一种用于轮毂电机驱动车辆的蠕行控制方法.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CN109795474A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201910021552.3(22)申请日2019.01.10(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人连小珉王源袁良信陈浩杜鹏(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人廖元秋(51)Int.Cl.B60W10/08(2006.01)B60W40/00(2006.01)B60W40/105(2012.01)B60W40/076(2012.01)B60L15/20(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种用于轮毂电机驱动车辆的蠕行控制方法(57)摘要本发明提出了一种用于轮毂电机驱动车辆的蠕行控制方法，属于车辆动力学控制领域。该方法首先根据设定的最大蠕行坡度、起步时间和蠕行车速来确定最大蠕行扭矩限值、蠕行扭矩速度比例系数和蠕行目标车速，其中，将蠕行起步分为两阶段；然后通过确定的最大蠕行扭矩限值、蠕行扭矩速度比例系数和蠕行目标车速，采用带限值的比例控制计算得到各车轮的总扭矩，实现对车辆的蠕行控制。本发明既能保证蠕行起步时间满足要求，同时在起步过程中，在一定坡度下不溜坡、车速不超调，且车速与扭矩一致收敛，起步具有较好的平顺性，特别是针对质量较大的电动客车，效果尤为显著；通过本发明确定的蠕行控制参数，可减少后期标定工作。CN109795474ACN109795474A权利要求书1/3页1.一种用于轮毂电机驱动车辆的蠕行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)蠕行控制参数确定蠕行控制分为前进蠕行控制和倒车蠕行控制两种情况，均采用带扭矩限值的比例控制，控制参数包括最大蠕行扭矩限值、蠕行扭矩速度比例系数和蠕行目标车速，具体过程如下：1.1)基本参数设定，包括设定最大蠕行坡度、起步时间和蠕行车速根据行业标准CJJ37-2012《城市道路工程设计规范》和JTGB01-2014《公路工程技术标准》，蠕行坡度覆盖上述标准所有道路坡度，从而设定最大蠕行坡度icmax；设定起步时间，包括前进起步时间为tc和倒车起步时间为tbc，且倒车起步时间tbc略长于前进起步时间tc；3s≤tc＜8s，3s＜tbc≤8s；设定蠕行车速，包括前进蠕行车速为vc和倒车蠕行车速为vbc，且倒车蠕行车速vbc略低于前进蠕行车速vc；3km/h＜vc≤10km/h，3km/h≤vbc＜10km/h；1.2)通过设定的最大蠕行坡度确定最大蠕行扭矩限值所述最大蠕行扭矩限值包括最大前进蠕行扭矩限值Tmax和最大倒车蠕行扭矩限值Tbmax，设定Tmax＝Tbmax，其中，最大前进蠕行扭矩限值Tmax通过公式(1)计算得到：式中，n为车辆的驱动轮数量；rr为车轮滚动半径，各车轮的滚动半径相等；m为车辆总质量；g为重力加速度；αcmax为最大蠕行坡道角，与最大蠕行坡度icmax的关系如公式(2)所示：icmax＝tan(αcmax)(2)1.3)通过设定的起步时间和蠕行车速确定蠕行扭矩速度比例系数将蠕行起步分为两个阶段，令前进蠕行和倒车蠕行第一阶段时间分别为t1和tb1，前进蠕行和倒车蠕行第二阶段时间分别为t2和tb2，并满足公式(3)和(4)：tc＝t1+t2(3)tbc＝tb1+tb2(4)其中，第一阶段以最大前进蠕行扭矩限值Tmax或者最大倒车蠕行扭矩限值Tbmax驱动车辆，在平路忽略行驶阻力情况下，前进蠕行第一阶段时间t1和倒车蠕行第一阶段时间tb1分别通过公式(5)和(6)计算得到：式中，Kp是前进蠕行扭矩速度比例系数，Kbp是倒车蠕行扭矩速度比例系数；Km是与车辆质量相关的系数，表征车辆惯性，为一常数，Km的表达式如公式(7)所示：2CN109795474A权利要求书2/3页其中，J为所有车轮转动惯量之和；第二阶段为比例控制阶段，车速以达到蠕行车速的95％作为蠕行起步结束时刻，则前进蠕行第二阶段时间t2和倒车蠕行第二阶段时间tb2分别通过公式(8)和(9)计算得到：1.4)通过设定的蠕行车速确定蠕行目标车速所述蠕行目标车速包括前进蠕行目标车速vref和倒车蠕行目标车速vbref，在考虑行驶阻力情况下，前进蠕行目标车速vref和倒车蠕行目标车速vbref分别通过公式(10)和(11)计算得到：其中，Fr为平路行驶的行驶阻力；2)带扭矩限值的蠕行比例控制，按照以下步骤依次进行：2.1)蠕行控制介入条件判断对于前进蠕行，若同时满足公式(12)和(13)，则进入前进蠕行控制模式；对于倒车蠕行，若同时满足公式(13)和(14)，则进入倒车蠕行控制模式：v＜vcp(12)αa＝0(13)vb＞vbcp(14)式中，v为前进模式的当前车速；vcp为前进