一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)的控制領(lǐng)域。為避免電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上行駛不穩(wěn)定，本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制器采集電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速v、四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω，分別計(jì)算出四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率λ；當(dāng)四個(gè)車(chē)輪中有車(chē)輪Wi發(fā)生滑轉(zhuǎn)，該滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λi大于滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ0時(shí)，整車(chē)控制器采用PID閉環(huán)控制對(duì)滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，使滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λi趨近滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ0，并使該同軸車(chē)輪Wi'的轉(zhuǎn)速ωi'與滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的轉(zhuǎn)速ωi相等；當(dāng)四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率λ均不大于滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ0時(shí)，整車(chē)控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的控制模式對(duì)所述電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行控制。采用本發(fā)明控制方法對(duì)行駛在對(duì)開(kāi)路面上的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行控制，提高了電動(dòng)汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)的控制領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法。【背景技術(shù)】
[0002]面對(duì)全球范圍內(nèi)日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)和環(huán)保壓力，近年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)逐漸興起并成為汽車(chē)發(fā)展的一大趨勢(shì)。
[0003]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示，其動(dòng)力電池I通過(guò)四個(gè)逆變器2與設(shè)置在四個(gè)車(chē)輪3上的四個(gè)輪轂電機(jī)4連接，并為輪轂電機(jī)4驅(qū)動(dòng)車(chē)輪3轉(zhuǎn)動(dòng)提供電力。在分布式電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中，整車(chē)控制器5根據(jù)檢測(cè)到的車(chē)輛狀態(tài)通過(guò)逆變器2向輪轂電機(jī)4發(fā)出控制指令，并由輪轂電機(jī)4向車(chē)輪3施加驅(qū)動(dòng)扭矩，使車(chē)輪3轉(zhuǎn)動(dòng)。由于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)上沒(méi)有裝配離合器、變速器、傳動(dòng)軸、軸間限滑差速器和輪間差速器等傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)總成，車(chē)輪之間也沒(méi)有剛性連接，且四個(gè)車(chē)輪依靠整車(chē)控制器直接向輪轂電機(jī)分配轉(zhuǎn)矩而獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，故當(dāng)該分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上加速行駛時(shí)，一旦該對(duì)開(kāi)路面的一側(cè)路面的附著系數(shù)過(guò)低，該電動(dòng)汽車(chē)位于該低附著路面上的車(chē)輪易發(fā)生滑轉(zhuǎn)。如圖2所示，當(dāng)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率大于20%時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入滑轉(zhuǎn)非穩(wěn)定區(qū)，導(dǎo)致車(chē)輪與路面之間附著系數(shù)降低，尤其是車(chē)輪與路面之間的橫向附著系數(shù)急劇下降，進(jìn)而導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生橫擺，使電動(dòng)汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性遭到破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為避免電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上行駛時(shí)，因?qū)﹂_(kāi)路面的一側(cè)路面附著系數(shù)過(guò)低而導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生橫擺而不穩(wěn)定，本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，所述電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制器采集所述電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速V、四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω，并分別計(jì)算出所述四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率λ ；
[0005]當(dāng)所述四個(gè)車(chē)輪中有車(chē)輪Wi發(fā)生滑轉(zhuǎn)，且該滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i大于滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ ^時(shí)，所述整車(chē)控制器采用PID閉環(huán)控制對(duì)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i趨近所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ 0,并對(duì)該滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的同軸車(chē)輪Wi'的轉(zhuǎn)速ω/進(jìn)行調(diào)節(jié)，使該同軸車(chē)輪Wi'的轉(zhuǎn)速ω/與所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的轉(zhuǎn)速ω i相等；
[0006]當(dāng)所述四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率λ均不大于所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ。時(shí)，所述整車(chē)控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的控制模式對(duì)所述電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行控制。
[0007]采用本發(fā)明控制方法對(duì)行駛在對(duì)開(kāi)路面上的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行穩(wěn)定性控制時(shí)，通過(guò)PID閉環(huán)控制使電動(dòng)汽車(chē)可能發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率趨近與滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值，避免車(chē)輪發(fā)生嚴(yán)重滑轉(zhuǎn)，減少了電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)償能耗，減輕了車(chē)輪輪胎的磨損，避免電動(dòng)汽車(chē)因產(chǎn)生的橫擺力矩過(guò)大而發(fā)生跑偏和/或側(cè)滑現(xiàn)象，從而提高了電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上的行駛穩(wěn)定性。
[0008]優(yōu)選地，所述PID閉環(huán)控制以所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ ^與所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i之間的偏差作為PID控制器的輸入，并以該P(yáng)ID控制器的輸出作為驅(qū)動(dòng)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的輪轂電機(jī)的電機(jī)負(fù)荷對(duì)驅(qū)動(dòng)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩Ti進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]優(yōu)選地，所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值的取值范圍為0.15~0.2。進(jìn)一步地，所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值為0.2。這樣，可使電動(dòng)汽車(chē)的滑轉(zhuǎn)率處于穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，避免電動(dòng)汽車(chē)因滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值過(guò)高而導(dǎo)致行駛穩(wěn)定性降低。
