牵引力控制系统技术方案

用于具有由第一电动机驱动的第一车轮的车辆的牵引力控制系统，其中，第一电动机包括第一组线圈绕组，牵引力控制系统包括第一控制器和第二控制器，第一控制器布置成控制第一组线圈绕组中的电流，用于产生用于驱动第一车轮的驱动扭矩，第二控制器布置成基于第一车轮的第一滑移率值和车速来确定最大车轮速度，并且基于第一车轮的第二滑移率值和车速来确定最小车轮速度，其中第二控制器布置成将最大车轮速度值、最小车轮速度值以及与用于驱动第一车轮的驱动扭矩相对应的扭矩需求值传达给第一控制器，其中第一控制器布置成基于从第二控制器接收的最大车轮速度值、最小车轮速度值以及扭矩需求值控制第一组线圈绕组中的电流以产生驱动扭矩。

【技术实现步骤摘要】
牵引力控制系统
本专利技术涉及一种牵引力控制系统，尤其涉及一种用于具有由电动机驱动的车轮的车辆的牵引力控制系统。
技术介绍
牵引力控制系统旨在使车辆能够根据驾驶员的意图进行加速、减速或转弯，从而增强车辆的可控制性和可操纵性。所以，牵引力控制系统在现代车辆上变得无处不在，其中这些系统旨在调节每个车轮的速度，使得它们相对于车辆速度保持在适当的范围内。在现代车辆中，牵引力控制系统通常通过中央控制单元避免车轮过度打滑或滑动，该中央控制单元致动ABS阀和引擎扭矩传递系统以调节传递的扭矩。在这些系统中，扭矩致动发生在车辆引擎或位于中央的ABS歧管上，在此处产生的扭矩分别通过变速器/动力传动系统和制动液压管路传递到车轮。然而，对于集中执行扭矩致动的牵引力控制系统，由于扭矩的中央致动与经由车辆的车轮将产生的扭矩施加到路面之间的滞后，这些系统可能遭受性能限制。在电动车辆电动机的环境下，越来越流行的驱动设计是集成式轮内电动机设计，其中，电动机集成在车辆的车轮内，其中，通过使用轮内式电动机可以使扭矩致动功能性地向外移动到车轮本身。然而，在中央安装的牵引力控制单元(其调节扭矩需求以避免车辆的过度滑动或车轮的旋转)与轮内电动机之间的通信仍然会在牵引力控制系统性能上施加限制。改善这种情况是令人期望的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了根据所附权利要求的牵引力控制系统。本专利技术提供的优点是允许将牵引力控制系统分成在中央控制器上运行的慢速回路组件和在轮内电动机控制器上运行的快速控制回路，其中慢速回路组件为每个轮内电动机计算合适的速度极限，快速控制回路控制由轮内电动机产生的扭矩致动以将速度极限维持在慢速回路所计算的速度极限内。附图说明现在将参考附图通过示例的方式描述本专利技术，其中：图1示出了根据本专利技术实施例的并入有牵引力控制系统的车辆；图2示出了体现本专利技术的电动机的分解图；图3示出了控制装置的示意图；图4示出了针对不同路况的滑移率的曲线图。具体实施方式图1示出了具有四个车轮101的车辆100，例如汽车或货车，其中两个车轮分别在车辆前向位置的近侧和偏侧位置。类似地，两个额外的车轮分别位在车辆后部位置的近侧和偏侧位置，这是典型的常规汽车配置。然而，如本领域技术人员将理解的，车辆可以具有任何数量的车轮。轮内电动机在车辆后部位置结合在车轮101内，如下文详细描述。尽管当前实施例描述了具有与位于车辆的后部位置的车轮101相关联的轮内电动机的车辆，但是如本领域技术人员将理解的，轮内电动机也可以位于其他车轮中。例如，轮内电动机可以位于前面的两个轮中。另外，尽管本实施例描述了轮内电动机的使用，但是也可以使用其他电动机配置，例如两个板载式电动机，其中每个电动机使用驱动轴来驱动相应的车轮。控制单元102与轮内电动机和车辆通信总线(例如，CAN总线(未示出))耦合，该控制单元102与安装在相应轮内电动机中的每一个上的控制装置相结合地控制由轮内电动机产生的扭矩，如下所述。为了说明的目的，轮内电动机是具有一组线圈的轮内电动机类型，该组线圈是用于附接到车辆的定子的一部分，并由转子径向地围绕，该转子带有一组用于附接到车轮的磁体。然而，如本领域技术人员将理解的，本专利技术可应用于其他类型的电动机。通常，根据需要，将轮内电动机配置为提供驱动扭矩和再生制动扭矩。为了本实施例的目的，如图2所示，轮内电动机包括定子252(该定子252包括用作散热器的周向支撑件253)、多个线圈254、两个控制装置(未示出)(该控制装置安装在定子的后部上的用于驱动线圈的周向支撑件253上)、环形电容器(未显示)(也称为DC链路电容器)和以下所述的引线框架(未显示)(其安装在线圈的轴向边缘和在周向支撑件上形成的用于将控制装置耦合到线圈的轴向凸缘之间)。线圈254形成在定子齿叠片上以形成线圈绕组。定子盖256安装在定子252的后部上，包围控制装置和环形电容器以形成定子252，该定子252然后可以固定至车辆并且在使用期间相对于车辆不旋转。如图3所示，每个控制装置400包括逆变器410，其中一个控制设备包括控制逻辑420，在本实施例中，控制逻辑420包括处理器，用于控制两个逆变器410的操作。每个逆变器耦合到三组并联布置的线圈绕组，以形成一组三个子电动机，如下所述。环形电容器耦合在逆变器410和电动机的DC电源之间，以用于减小电动机的电源线(也称为DC母线)上的电压纹波，并用于减小电动机运行期间的电压过冲。为了减小电感，优选将电容器安装在控制装置400附近。转子240包括前部220和形成盖的圆柱部221，该盖基本上围绕定子252。转子包括围绕圆柱部221的内部布置的多个永磁体242。为了本实施例的目的，在圆柱部221的内部安装了32对磁体。但是，可以使用任意数量的磁体对。磁体紧邻定子252上的线圈绕组，使得由线圈产生的磁场与布置在转子240的圆柱部221的内部周围的磁体242相互作用，以使转子240旋转。由于利用永磁体242产生用于驱动电动机的驱动扭矩，因此永磁体通常被称为驱动磁体。转子240通过未图示的轴承座附接到定子252上。轴承座可以是标准的轴承座，如将在要安装该电动机组件的车辆中使用的那样。轴承座包括两个部分，第一部分固定到定子，第二部分固定到转子。轴承座固定到定子252的壁的中心部分，并且还固定到转子240的壳体壁220的中心部分。转子240因此通过在转子240的中心部分处的轴承座旋转地固定到将与其一起使用的车辆。这具有的优点在于，然后可以使用普通的车轮螺栓将轮辋固定到转子的中心部分并因此牢固地固定在轴承座的可旋转侧上,而将轮辋和轮胎固定在转子240的中心部分，。车轮螺栓可以穿过转子的中心部分安装到轴承座本身中。在将转子240和轮都安装到轴承座的情况下，在转子和轮的旋转角度之间存在一对一的对应关系。转子还包括一组用于位置感测的磁体(未显示)，也称为换向磁体，该磁体与安装在定子上的传感器结合使用，可以估算出转子磁通角，控制设备将其用于使用空间矢量脉冲宽度调制在线圈内的电流流动，如下所述。转子磁通角定义了驱动磁体与线圈绕组的位置关系。替代地，代替一组分离的磁体，转子可以包括具有多个磁极的磁性材料环，所述多个磁极充当一组分离的磁体。为了允许将换向磁体用于计算转子磁通角，优选地，每个驱动磁体具有相关联的换向磁体，其中，通过校准测量的换向磁体磁通角，从与换向磁体组相关联的磁通角导出转子磁通角。为了简化换向磁体磁通角和转子磁通角之间的相关性，优选地，该组换向磁体具有与该组驱动磁体对相同数量的磁体或磁极对，其中换向磁体和相关联的驱动磁体大约为彼此径向对齐。因此，出于本实施例的目的，该组换向磁体具有32个磁体对，其中每个磁体对与相应的驱动磁体对大致径向对齐。将传感器(在该实施例中，是霍尔传感器)安装在定子上。把传感器放在合适的位置使得当转子旋转时，形成换向磁体环的每个换向磁体分别旋转经过传感器。当转子相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引力控制系统，其用于具有由第一电动机驱动的第一车轮的车辆，其中，所述第一电动机包括第一组线圈绕组，所述牵引力控制系统包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器布置成控制所述第一组线圈绕组中的电流，用于产生用于驱动第一车轮的驱动扭矩，所述第二控制器布置成基于第一车轮的第一滑移率值和车速来确定最大车轮速度和基于第一车轮的第二滑移率值和车速来确定最小车轮速度，其中第二控制器布置成将最大车轮速度、最小车轮速度值以及与用于驱动第一车轮的驱动扭矩相对应的扭矩需求值传达给第一控制器，其中第一控制器布置成基于从第二控制器接收到的最大车轮速度、最小车轮速度值和扭矩需求值控制第一组线圈绕组中的电流以产生驱动扭矩。/n

