计的实施；本发明实现了四轮独立驱动电动汽车在直线行驶工况下的转矩优化分配，在满足驾驶意图的前提下，能够有效提高动力总成的能量效率，同时保证汽车的动力性和制动稳定性满足设计指标。CN110539647ACN110539647A权利要求书1/5页1.一种面向直线行驶工况的四轮独立驱动电动汽车转矩实时优化分配控制方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：通过电动汽车的整车控制器获取电动汽车实时需求扭矩和实时车速；第二步：判断获取的实时车速对应的电机转速所处的转速区间，此处取最小区间，将最小区间端点组成转速向量；第三步：根据获取的实时需求扭矩判断电动汽车实时状态，其中，当实时需求扭矩为零时，判定电动汽车处于零输出模式，当实时需求扭矩大于零时，判定电动汽车处于驱动模式，当实时需求扭矩小于零时，判定电动汽车处于制动模式；第四步：根据判定的电动汽车实时状态获取转速向量对应的优化分配系数向量以及匹配的车速向量；第五步：根据第四步中获取的优化分配系数向量和匹配的车速向量，利用线性插值计算实时车速对应的实时优化分配系数；第六步：利用离线制作的能量最优转矩分配系数表对第五步中获取的实时优化分配系数进行修正，通过优选决策函数获取实时车速下最优转矩分配系数；第七步：将第六步中获取的最优转矩分配系数传递至转矩输出计算函数，获取最终的转矩输出指令，接着将获取的最终转矩输出指令分别发送至电动汽车对应轮毂电机的电机控制器处。2.根据权利要求1所述的面向直线行驶工况的四轮独立驱动电动汽车转矩实时优化分配控制方法，其特征在于：定义电动汽车实时需求扭矩为Td，实时车速为Vx，最小区间端点组成的转速向量为[n1,n2]，下标为t表示电动汽车处于驱动模式，下标为g表示电动汽车处于制动模式，下标t/g表示驱动模式或制动模式；当汽车处于驱动模式时，根据驱动约束计算函数获取分配系数上下限Kmin,t和Kmax,t，再根据附着-能量联合优化函数求出转速向量[n1,n2]对应的优化分配系数向量[Kt,1,Kt,2]和匹配的车速向量[Vx1,Vx2]，其中，ni的单位是转每分钟，下标i为1或2；当汽车处于制动模式时，根据制动约束计算函数获得分配系数上下限Kmin,g和Kmax,g，再根据附着-能量联合优化函数求出转速向量[n1,n2]对应的优化分配系数向量[Kg,1,Kg,2]和车速向量[Vx1,Vx2]，其中，ni表示电机转速，其单位是转每分钟，下标i为1或2。3.根据权利要求2所述的面向直线行驶工况的四轮独立驱动电动汽车转矩实时优化分配控制方法，其特征在于：当汽车处于驱动模式时，根据驱动约束计算函数获取分配系数上下限Kmin,t和Kmax,t，所述的驱动约束计算函数由公式(2)形成，其中Tf,max(ni)和Tr,max(ni)为电机特性决定的最大转矩，由电机外特性曲线获取，ni表示电机转速，由于前后轮采用相同的轮毂电机，因此在直线行驶工况下认为转速近似相等；对2CN110539647A权利要求书2/5页于电机控制器能够反馈最大转矩信号的轮毂电机来说，Tf,max(ni)和Tr,max(ni)也可以由反馈信号直接获取，当同一轴上左右轮毂电机反馈的最大转矩信号不一致时，取较小的值进行计算；当汽车处于制动模式时，根据制动约束计算函数获得分配系数上下限Kmin,g和Kmax,g，所述的制动约束计算函数由公式(3)、(4)形成，其中，Lr为整车质心到后轴的距离，hg为质心高度，L为汽车轴距，M为整车质量，g为重力加速度，G为整车重力，Rw为车轮滚动半径，Tf,min(ni)和Tr,min(ni)为电机特性决定的代数最小转矩