[发明专利]一种用于电动轮汽车的矢量控制方法

说明书

本发明提出一种用于电动轮汽车的矢量控制方法，属于车辆动力学控制的领域。本发明用于电动轮汽车的驱动控制，所述电动轮汽车是指采用安装在汽车车轮轮毂内部(轮边)的电机直接驱动行驶的纯电动车辆；该方法基于矢量控制系统，其中矢量控制器作为矢量控制方法的硬件载体，具体包括：驱动转矩计算模块、横摆转矩计算模块、防滑转矩计算模块、协调转矩计算模块、电机状态管理模块、输出接口模块和输出接口模块。本发明设置多个逻辑独立的功能模块，系统兼容性高、可靠性强；本发明充分考虑多种影响因素，实现驱动功能控制与电机状态的同步管理，提高电动轮汽车的经济性与安全性。

技术领域

本发明属于车辆动力学控制领域，特别涉及一种用于电动轮汽车的矢量控制方法。

背景技术

随着能源问题矛盾日益突出，新能源汽车逐渐成为研究热点。电动轮汽车是指采用安装在汽车车轮轮毂内部(轮边)的电机直接驱动行驶的纯电动车辆，由于取消了传统的传动机构，同时电机具有响应快，高效工作区范围广及易于控制等特点，使得电动轮汽车相比其他驱动形式的车辆性能空间更大。

电动轮汽车的矢量控制系统作为新型动力总成结构，负责电动轮汽车的驱动功能控制与电机状态管理。例如本申请人已申报的名为“一种电动轮汽车矢量控制系统的网络拓扑结构”的中国专利(申请号201711200338.1)，涉及对电动轮汽车的矢量控制系统架构的详细描述。其中，矢量控制技术以矢量控制器为硬件载体，依据驾驶员操作(加速踏板、制动踏板、方向盘、档位)确定驾驶员意图，解析车辆总需求扭矩，结合车辆当前状态(车速，加速度，横摆角速度)、路面状态、轮毂电机与电池能力限制，考虑车辆动力学特征，对四个轮毂电机的转矩进行分配，提高电动轮汽车的经济性与安全性。

针对矢量控制方法，现有研究将电动轮汽车驱动控制划分为整车控制功能，未形成独立的硬件与功能模块，打乱整车控制器中的已有控制逻辑，造成整车控制逻辑中功能模块耦合性高，增加整车控制器的计算负担，降低了系统的兼容性与可靠性。并且，现有控制逻辑中未充分利用电机反馈的状态信息对电机进行动态管理，造成电机能力及使用寿命的损失。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提供一种用于电动轮汽车的矢量控制方法。所述电动轮汽车为采用安装在汽车车轮轮毂内部(轮边)的电机直接驱动行驶的纯电动车辆，本发明能提高电动轮汽车的综合性能。

为实现本发明目的，采用如下技术方案：

本发明提出的一种用于电动轮汽车的矢量控制方法，所述电动轮汽车为采用安装在汽车车轮轮毂内部(轮边)的电机直接驱动行驶的纯电动车辆，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

1)设置一包括有矢量控制器、整车控制器、加速踏板传感器、N个车轴和安装于各车轴两端的共计2N个轮毂驱动单元；各轮毂驱动单元结构相同，均分别由1个轮毂电机与1个轮毂电机控制器组成，对各个轮毂电机依次进行编号，记为i_j，其中，i代表该轮毂电机所在的车轴，i＝1，2，...，N，角标j用于表示轮毂电机与车轴的相对位置，j＝1时表示轮毂电机位于车辆左侧，j＝2时表示轮毂电机位于车辆右侧；矢量控制器包括驱动转矩计算模块、横摆转矩计算模块、防滑转矩计算模块、协调转矩计算模块、电机状态管理模块、输入接口模块和输出接口模块；

2)矢量控制器分别从整车控制器、各轮毂驱动单元和加速踏板传感器获取整车状态信息和电机状态信息，由输入接口模块整合为整车输入信息矢量C_vc，表达式如下：

C_vc＝{α_b，G_s，δ，P_dis，P_chr，a_x，a_y，ω_r，V_x，V_y}

各车轴轮毂电机状态输入信息矢量C_ci，表达式如下：