汽车轮毂电机差速控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电机控制技术领域，具体涉及一种汽车轮毂电机差速控制系统及方法，其中系统包括：汽车数据模块，用于采集汽车的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度；电机数据模块，用于获取轮彀电机的实际转速和电压；差速控制模块，用于根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度生成目标转速，对汽车进行差速控制；电机控制模块，用于根据目标转速、实际转速和电压生成电机控制信号，对轮彀电机的实际转速进行控制。本发明专利技术采用两级控制的思路，第一级控制转向时两侧车轮的差速，第二级控制轮毂电机的转速，解决了无法控制转向时左右两侧车轮的差速的技术问题。速的技术问题。速的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
汽车轮毂电机差速控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，具体涉及一种汽车轮毂电机差速控制系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，轮毂电机驱动式电动汽车由于其机械传动结构简单、驱动效率高、成本低廉等优点，逐步成为研究的热点。对于电动汽车来说，为了保证左右轮毂电机以不同的转速旋转，满足两边轮毂电机尽可能以纯滚动作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦，大部分采用轮毂电机加电子软件差速器进行驱动。
[0003]电子软件差速器的工作原理如下：根据车载传感器所采集的转向角等信息由控制器做出计算，得到左右轮毂电机的转速，分别对左右轮毂电机进行差速控制。由于电动汽车行驶的路面或多或少都会出现坑洼，并非都是平整路面，电子软件差速器无法采集实际路面信息，地面不平会导致轮胎不能始终以纯滚动作不等距行驶，增加轮胎与地面的摩擦。对此，可通过左轮毂电机控制模块的直流端与右轮毂电机控制模块的直流端串接于直流电源，左轮毂电机控制模块和右轮毂电机控制模块的输入电压信号随着轮毂电机的转速不同而相互分压；汽车转弯时，内侧轮毂电机摩擦力增大而减速，内侧轮毂电机的输入电压信号降低，外侧轮毂电机的输入电压信号升高，外侧轮毂电机的转速自动升高。虽然，轮毂电机的转速完全由实际路况和转弯角度确定，能够满足两边轮毂电机以纯滚动作不等距行驶，但是，整个过程只是对轮毂电机的转速进行调整与控制，无法控制转向时左右两侧车轮的差速。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种汽车轮毂电机差速控制系统及方法，解决了无法控制转向时左右两侧车轮的差速的技术问题。
[0005]本专利技术提供的基础方案为：汽车轮毂电机差速控制系统，包括：
[0006]汽车数据模块，用于采集汽车的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度，并发送汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度到差速控制模块；
[0007]电机数据模块，用于获取轮彀电机的实际转速和电压，并发送实际转速和电压到电机控制模块；
[0008]差速控制模块，用于接收汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度，并根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度生成目标转速，对汽车进行差速控制，差速控制模块根据预先采集的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度进行训练得到；
[0009]电机控制模块，用于接收目标转速、实际转速和电压，并根据目标转速、实际转速和电压生成电机控制信号，对轮彀电机的实际转速进行控制，电机控制模块根据预先测试的轮彀电机的目标转速、实际转速和电压进行训练得到。
[0010]本专利技术的工作原理及优点在于：
[0011](1)将轮毂电机的差速控制分为两级，第一级，根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度生成目标转速，对汽车进行差速控制；第二级，根据目标转速、实际转速信号和电压生成电机控制信号，对轮彀电机的实际转速进行控制；相当于第一级控制转向时两侧车轮的差速，第二级控制轮毂电机的转速，相较于直接控制轮彀电机的实际转速来说，采用了两级控制，控制精度更高，响应更快。
[0012](2)将传统内燃机汽车升级改造为混合动力汽车时，同样容易实现差速控制，只需要将非驱动轮换成轮彀电机即可，不需要对底盘做过大的改动；同时，可以智能化地记录各种数据，具有自学习能力。
[0013]本专利技术采用两级控制的思路，第一级控制转向时两侧车轮的差速，第二级控制轮毂电机的转速，解决了无法控制转向时左右两侧车轮的差速的技术问题。
[0014]进一步，汽车数据模块还用于采集车速踏板开度，并发送车速踏板开度到差速控制模块；差速控制模块还用于接收车速踏板开度，并判断车速踏板开度是否为零，若车速踏板开度不为零，根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度信号生成目标转速。
[0015]有益效果在于：若车速踏板开度信号为零，此时汽车处于减速运行或者停止运行状态，故而，可避免无意义的差速控制，确保在汽车运行的过程中进行差速控制，提高差速控制的针对性。
[0016]进一步，汽车数据模块还用于采集路面坡度，并发送路面坡度到差速控制模块；差速控制模块还用于接收路面坡度，并判断路面坡度是否小于预设坡度阈值，以及判断汽车行驶速度是否小于预设速度阈值，若路面坡度小于预设坡度阈值且汽车行驶速度小于预设速度阈值，根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度生成目标转速。
[0017]有益效果在于：在同时满足路面坡度小于预设坡度阈值且汽车行驶速度小于预设速度阈值的情况下，才对汽车进行差速控制，可以避免车轮打滑，确保行车安全。
