分布式驱动车辆的转矩分配控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式驱动车辆的转矩分配控制方法和系统，其中，所述控制方法包括：实时获取车辆驾驶员的驾驶信息、车辆的行驶信息和车辆行驶路面的路面信息；根据驾驶信息得到车辆驾驶员的驾驶意图；根据驾驶意图得到车辆的行驶工况；对应行驶工况设定车辆转矩分配的控制函数；采用粒子群优化算法根据控制函数、驾驶信息、行驶信息和路面信息对车辆转矩进行分配，以控制车辆的车轮驱动电机。本发明专利技术能够保证车辆在稳定的前提下达到最优的驱动能效转矩分配控制，从而能够提升分布式驱动车辆的节能性能，同时能够适用于前后轴车轮具有不同构型的驱动电机的车辆，具有较为广泛的适应性。

【技术实现步骤摘要】
分布式驱动车辆的转矩分配控制方法和系统
本专利技术涉及车辆控制
，具体涉及一种分布式驱动车辆的转矩分配控制方法和一种分布式驱动车辆的转矩分配控制系统。
技术介绍
在环境问题和能源危机加剧的今天，集多项高新技术于一体的电动汽车获得了前所未有的发展机遇。电动汽车的充电续航里程短是当下制约电动汽车发展的主要难题，并且经过调查统计发现电动汽车行驶过程中大部分时间处于稳态转向工况与直线行驶工况，因此对电动汽车处于稳态转向工况与直线行驶工况的能效进行优化是提升续航里程的有效途径。当前，分布式驱动电动汽车因各驱动轮转矩可按控制规律任意分配，在提高电动汽车能效方面有着更大的潜力。但是，现有的分布式驱动电动汽车的转矩分配方法多数以各轮安装的轮毂电机构型相同为前提，且没有考虑车速变化过程对转矩分配方法的节能效果带来的影响，没有充分发挥分布式驱动电动汽车节能的潜力。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，能够保证车辆在稳定的前提下达到最优的驱动能效转矩分配控制，从而能够提升分布式驱动车辆的节能性能，同时能够适用于前后轴车轮具有不同构型的驱动电机的车辆，具有较为广泛的适应性。本专利技术的第二个目的在于提出一种分布式驱动车辆的转矩分配控制系统。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，包括以下步骤：实时获取所述车辆驾驶员的驾驶信息、所述车辆的行驶信息和所述车辆行驶路面的路面信息；根据所述驾驶信息得到所述车辆驾驶员的驾驶意图；根据所述驾驶意图得到所述车辆的行驶工况；对应所述行驶工况设定所述车辆转矩分配的控制函数；采用粒子群优化算法根据所述控制函数、所述驾驶信息、所述行驶信息和所述路面信息对所述车辆转矩进行分配，以控制所述车辆的车轮驱动电机。根据本专利技术实施例提出的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，通过实时获取车辆驾驶员的驾驶信息、车辆的行驶信息和车辆行驶路面的路面信息，并根据驾驶信息得到车辆驾驶员的驾驶意图，同时根据驾驶意图得到车辆的行驶工况，此外，还对应行驶工况设定车辆转矩分配的控制函数，最后采用粒子群优化算法根据控制函数、驾驶信息、行驶信息和路面信息对车辆转矩进行分配，以控制车辆的车轮驱动电机，由此，能够保证车辆在稳定的前提下达到最优的驱动能效转矩分配控制，从而能够提升分布式驱动车辆的节能性能，同时能够适用于前后轴车轮具有不同构型的驱动电机的车辆，具有较为广泛的适应性。另外，根据本专利技术上述实施例提出的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述驾驶信息包括方向盘转角、加速踏板开度、加速踏板开度变化率，所述行驶信息包括所述车辆的实际车速、实际加速度、实际轮速、实际横摆角速度和实际质心侧偏角，所述路面信息包括路面附着系数。根据本专利技术的一个实施例，所述驾驶意图包括转向意图和加速意图，所述行驶工况包括转向行驶工况、加速直线行驶工况和匀速直线行驶工况。进一步地，根据所述驾驶信息得到所述车辆驾驶员的驾驶意图，根据所述驾驶意图得到所述车辆的行驶工况，包括：根据所述方向盘转角判断所述车辆驾驶员是否有所述转向意图；若所述车辆驾驶员有所述转向意图，则判断所述车辆处于所述转向行驶工况；若所述车辆驾驶员没有所述转向意图，则根据所述加速踏板开度和所述加速踏板开度变化率判断所述车辆驾驶员是否有所述加速意图；若所述车辆驾驶员有所述加速意图，则判断所述车辆处于所述加速直线行驶工况；若所述车辆驾驶员没有所述加速意图，则判断所述车辆处于所述匀速直线行驶工况。