一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車的控制領(lǐng)域。為解決現(xiàn)有的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在遇困后的脫困過程中，車輪易發(fā)生劇烈滑轉(zhuǎn)的問題，本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，沿直線行駛的電動(dòng)汽車上的整車控制器采集該電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角δ、車輪角速度ω和車速v，根據(jù)上述數(shù)據(jù)判斷電動(dòng)汽車是否遇困，未遇困時(shí)，整車控制器根據(jù)駕駛要求對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行控制；遇困時(shí)，整車控制器采用脫困控制策略進(jìn)行脫困處理，直至發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對(duì)應(yīng)的加速踏板開度小于或等于該車輪的車輪轉(zhuǎn)速為ωwollow時(shí)對(duì)應(yīng)的加速踏板開度，脫困完成，整車控制器根據(jù)駕駛要求對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。采用該控制方法可降低車輪的滑轉(zhuǎn)程度，減輕輪胎磨損，減少無(wú)償能量輸出，避免路面的惡劣程度加劇。
【專利說(shuō)明】—種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車的控制領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法。【背景技術(shù)】
[0002]面對(duì)全球范圍內(nèi)日益嚴(yán)峻的能源形勢(shì)和環(huán)保壓力，近年來(lái)，電動(dòng)汽車逐漸興起并成為汽車發(fā)展的一大趨勢(shì)。
[0003]如圖1所示，分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池I通過四個(gè)逆變器2與設(shè)置在四個(gè)車輪3上的四個(gè)輪轂電機(jī)4連接，并為輪轂電機(jī)4驅(qū)動(dòng)車輪3轉(zhuǎn)動(dòng)提供電力。在分布式電動(dòng)汽車行駛過程中，整車控制器5根據(jù)檢測(cè)到的車輛狀態(tài)通過逆變器2向輪轂電機(jī)4發(fā)出控制指令，并由輪轂電機(jī)4向車輪3施加驅(qū)動(dòng)扭矩，使車輪3轉(zhuǎn)動(dòng)。由于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車上沒有裝配離合器、變速器、傳動(dòng)軸、軸間限滑差速器和輪間差速器等傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)總成，車輪之間也沒有剛性連接，且四個(gè)車輪依靠整車控制器直接向輪轂電機(jī)分配轉(zhuǎn)矩而獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，故當(dāng)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在泥雪凹坑路面及交叉軸等惡劣路面上直線行駛時(shí)，尤其是在遇困后的脫困過程中，電動(dòng)汽車因?yàn)闆]有限滑差速器或差速器鎖止機(jī)構(gòu)，易導(dǎo)致該電動(dòng)汽車的某車輪發(fā)生劇烈滑轉(zhuǎn)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致路面惡劣程度加劇、汽車能量浪費(fèi)及輪胎磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有 的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在惡劣路面上尤其是在遇困后的脫困過程中，車輪易發(fā)生劇烈滑轉(zhuǎn)的問題，本發(fā)明提出一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，該控制方法包括如下步驟:
[0005]步驟一，所述電動(dòng)汽車沿直線行駛，該電動(dòng)汽車上的整車控制器采集所述電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角δ、車輪角速度ω和車速V，并判斷所述電動(dòng)汽車是否遇困，判斷條件為:
K[u]，
ω, ^ ω,.οηοη.[0006]其中，
[0007]33為正數(shù)，
[0008]Vs* 正數(shù)，
[0009]ω i為發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速，
[0010]COwq11ot為車輪轉(zhuǎn)速的滑轉(zhuǎn)門限值；
[0011]步驟二，當(dāng)所述電動(dòng)汽車未遇困時(shí)，所述整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對(duì)所述電動(dòng)汽車進(jìn)行控制；
[0012]當(dāng)所述電動(dòng)汽車遇困時(shí)，所述整車控制器使發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度Qi隨調(diào)節(jié)時(shí)間t增長(zhǎng)而呈線性減小，并使未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對(duì)應(yīng)的加速踏板開度Cij保持為該電動(dòng)汽車在良好路面上行駛時(shí)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度Qpedeal，直至發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度a i小于或等于該車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速為ω—時(shí)對(duì)應(yīng)的加速踏板開度a u，脫困完成，所述整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對(duì)所述電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。
[0013]采用該控制方法通過減小發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對(duì)應(yīng)的加速踏板開度來(lái)降低發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而降低該發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的滑轉(zhuǎn)率來(lái)對(duì)遇困電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理，降低了發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪的滑轉(zhuǎn)程度，減輕了發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪輪胎的磨損，減少了電動(dòng)汽車因車輪滑轉(zhuǎn)而輸出的無(wú)償能量，避免了路面的惡劣程度加劇。
[0014]優(yōu)選地，在所述步驟一中，所述整車控制器分別通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)角S，通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ω，通過車速傳感器采集該電動(dòng)汽車的車速V。
[0015]優(yōu)選地，在所述步驟一中，Ss的取值范圍為10°~15°，ω?1?Μ的取值為0.5r/s, Vs的取值為lm/s。
[0016]優(yōu)選地，在所述步驟二中，所述整車控制器對(duì)所述車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度a i進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，加速踏板調(diào)節(jié)因子的取值為0.1。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為現(xiàn) 有的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明控制方法的流程圖；
[0019]圖3為電動(dòng)汽車未采用脫困策略進(jìn)行脫困時(shí)，其前、后輪的轉(zhuǎn)矩在脫困過程中的變化曲線；
[0020]圖4為電動(dòng)汽車未采用脫困策略進(jìn)行脫困時(shí)，其前、后輪的車輪轉(zhuǎn)速在脫困過程中的變化曲線；
[0021]圖5為電動(dòng)汽車采用本發(fā)明控制方法進(jìn)行脫困時(shí)，其前、后輪的轉(zhuǎn)矩在脫困過程中的變化曲線；
[0022]圖6為電動(dòng)汽車采用本發(fā)明控制方法進(jìn)行脫困時(shí)，其前、后輪的車輪轉(zhuǎn)速在脫困過程中的變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0023]結(jié)合圖1和2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(以下簡(jiǎn)稱電動(dòng)汽車)的控制方法的具體實(shí)施步驟。
[0024]采集電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角、車輪轉(zhuǎn)速及車速，并判斷電動(dòng)汽車是否遇困并需要進(jìn)行脫困處理。
[0025]在電動(dòng)汽車沿直線行駛過程中，電動(dòng)汽車上的整車控制器通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器分別采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)角S，通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器分別采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ω，通過車速傳感器采集該電動(dòng)汽車的車速V。整車控制器根據(jù)式(I)所示的判斷條件判斷電動(dòng)汽車是否遇到困難，?-(?]
[0026]< V e [—ν、.，vJ(I)

— ^woI1m'
[0027]其中，
[0028]δ s為正數(shù)，且δ s的優(yōu)選取值范圍為10°~15°，
[0029]Vs為正數(shù),且Vs的優(yōu)選值為lm/s,
[0030]ω i為發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速，
[0031]Qwollow為車輪轉(zhuǎn)速的滑轉(zhuǎn)門限值，且ωνο11ον的優(yōu)選值為0.5r/s。
[0032]即當(dāng)車輪轉(zhuǎn)角δ處于一定的轉(zhuǎn)向范圍內(nèi)、車速V較低且有車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)(空轉(zhuǎn))時(shí)，即可認(rèn)為該電動(dòng)汽車在行駛過程中遇到困難，需要進(jìn)行脫困處理；否則，則可認(rèn)為該電動(dòng)汽車在行駛時(shí)未遇到困難，不需要對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理，整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。
[0033]根據(jù)需要，采用脫困控制策略對(duì)遇困的電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理。
[0034]由于電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪分別由四個(gè)輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，故車輪轉(zhuǎn)速ω與驅(qū)動(dòng)該車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)，而輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的大小由分配到該輪轂電機(jī)上的加速踏板開度α決定，故電動(dòng)汽車的整車控制器在對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理時(shí)，可通過對(duì)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度α的調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)車輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，在對(duì)發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速Oi進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，可直接對(duì)分配到驅(qū)動(dòng)該車輪Wi的輪轂電機(jī)上的加速踏板開度Oi進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)速的滑轉(zhuǎn)門限值ω —對(duì)應(yīng)的分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開 度為α ω，故，當(dāng)Cii > α ω時(shí)，即可認(rèn)為車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)，故本發(fā)明提出如式(2)所示脫困控制策略:
