[发明专利]一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法

权利要求书

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s_{opt_ij}

(1.1)、计算电动汽车驱动过程中的车轮实时滑移率s_ij；

其中，ω_ij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、右后轮；

(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u_ij；

其中，T_ij为车轮的驱动力，J为车轮的转动惯量，车轮角加速度，F_{z_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，l_f、l_r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s_ij，利用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u_{t_ij}；

其中，t＝1,2,3,4,5,6代表6种标准路面，C_{1_t}、C_{2_t}、C_{3_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x_t；

其中，ε为一个无穷接近于0的正数；

(1.5)、计算车轮最佳滑移率s_{opt_ij}；

其中，s_{opt_t}为标准路面下车轮最佳滑移率；

(2)、计算车轮期望轮速ω_{ref_ij}

(3)、利用PID控制器输出的补偿转矩T_{e_ij}进行车轮转速控制

将当前车轮转速ω_ij与车轮期望轮速ω_{ref_ij}作比较，如果车轮转速ω_ij大于车轮期望轮速ω_{ref_ij}，即ω_ij＞ω_{ref_ij}，则车轮发生打滑现象，利用PID控制器对车轮转速ω_ij与车轮期望轮速ω_{ref_ij}的差值e_ij进行控制，得到补偿转矩T_{e_ij}；

其中，k_{p_ij}为PID控制器的比例系数，k_{i_ij}为PID控制器的积分系数，k_{d_ij}为控制器的积分系数；

如果车轮转速小于或等于期望轮速，即ω_ij≤ω_{ref_ij}，则车轮不发生打滑现象，PID控制器输出补偿转矩T_{e_ij}＝0；

(4)、计算各电机的指令转矩T_{com_ij}

(4.1)、计算总指令转矩T_com；

其中，e为期望车速和实际车速之间的偏差，k_{p_v}、k_{i_v}、k_{d_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T_com平均分配到各个电机，得到各电机的指令转矩T_{com_ij}；

(5)、计算驱动转矩T_{d_ij}

在电动汽车的电机中，先将补偿转矩T_{e_ij}与指令转矩T_{com_ij}求和，得到限幅模块的输入转矩再通过限幅模块进行限幅处理，得到电机的驱动转矩T_{d_ij}；

其中，T_max为轮毂电机最大输出转矩；

最后将驱动转矩T_{d_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，k_{p_ij}为PID控制器的比例系数，k_{i_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传递函数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：

JTs³+Js²+k_{p_ij}s+k_{i_ij}＝0 (15)

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k_{p_ij}和积分参数k_{i_ij}的取值应该满足：