[发明专利]用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统，它的驱动力矩决策模块计算得到控制横摆力矩；力矩优化模块中依据驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩按照前后轴载荷分配原则动态分配给车辆前后轴，并将前后轴分配力矩以及差扭横摆力矩分配至四个驱动车轮；滑转控制模块中根据驾驶员的驾驶意图信息制定车辆在单轮滑转、同侧滑转、同轴滑转、多轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑，通过分配横摆力矩使滑转的车轮不滑转。本发明能提高车辆稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及轮毂电机汽车整车控制技术领域，具体地指一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统和方法。

背景技术

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，相对于传统的集中式驱动的内燃发动机或电动机，轮毂电机采取分布式驱动，将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内，省略了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件。因此将纯电动汽车的机械部分大大简化。搭载轮毂电机的纯电动汽车具有四轮独立控制、轮毂电机转矩易于测量的特点，利用轮毂电机力矩、转速等精确、易获取的特点，可以获得比传统汽车更多的车辆运动信息，用来估计车辆状态和环境参数，进而为整车动力学控制提供有力的支持。

当四轮轮毂电机驱动纯电动汽车在低附着路面上行驶时候，车轮容易出现滑移，一旦发生滑移，汽车动力性与侧向稳定性将迅速变差，严重时会导致车辆侧偏甚至翻转，进而威胁驾乘人员的人身安全。如何提供一种提升四轮轮毂电机驱动电动汽车操纵稳定性的驱动防滑控制策略，已经成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统和方法，利用轮毂电机扭矩精确可控的优势实现单轮层面的防滑控制，本发明能提高车辆稳定性和安全性。

为实现此目的，本发明所设计的一种用于提升四轮轮毂电机驱动操纵稳定性的系统，它包括驱动力矩决策模块、力矩优化模块和滑转控制模块，所述驱动力矩决策模块中整车控制器根据采集到的驾驶员油门踏板输入、制动踏板输入、档位输入、方向盘转角输入、车速、动力电池电压值、动力电池电流值、四轮轮毂电机扭矩、四轮轮毂电机转速进行逻辑运算，识别出驾驶员的驾驶意图信息，驾驶意图信息包括车辆加速信息、车辆减速信息和车辆转弯信息，并计算出驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩T_req；

所述力矩优化模块中依据驾驶员期望的四轮轮毂电机总目标转矩T_req按照前后轴载荷分配原则动态分配给车辆前后轴，并将前后轴分配力矩分配至四个驱动车轮；

所述滑转控制模块中根据路面和车轮模型识别出最优滑转率与车辆实际滑转率的差值作为驱动滑转控制力矩控制量，通过PID控制器计算得到驱动滑转控制力矩，之后进入驱动防滑介入/退出判断，再根据驾驶员的驾驶意图信息制定车辆在单轮滑转、同侧滑转、同轴滑转、多轮滑转工况下滑转力矩动态补偿控制逻辑使滑转的车轮不滑转。

本发明提出了一种基于路面识别的四轮轮毂电机纯电动汽车驱动防滑控制新方法，旨在提高车辆稳定性和安全性，具体技术内容如下：

汽车行驶在路面上，地面提供给汽车的切向力受路面附着的限制存在最大值，将最大切向力定义为附着力。为防止车轮滑转，要求汽车提供给车轮的驱动扭矩产生的地面切向反作用力不能大于附着力，这是汽车驱动行驶的附着条件。当驱动力超过了附着条件限制的最大值时车轮将会发生滑转。