一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，包括：步骤一、根据优化目标函数确定第一主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第一主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；步骤二、将驱动车轮的实际滑转率与目标滑转率进行对比；当所述实际滑转率不小于所述目标滑转率时，确定车轮的第二主动驱动防滑控制转矩和车轮的被动驱动防滑控制转矩；以及当所述实际滑转率小于所述目标滑转率时，重复进行步骤一；步骤三、根据所述第二主动驱动防滑控制转矩及所述被动驱动防滑控制转矩，得到第三主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第三主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法
本专利技术属于电动轮驱动车辆车轮转矩控制
，特别涉及一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法。
技术介绍
随着传统内燃机车辆的保有量增加，石油资源在大量被消耗的同时，也造成了严重的环境污染。而电动汽车的诞生能较好地缓解以上两方面的问题。电动轮驱动车辆作为电动汽车的一种，其每个驱动电机驱动一个车轮，可以实现各驱动车轮的转矩独立控制。由于驱动电机将动力系统、传动系统及制动系统集成在电机内部，省去了传统车辆的离合器、变速器等机械结构，使底盘布置更灵活，提高了整车空间利用率；提高了传动效率；同时，驱动车轮的独立可控性和电机的快速响应性，使底盘的电动化控制更容易，为未来汽车的控制智能化提供了条件。目前，电动轮驱动车辆的驱动防滑控制策略一般有两种：一种是主动驱动防滑控制策略，通过主动控制各驱动车轮滑转率，在车轮出现打滑前就开始控制车轮转矩，可以有效避免车轮打滑，提高车辆的稳定性裕度，但是该驱动防滑方法过度依赖车辆运动参数的识别，对处理器运算性能要求较高，工程实现难度较大；另一种是被动驱动防滑控制策略，可以在识别出车轮滑转后，对车轮滑转率被动控制，一般比较保守，虽然能有效抑制车轮打滑，但是牺牲了整车性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，本专利技术的主要目的是在驱动防滑诊断的条件下，通过主动驱动防滑控制与被动驱动防滑控制协同工作达到驱动防滑的效果，在保证车辆在稳态行驶工况不会出现车轮过度滑转的前提下，当驱动车轮突然打滑时，能够快速有效地控制驱动车轮滑转率，并且能够保证整车的综合性能。本方法提供了一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，本专利技术还有一个目的是在主动驱动防滑控制中，考虑到车辆运行状态变化时电机转矩的剧烈波动，将电机转矩波动控制纳入在线加权优化函数中，进而能够抑制每个控制周期电机转矩波动的大小，减小对电机寿命的影响，改善车辆行驶的稳定性。本专利技术提供的技术方案为：一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，包括：步骤一、根据优化目标函数确定第一主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第一主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；步骤二、将驱动车轮的实际滑转率与目标滑转率进行对比；当所述实际滑转率不小于所述目标滑转率时，确定车轮的第二主动驱动防滑控制转矩和车轮的被动驱动防滑控制转矩；以及当所述实际滑转率小于所述目标滑转率时，重复进行步骤一；步骤三、根据所述第二主动驱动防滑控制转矩及所述被动驱动防滑控制转矩，得到第三主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第三主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；其中，所述优化目标函数为：约束条件为：式中，Cp(Tmi)为电驱动系统功率损失函数；Ct(Tmi)表示轮胎滑移能量损失，σt为轮胎滑移能耗控制权重系数；Cω(Tmi)表示各车轮的附加横摆力偶矩和需求横摆力偶矩的差值，σω为横摆角速度控制权重系数；Cv(Tmi)为电机转矩波动函数，Td为总驱动需求力矩，四个车轮对应的驱动力矩之和，Tmimax为电机当前的最大输出转矩，α1、α2为加权因子。优选的是，通过对起始点两侧30Nm区间进行函数曲线拟合得到电驱动系统功率损失函数Cp(Tmi)，其中，Cp(Tmi)＝p4Tmi4+p3Tmi3+p2Tmi2+p1Tmi+p0；式中，p0、p1、p2、p3、p4为拟合系数，Tmi为各驱动轮的转矩。优选的是，所述轮胎滑移能耗控制权重系数为：式中，ψ为定值权重系数；λi为各驱动车轮的实时滑转率；λtarget为目标滑转率。优选的是，所述目标滑转率为：λtarget＝ρ×λtarget1式中，ρ为车速修正因子，λtarget1为基本目标滑转率；其中，所述车速修正因子为：式中，v为车速。优选的是，采用模糊推理的方法得到所述横摆角速度权重系数σω，包括如下步骤：步骤1、将车速作为横摆角速度偏差率作为输入变量，将横摆角速度控制权重系数作为输出变量，并且所述输入变量和所述输出变量均选用三角形隶属度函数；其中，设定车速的变化范围为0-150km/h，模糊论域为[0,50,100]，3个模糊子集为：S、M、B；设定横摆角速度偏差率的变化范围为-0.1到0.1，模糊论域为[-6,-4,-2,0,2,4,6]，7个模糊子集为：NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB；设定横摆角速度控制权重系数的变化范围为0到2，模糊论域为[0,2,4,6]4个模糊子集为：ZE、PS、PM、PB；步骤2、制定模糊控制规则，包括：保证车辆稳定性行驶的前提下，允许出现横摆角速度跟随偏差；车速为高速时，横摆角速度控制权重系数不为零；步骤3、采用加权平均法解模糊化，得到所述横摆角速度权重系数σω。优选的是，横摆角速度控制权重系数的基本论域和模糊论域对应关系为：式中，xw1是模糊论域中的横摆角速度控制权重系数；yw1是基本论域中横摆角速度控制权重系数。优选的是，所述电机转矩波动函数为：式中，Tmi(k-1)为上一控制周期电机转矩；Tmi(k)为当前控制周期电机转矩。