[发明专利]轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制系统，它包括车辆状态监测器、摩擦系数估计器、差扭横摆力矩决策模块、力矩控制分配器模块和力矩协调控制模块，其中，差扭横摆力矩决策模块用于根据驾驶员输入方向盘转角、车辆运动信息、路面附着系数、侧向轮胎力、纵向轮胎力通过建立运动学参数关系获得车辆差扭横摆力矩；力矩控制分配器模块用于根据四轮轮毂电机制动和驱动力矩需求、车辆运动信息、路面附着系数、轮胎参数信息、电池SOC值、差扭横摆力矩获得各车轮理想力矩分配值。本发明能提高车辆操纵稳定性，增加车辆转向灵敏度。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车控制技术领域，具体地指一种轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制系统及控制方法。

背景技术

轮毂电机技术和应用通过颠覆式创新改变传统汽车传动系统，在新能源汽车行业颇具前瞻性被广泛关注，并被认作是未来新能源汽车驱动技术的主流发展趋势，其产业化发展前景巨大，相对于传统的集中式驱动的内燃发动机或电动机，轮毂电机采取分布式驱动，将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内，省略了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件。轮毂电机驱动车辆的驱动执行器—轮毂电机在各自独立的车轮内，控制自由度与精确度大大提高。

扭矩矢量控制主要目的提高车辆操控性能，增加转向响应速度，减小转向的不稳定性以及提高过弯车速等。传统集中式驱动的内燃发动机或电动机汽车实现扭矩矢量控制需要借助扭矩矢量分配差速器实现，其结构复杂，自由度并不高。相对于传统机械传动汽车，轮毂四驱纯电动汽车因其车轮动力可单独控制，实现扭矩矢量控制更加灵活。为了提高车辆操纵稳定性，增加车辆转向灵敏度，如何提供一种轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制架构及控制方法，已经成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制系统，本发明能提高车辆操纵稳定性，增加车辆转向灵敏度。

为实现此目的，本发明所设计的一种轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制系统，其特征在于：它包括车辆状态监测器、摩擦系数估计器、差扭横摆力矩决策模块、力矩控制分配器模块和力矩协调控制模块，其中，车辆状态监测器用于根据驾驶员输入方向盘转角、轮胎参数信息和车辆动力部分状态信息，实时获得车辆运动信息；

摩擦系数估计器用于根据路面状况传感器获得路面附着系数；

差扭横摆力矩决策模块用于根据驾驶员输入方向盘转角、车辆运动信息、路面附着系数、侧向轮胎力、纵向轮胎力通过建立运动学参数关系获得车辆差扭横摆力矩；

力矩控制分配器模块用于根据四轮轮毂电机制动和驱动力矩需求、车辆运动信息、路面附着系数、轮胎参数信息、电池SOC值、差扭横摆力矩获得各车轮理想力矩分配值；

力矩协调控制模块用于根据各车轮理想力矩分配值、车辆运动信息、路面附着系数、轮胎参数信息作为电子稳定控制系统、制动防抱死系统、车身电子稳定系统触发介入的判断条件，当电子稳定控制系统、制动防抱死系统或车身电子稳定系统介入时轮毂四驱纯电动汽车扭矩矢量控制系统退出，通过介入的电子稳定控制系统、制动防抱死系统或车身电子稳定系统控制车辆。

本发明通过识别出驾驶员驾驶意图，包括驱动、制动、转向、换挡，利用轮毂电机快速响应的优势获得很好的动力性；转弯时利用轮毂电机单轮力矩可控优势，分配左右车轮驱动扭矩在汽车轮间形成差扭横摆扭矩，提高车辆操纵性；车轮发生滑转时通过分配单轮驱动扭矩将车轮的驱动扭矩产生的地面切向反作用力控制在小于地面附着力，提高车辆稳定性；考虑车辆当前允许的最大驱动扭矩和最大允许的电制动能量作为实际轮毂电机输出扭矩的限制条件，防止车辆功率出现过放情况，提高车辆安全性。