基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制方法，获取左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的轮速，判断左前轮、右前轮的轮速差值是否小于或等于150r/min，是则取左前轮轮速w1作为前轮目标转速，否则取较小者为前轮目标转速；同理算出后轮目标转速M_Speed_R；二者比较得到整车的目标转速；分别将4个车轮的轮速与整车的目标转速对比，当判断该车轮有飞转的趋势，则降低发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令；当4个车轮的轮速均在合理范围内，则发送给各个轮毂电机控制器的力矩命令恢复为由驾驶员意图决定其大小的模式，保证行驶时的动力性要求。本发明专利技术通过逻辑判断调整输入轮毂电机的电机转矩、电机转速自适应调节以实现ASR控制，功率损耗小。

Drive and skid control system and method of pure electric vehicle based on hub motor

The invention provides a driving anti slip control method based on a hub motor for a pure electric vehicle, obtaining the speed of the left front wheel, right front wheel, left rear wheel and right rear wheel, judging whether the wheel speed difference between the left front wheel and the right front wheel is less than or equal to 150r/min, and the speed of the front wheel speed W1 is taken as the speed of the front wheel, otherwise the smaller one is taken as the front. The rotational speed of the wheel target is calculated, and the speed of the rear wheel target is calculated by the same reason. The speed of the target of the rear wheel is M_Speed_R. The two is compared to the target speed of the whole vehicle; the wheel speed of the 4 wheels is compared with the target speed of the whole vehicle respectively. When the wheel has the trend of flying, the torque command of the hub motor controller sent to the wheel is reduced. The wheel speed of the 4 wheels is all at the speed of the wheel. In a reasonable range, the torque command sent to each wheel hub motor controller is restored as the driver's intention to determine its size, so as to ensure the dynamic requirements of the driving. The invention adjusts the motor torque of the input hub motor and adjusts the motor speed adaptively by logic judgment to realize ASR control, and the power loss is small.

