一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法技术

本发明专利技术涉及电动汽车控制领域，特别涉及一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法，利用前轴单电机后轴双电机电动车辆可独立控制前轴及后左右两轮动力输出方向及输出扭矩的特点，转向时锁止内侧前轮，并对外侧前轮施加正向力矩，外侧后轮施加正向力矩，内侧后轮施加反向力矩，从而实现车辆近似围绕质心的原地旋转，将转弯半径缩短为交叉轴的1/2，从而进一步提高车辆的通过性能及越野脱困能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车控制领域，特别涉及一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法。

技术介绍

[0002]为适应复杂地形情况及恶劣的路况环境，当前越野车辆一般采用全轮驱动(四轮驱动)的驱动形式，即全部车轮均可提供动力。为实现全轮驱动，传统燃油车发动机产生的动力经离合机构、变速箱、分动箱的动力传导分配给四个车轮。电动车实现全轮驱动的形式则较为简单，目前全轮驱动电动汽车发展趋势为三电机驱动，即前轴左右车轮由位于前桥的电机一进行驱动，后轴左右两车轮则分别由电机二和电机三进行驱动。相较于燃油车，三电机的动力输出彼此独立，可单独控制动力输出方向及输出扭矩。
[0003]当方向盘转动到极限位置时，由转向中心到前外转向轮与地面接触点的距离称为转弯半径。车辆在行驶过程中，经常会遇到在狭窄路面掉头的工况，转弯半径的大小可直接反应车辆的机动性的强弱，车辆对应的转弯半径越小，表明车辆的机动性越好，在极端路况条件下完成掉头操作所需要的空间也就越小。因此缩短转弯半径可在一定程度上提高越野车辆的脱困能力及安全性。
[0004]为尽可能缩短转弯半径，部分车辆会增加专用的转向辅助模式功能，该模式可在附着力较低的非铺装路面上使用，当遇到狭窄空间需要完成掉头操作时开启该模式，对应转向方向的内侧后轮会被制动分配系统锁止，基本不发生旋转，另外三个车轮正常驱动，从而使车辆完成围绕被制动车轮的转向，将转弯半径缩短至车辆交叉轴距离。
[0005]因传动方式所限，传统燃油车辆仅可改变四轮的动力输出比例，无法单独控制每个车轮的动力输出方向，因此上述传统的转向辅助模式控制方法仅可实现车辆沿后侧车轮转向，无法实现车辆原地旋转。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中的针对车辆难以实现原地旋转的问题，提出了一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法，包括如下步骤：
[0009]S1.通过转向辅助模式开关判定是否有转向辅助模式开启请求，若无则结束，有则执行步骤S2；
[0010]S2.分别通过左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、左后轮轮速传感器、右后轮轮速传感器得出左前轮轮速、右前轮轮速、左后轮轮速、右后轮轮速，并通过四个传感器的综合计算得出实时车速，并判断当前车速是否为0，若车速不为0，结束，若车速为零则执行步骤S3；
[0011]S3.通过系统故障传感器得出驱动系统工作状态，判断当前车辆驱动系统是否正
常工作，若系统存在故障，则点亮系统故障提示灯并结束；若系统工作正常则进入转向辅助模式，执行步骤S4；
[0012]S4.通过方向盘转角传感器得出外车前轮转角θ，判断车辆当前的期望转向方向，制动分配系统根据车辆期望转向方向为沿车头方向向左或向右转向，对左前轮或右前轮施加制动力使左前轮或右前轮锁死后，执行步骤S5：
[0013]S5.通过踏板开度传感器得出车辆需求总扭矩T，按照前轴电机负责驱动未被锁死的前轮，后轴两独立电机分别负责驱动左右两个后轮的驱动模式，驱动系统控制前轴电机和后轴两独立电机施加相应扭矩后，执行步骤S6；
[0014]S6.驱动系统监测未被锁死的前轮与转向方向异侧后轮的轮速差和未被锁死的前轮与转向方向同侧后轮的轮速差，并判断两个轮速差的绝对值是否大于A，若存在轮速差绝对值大于A且轮速差大于0，则将前轴电机扭矩限制为M，后轴与转向方向异侧电机扭矩限制为M(1
‑
cosθ)，若存在轮速差绝对值大于A且轮速差小于0，则将后轴与转向方向同侧的电机扭矩限制为M，重复上述过程直至两个轮速差绝对值均小于A；若两个轮速差绝对值均小于A则执行步骤S7；
[0015]S7.计算两后轮的轮速差，并判断轮速差的绝对值是否大于B，若轮速差绝对值大于B则将轮速较高车轮对应电机的扭矩请求下降至M，重复上述过程直至轮速差绝对值小于B；若轮速差绝对值小于B则执行步骤S8；
[0016]S8.计算未被锁死的前轮与两后轮的轮速和并判断轮速和是否大于MAP1查表得出的当前扭矩所对应的最大驱动轮速和，若轮速和大于查表得出的结果则将当前需求总扭矩下降为N，重复上述过程直至轮速和小于查表得出的结果；若轮速和小于查表得出的结果则结束。
