[发明专利]一种分布式四驱扭矩控制方法

权利要求书

1.一种分布式四驱扭矩控制方法，其特征在于，包括：

S1，获取车辆当前参数；

所述车辆当前参数包括车辆纵向加速度、车辆侧向加速度、加速踏板开度、制动踏板开度、方向盘转角、横摆角速度、轮速和当前驾驶员选择的车辆操作模式；

S2，根据所述车辆纵向加速度、所述车辆侧向加速度、所述方向盘转角、所述横摆角速度和所述轮速，计算参考车速、车辆加速度、路面附着系数和道路坡度；

S3，根据所述路面附着系数、所述车辆加速度、所述参考车速和所述方向盘转角，计算行驶稳定因子；

S4，根据所述加速踏板开度、所述制动踏板开度、所述参考车速、所述方向盘转角和当前的所述车辆操作模式选择车辆工作模式；

所述车辆工作模式分为三种，分别为运动工作模式、经济工作模式、制动工作模式；

S5，当车辆处于所述运动工作模式、所述经济工作模式和所述制动工作模式的任一所述车辆工作模式时，计算四个电机扭矩，实现分布式四驱扭矩控制，具体计算过程为：

(S51)当电动汽车的当前所述车辆工作模式为所述运动工作模式时，对车辆前后轴荷进行动力学分析，考虑车辆加速阻力和坡度阻力，忽略掉空气阻力、轮胎滚动阻力偶矩、旋转惯量，前后轴的轴荷计算简化为：

式中,F_zf，F_zr—前轴和后轴的垂向力，m—整车质量，g—重力加速度，h_g—车辆质心高度,a_x—车辆纵向加速度，θ—坡度角，a—前轴到车辆质心距离，b—后轴到车辆质心距离，L＝a+b表示车辆的轴距；

前轴和后轴的路面利用附着系数分别为：

式中，μ_f和μ_r分别为前轴和后轴的路面利用附着系数，F_xf为前轴的纵向轮胎力，F_xr为后轴的纵向轮胎力；

设前轴和后轴的路面利用附着系数相等，有：

假设所述运动工作模式下的轴间扭矩分配系数λ₁为：

忽略车轮滚动阻力偶矩，前后和后轴的电机驱动扭矩T_f、T_r，与前轴和后轴的纵向载荷F_xf、F_xr的关系为：

式中，r_f—前轴的轮胎半径，r_r—后轴的轮胎半径，J_f—前轴的转动惯量，J_r—后轴的转动惯量，—前轴的加速度，—后轴的加速度；

假设车辆处于匀速或加速稳定状态，忽略前后轴转动惯量所产生的惯性力，则有：

T_r＝r_rF_xr

T_f＝r_fF_xf

由此，轴间扭矩分配系数λ₁表示为：

令tanθ＝i,cosθ＝1，则有，

根据上述公式，通过道路坡度i和车辆加速度a_x，获取轴间扭矩分配系数λ₁，之后对同轴的左右电机进行平均分配；

(S52)当电动汽车的当前所述车辆工作模式为所述经济工作模式时，驱动系统实时功率计算如下式所示：

T_r＝λ₂·T_a

T_f＝(1-λ₂)·T_a

P_all＝P_f+P_r

式中，T_a表示驾驶员需求扭矩，T_f表示前轴电机驱动扭矩，T_r表示后轴电机驱动扭矩，λ₂表示经济工作模式下的轴间扭矩分配系数，n表示电机转速，η_f、η_r分别表示前后轴电机的工作效率，P_f，P_r分别表示前后轴电机的输出功率，P_all表示前后轴电机总的输出功率，根据上式得到驱动系统实时功率的最优控制方程如下：

同时前后轴的分配扭矩需要受到总成可用能力的限制：

λ₂·T_a≤T_maxr

(1-λ₂)·T_a≤T_maxf

式中，T_maxr表示后轴电机总可用扭矩，T_maxf表示前轴电机总可用扭矩；

根据车辆当前的驾驶员需求扭矩和参考车速，结合前后轴电机的工作效率，离线计算驱动系统实时功率最优的扭矩分配表，使整车当前驱动系统的功率损失最小，进而计算得到不同参考车速和前后轴电机驱动扭矩状态下的最优轴间扭矩分配系数；

(S53)当电动汽车的当前所述车辆工作模式为所述制动工作模式时，所述制动工作模式下的轴间扭矩分配系数λ_rear受下式限制，实现制动力分配在前轴：

λ_rear＝min(0.5，λ₂)。