【技术特征摘要】
20181011 GB 1816595.11.一种牵引力控制系统，其用于具有由第一电动机驱动的第一车轮的车辆，其中，所述第一电动机包括第一组线圈绕组，所述牵引力控制系统包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器布置成控制所述第一组线圈绕组中的电流，用于产生用于驱动第一车轮的驱动扭矩，所述第二控制器布置成基于第一车轮的第一滑移率值和车速来确定最大车轮速度和基于第一车轮的第二滑移率值和车速来确定最小车轮速度，其中第二控制器布置成将最大车轮速度、最小车轮速度值以及与用于驱动第一车轮的驱动扭矩相对应的扭矩需求值传达给第一控制器，其中第一控制器布置成基于从第二控制器接收到的最大车轮速度、最小车轮速度值和扭矩需求值控制第一组线圈绕组中的电流以产生驱动扭矩。


2.根据权利要求1所述的牵引力控制系统，其中，所述第一滑移率值为最大期望滑移率。


3.根据权利要求1或2所述的牵引力控制系统，其中，所述第二滑移率值为最小期望滑移率。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的牵引力控制系统，其中，所述扭矩需求值是从用户输入中导出的、从第三控制器接收到的、或者由所述第二控制器生成的。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的牵引力控制系统，其中，除非所述第一控制器确定接收到的扭矩需求值将导致超过最大车轮速度，否则将所述第一控制器布置成控制所述第一组线圈绕组中的电流以产生基本对应于所述扭矩需求值的驱动扭矩。


6.根据权利要求5所述的牵引力控制系统，其中，在确定所述扭矩需求值将导致超过最大车轮速度时，所述第一控制器布置为产生不会导致最大车轮速度超过阈值的驱动扭矩。


7.根据权利要求1至4中的任一项所述的牵引力控制系统，其中，除非所述第一控制器确定所述扭矩需求值将导致车轮低于最小车轮速度，否则所述第一控制器布置为控制所述第一组线圈绕组中的电流以产生基本对应于所述扭矩需求值的驱动扭矩。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·福特，
申请(专利权)人：普罗蒂恩电子有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB