[发明专利]电动汽车动力传动系统控制方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车动力传动系统控制方法，包含一个模糊推理控制器、一个PID控制器、一个误差合成器；误差合成器有4个输入，分别为：电动机转子角速度误差、电动机轴角速度误差、减差总成角速度误差、半轴传动角速度误差，误差合成器将4个输入误差进行合成得到合成误差矢量；合成误差矢量为PID控制器的输入，合成误差矢量及合成误差矢量的变化率为模糊推理控制器的输入，模糊推理控制器根据合成误差矢量及合成误差矢量的变化率实时调节PID控制器的系数；PID控制器的输出为电动机的期望输出转矩。本发明充分利用模糊控制与PID控制二者的优点，保证了扭转振动抑制的效果，简单有效，具有很强的通用性。

技术领域

本发明属于汽车动力传动领域，具体涉及一种电动汽车动力传动系统控制方法。

背景技术

动力传动系统是电动汽车的核心部分，影响整车的综合性能。采用前置前驱的动力传动系统如图1所示，由电动机转子1、电动机轴2、减差总成3、左传动半轴4、右传动半轴5、左车轮6、右车轮7、左轮胎8、右轮胎9子模块组成。汽车动力传动系统是一个连续、具有无数自由度的有阻尼系统。驱动电动机1与减差总成3集成在一起，通过左右传动半轴驱动车轮，进而驱动车辆。

不考虑电磁效应的影响，只考虑电动机转子1在转动时的机械振动，其动力学方程为

(1)

式中，—电动机的输出转矩，—电动机轴2上的负载转矩，—电动机转子1的转动惯量，—电动机转子1的等效阻尼，—电动机转子1的扭转振动角速度和角加速度。

由于电动机轴2的刚度很大，转动惯量小，可以将其等效为一存在弱阻尼的无质量扭转弹簧。其动力学方程为

(2)

式中，—电动机轴2的等效扭转刚度，—电动机轴2的等效阻尼，—电动机转子1的扭转振动角位移， —电动机轴2的扭转振动角位移与角速度，变量上面的一个点“.”表示一阶导数，两个点“..”表示二阶导数，下同。

假设齿轮系统的传动轴与支承轴承都是刚性元件，则减差总成3的动力学方程为

(3)

式中，—主动齿轮的转动惯量，—从动齿轮的转动惯量，—从动齿轮的输出转矩，—电动机轴的扭转振动角加速度， —从动齿轮的扭转振动角位移、角速度与角加速度， —齿轮副啮合综合刚度，—齿轮副啮合等效阻尼，—主、从动齿轮的基圆半径。

将左传动半轴4与右传动半轴5视为分支对称机构，其动力学方程为

(4)

式中，—左传动半轴4的传递力矩，—右传动半轴5的传递力矩，—左传动半轴4的扭转振动角位移和角速度，—右传动半轴5的扭转振动角位移和角速度，—左传动半轴4、右传动半轴5各自的等效扭转刚度，—左传动半轴4、右传动半轴5各自的等效阻尼。

基于子午线轮胎的结构，左车轮6、右车轮7 、左轮胎8、左轮胎9的动力学方程为

(5)

(6)

(7)