优选的是，在所述步骤二中，确定车轮的被动驱动防滑控制转矩的方法为：Tei＝ΔTei+Tθi；式中，Tθi为初始需求转矩，ΔTei为补偿转矩。优选的是，在所述步骤二中，采用PID控制器对车轮进行控制得到补偿转矩ΔTei，式中，ωi为车轮实际转速，ωtarget为车轮期望转速，ei为车轮实际转速ωi与车轮期望转速ωtarget的差值；kp为PID控制器的比例系数，ki为PID控制器的积分系数，kd为控制器的微分系数。优选的是，在所述步骤三中，得到第三主动驱动防滑控制转矩的方法包括如下步骤：步骤a、根据车轮的第二主动驱动防滑控制转矩，以及车轮的被动驱动防滑控制转矩判断处于划转状态的车轮的个数；步骤b、基于三自由度车轮动力学模型，求解得到所述第三主动驱动防滑控制转矩。本专利技术的有益效果是：(1)本方法提供的适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，采用多层驱动防滑控制，可以根据驱动轮的滑转状态进行相应的驱动防滑模块的选择，相比于单层驱动防滑控制，多层驱动防滑控制工作更加可靠，当车辆突然出现打滑时，可以更加迅速的控制车轮滑转；在驱动防滑控制的同时，保证了整车的综合性能。(2)本方法提供的适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，在驱动力在线优化模块中，考虑到车辆运行状态变化时电机转矩的剧烈波动，将电机转矩波动控制纳入在线加权优化函数中，进而能够抑制每个控制周期电机转矩波动的大小，减小对电机寿命的影响，改善车辆行驶的稳定性。附图说明图1为本专利技术所述的电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法的控制主流程图。图2为本专利技术所述的电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法的目标滑转率的计算流程图。图3为本专利技术所述的电动轮驱动车轮的多层驱动防滑控制方法的车速隶属度函数图。图4为本专利技术所述的电动轮驱动车轮的多层驱动防滑控制方法的横摆角速度偏差率隶属度函数图。图5为本专利技术所述的电动轮驱动车轮的多层驱动防滑控制方法的横摆角速度控制权重系数隶属度函数图。图6为本专利技术所述的电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法的驱动防滑判断模块的工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据优化目标函数确定第一主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第一主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；步骤二、将驱动车轮的实际滑转率与目标滑转率进行对比；当所述实际滑转率不小于所述目标滑转率时，确定车轮的第二主动驱动防滑控制转矩和车轮的被动驱动防滑控制转矩；以及当所述实际滑转率小于所述目标滑转率时，重复进行步骤一；步骤三、根据所述第二主动驱动防滑控制转矩及所述被动驱动防滑控制转矩，得到第三主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第三主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；其中，所述优化目标函数为：

【技术特征摘要】
1.一种适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据优化目标函数确定第一主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第一主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；步骤二、将驱动车轮的实际滑转率与目标滑转率进行对比；当所述实际滑转率不小于所述目标滑转率时，确定车轮的第二主动驱动防滑控制转矩和车轮的被动驱动防滑控制转矩；以及当所述实际滑转率小于所述目标滑转率时，重复进行步骤一；步骤三、根据所述第二主动驱动防滑控制转矩及所述被动驱动防滑控制转矩，得到第三主动驱动防滑控制转矩，并且根据所述第三主动驱动防滑控制转矩进行车轮转矩分配；其中，所述优化目标函数为：约束条件为：式中，Cp(Tmi)为电驱动系统功率损失函数；Ct(Tmi)表示轮胎滑移能量损失，σt为轮胎滑移能耗控制权重系数；Cω(Tmi)表示各车轮的附加横摆力偶矩和需求横摆力偶矩的差值，σω为横摆角速度控制权重系数；Cv(Tmi)为电机转矩波动函数，Td为总驱动需求力矩，四个车轮对应的驱动力矩之和，Tmimax为电机当前的最大输出转矩，α1、α2为加权因子。2.根据权利要求1所述的适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，其特征在于，通过对起始点两侧30Nm区间进行函数曲线拟合得到电驱动系统功率损失函数Cp(Tmi)，其中，Cp(Tmi)＝p4Tmi4+p3Tmi3+p2Tmi2+p1Tmi+p0；式中，p0、p1、p2、p3、p4为拟合系数，Tmi为各驱动轮的转矩。3.根据权利要求2所述的适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，其特征在于，所述轮胎滑移能耗控制权重系数为：式中，ψ为定值权重系数；λi为各驱动车轮的实时滑转率；λtarget为目标滑转率。4.根据权利要求3所述的适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，其特征在于，所述目标滑转率为：λtarget＝ρ×λtarget1式中，ρ为车速修正因子，λtarget1为基本目标滑转率；其中，所述车速修正因子为：式中，v为车速。5.根据权利要求4所述的适用于电动轮驱动车辆的多层驱动防滑控制方法，其特征在于，采用模糊推理的方法得到所述横摆角速度权重系数σω，包括如下步骤：步骤1、将车速作为横摆角速度偏差率作为输入变量，将横摆角速度控制权重系数作为输出变量，并且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，于田雨，王宪东，颜庭旭，倪健土，郭德东，王凯，刘培祥，罗正，杨斌，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22