四轮轮毂电机驱动车辆滑动转向控制策略.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102632924102632924B(45)授权公告日2014.08.20(21)申请号201210114850.5卓桂荣等.原地转向电动汽车参数化模型的(22)申请日2012.04.17建立.《计算机集成制造系统-CIMS》.2005,第11卷(第05期),(73)专利权人北京理工大学张杰等.360°四轮转向电动小汽车的设地址100081北京市海淀区中关村南大街5计.《公路与汽运》.2007,(第01期),号审查员俞观华(72)发明人翟丽冯慧霞周岩(51)Int.Cl.B62D6/00(2006.01)B62D113/00(2006.01)B62D137/00(2006.01)(56)对比文件CN101716952A,2010.06.02,CN101758854A,2010.06.30,US5328256A,1994.07.12,JP2003-146234A,2003.05.21,JP2009-208492A,2009.09.17,JP2010-119204A,2010.05.27,US2008/0086248A1,2008.04.10,权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称四轮轮毂电机驱动车辆滑动转向控制策略(57)摘要本发明针对已有的线控四轮转向的四轮轮毂电机驱动车辆，设计出一种可以实现滑动转向的控制策略。当转向系统失灵、运行空间受到限制或遇到特殊路面时可通过转向开关切换到滑动转向模式，综合电子控制器根据方向盘转角位移信号判断车辆的转向趋势，通过滑动转向转矩分配器直接控制四个轮毂电机的输出转矩，满足转向时两侧车轮之间的速差要求，从而实现不同转弯半径的滑动转向。本发明所述的滑动转向控制策略能够在已有的四轮转向基础上充分保证车辆的方向可控性。CN102632924BCN1026394BCN102632924B权利要求书1/2页1.一种基于四轮轮毂电机驱动车辆的滑动转向控制策略，其特征在于：该滑动转向控制策略应用在线控四轮转向的四轮轮毂电机驱动车辆上实现车辆的滑动转向，其将四轮转向和滑动转向两种转向模式综合到一辆汽车上，在转向空间受到限制、转向系统失灵或冰雪路面条件下，选择滑动转向模式来控制车辆的方向性：综合电子控制器根据转向模式开关来切换所述两种转向模式，在对路面有较高要求时选择四轮转向模式，利用转向系来控制四个车轮的偏转，实现车辆转向；当转向系统失灵、运行空间受到限制或遇特殊路面时切换到滑动转向模式，通过综合电子控制器控制转向系统不工作，并根据方向盘转角位移信号、加速踏板位移信号、电子档位开关信号，通过滑动转向转矩分配器直接控制内外两侧轮毂电机的总输出转矩，保证两侧车轮之间存在转矩差，满足转向时两侧车轮之间的速差要求，从而实现不同转弯半径的滑动转向；当两侧车轮速度大小相等、方向相反时实现零半径转向。2.根据权利要求1所述的基于四轮轮毂电机驱动车辆的滑动转向控制策略，其特征在于：定义了三个方向盘转角位移临界值θ1、θ2、θ3，当|θ|处于三个不同区间(0，θ1)、(θ1，θ2)、(θ2，θ3)时，内外两侧电机输出的转矩、转速特性不同，所对应的车辆转弯半径也不同；加速踏板、制动踏板位移与电机的输出转矩呈线性关系，驾驶员踩下加速踏板时，电机输出驱动力，方向与电机转速方向相同；驾驶员踩下制动踏板时，电机输出制动力，方向与电机转速方向相反；Tmax为单个轮毂电机的最大输出转矩；T1、T3和n1、n3分别代表左侧前后两轮毂电机的输出转矩和转速；T2、T4和n2、n4分别代表右侧前后两轮毂电机的输出转矩和转速；加速踏板位移信号控制系数A：式中，α为加速踏板位移，α0为加速踏板自由行程位移，αmax为加速踏板的最大行程位移，A的取值范围为[0，1]，其对应的单个电机输出转矩为[0，Tmax]；制动踏板位移信号控制系数B：式中，β为制动踏板位移，β0为制动踏板自由行程位移，βmax为制动踏板的最大行程位移，B的取值范围为[-1，0]，其对应的单个电机输出转矩为[-Tmax，0]；方向盘转角位移信号控制系数x：利用滑动转向转矩分配器，由综合电子控制器根据方向盘转角位移信号控制系数x、加速踏板位移信号控制系数A、电子档位开关信号，对内外两侧轮毂电机的总输出转矩Tin与2CN102632924B权利要求书2/2页Tout进行分配控制，首先定义转矩的正负：若转矩与转速或转速的变化趋势方向一致，该转矩为正转矩，为驱动转矩；若转矩与转速或转速的变化趋势方向相反，该转矩为负转矩，为制动转矩；车辆右转时，右侧电机为内侧电机；当驾驶员踩下加速踏板，并且0≤θ≤θ1时，判断车辆直驶；当θ＞θ1时，判断车辆右转；当0≤θ≤θ