[发明专利]一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法

摘要

本发明公开了一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法，通过路面识别算法实时的计算出车轮的最佳滑移率，并由车轮的最佳滑移率计算出车轮的期望转速。然后，根据车轮的状态，计算出车轮的补偿转矩；其中，如果车轮打滑，以车轮期望轮速为控制目标，通过车轮轮速的PID控制器计算出补偿转矩，如果，车轮不打滑，补偿转矩为零；同时，车速控制以期望车速为控制目标，根据车速控制器计算出电机的指令转矩；最后，将前面所述的补偿转矩和指令转矩相加并输入电机实现四轮轮毂电动汽车的驱动防滑控制。

主权项

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}$\[ {\mathrm{\ω}}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{ij}}=\frac{v}{r(1\−s_{\mathrm{opt}\_\mathrm{ij}})}\text{\ }\text{\ }\left(7\right) \]$(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。