[(Xi — (Xjf) — k t
[0035]*^(2)
= apedeal
[0036]其中，
[0037]a i0為發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度α ,在進(jìn)行調(diào)節(jié)前的初始值，
[0038]ks為加速踏板調(diào)節(jié)因子，且ks的優(yōu)選值為0.1，
[0039]t為調(diào)節(jié)時(shí)間，
[0040]a j為未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對(duì)應(yīng)的加速踏板開度，
[0041]Cipedeal為電動(dòng)汽車在良好路面上直線行駛時(shí)，分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度。
[0042]整車控制器在使用式(2)所示的脫困控制策略對(duì)遇困的電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理時(shí)，使分配到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車上發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)上的加速踏板開度a i隨調(diào)節(jié)時(shí)間t的增長(zhǎng)呈線性減小，使分配到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車上未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)上的加速踏板開度a j保持為該電動(dòng)汽車在良好路面上行駛時(shí)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度Qpedeal，直至分配到驅(qū)動(dòng)發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi轉(zhuǎn)動(dòng)的輪轂電機(jī)上的加速踏板的開度a i減小到α ω或α ω以下，脫困完成。也就是說(shuō)，整車控制器在使用式(2)所示的脫困控制策略對(duì)遇困的電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困處理時(shí)，使電動(dòng)汽車上發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度a i隨調(diào)節(jié)時(shí)間t增長(zhǎng)而呈線性減小，并使未發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪對(duì)應(yīng)的加速踏板開度％保持為該電動(dòng)汽車在良好路面上行駛時(shí)分配到輪轂電機(jī)上的加速踏板開度apedeal，直至發(fā)生滑轉(zhuǎn)的車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度a i小于或等于該車輪Wi的車輪轉(zhuǎn)速為ω —時(shí)對(duì)應(yīng)的加速踏板開度α ω，脫困完成。
[0043]在脫困完成后，電動(dòng)汽車上的整車控制器根據(jù)駕駛員的駕駛要求采用相應(yīng)的整車控制模式對(duì)該所述電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。
[0044]由于分布在電動(dòng)汽車左右兩側(cè)的電機(jī)相同，且呈對(duì)稱設(shè)置，故采用ADAMS/view軟件建立電動(dòng)汽車的二分之一模型，并對(duì)該電動(dòng)汽車進(jìn)行脫困仿真。在建立電動(dòng)汽車的二分之一模型時(shí)，所使用的參數(shù)如表1所示。
[0045]表1
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，其特征在于，該控制方法包括如下步驟: 步驟一，所述電動(dòng)汽車沿直線行駛，該電動(dòng)汽車上的整車控制器采集所述電動(dòng)汽車的車輪轉(zhuǎn)角δ、車輪角速度ω和車速V，并判斷所述電動(dòng)汽車是否遇困，判斷條件為:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，其特征在于，在所述步驟一中，所述整車控制器分別通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)角δ，通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集該電動(dòng)汽車的四個(gè)車輪的車輪轉(zhuǎn)速ω，通過車速傳感器采集該電動(dòng)汽車的車速V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，其特征在于，在所述步驟一中，Ss的取值范圍為10°~15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，其特征在于，在所述步驟一中， ^ wollow
的取值為0.5r/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，其特征在于，在所述步驟一中，vs的取值為lm/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的控制方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述整車控制器對(duì)所述車輪Wi對(duì)應(yīng)的加速踏板開度a i進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，加速踏板調(diào)節(jié)因子的取值為0.1。
【文檔編號(hào)】B60L15/32GK103978912SQ201410226043
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】何洪文, 劉新磊, 孫曉坤 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)