分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法及系统.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CN109421552A(43)申请公布日2019.03.05(21)申请号201710787813.3(22)申请日2017.09.04(71)申请人郑州宇通客车股份有限公司地址450016河南省郑州市十八里河宇通工业园区(72)发明人雷波郭鑫邹鹏飞马英董伟超郭潇然卢甲华(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人吴敏(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)B60L15/32(2006.01)B60W40/064(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法及系统(57)摘要本发明涉及一种分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法及系统，属于车辆控制技术领域。本发明通过实时估算出当前路面峰值附着系数，根据当前路面峰值附着系数与当前路面最优滑移率对应的线性关系，得出当前路面的最优滑移率，再结合当前车轮的轮心速度，确定当前车轮的参考轮速，计算出实际轮速与参考轮速的差值，依据轮速差，利用滑模变结构控制器，对驱动状态下打滑的车轮进行力矩控制，保证了将车轮滑移率控制到当前路面最优滑移率。本发明将车轮滑移率控制到当前路面最优滑移率，实现对车轮的防滑驱动的自适控制。CN109421552ACN109421552A权利要求书1/3页1.分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：1)根据车辆的纵向车速、车轮当前滑移率和纵向力估算当前路面峰值附着系数；2)根据路面峰值附着系数与路面最优滑移率的对应关系确定当前路面的最优滑移率；3)根据当前路面的最优滑移率计算当前车轮的参考轮速，并计算实际轮速和参考轮速的差值；4)将实际轮速和参考轮速的差值以及车轮纵向力输入到滑模变结构控制器，由滑模变结构控制器对驱动状态下打滑的车轮进行力矩控制。2.根据权利要求1所述的分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法，其特征在于，所述步骤4)中滑模变结构控制器的模型为：Teq＝rFz·μm其中，s＝e+k0ρ，k0和都是正常数，且ρ的初值满足e为实际轮速和参考轮速的差值，Teq为等效控制力矩，ΔT为切换控制力矩，μm为路面名义模型下对应的峰值附着系数，r为车轮半径，Fz为驱动轮垂向载荷，为模型误差上界，η为趋近率。3.根据权利要求1所述的分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法，其特征在于，所述当前路面峰值附着系数的估算过程为：A.根据车轮转角、车轮半径和车轮轮速计算整车纵向车速，并根据整车纵向车速计算车轮轮心速度；B.根据车轮轮心速度、车轮转速和车轮半径计算车轮当前滑移率；C.根据车辆半载质量、纵向加速度和侧向加速度计算车辆垂向载荷；D.Burckhardt轮胎模型设计路面峰值系数估计器，根据当前车轮滑移率和纵向力反求路面峰值附着系数。4.根据权利要求3所述的分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法，其特征在于，所述步骤D中设计的路面峰值系数估计器为：其中Tc为车轮实际输出力矩；y为对车轮角速度ω的观测值；φ为对纵向力Fx的估计；2CN109421552A权利要求书2/3页是等式方程的数值解；Ki为常数，根据实车状态进行标定；Iω为车轮转动惯量；μ为实时路面附着系数；t表示时间。5.根据权利要求1所述的分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制方法，其特征在于，当检测到实际轮速和参考轮速的差值不为零，且基础力矩大于滑模变结构控制器输出的驱动防滑控制力矩时，采用滑模变结构控制器输出的驱动防滑控制力矩驱动相应的车轮，否则，采用基础力矩控制相应的车轮。6.一种分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制系统，其特征在于，该控制系统包括路面状态辨识模块、滑移率计算模块、轮速差计算模块和滑模变结构控制器；所述路面状态辨识模块用于根据车辆的纵向车速、车轮当前滑移率和纵向力估算当前路面峰值附着系数；所述滑移率计算模块用于根据路面峰值附着系数与路面最优滑移率的对应关系确定当前路面的最优滑移率；所述轮速差计算模块用于根据当前路面的最优滑移率计算当前车轮的参考轮速，并计算实际轮速和参考轮速的差值；所述滑模变结构控制器用于根据实际轮速和参考轮速的差值以及车轮纵向力确定车轮的驱动防滑控制力矩。7.根据权利要求6所述的分布式驱动电动汽车路面自适应驱动防滑控制系统，其特征在于，所述滑模变结构控制器的模型为：Teq＝rFz·μm其中，s＝e+k0ρ，k0和都是正常数，且ρ的初值满足e为实际轮速和参考轮速的差值，Teq为等效控制力矩，ΔT为切换控制力矩，μm为路面名义模型下对应的峰值附着系数，r为车轮半径，Fz为驱动轮垂向载荷，为模型误差上界，η为趋近率。8.根据权利要求6所述的