[发明专利]多信号融合的轮毂电机汽车转矩分配试验系统及前瞻控制方法

说明书

本发明涉及多信号融合的轮毂电机汽车转矩分配试验系统及前瞻控制方法。本发明包括轮毂电机汽车，转矩分配控制器，路况模拟带，负载电机，数据采集系统，路况模拟平台。试验时，路况模拟带装载在路况模拟平台上，由负载电机带动，轮毂电机汽车放在路况模拟平台上，转矩分配控制器与轮毂电机的控制器相连，由数据采集系统测得状态信号传到上位机进行监测，上位机调整负载电机，模拟行驶阻力。本发明的车辆转矩分配控制器中预置了前瞻控制方法，整车控制算法可修改，试验人员根据试验记录可完成对整车的控制策略进行测试和优化。本发明解决了控制算法仿真验证准确性低，试验车验证成本高的问题，降低了控制算法开发成本，测试功能全面。

技术领域

本发明涉及轮毂电机汽车领域，尤其涉及转矩分配算法试验系统及转矩分配控制方法。

背景技术

近年来，大气污染问题愈发严重，电动汽车作为使用清洁能源的交通工具有了长足发展。其中四轮毂电机驱动汽车由于底盘布置简单，控制方法灵活等明显技术优势得到了关注。

轮毂电机汽车四个驱动轮的转矩输出可以单独调节，区别于传统两驱和四驱汽车，因此传统车辆的主动安全控制算法无法直接用于轮毂电机汽车的控制，因此轮毂电机汽车控制算法的开发是轮毂电机汽车领域的难点之一。在控制算法开发流程中，控制算法的验证是至关重要的一步，传统的控制算法验证多采用仿真验证，或开放接口的试验车在试验场验证的方式。仿真验证成本低，但与实际车辆情况不完全一致，无法全面的验证车辆控制算法有效性，试验车验证虽然准确性高，但对于试验场地要求高，并且重复试验成本高。本发明设计的轮毂电机转矩分配试验系统其优点在于，通过室内台架式的试验系统验证转矩分配控制算法，解决了试验车试验成本高、场地要求高的问题，并且比仿真验证准确性高。同时，试验系统中预装有基于多信号融合的前瞻控制的车辆转矩分配方法，通过方法中的多信号融合模块得到准确、可抗干扰的当前车辆状态信息，并结合采集到的前方路面图像制定未来一段时间内的转矩分配方案，达到车辆前瞻控制效果，完成控制目标。

综上所述，本发明解决了轮毂电机汽车控制算法验证的问题，对于轮毂电机汽车控制算法的开发具有重要实际意义，能够在一定程度上增进轮毂电机汽车控制算法的发展。

发明内容

本发明通过提供基于多信号融合的轮毂电机汽车转矩分配试验系统，目的是解决现有车辆转矩分配算法验证中，仿真验证模型无法全面表征实际车辆，无法全面的验证车辆控制算法有效性，试验车验证场地要求高，试验成本高的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于多信号融合的轮毂电机转矩分配试验实验系统，它包括路况模拟平台、转矩分配控制器、轮毂电机汽车及其附件、路况模拟块、图像采集设备、数据采集系统、上位机、负载电机。所述路况模拟平台上为带有所述路况模拟块得路况模拟带，由所述负载电机带动，所述轮毂电机汽车放在路况模拟平台上，所述转矩分配控制器与轮毂电机的电机控制器进行通信，由所述数据采集系统测得车辆状态信号传给转矩分配控制器用于控制决策，并将车辆状态传到上位机进行监测，同时上位机根据试验工况设置调整负载电机转矩，模拟行驶阻力。

更进一步的，路况模拟平台上有四种类型的路况模拟块，分别用来模拟碎石路段、卵石路段、涉水路段、水泥路段四种类型的路面。

更进一步的，轮毂电机汽车车架上，开有安装固定铁块的槽位，通过加减铁块的数量，可以调整试验轮毂电机汽车的载荷，以适用于更多情况下的试验。

更进一步的，车辆控制器与电机控制器通过CAN总线相连，进行信息交互。电机控制器采用磁场定向控制(FOC)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)对所述永磁同步电机进行控制，电机控制器输入为200V直流电源，输出到永磁同步电机的为调制后的三相电流。

更进一步的，负载电机带动路况模拟带转动，方向与车辆前进方向相反。可确保轮毂电机汽车不滑下路况模拟装置的前提下，进行长时间的试验。