一種分布式驅動電動汽車的控制方法
2023-10-26 07:22:57 5
一種分布式驅動電動汽車的控制方法
【專利摘要】本發明涉及電動汽車的控制領域。為避免電動汽車在對開路面上行駛不穩定，本發明提出一種分布式驅動電動汽車的控制方法，電動汽車的整車控制器採集電動汽車的車速v、四個車輪的轉速ω，分別計算出四個車輪的滑轉率λ；當四個車輪中有車輪Wi發生滑轉，該滑轉車輪Wi的滑轉率λi大於滑轉控制目標值λ0時，整車控制器採用PID閉環控制對滑轉車輪Wi的驅動轉矩進行調節，使滑轉車輪Wi的滑轉率λi趨近滑轉控制目標值λ0，並使該同軸車輪Wi'的轉速ωi'與滑轉車輪Wi的轉速ωi相等；當四個車輪的滑轉率λ均不大於滑轉控制目標值λ0時，整車控制器根據駕駛員的駕駛要求採用相應的控制模式對所述電動汽車進行控制。採用本發明控制方法對行駛在對開路面上的電動汽車進行控制，提高了電動汽車的行駛穩定性。
【專利說明】—種分布式驅動電動汽車的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車的控制領域，尤其涉及對分布式驅動電動汽車的控制方法。【背景技術】
[0002]面對全球範圍內日益嚴峻的能源形勢和環保壓力，近年來，電動汽車逐漸興起並成為汽車發展的一大趨勢。
[0003]分布式驅動電動汽車的驅動系統如圖1所示，其動力電池I通過四個逆變器2與設置在四個車輪3上的四個輪轂電機4連接，並為輪轂電機4驅動車輪3轉動提供電力。在分布式電動汽車行駛過程中，整車控制器5根據檢測到的車輛狀態通過逆變器2向輪轂電機4發出控制指令，並由輪轂電機4向車輪3施加驅動扭矩，使車輪3轉動。由於分布式驅動電動汽車上沒有裝配離合器、變速器、傳動軸、軸間限滑差速器和輪間差速器等傳統的機械傳動總成，車輪之間也沒有剛性連接，且四個車輪依靠整車控制器直接向輪轂電機分配轉矩而獨立驅動，故當該分布式驅動電動汽車在對開路面上加速行駛時，一旦該對開路面的一側路面的附著係數過低，該電動汽車位於該低附著路面上的車輪易發生滑轉。如圖2所示，當車輪的滑轉率大於20%時，電動汽車進入滑轉非穩定區，導致車輪與路面之間附著係數降低，尤其是車輪與路面之間的橫向附著係數急劇下降，進而導致電動汽車發生橫擺，使電動汽車的行駛穩定性遭到破壞。
【發明內容】
[0004]為避免電動汽車在對開路面上行駛時，因對開路面的一側路面附著係數過低而導致電動汽車的車輪發生滑轉，電動汽車發生橫擺而不穩定，本發明提出一種分布式驅動電動汽車的控制方法，所述電動汽車的整車控制器採集所述電動汽車的車速V、四個車輪的轉速ω，並分別計算出所述四個車輪的滑轉率λ ；
[0005]當所述四個車輪中有車輪Wi發生滑轉，且該滑轉車輪Wi的滑轉率λ i大於滑轉控制目標值λ ^時，所述整車控制器採用PID閉環控制對所述滑轉車輪Wi的驅動轉矩進行調節，使所述滑轉車輪Wi的滑轉率λ i趨近所述滑轉控制目標值λ 0,並對該滑轉車輪Wi的同軸車輪Wi'的轉速ω/進行調節，使該同軸車輪Wi'的轉速ω/與所述滑轉車輪Wi的轉速ω i相等；
[0006]當所述四個車輪的滑轉率λ均不大於所述滑轉控制目標值λ。時，所述整車控制器根據駕駛員的駕駛要求採用相應的控制模式對所述電動汽車進行控制。
[0007]採用本發明控制方法對行駛在對開路面上的電動汽車進行穩定性控制時，通過PID閉環控制使電動汽車可能發生滑轉的車輪的滑轉率趨近與滑轉控制目標值，避免車輪發生嚴重滑轉，減少了電動汽車的無償能耗，減輕了車輪輪胎的磨損，避免電動汽車因產生的橫擺力矩過大而發生跑偏和/或側滑現象，從而提高了電動汽車在對開路面上的行駛穩定性。
[0008]優選地，所述PID閉環控制以所述滑轉控制目標值λ ^與所述滑轉車輪Wi的滑轉率λ i之間的偏差作為PID控制器的輸入，並以該PID控制器的輸出作為驅動所述滑轉車輪Wi的輪轂電機的電機負荷對驅動所述滑轉車輪Wi轉動的電機轉矩Ti進行調節。
[0009]優選地，所述滑轉控制目標值的取值範圍為0.15~0.2。進一步地，所述滑轉控制目標值為0.2。這樣，可使電動汽車的滑轉率處於穩定區內，避免電動汽車因滑轉控制目標值過高而導致行駛穩定性降低。