[0018]进一步，电机控制模块包括：
[0019]第一控制单元，用于根据目标转速、实际转速和电压生成第一调节信号，并根据第一调节信号控制位于汽车左侧的轮彀电机的实际转速；
[0020]第二控制单元，用于根据目标转速、实际转速和电压生成第二调节信号，并根据第二调节信号控制位于汽车右侧的轮彀电机的实际转速。
[0021]有益效果在于：当汽车转向时，汽车左右两侧的轮彀电机的实际转速不同，分开控制的好处在于，即使其中一个轮彀电机的控制失灵或者出现故障，另一个轮彀电机仍然可以实现差速控制。
[0022]进一步，电机控制模块还用于计算位于左侧的轮彀电机的实际转速与位于右侧的轮彀电机的实际转速的差值，得到实际转速差值；并判断实际转速差速与预设差值阈值的大小，若实际转速差速大于预设差值阈值，根据目标转速、实际转速和电压生成电机控制信号。
[0023]有益效果在于：当实际转速差速比较大时，才对轮彀电机的实际转速进行控制，在实际转速差速比较大小时则不进行控制，既可以确保两边轮毂电机以纯滚动作不等距行驶，又可以提高轮胎寿命。
[0024]进一步，汽车数据模块还用于采集位于汽车左侧的轮彀电机的传动轴上的扭矩传值F1和位于汽车右侧的轮彀电机的传动轴上的扭矩传值F2；电机控制模块还用于根据汽车
的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度信号生成扭矩调节值F；
[0025]若汽车左转弯：第一控制单元根据F(L1)控制位于汽车左侧的轮彀电机的实际转速，F(L1)＝F/2
‑
(F1
‑
F2)；第二控制单元根据F(R1)控制位于汽车右侧的轮彀电机的实际转速，F(R1)＝F/2；
[0026]若汽车右转弯：第一控制单元根据F(L2)控制位于汽车左侧的轮彀电机的实际转速，F(L2)＝F/2；第二控制单元根据F(R2)控制位于汽车右侧的轮彀电机的实际转速，F(R2)＝F/2
‑
(F2
‑
F1)。
[0027]有益效果在于：根据汽车的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度信号生成扭矩调节值F之后，结合汽车的转弯方向，合理地将其分配到两侧的轮彀电机，可有效、精确地控制两侧的轮彀电机的实际转速同时达到目标转速。
[0028]基于上述汽车轮毂电机差速控制系统，本专利技术还提供一种汽车轮毂电机差速控制方法，包括：
[0029]S1、汽车数据模块采集汽车的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度，并发送汽车行驶速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.汽车轮毂电机差速控制系统，其特征在于，包括：汽车数据模块，用于采集汽车的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度，并发送汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度到差速控制模块；电机数据模块，用于获取轮彀电机的实际转速和电压，并发送实际转速和电压到电机控制模块；差速控制模块，用于接收汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度，并根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度生成目标转速，对汽车进行差速控制，差速控制模块根据预先采集的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度进行训练得到；电机控制模块，用于接收目标转速、实际转速和电压，并根据目标转速、实际转速和电压生成电机控制信号，对轮彀电机的实际转速进行控制，电机控制模块根据预先测试的轮彀电机的目标转速、实际转速和电压进行训练得到。2.如权利要求1所述的汽车轮毂电机差速控制系统，其特征在于，汽车数据模块还用于采集车速踏板开度，并发送车速踏板开度到差速控制模块；差速控制模块还用于接收车速踏板开度，并判断车速踏板开度是否为零，若车速踏板开度不为零，根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度信号生成目标转速。3.如权利要求2所述的汽车轮毂电机差速控制系统，其特征在于，汽车数据模块还用于采集路面坡度，并发送路面坡度到差速控制模块；差速控制模块还用于接收路面坡度，并判断路面坡度是否小于预设坡度阈值，以及判断汽车行驶速度是否小于预设速度阈值，若路面坡度小于预设坡度阈值且汽车行驶速度小于预设速度阈值，根据汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度生成目标转速。4.如权利要求3所述的汽车轮毂电机差速控制系统，其特征在于，电机控制模块包括：第一控制单元，用于根据目标转速、实际转速和电压生成第一调节信号，并根据第一调节信号控制位于汽车左侧的轮彀电机的实际转速；第二控制单元，用于根据目标转速、实际转速和电压生成第二调节信号，并根据第二调节信号控制位于汽车右侧的轮彀电机的实际转速。5.如权利要求4所述的汽车轮毂电机差速控制系统，其特征在于，电机控制模块还用于计算位于左侧的轮彀电机的实际转速与位于右侧的轮彀电机的实际转速的差值，得到实际转速差值；并判断实际转速差速与预设差值阈值的大小，若实际转速差速大于预设差值阈值，根据目标转速、实际转速和电压生成电机控制信号。6.如权利要求5所述的汽车轮毂电机差速控制系统，其特征在于，汽车数据模块还用于采集位于汽车左侧的轮彀电机的传动轴上的扭矩传值F1和位于汽车右侧的轮彀电机的传动轴上的扭矩传值F2；电机控制模块还用于根据汽车的汽车行驶速度、转向盘转角和油门开度信号生成扭矩调节值F；若汽车左转弯：第一控制单元根据F(L1)控制位于汽车左侧的轮彀电机的实际转速，F(L1)＝F/2
‑
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清洪，唐长芳，周均，梁林娜，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：发明
国别省市：