[0017]步骤S4中所述制动分配系统根据车辆期望转向方向为沿车头方向向左或向右转向，对左前轮或右前轮施加制动力使左前轮或右前轮锁死，具体过程为：
[0018]当检测到向左的转向意图后，通过制动分配系统给左前轮施加大小为F
f
的制动力，以达到锁死左前轮的目的；当检测到向右的转向意图后，通过制动分配系统给右前轮施加大小为F
f
的制动力，以达到锁死右前轮的目的；
[0019]上述的F
f
为标定值，标定标准为达到相应车轮锁死的情况下尽可能减小制动力，以保护制动系统硬件；F
f
标定原则为在该转向辅助转向功能开启时允许的最大路面附着系数下，相应车轮施加大小为F
f
的力，车轮可完全被锁死，与地面发生滑动摩擦而非滚动摩擦，且当路面附着系数进一步提升时，F
f
不足以使轮胎继续保持锁死，从而发生滚动摩擦。
[0020]步骤S5中所述驱动系统控制前轴电机和后轴两独立电机施加相应扭矩：驱动系统控制前轴电机施加正向扭矩T/2，后轴与转向方向同向的独立电机施加反向扭矩T/2，后轴与转向方向异向的独立电机施加正向扭矩(1
‑
cosθ)T/2。
[0021]步骤S6中所述A和M为标定值，根据车辆实际情况及道路情况进行标定：当前后轴车轮所处的路面附着系数存在差异时，会导致车辆前后轴未被锁死的车轮存在较大的轮速差，这可能导致车辆出现前移或后移，无法实现车辆近似的原地旋转，因此为了实现车辆近似的原地旋转设置了未被锁死的前后轮轮速差绝对值A，A的标定方法为车辆在辅助转向功能开启状态下所允许的最大轮速；若轮速差绝对值大于A，则扭矩下降至M，M的标定方法为车辆行驶在最低附路面上以扭矩M进行驱动时车轮不会出现打滑情况。
[0022]步骤S7中所述B为标定值，B的标定方法为车辆在辅助转向功能开启状态下所允许的最大轮速的1/2。
[0023]步骤S8中所述MAP1为可标定二轴MAP，二轴分别对应当前需求总扭矩及最大驱动轮轮速和；MAP1的标定方法为车辆以正常的行驶状态行驶在最低附路面上时激活转向辅助功能，记录激活转向辅助功能后的行驶过程中驱动轮轮速随驱动扭矩变化曲线即为MAP1；N的标定方法为车辆以正常的行驶状态行驶在最低附路面上以总扭矩N行驶时，四轮均不会出现打滑情况。
[0024]有益效果
[0025]本专利技术专利利用前轴单电机后轴双电机电动车辆可独立控制前轴及后左右两轮动力输出方向及输出扭矩的特点，转向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.通过转向辅助模式开关判定是否有转向辅助模式开启请求，若无则结束，有则执行步骤S2；S2.分别通过左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、左后轮轮速传感器、右后轮轮速传感器得出左前轮轮速、右前轮轮速、左后轮轮速、右后轮轮速，并通过四个传感器的综合计算得出实时车速，并判断当前车速是否为0，若车速不为0，结束，若车速为零则执行步骤S3；S3.通过系统故障传感器得出驱动系统工作状态，判断当前车辆驱动系统是否正常工作，若系统存在故障，则点亮系统故障提示灯并结束；若系统工作正常则进入转向辅助模式，执行步骤S4；S4.通过方向盘转角传感器得出外车前轮转角θ，判断车辆当前的期望转向方向，制动分配系统根据车辆期望转向方向为沿车头方向向左或向右转向，对左前轮或右前轮施加制动力使左前轮或右前轮锁死后，执行步骤S5：S5.通过踏板开度传感器得出车辆需求总扭矩T，按照前轴电机负责驱动未被锁死的前轮，后轴两独立电机分别负责驱动左右两个后轮的驱动模式，驱动系统控制前轴电机和后轴两独立电机施加相应扭矩后，执行步骤S6；S6.驱动系统监测未被锁死的前轮与转向方向异侧后轮的轮速差和未被锁死的前轮与转向方向同侧后轮的轮速差，并判断两个轮速差的绝对值是否大于A，若存在轮速差绝对值大于A且轮速差大于0，则将前轴电机扭矩限制为M，后轴与转向方向异侧电机扭矩限制为M(1
‑
cosθ)，若存在轮速差绝对值大于A且轮速差小于0，则将后轴与转向方向同侧的电机扭矩限制为M，重复上述过程直至两个轮速差绝对值均小于A；若两个轮速差绝对值均小于A则执行步骤S7；S7.计算两后轮的轮速差，并判断轮速差的绝对值是否大于B，若轮速差绝对值大于B则将轮速较高车轮对应电机的扭矩请求下降至M，重复上述过程直至轮速差绝对值小于B；若轮速差绝对值小于B则执行步骤S8；S8.计算未被锁死的前轮与两后轮的轮速和并判断轮速和是否大于MAP1查表得出的当前扭矩所对应的最大驱动轮速和，若轮速和大于查表得出的结果则将当前需求总扭矩下降为N，重复上述过程直至轮速和小于查表得出的结果；若轮速和小于查表得出的结果则结束。2.根据权利要求1所述的一种前单后双电机纯电动全驱汽车转向辅助扭矩控制方法，其特征在于，步骤S4中所述制动分配系统根据车辆期望转向方向为沿车头方向向左或向右转向，对左前轮或右前轮施加制动力使左前轮或右前轮锁死，具体过程为：当检测到向左的转向意图后，通过制动分配系统给左前...

【专利技术属性】
技术研发人员：王功博，魏广杰，游道亮，韩雪雯，胡会永，刘文冰，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：