进一步地，所述转向行驶工况的车辆转矩分配的控制函数为：其中，Js和Je分别为所述车辆稳定性控制函数和所述车辆能效最优控制函数，kl和kr分别为所述车辆前轴左右轮电机的转矩分配系数，d为所述车辆前轴左右轮轮距，R为所述车辆车轮半径，Ti(i＝1,2,3,4)分别为所述车辆左前、右前、左后和右后轮电机转矩，ΔMZ为附加横摆力矩，Ttot为纵向行驶所需的整车驱动力矩，ni(i＝1,2,3,4)为所述车辆左前、右前、左后和右后轮电机转速，μ为所述路面附着系数，Φi(i＝1,2,3,4)为所述车辆左前、右前、左后和右后轮负荷率，ηs为稳定性权重系数。进一步地，所述加速直线行驶工况的车辆转矩分配的控制函数为：其中，Pout为所述车辆车轮电机的总功率，ηi(i＝1,2,3,4)为所述车辆左前、右前、左后和右后轮电机效率，当加速路径系数ρ和所述车辆前轴车轮电机的转矩分配系数k选定时，Pout的值仅与时间t有关，amax为所述车辆最大加速度，amax＝min(aTmax,aμmax)，aTmax为所述车辆车轮电机所能提供的最大加速度，aμmax为在路面附着系数为μ的路面上的车辆所能达到的最大加速度。进一步地，所述匀速直线行驶工况的车辆转矩分配的控制函数为：进一步地，采用粒子群优化算法根据所述控制函数、所述驾驶信息、所述行驶信息和所述路面信息对所述车辆转矩进行分配，以控制所述车辆的车轮驱动电机，包括：根据所述驾驶信息得到所述车辆的目标车速；根据所述车辆的目标车速和实际车速之间的差值得到所述车辆纵向行驶的整车驱动力矩；根据所述车辆的横摆角速度期望值和实际值之间的差值，以及质心侧偏角期望值和实际值之间的差值得到所述车辆转向的附加横摆力矩；当所述车辆处于所述加速直线行驶工况和所述匀速直线行驶工况时，采用粒子群优化算法根据其对应的控制函数和所述车辆纵向行驶的整车驱动力矩得到相应的车辆转矩分配系数，以控制所述车辆的车轮驱动电机；当所述车辆处于所述转向行驶工况时，采用粒子群优化算法根据其对应的控制函数、所述车辆纵向行驶的整车驱动力矩和所述车辆转向的附加横摆力矩得到相应的车辆转矩分配系数，以控制所述车辆的车轮驱动电机。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种分布式驱动车辆的转矩分配控制系统，包括：整车传感器模块，所述整车传感器模块用于实时获取所述车辆驾驶员的驾驶信息、所述车辆的行驶信息和所述车辆行驶路面的路面信息；驾驶意图识别模块，所述驾驶意图识别模块与所述整车传感器模块相连，所述驾驶意图识别模块用于根据所述驾驶信息得到所述车辆驾驶员的驾驶意图；行驶工况判断模块，所述行驶工况判断模块与所述驾驶意图识别模块相连，所述行驶工况判断模块用于根据所述驾驶意图得到所述车辆的行驶工况；转矩分配控制模块，所述转矩分配控制模块分别与所述整车传感器模块、所述驾驶意图识别模块和所述行驶工况判断模块相连，所述转矩分配控制模块对应所述行驶工况设定所述车辆转矩分配的控制函数，并采用粒子群优化算法根据所述控制函数、所述驾驶信息、所述行驶信息和所述路面信息对所述车辆转矩进行分配，以控制所述车辆的车轮驱动电机。根据本专利技术实施例提出的分布式驱动车辆的转矩分配控制系统，通过整车传感器模块实时获取车辆驾驶员的驾驶信息、车辆的行驶信息和车辆行驶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n实时获取所述车辆驾驶员的驾驶信息、所述车辆的行驶信息和所述车辆行驶路面的路面信息；/n根据所述驾驶信息得到所述车辆驾驶员的驾驶意图；/n根据所述驾驶意图得到所述车辆的行驶工况；/n对应所述行驶工况设定所述车辆转矩分配的控制函数；/n采用粒子群优化算法根据所述控制函数、所述驾驶信息、所述行驶信息和所述路面信息对所述车辆转矩进行分配，以控制所述车辆的车轮驱动电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取所述车辆驾驶员的驾驶信息、所述车辆的行驶信息和所述车辆行驶路面的路面信息；
根据所述驾驶信息得到所述车辆驾驶员的驾驶意图；
根据所述驾驶意图得到所述车辆的行驶工况；
对应所述行驶工况设定所述车辆转矩分配的控制函数；
采用粒子群优化算法根据所述控制函数、所述驾驶信息、所述行驶信息和所述路面信息对所述车辆转矩进行分配，以控制所述车辆的车轮驱动电机。


