一种基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法.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CN108394313A(43)申请公布日2018.08.14(21)申请号201810059579.7(22)申请日2018.01.22(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人杜常清邓茹月武冬梅隋岩峰颜伏伍(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人胡琳萍(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)B60L15/28(2006.01)B60L15/38(2006.01)B60W50/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法(57)摘要本发明公开了一种基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，针对四驱电动汽车，进行滑移率计算和轮胎力控制分配，然后根据滑移率判断轮胎是否处于稳定状态，若汽车处于稳定状态，则通过轮胎逆模型求解目标滑移率，进行滑移率控制，实现车轮转矩分配；若汽车处于不稳定状态，则利用滑模极值搜索算法控制车轮转矩，实现最优滑移率和最大轮胎力。该方法考虑轮胎的动力学特性，基于滑移率对轮胎力进行准确控制，同时能够防止车轮滑移率过大，出现车轮抱死或滑转，有效提高四驱电动汽车的动力学安全性能。CN108394313ACN108394313A权利要求书1/2页1.一种基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于包括如下主要步骤：S1：车辆运行过程中采集加速、制动和方向盘转角信号，得到汽车的实际滑移率和纵向力需求，根据约束条件，进行轮胎力控制分配，得到期望轮胎力；S2：根据汽车实际滑移率判定汽车的稳定状态；S3：根据汽车的稳定状态，选择控制方法：若汽车处于稳定状态，则将期望轮胎力作为目标滑移率求解模块的输入信号，利用轮胎逆模型求解目标滑移率，然后通过反馈闭环控制使滑移率在安全约束范围内，实现目标滑移率，得到各个车轮的转矩输入，将车轮转矩输入分配给车辆执行器；若汽车处于不稳定状态，则利用滑模极值搜索控制搜索出最佳滑移率，并通过控制得到各个车轮的转矩输入，将车轮转矩输入分配给车辆执行器，使实际滑移率保持在最优滑移率附近；S4：电机和液压执行器对得到的需求转矩输入快速响应，输出实际的电机转矩和制动转矩，并将实际输入信息反馈给车辆。2.根据权利要求1所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S1中，轮胎力控制分配时，将轮胎滑移率功率损耗最小作为优化目标，同时考虑执行器的静态约束，决策四个车轮的期望轮胎力。3.根据权利要求2所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S1中，将轮胎滑移功率损耗最小作为优化目标：同时满足约束条件：其中P为轮胎的滑移功率损耗，Fxid为第i个车轮的目标轮胎力，Vx为纵向车速，Sxi为第i个车轮实际纵向滑移率，Fx为汽车总的纵向力。4.根据权利要求1所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S2中，根据汽车实际滑移率判断汽车的稳定状态，设定某一个滑移率作为门限值，若实际滑移率大于门限值，则判定此时汽车处于不稳定状态；反之，若实际滑移率小于或等于门限值，则判定此时汽车处于稳定状态。5.根据权利要求1所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S3中，若汽车处于稳定状态，在将轮胎力控制分配后，利用目标滑移率求解模块，推导出轮胎逆模型，将期望轮胎力转化目标滑移率其中表示第i个车轮目标纵向滑移率，CSi分别为第i个车轮的滑移刚度，μ为路面附着系数，Fyid为第i个车轮的期望侧向力，Fzid为第i个车轮的期望载荷。6.根据权利要求5所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S3中，求出目标滑移率之后，建立被控对象模型和滑模控制器，实现标的目标滑移率控2CN108394313A权利要求书2/2页制，最终得到各个车轮的转矩输入。7.根据权利要求1所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S3中，若汽车处于不稳定状态，则利用滑模极值搜索控制模块，通过在线不断的搜寻“轮胎纵向力--滑移率”曲线的极大值点，此极大值点即为最优滑移率然后通过控制使实际滑移率保持在最优滑移率附近。8.根据权利要求1所述基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法，其特征在于步骤S4中，将车轮转矩输入分配给车辆电机和液压制动系统，输出实际的电机转矩和制动转矩。3CN108394313A说明书1/6页一种基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法技术领域[0001]本发明涉及车辆动力学控制领域，特别是一种基于滑移率的四驱电动汽车转矩控制分配方法。背景技术[0002]基于轮毂电机的四轮独立驱动电动汽车，四个车轮转矩独立可控，可以通