【技术实现步骤摘要】
基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统及方法
本专利技术属于纯电动汽车控制领域，具体涉及一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统及方法。
技术介绍
驱动防滑控制系统(AccelerationSkipRegulation，简称ASR)又称牵引力控制系统(TractionControlSystem,简称TCS)，是一项提高汽车安全性的主动安全技术，通过控制驱动车轮的换转率来改善车辆起步时的形式稳定性和牵引力通过性。传统车的驱动防滑控制主要通过两种方法防止车轮滑转：发动机转矩控制方式和制动控制方式。具体的实施方式：1、调节发动机的节气门开度、调节点火时间等来调节发动机的驱动转矩；2、通过制动踏板对滑转车轮实施主动制动；3、采用一些特殊的机械结构，比如防滑差速器、差速器锁等。在能源和环境的双重压力下，经济性更好并更加环保的新能源汽车快速发展起来。新能源汽车主要包括燃料电池电动汽车(FCEV)、混合动力汽车、氢能源动力汽车、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车各类型产品。其中轮毂电机车辆是纯电动汽车的一种，主要是将电机直接装在车轮内，形成轮毂电机驱动的电动车。传统汽车的动力主要是由发动机经过传动系统传到驱动轮上。与其不同的是，轮毂电机驱动电动汽车用的是电池作为电力源，然后通过轮毂电机(安装在车轮里)直接驱动车轮，进而实现汽车的行驶。这中轮毂电机驱动的好处就是省略了传动系统，其可直接控制电机进行驱动防滑的控制。在解决驱动防滑技术时，必须计算驱动轮的滑转率(式中：s—车轮滑转率，ω—驱动轮转角速度，u—车辆移动速度，r—车轮半径。)。由于轮毂电机车辆是四轮独立驱动，其难点就是车辆移动速度的估计。现有技术的驱动防滑系统和方法大部分用于传统车，在新能源轮毂电机车辆上应用较少。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统及方法，通过控制轮毂电机的转矩实现驱动防滑控制。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、目标转速的估计：分别实时获取左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的轮速，判断左前轮、右前轮的轮速差值是否小于或等于150r/min，若是，则取左前轮轮速w1作为前轮目标转速M_Speed_F，若否，则取左前轮轮速w1、右前轮轮速w2中较小者为前轮目标转速M_Speed_F；同理算出后轮目标转速M_Speed_R；若M_Speed_R减M_Speed_F大于150r/min，则取M_Speed_F坐位整车的目标转速，否则以M_Speed_R作为整车的目标转速；S2、车轮滑转判断及轮毂电机转矩控制：分别将4个车轮的轮速与整车的目标转速对比，当任一车轮的轮速减去整车的目标转速的差值超过200r/min时，判断该车轮有飞转的趋势，降低发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令；每隔一个报文收发周期判断一次，若该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值大于100r/min，则对发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令进行主动调节，直到该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值小于或等于100r/min；当4个车轮的轮速减去整车的目标转速的差值均在200r/min以内，则发送给各个轮毂电机控制器的力矩命令恢复为由驾驶员意图决定其大小的模式，保证行驶时的动力性要求。按上述方法，当车速大于60km/h的情况下，判断出有车轮有飞轮的趋势时，将发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令，同步调节发给该车轮同轴对侧的轮毂电机控制器。一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统，其特征在于：它包括动力系统和控制系统；其中，动力系统包括动力电池、BMS配电柜、电机控制器、轮毂电机和24V电源；动力电池通过BMS配电柜分成高压和低压部分，高压部分给电机控制器供电，进而给轮毂电机提供高压电；低压部分对24V电源充电，24V电源对整车控制器和电机控制器供电；控制系统包括用于轮速传感器、整车控制器和存储器；通过轮速传感器分别获得四个车轮的轮速，将轮速信号传给整车控制器，存储器中存有计算机程序供整车控制器调用，从而实现所述的基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制方法。本专利技术的有益效果为：通过逻辑判断调整输入轮毂电机的电机转矩、电机转速自适应调节以实现ASR控制，功率损耗小；反应快；成本低。附图说明图1为本专利技术一实施例的系统结构示意图。图2为本专利技术一实施例的控制逻辑图。图3(a)、(b)、(c)为本专利技术一实施例的控制效果图。具体实施方式下面结合具体实例和附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术提供一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统，如图1所示，它包括动力系统和控制系统；其中，动力系统包括动力电池、BMS配电柜、电机控制器、轮毂电机和24V电源；动力电池通过BMS配电柜分成高压和低压部分，高压部分给电机控制器供电，进而给轮毂电机提供高压电；低压部分对24V电源充电，24V电源对整车控制器和电机控制器供电；控制系统包括用于轮速传感器、整车控制器和存储器；通过轮速传感器分别获得四个车轮的轮速，将轮速信号传给整车控制器，存储器中存有计算机程序供整车控制器调用，从而实现基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制方法。电机控制器将转矩信号发送给轮毂电机，轮毂电机转速进行自适应变化，整车控制器实时调节轮毂电机输出力矩，进而不断调节轮毂电机转速，使各个车轮的滑转率维持在较为理想的范围内。在解决驱动防滑技术时，必须计算驱动轮的滑转率(式中：s—车轮滑转率，ω—驱动轮转角速度，u—车辆移动速度，r—车轮半径。)。由于轮毂电机车辆是四轮独立驱动，其难点就是车辆移动速度的估计。低速行驶时，测量车速精度不高、偏差较大，因而在低速行驶工况下本专利技术依据四个驱动轮的轮速估计出目标转速，及相应的车辆移动速度，然后将车轮的轮速和目标轮速比较，根据逻辑判断其是否滑转，并采用相应的转矩命令使轮毂电机转速进行自适应调节；高速行驶时，基于车辆行驶的稳定性、安全性，在判断出某个车轮滑转后，同轴对侧车轮也要进行相应的转矩控制，以防止车辆产生额外的横摆力矩，保证高速行车时的稳定性。本专利技术提供一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑(ASR)控制方法，如图2所示，它包括以下步骤：S1、目标转速的估计：分别实时获取左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的轮速，判断左前轮、右前轮的轮速差值是否小于或等于150r/min，若是，则取左前轮轮速w1作为前轮目标转速M_Speed_F，若否，则取左前轮轮速w1、右前轮轮速w2中较小者为前轮目标转速M_Speed_F；同理算出后轮目标转速M_Speed_R；若M_Speed_R减M_Speed_F大于150r/min，则取M_Speed_F坐位整车的目标转速，否则以M_Speed_R作为整车的目标转速。S2、车轮滑转判断及轮毂电机转矩控制：分别将4个车轮的轮速与整车的目标转速对比，当任一车轮的轮速减去整车的目标转速的差值超过200r/min时，判断该车轮有飞转的趋势，降低发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令；每隔一个报文收发周期判断一次，若该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值大于100r/min，则对发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、目标转速的估计：分别实时获取左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的轮速，判断左前轮、右前轮的轮速差值是否小于或等于150r/min，若是，则取左前轮轮速w1作为前轮目标转速M_Speed_F，若否，则取左前轮轮速w1、右前轮轮速w2中较小者为前轮目标转速M_Speed_F；同理算出后轮目标转速M_Speed_R；若M_Speed_R减M_Speed_F大于150r/min，则取M_Speed_F坐位整车的目标转速，否则以M_Speed_R作为整车的目标转速；S2、车轮滑转判断及轮毂电机转矩控制：分别将4个车轮的轮速与整车的目标转速对比，当任一车轮的轮速减去整车的目标转速的差值超过200r/min时，判断该车轮有飞转的趋势，降低发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令；每隔一个报文收发周期判断一次，若该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值大于100r/min，则对发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令进行主动调节，直到该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值小于或等于100r/min；当4个车轮的轮速减去整车的目标转速的差值均在200r/min以内，则发送给各个轮毂电机控制器的力矩命令恢复为由驾驶员意图决定其大小的模式，保证行驶时的动力性要求。...

【技术特征摘要】
1.一种基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、目标转速的估计：分别实时获取左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的轮速，判断左前轮、右前轮的轮速差值是否小于或等于150r/min，若是，则取左前轮轮速w1作为前轮目标转速M_Speed_F，若否，则取左前轮轮速w1、右前轮轮速w2中较小者为前轮目标转速M_Speed_F；同理算出后轮目标转速M_Speed_R；若M_Speed_R减M_Speed_F大于150r/min，则取M_Speed_F坐位整车的目标转速，否则以M_Speed_R作为整车的目标转速；S2、车轮滑转判断及轮毂电机转矩控制：分别将4个车轮的轮速与整车的目标转速对比，当任一车轮的轮速减去整车的目标转速的差值超过200r/min时，判断该车轮有飞转的趋势，降低发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令；每隔一个报文收发周期判断一次，若该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值大于100r/min，则对发送给该车轮的轮毂电机控制器的力矩命令进行主动调节，直到该车轮的轮速减去整车的目标转速的差值小于或等于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：付翔，邢爱娟，刘会康，刘道远，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42