一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法.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CN105751919A(43)申请公布日2016.07.13(21)申请号201610196815.0(22)申请日2016.03.31(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人邹见效申超辛晓帅彭超张健(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人温利平(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)B60L15/32(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法(57)摘要本发明公开了一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法，通过路面识别算法实时的计算出车轮的最佳滑移率，并由车轮的最佳滑移率计算出车轮的期望转速。然后，根据车轮的状态，计算出车轮的补偿转矩；其中，如果车轮打滑，以车轮期望轮速为控制目标，通过车轮轮速的PID控制器计算出补偿转矩，如果，车轮不打滑，补偿转矩为零；同时，车速控制以期望车速为控制目标，根据车速控制器计算出电机的指令转矩；最后，将前面所述的补偿转矩和指令转矩相加并输入电机实现四轮轮毂电动汽车的驱动防滑控制。CN105751919ACN105751919A权利要求书1/3页1.一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、获取车轮的最佳滑移率sopt_ij(1.1)、计算电动汽车驱动过程中的车轮实时滑移率sij；其中，ωij为车轮转速，r为车轮半径，v为车速，ij＝fl，fr，rl，rr，分别表示左前轮、右前轮、左后轮、后轮；(1.2)、根据车轮驱动力矩平衡原理，计算每个车轮的利用附着系数uij；其中，Tij为车轮的驱动力，J为车轮的转动惯量，车轮角加速度，Fz_ij为车轮载荷，且满足：其中，m为车辆满载质量，g为重力加速度，lf、lr分别为车辆质心至前、后轴的距离；(1.3)、根据车轮实时滑移率sij，利用Burckhardt提出标准路面附着系数和车轮滑移率之间的关系，计算出标准路面下的附着系数ut_ij；其中，t＝1,2,3,4,5,6代表6种标准路面，C1_t、C2_t、C3_t为与标准路面相关的参数；(1.4)、计算标准路面下的权重系数xt；其中，ε为一个无穷接近与0的正数；(1.5)、计算车轮最佳滑移率sopt_ij；其中，sopt_t为标准路面下车轮最佳滑移率；(2)、计算车轮期望轮速ωref_ij(3)、利用PID控制器输出的补偿转矩Te_ij进行车轮转速控制将当前车轮转速ωij与车轮期望轮速ωref_ij作比较，如果车轮转速ωij大于车轮期望轮速ωref_ij，即ωij＞ωref_ij，则车轮发生打滑现象，利用PID控制器对车轮转速ωij与车轮期2CN105751919A权利要求书2/3页望轮速ωref_ij的差值eij进行控制，得到补偿转矩Te_ij；其中，kp_ij为PID控制器的比例系数，ki_ij为PID控制器的积分系数，kd_ij为控制器的积分系数；如果车轮转速Te_ij小于或等于期望轮速，即ωij≤ωref_ij，则车轮轮不发生打滑现象，PID控制器输出补偿转矩Te_ij＝0；(4)、计算各电机的指令转矩Tcom_ij(4.1)、计算总指令转矩Tcom；其中，e为期望车速和实际车速之间的偏差，kp_v、ki_v、kd_v分别为车速控制中的比例、积分、微分常数；(4.2)、将总指令转矩Tcom平均分配到各个电机，得到各电机的指令转矩Tcom_ij；(5)、计算驱动转矩Td_ij在电动汽车的电机中，先将补偿转矩Te_ij与指令转矩Tcom_ij求和，得到限幅模块的输入转矩Te_ij，再通过限幅模块进行限幅处理，得到电机的驱动转矩Td_ij；其中，Tmax为轮毂电机最大输出转矩；最后将驱动转矩Td_ij输入到各个电机，通过控制电动汽车车速来进行防滑控制。2.根据权利要求1所述的一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中车轮转速控制时，PID控制器的传递函数C(s)为：其中，s为频域算子，kp_ij为PID控制器的比例系数，ki_ij为PID控制器的积分系数；车轮转速控制中，被控对象轮毂电机的递函数G(s)可以表示为：其中，T为电机时间常数，J为车轮转动惯量；由公式(12)和(13)可得，车轮转速控制的闭环传递函数为：由公式(14)可得，车轮转速控制的系统特征方程为：32JTs+Js+kp_ijs+ki_ij＝0(15)3CN105751919A权利要求书3/3页为了保证车轮转速控制的稳定性，由劳斯判据可得：故车轮转速控制中PID控制器的比例参数kp_ij和积分参数ki_ij的取值应该满足：4CN105751919A说明书1/8页一种四