2.根据权利要求1所述的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述驾驶信息包括方向盘转角、加速踏板开度、加速踏板开度变化率，所述行驶信息包括所述车辆的实际车速、实际加速度、实际轮速、实际横摆角速度和实际质心侧偏角，所述路面信息包括路面附着系数。


3.根据权利要求2所述的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述驾驶意图包括转向意图和加速意图，所述行驶工况包括转向行驶工况、加速直线行驶工况和匀速直线行驶工况。


4.根据权利要求3所述的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，根据所述驾驶信息得到所述车辆驾驶员的驾驶意图，根据所述驾驶意图得到所述车辆的行驶工况，包括：
根据所述方向盘转角判断所述车辆驾驶员是否有所述转向意图；
若所述车辆驾驶员有所述转向意图，则判断所述车辆处于所述转向行驶工况；
若所述车辆驾驶员没有所述转向意图，则根据所述加速踏板开度和所述加速踏板开度变化率判断所述车辆驾驶员是否有所述加速意图；
若所述车辆驾驶员有所述加速意图，则判断所述车辆处于所述加速直线行驶工况；
若所述车辆驾驶员没有所述加速意图，则判断所述车辆处于所述匀速直线行驶工况。


5.根据权利要求4所述的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述转向行驶工况的车辆转矩分配的控制函数为：
minJ(kr,kl)＝ηsJs+(1-ηs)Je



其中，Js和Je分别为所述车辆稳定性控制函数和所述车辆能效最优控制函数，kl和kr分别为所述车辆前轴左右轮电机的转矩分配系数，d为所述车辆前轴左右轮轮距，R为所述车辆车轮半径，Ti(i＝1,2,3,4)分别为所述车辆左前、右前、左后和右后轮电机转矩，ΔMZ为附加横摆力矩，Ttot为纵向行驶所需的整车驱动力矩，ni(i＝1,2,3,4)为所述车辆左前、右前、左后和右后轮电机转速，μ为所述路面附着系数，Φi(i＝1,2,3,4)为所述车辆左前、右前、左后和右后轮负荷率，ηs为稳定性权重系数。


6.根据权利要求5所述的分布式驱动车辆的转矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述加速直线行驶工况的车辆转矩分配的控制函数为：






其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘澄，赵景波，杭志成，朱梁鹏，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32