[0010]優(yōu)選地，在對(duì)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的同軸車(chē)輪W/的轉(zhuǎn)速ω/進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，所述整車(chē)控制器對(duì)所述電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω及所述電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速V進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并實(shí)時(shí)計(jì)算出所述電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率入。
[0011]優(yōu)選地，所述整車(chē)控制器通過(guò)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器采集所述電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω，并通過(guò)GPS采集所述電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速V。這樣，整車(chē)控制器采集到的數(shù)據(jù)精度較高，進(jìn)而提高其對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的控制精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有的分布式電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖2為附著系數(shù)與滑移率之間的關(guān)系示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明控制方法的流程圖；
[0015]圖4為PID控制器對(duì)單個(gè)滑轉(zhuǎn)輪的滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行調(diào)節(jié)的示意圖；
[0016]圖5為電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上行駛且未采用本發(fā)明控制方法對(duì)其進(jìn)行控制時(shí)的仿真結(jié)果，其中，圖5(a)為電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率的變化曲線(xiàn)；圖5(b)電動(dòng)汽車(chē)的縱向車(chē)速變化的曲線(xiàn)；圖5(c)為電動(dòng)汽車(chē)的橫擺力矩的變化曲線(xiàn)；
[0017]圖6為電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上行駛并采用本發(fā)明控制方法對(duì)其進(jìn)行控制時(shí)的仿真結(jié)果，其中，圖6(a)為圖5(a)顯示的發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率的變化曲線(xiàn)；圖6(b)為電動(dòng)汽車(chē)的縱向車(chē)速變化的曲線(xiàn)；圖6(。)為電動(dòng)汽車(chē)的橫擺力矩的變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合圖3和4對(duì)本發(fā)明分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為電動(dòng)汽車(chē))的控制方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]首先，由電動(dòng)汽車(chē)上的整車(chē)控制器采集該電動(dòng)汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上行駛時(shí)的車(chē)速V、電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速《，并根據(jù)式(I)分別計(jì)算得出電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪在行駛過(guò)程中的滑轉(zhuǎn)率入，
【權(quán)利要求】
1.一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，其特征在于，所述電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)控制器采集所述電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速V、四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω，并分別計(jì)算出所述四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率λ ； 當(dāng)所述四個(gè)車(chē)輪中有車(chē)輪Wi發(fā)生滑轉(zhuǎn)，且該滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i大于滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ 0時(shí)，所述整車(chē)控制器采用PID閉環(huán)控制對(duì)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i趨近所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ 0,并對(duì)該滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的同軸車(chē)輪評(píng)/的轉(zhuǎn)速ω/進(jìn)行調(diào)節(jié)，使該同軸車(chē)輪胃/的轉(zhuǎn)速Q(mào)i’與所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的轉(zhuǎn)速Coi相等； 當(dāng)所述四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率λ均不大于所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ。時(shí)，所述整車(chē)控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的控制模式對(duì)所述電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，其特征在于，所述PID閉環(huán)控制以所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ ^與所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的滑轉(zhuǎn)率λ i之間的偏差作為PID控制器的輸入，并以該P(yáng)ID控制器的輸出 作為驅(qū)動(dòng)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的輪轂電機(jī)的電機(jī)負(fù)荷對(duì)驅(qū)動(dòng)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩Ti進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，其特征在于，所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ ^的取值范圍為0.15~0.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，其特征在于，所述滑轉(zhuǎn)控制目標(biāo)值λ ^取值為0.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，其特征在于，在對(duì)所述滑轉(zhuǎn)車(chē)輪Wi的同軸車(chē)輪W/的轉(zhuǎn)速ω/進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，所述整車(chē)控制器對(duì)所述電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω及所述電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速V進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并實(shí)時(shí)計(jì)算出所述電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)率入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的控制方法，其特征在于，所述整車(chē)控制器通過(guò)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器采集所述電動(dòng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速ω，并通過(guò)GPS采集所述電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速V。
【文檔編號(hào)】B60L15/38GK104002699SQ201410225570
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】何洪文, 彭劍坤, 劉新磊 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)