[发明专利]一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法，该系统包括电机控制器、电机力矩分配器、实测传感器单元、非线性路面估计单元、防滑控制选择性接入单元和驱动防滑控制单元，非线性路面估计单元用于获取每个车轮的路面峰值附着系数，驱动防滑控制单元根据非线性路面估计单元获取的车轮的路面峰值附着系数以及实测传感器单元的实测数据进行防滑控制输出控制力矩，防滑控制选择性接入单元根据驱动防滑控制单元输出控制力矩、电机力矩分配器的分配力矩以及实测传感器单元的实测数据进行逻辑判断进而输出控制力矩或分配力矩至电机控制器，电机控制器控制4个驱动电机运动。与现有技术相比，本发明控制精确性高，防滑效果好。

技术领域

本发明涉及一种分布式驱动电动汽车防滑控制系统及方法，尤其是涉及一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法。

背景技术

分布式驱动电动汽车采用轮边电机或轮毂电机驱动，不需要传统内燃机汽车的离合器、变速器、主减速器及差速器等部件，从而简化了整车结构，提高了传动效率。同时通过电机控制器能较精确地获取当前的电机输出的转速及力矩，并且电机的响应时间一般在毫秒级。汽车在起步或者加速阶段驱动轮的过度滑转是由于驱动扭矩超出了轮胎与地面间的附着极限，过度滑转使轮胎磨损，驱动效率降低，侧向稳定性降低。因此，为了避免在行驶过程中过大的滑移率，需要采取合理的控制方法来减小驱动轮上的驱动力矩，从而将滑动率控制在一个最佳范围内。

驱动防滑控制现阶段的方法有逻辑门限值控制、PID控制、模糊控制、最优控制、神经网络控制、滑模变结构控制等各种控制策略，各有其优缺点。

(1)逻辑门限值控制不涉及被控系统的具体数学模型，便于实现对非线性系统的控制，但是它的控制逻辑比较复杂，波动较大。

(2)PID控制可以将滑转率控制到设定值，但是要求在不同路面上的设置不同参数，因此也就需要PID控制可以实现在线自适应调整。

(3)模糊控制通过模糊推理，进行判断决策，达到控制效果。但是该方法模糊控制规则的建立较为困难，调试难度也大。

(4)最优控制按照最优原理来求解驱动防滑控制系统的最优指标，其效果依赖于系统的数学模型精度，在实际应用中较难实现。

(5)滑模变结构控制使得系统控制变量的相轨迹可以沿切换线滑向控制目标，这种控制方法具有较强的鲁棒性，但是在滑模面附近，控制力矩会产生高频抖动。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种分布式驱动电动汽车路面自适应防滑控制系统，该系统包括电机控制器和电机力矩分配器，所述的电机控制器设置4个分别连接对应4个车轮的驱动电机，该系统还包括实测传感器单元、非线性路面估计单元、防滑控制选择性接入单元和驱动防滑控制单元，所述的实测传感器单元连接非线性路面估计单元和驱动防滑控制单元，所述的非线性路面估计单元用于获取每个车轮的路面峰值附着系数，所述的非线性路面估计单元连接驱动防滑控制单元，所述的驱动防滑控制单元用于获取4个驱动电机的控制力矩，所述的防滑控制选择性接入单元设置在驱动防滑控制单元和电机控制器之间，所述的防滑控制选择性接入单元还连接电机力矩分配器和实测传感器单元；

驱动防滑控制单元根据非线性路面估计单元获取的车轮的路面峰值附着系数以及实测传感器单元的实测数据进行防滑控制输出控制力矩，防滑控制选择性接入单元根据驱动防滑控制单元输出控制力矩、电机力矩分配器的分配力矩以及实测传感器单元的实测数据进行逻辑判断进而输出控制力矩或分配力矩至电机控制器，电机控制器控制4个驱动电机运动。