[0010]優選地，在對所述滑轉車輪Wi的同軸車輪W/的轉速ω/進行調節時，所述整車控制器對所述電動汽車的四個車輪的轉速ω及所述電動汽車的車速V進行實時採集，並實時計算出所述電動汽車的四個車輪的滑轉率入。
[0011]優選地，所述整車控制器通過車輪轉速傳感器採集所述電動汽車的四個車輪的轉速ω，並通過GPS採集所述電動汽車的車速V。這樣，整車控制器採集到的數據精度較高，進而提高其對電動汽車的控制精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為現有的分布式電動汽車的驅動系統示意圖；
[0013]圖2為附著係數與滑移率之間的關係示意圖；
[0014]圖3為本發明控制方法的流程圖；
[0015]圖4為PID控制器對單個滑轉輪的滑轉率進行調節的示意圖；
[0016]圖5為電動汽車在對開路面上行駛且未採用本發明控制方法對其進行控制時的仿真結果，其中，圖5(a)為電動汽車的發生滑轉的車輪的滑轉率的變化曲線；圖5(b)電動汽車的縱向車速變化的曲線；圖5(c)為電動汽車的橫擺力矩的變化曲線；
[0017]圖6為電動汽車在對開路面上行駛並採用本發明控制方法對其進行控制時的仿真結果，其中，圖6(a)為圖5(a)顯示的發生滑轉的車輪的滑轉率的變化曲線；圖6(b)為電動汽車的縱向車速變化的曲線；圖6(。)為電動汽車的橫擺力矩的變化曲線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合圖3和4對本發明分布式驅動電動汽車(以下簡稱為電動汽車)的控制方法進行詳細說明。
[0019]首先，由電動汽車上的整車控制器採集該電動汽車在對開路面上行駛時的車速V、電動汽車的四個車輪的轉速《，並根據式(I)分別計算得出電動汽車的四個車輪在行駛過程中的滑轉率入，
【權利要求】
1.一種分布式驅動電動汽車的控制方法，其特徵在於，所述電動汽車的整車控制器採集所述電動汽車的車速V、四個車輪的轉速ω，並分別計算出所述四個車輪的滑轉率λ ； 當所述四個車輪中有車輪Wi發生滑轉，且該滑轉車輪Wi的滑轉率λ i大於滑轉控制目標值λ 0時，所述整車控制器採用PID閉環控制對所述滑轉車輪Wi的驅動轉矩進行調節，使所述滑轉車輪Wi的滑轉率λ i趨近所述滑轉控制目標值λ 0,並對該滑轉車輪Wi的同軸車輪評/的轉速ω/進行調節，使該同軸車輪胃/的轉速Qi』與所述滑轉車輪Wi的轉速Coi相等； 當所述四個車輪的滑轉率λ均不大於所述滑轉控制目標值λ。時，所述整車控制器根據駕駛員的駕駛要求採用相應的控制模式對所述電動汽車進行控制。
2.根據權利要求1所述的分布式驅動電動汽車的控制方法，其特徵在於，所述PID閉環控制以所述滑轉控制目標值λ ^與所述滑轉車輪Wi的滑轉率λ i之間的偏差作為PID控制器的輸入，並以該PID控制器的輸出 作為驅動所述滑轉車輪Wi的輪轂電機的電機負荷對驅動所述滑轉車輪Wi轉動的電機轉矩Ti進行調節。
3.根據權利要求1或2所述的分布式驅動電動汽車的控制方法，其特徵在於，所述滑轉控制目標值λ ^的取值範圍為0.15~0.2。
4.根據權利要求3所述的分布式驅動電動汽車的控制方法，其特徵在於，所述滑轉控制目標值λ ^取值為0.2。
5.根據權利要求3所述的分布式驅動電動汽車的控制方法，其特徵在於，在對所述滑轉車輪Wi的同軸車輪W/的轉速ω/進行調節時，所述整車控制器對所述電動汽車的四個車輪的轉速ω及所述電動汽車的車速V進行實時採集，並實時計算出所述電動汽車的四個車輪的滑轉率入。
6.根據權利要求5所述的分布式驅動電動汽車的控制方法，其特徵在於，所述整車控制器通過車輪轉速傳感器採集所述電動汽車的四個車輪的轉速ω，並通過GPS採集所述電動汽車的車速V。
【文檔編號】B60L15/38GK104002699SQ201410225570
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】何洪文, 彭劍坤, 劉新磊 申請人:北京理工大學