一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法.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CN106985703A(43)申请公布日2017.07.28(21)申请号201710135260.3(22)申请日2017.03.08(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人熊璐李斌冷搏孙凯余卓平(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人宣慧兰(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法(57)摘要本发明涉及一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法，该系统包括电机控制器、电机力矩分配器、实测传感器单元、非线性路面估计单元、防滑控制选择性接入单元和驱动防滑控制单元，非线性路面估计单元用于获取每个车轮的路面峰值附着系数，驱动防滑控制单元根据非线性路面估计单元获取的车轮的路面峰值附着系数以及实测传感器单元的实测数据进行防滑控制输出控制力矩，防滑控制选择性接入单元根据驱动防滑控制单元输出控制力矩、电机力矩分配器的分配力矩以及实测传感器单元的实测数据进行逻辑判断进而输出控制力矩或分配力矩至电机控制器，电机控制器控制4个驱动电机运动。与现有技术相比，本发明控制精确性高，防滑效果好。CN106985703ACN106985703A权利要求书1/3页1.一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统，该系统包括电机控制器(1)和电机力矩分配器(2)，所述的电机控制器(1)设置4个分别连接对应4个车轮的驱动电机，其特征在于，该系统还包括实测传感器单元、非线性路面估计单元、防滑控制选择性接入单元(3)和驱动防滑控制单元，所述的实测传感器单元连接非线性路面估计单元和驱动防滑控制单元，所述的非线性路面估计单元用于获取每个车轮的路面峰值附着系数，所述的非线性路面估计单元连接驱动防滑控制单元，所述的驱动防滑控制单元用于获取4个驱动电机的控制力矩，所述的防滑控制选择性接入单元(3)设置在驱动防滑控制单元和电机控制器(1)之间，所述的防滑控制选择性接入单元(3)还连接电机力矩分配器(2)和实测传感器单元；驱动防滑控制单元根据非线性路面估计单元获取的车轮的路面峰值附着系数以及实测传感器单元的实测数据进行防滑控制输出控制力矩，防滑控制选择性接入单元(3)根据驱动防滑控制单元输出控制力矩、电机力矩分配器(2)的分配力矩以及实测传感器单元的实测数据进行逻辑判断进而输出控制力矩或分配力矩至电机控制器(1)，电机控制器(1)控制4个驱动电机运动。2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统，其特征在于，所述的实测传感器单元包括用于测量车速的车速传感器(4)、用于测量纵侧向加速度的加速度传感器、用于获取4个车轮实际轮速的轮速获取子单元、用于获取4个驱动电机转矩的转矩获取子单元以及用于获取纵侧向加速度的加速度传感器，所述的车速传感器(4)、轮速获取子单元、转矩获取子单元和加速度传感器均连接至非线性路面估计单元，所述的车速传感器(4)和轮速获取子单元连接至驱动防滑控制单元，所述的轮速获取子单元连接防滑控制选择性接入单元(3)。3.根据权利要求2所述的一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统，其特征在于，所述的非线性路面估计单元包括路面峰值附着系数估计器(5)和垂向力估计器(6)，所述的路面峰值附着系数估计器(5)输入端连接车速传感器(4)、轮速获取子单元、转矩获取子单元和垂向力估计器(6)，所述路面峰值附着系数估计器(5)输出端连接驱动防滑控制单元，所述的加速度传感器连接垂向力估计器(6)。4.根据权利要求3所述的一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统，其特征在于，所述的垂向力估计器(6)具体为：和分别为左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的垂向力，m为整车质量，g为重力加速度，l为轴距、lf为质心至前轴距离，lr为质心至后轴距离、hg为质心高度，ax为2CN106985703A权利要求书2/3页纵向加速度，ay为侧向加速度。5.根据权利要求3所述的一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统，其特征在于，所述的路面峰值附着系数估计器(5)具体为：其中，z为中间变量，I为车轮等效转动惯量，Tm为电机转矩，r为车轮滚动半径，为车轮纵向力估计值，Fz为垂向力估计器(6)估计的车轮垂向力，为路面峰值附着系数估计值，λ为车轮滑移率，λ＝(ωr-v)/v，ω为轮速获取子单元获取的实际轮速，v为车速传感器(4)测*量的车速，θ为等式方程的数值解，k1和γ为估计器设计参数，k1和γ均为常数，μ(λ,θ)为改进的Burckhardt轮胎模型，为μ(λ,θ)中令得到的模型函数，具体地，μ(λ,θ)为：其中，θ为