[发明专利]四轮驱动电动汽车电子差速控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种四轮驱动电动汽车电子差速控制方法，包括：根据车轮转角和轮胎侧偏角分别计算两前轮转向半径和两后轮转向半径；根据参考车速和得到的两前轮转向半径和两后轮转向半径分别计算四个车轮的目标轮速；实时监控四轮实际轮速和目标轮速的差异，通过乘以预设的扭矩修正比例系数确定各轮输出修正反馈扭矩，对输出扭矩进行修正；将内侧驱动轮减去扭矩差，外侧驱动轮加上扭矩差，同时各自加上基于目标轮速修正的反馈扭矩，得到前后轴内外侧驱动轮实际转矩。适用于四轮独立驱动电动汽车，每个驱动轮转向半径和目标扭矩独立计算，能进行快速和精准的扭矩控制，引入轮胎侧偏角参与计算，提高了精度。

技术领域

本发明涉及电动汽车的电子差速控制方法，具体地涉及一种四轮驱动电动汽车电子差速控制方法及系统。

背景技术

随着日益严峻的环保形势，我国正在大力扶持新能源汽车产业的发展，其中采用轮毂电机作为动力源的新能源汽车，因其具有扭矩输出平稳、动力传递链程短、能量利用率高、可控自由度多，结构布置紧凑，使其在安全、舒适、动力、节能、环保等诸多方面有着独特的优势。

装有轮毂电机的新能源车辆取消了离合器、变速箱、半轴和差速器等传统传动部件，大大降低了底盘结构的复杂度，也降低了制造成本。然而由于取消了差速器，车辆在转向时内外侧驱动轮轮速无法满足理论速差，导致车辆在转向过程中出现转向困难，特别是现代汽车为了迎合国人的喜好，喜欢将轴距拉长，车身和轮距加宽，随着车速越高，转向角度越大，转向不足的趋势就会愈发明显。

目前很多以轮毂电机作为动力源的驱动控制方法，大多是直接由当前参考车速和电子油门开度查表得到的总需求扭矩平均分配给各驱动轮，这种控制方法在车辆转向时内侧车轮易产生滑转趋势，外侧车轮易产生拖滞趋势，轮胎由滚动摩擦夹杂着部分滑动摩擦，致使内外侧轮胎造成过度磨损。同时由于摩擦阻力的增大，会降低轮胎的抓地力，增加车辆侧滑的风险，不必要的摩擦阻力矩也增加了电机的功耗，降低了能源利用率，削减了行驶里程，一定程度上影响了整车行驶经济性。

根据阿克曼转向几何学原理，可以知道车辆在转弯时，内外侧车轮行驶的距离不同，但两者行驶的时间却相同，因此为了保证轮胎始终处于纯滚动状态，则内外侧车轮必定存在轮速差。传统内燃机或集中式动力驱动车辆使用机械差速器来完成内外侧驱动轮的差速，而在四轮独立驱动的电动汽车中，由于使用四台轮毂电机直接驱动四个车轮，因此取消了机械差速器。但是势必会存在车辆转向差速问题，车辆转向性能差，轮胎磨损高等问题。

中国专利文献CN 108177693 A公开了一种轮毂驱动电动汽车的电子差速控制系统，电子差速控制器包括Ackerman转向模型计算模块和PID神经元网络PIDNN控制模块Ackerman转向模型计算模块根据角度传感器所测得的车辆转向角δ和油门位置传感器所测得的车辆目标行驶速度vc，计算得到车辆转向行驶时内、外侧驱动轮目标速度分别为v1、v2；驱动轮实际转速检测模块通过检测轮毂电机霍尔信号计算得到内、外侧驱动轮实际速度分别为v1′、v2′；将内、外侧驱动轮实际速度与目标速度的偏差分别作为PIDNN控制模块的输入，计算得到各驱动轮PWM调速信号，并通过电机驱动器完成对驱动轮转速的闭环控制，使驱动轮实际速度跟随目标速度，实现差速控制。该方法是针对前轮转向、两后轮采用轮毂电机独立驱动的电动汽车，不能适用于四轮独立驱动的电动汽车，并且无法进行快速和精准的扭矩控制。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种四轮驱动电动汽车电子差速控制方法及系统，适用于四轮独立驱动电动汽车，每个驱动轮转向半径和目标扭矩独立计算，能进行快速和精准的扭矩控制，引入轮胎侧偏角参与计算，提高了精度。

本发明的技术方案是：

一种四轮驱动电动汽车电子差速控制方法，包括以下步骤：

S01：根据车轮转角和轮胎侧偏角分别计算两前轮转向半径和两后轮转向半径；

S02：根据参考车速和得到的两前轮转向半径和两后轮转向半径分别计算四个车轮的目标轮速；