一种电子差速控制器及控制方法.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CN110370943A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910627559.X(22)申请日2019.07.12(71)申请人合肥工业大学地址230000安徽省合肥市屯溪路193号(72)发明人张代胜李瑞峰王海涛董红顺俞俊兆杨靖廷(74)专利代理机构苏州翔远专利代理事务所(普通合伙)32251代理人王华(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图2页(54)发明名称一种电子差速控制器及控制方法(57)摘要本发明提供一种电子差速器，其包括：参考横摆角速度计算模块、横摆力矩计算模块和扭矩计算分配模块。该电子差速器采用转矩矢量控制（TVC）将驱动力矩合理的分配到左右两侧电机，以获得合适的横摆角速度，提高赛车的操纵稳定性。通过传感器采集到的方向盘转角，车速等数据计算出赛车的理想横摆角速度，并于当前实际横摆角速度比较，决策出应施加的横摆力矩大小。采用该方法为分布式独立驱动为电子差速提供可能，而无须使用机械差速器。相比机械差速器，电子差速器可以更加实现更加精确有效的控制，使得赛车在转弯工况下，实现内外轮差速，可减少轮胎滑转，提高了赛车的操纵稳定性。CN110370943ACN110370943A权利要求书1/3页1.一种电子差速器，其特征在于，其包括：参考横摆角速度计算模块，所述参考横摆角速度计算模块用于通过采集到的当前车辆的前轮转角及当前车速计算出参考横摆角速度大小；横摆力矩计算模块，所述横摆力矩计算模块用于将参考横摆角速度计算模块计算出的参考横摆角速度与传感器采集的实际横摆角速度进行做差比较，并通过PI调节得出参考横摆力矩大小；扭矩计算分配模块，所述扭矩计算模块用于将横摆力矩计算模块求出的参考横摆力矩换算成为电动汽车左右侧电机所需施加的扭矩并分配给电动汽车的左右侧电机。2.根据权利要求1所述的电子差速器，其特征在于，其还包括一限滑保护模块，所述限滑保护模块用于根据驱动轮滑移率或路面附着系数计算出驱动轮最大驱动力，当所述扭矩计算分配模块分配给电动汽车左右侧电机所需施加的扭矩不大于驱动轮最大驱动力。3.根据权利要求2所述的的电子差速器，其特征在于，所述参考横摆角速度计算模块计算参考横摆角速度ωref的公式为：ωr=(u1*V*0.2778)/(L+L*K*（0.2778V）^2)；ωlimit=9.8*u(2)/((0.2778V)+0.05);ωref=min(ωr，ωlimit)其中V为车速、K为转向不足系数、L为轴距、ωr为理想横摆角速度、ωlimit为横摆角速度极限值、ωref为参考横摆角速度；u1为方向盘转角、u2为路面摩擦系数。4.根据权利要求3所述的的电子差速器，其特征在于，所述横摆力矩计算模块计算参考横摆力矩大小的公式为：yaw_moment=-0.5*(Torque_rl-Torque_rr)*Br；M_yawmoment_error=yaw_moment-yawmoment_ref；yawmoment_ref=（（ωref-ωr）*Kp）+（Ki*（ωref-ω）+M_yawmoment_error）dt其中yawmoment_ref为参考横摆力矩、yaw_moment为横摆力矩、M_yawmoment_error为横摆力矩误差、ωref为参考横摆角速度、ωr为理想横摆角速度、Torque_rl为左侧车轮转矩、Torque_rr为右侧车轮转矩，Br为后轮距；PI调节根据车速选择Kp、Ki参数，以10km/h为一个范围，0-120km/h和超过120km/h对应13组kp和ki的参数。5.根据权利要求4所述的的电子差速器，其特征在于，所述扭矩计算模块计算电动汽车左右侧电机所需施加的扭矩的公式为：Trl=Trl_load*u；Trr=Trr_load*u；torquevectoring=yawmoment_ref*R/Br*i；Torque_rl=(1-k)*u3+k*u4；如果drive_torque)*0.5-torquevectoring>0u3=min[(Trl_max,drive_torque*0.5-torquevectoring];如果drive_torque*0.5-torquevectoring<=0u3=max[(-1*Trl_max,drive_torque*0.5-torquevectoring];如果|torquevectoring|<=max(Trl_max-0.5*drive_torque,Trr_max-0.5*drive_torque)；2CN110370943A权利要求书2/3页u4=0.5*drive_torque-torquevectoring