一种基于制造技术

本发明专利技术属于新能源汽车的电动轮驱动车辆转矩分配技术领域，具体为一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于L
‑
CPSO算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车的电动轮驱动车辆转矩分配
，具体为一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法
。

技术介绍

[0002]目前随着全球能源储存量减少和环境污染愈加严重，新能源汽车逐渐成为我国汽车行业研究重要方向，并随着技术愈加成熟，新能源汽车的数量保持稳定的快速增长，其中电动轮驱动车辆也称轮毂电机驱动车辆，因其四轮分布式驱动的结构，使其底盘结构相比传统的集中式电机驱动车辆的底盘结构更加精简
。
轮毂电机
、
车轮和制动装置等集成为电动轮，使得车辆的结构更加紧凑，很大程度上节省了车身空间，从而整车的布置也变得更加灵活，其线性控制的能力使得底盘更加轻盈，传动效率更加高效，动力输出更加高效稳定
。
电动轮驱动车辆可独立控制每个车轮的驱动转矩和制动转矩，在满足整车动力性的条件下，有利于制定最优的能量分配和稳定性控制策略：通过优化四轮轮毂电机转矩分配，使每个轮毂电机都在最优效率区间内工作，提升电驱系统整体的工作效率，降低整车的能量消耗同时使轮胎附着利用率最小
。
使其车辆在行驶时，四个轮毂电机的损耗效率和轮胎附着利用率最小，其电池的使用能耗降到最低的同时，满足车辆的操纵稳定性，提高了车辆的能量利用率和行驶安全性
。
[0003]目前，在电动轮驱动车辆的转矩分配研究中，大多只利用人工智能算法来进行多目标函数的求解，并只针对单一行驶工况进行针对设计，并未考虑车辆在各个工况下的目标函数求解的侧重性，例如在低速工况下应当对能耗优化控制即轮毂电机效率的侧重，在高速转向时应当对稳定性控制即四个轮胎的轮胎附着利用率的侧重以达到使车辆稳定转向的目的
。
并且在期望转矩或附加横摆力矩较小时，应当对四个轮毂电机的转矩进行进一步的优化分配
。
[0004]因此，亟需考虑轮毂电机能耗优化和整车稳定性控制在不同工况的侧重基础上，利用先进的人工智能算法的同时，设计出高效的电动轮驱动车辆运动模式
。
并再次基础上能够根据轮毂电机效率和轮胎附着利用率以及要满足车辆动力性的原则下，进行电动轮驱动车辆优化转矩分配控制
。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式
。
在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分
、
说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围
。
[0006]鉴于上述和
/
或现有新能源汽车的电动轮驱动车辆转矩分配中存在的问题，提出了本专利技术
。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制
方法，通过整车纵向动力性
、
横摆动力性
、
轮毂电机能耗优化
、
轮胎附着利用率与轮毂电机转矩突变控制构造目标函数，并根据车速
、
侧向加速度和轮胎垂向力等车辆实时数据设计各个目标函数的权重系数，根据期望转矩与滑模控制所计算的附加横摆力矩运用模糊控制来判断车辆运动模式，最后通过所设计
L
‑
CPSO
算法计算四个轮毂电机的最优转矩，提高了电动轮驱动车辆的能量利用率，避免轮毂电机转矩大幅度变化，并使其轮毂电机的工作效率保持在高效率区间，并且充分利用了电动轮驱动车辆的四轮转矩分配的优点对轮胎附着利用率进行控制，保证了车辆的操纵稳定性的同时，极大的提高了电动轮驱动车辆的续航里程和轮毂电机工作效率的同时增强了车辆的稳定性，所设计的算法提高了算法迭代速度和避免了局部最优解，提高了轮毂电机寿命和转矩响应时间
。
[0008]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0009]一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法，其包括以下方法步骤：
[0010]步骤一
、
根据油门踏板开度获得期望转矩，根据实际车速和车轮转角利用线性二自由度计算出期望横摆角速度，根据期望横摆角速度
、
实际横摆角速度
、
期望质心侧偏角和实际质心侧偏角通过滑模控制计算出附加横摆力矩；
[0011]步骤二
、
根据计算出的期望转矩与附加横摆力矩通过模糊化输入到模糊控制中，根据模糊规则表输出车辆运动模式；
[0012]步骤三
、
根据侧向加速度
、
纵向速度
、
轮胎纵向力
、
侧向力与垂向力分别计算出纵向动力性权重系数
、
横摆动力性权重系数
、
轮毂电机转矩突变权重系数
、
轮毂电机效率优化权重系数和四个轮胎附着利用率权重系数；
[0013]步骤四
、
构造“能耗
‑
稳定
‑
动力
‑
转矩突变”目标函数；
[0014]步骤五
、
将期望转矩
、
附加横摆力矩
、
车辆运动模式
、
各个目标函数与其权重系数输入到转矩分配优化模块，经过
L
‑
CPSO
算法算出优化后的四个轮毂电机转矩，通过轮毂电机模块输出实际轮毂电机转矩
。
[0015]作为本专利技术所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法的一种优选方案，其中：所述步骤一中，油门踏板开度获得期望转矩为：式中，
T
d
为车辆的期望转矩，
θ
为油门踏板开度，
T
imax
为第
i
个轮毂电机峰值转矩
。
[0016]作为本专利技术所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法的一种优选方案，其中：所述步骤一中，其中油门踏板开度由传感器获得
。
[0017]作为本专利技术所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法的一种优选方案，其中：所述步骤二中，该模糊控制器采用
Mamdani
模糊控制，搭建一个双输入单输出的模糊控制模型，通过向模糊控制模型输入附加横摆力矩和期望转矩，根据模糊规则表得到车辆运动模式
(VM)。
[0018]作为本专利技术所述的一种基于
L
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法，其特征在于，包括以下方法步骤：步骤一
、
根据油门踏板开度获得期望转矩，根据实际车速和车轮转角利用线性二自由度计算出期望横摆角速度，根据期望横摆角速度
、
实际横摆角速度
、
期望质心侧偏角和实际质心侧偏角通过滑模控制计算出附加横摆力矩；步骤二
、
根据计算出的期望转矩与附加横摆力矩通过模糊化输入到模糊控制中，根据模糊规则表输出车辆运动模式；步骤三
、
根据侧向加速度
、
纵向速度
、
轮胎纵向力
、
侧向力与垂向力分别计算出纵向动力性权重系数
、
横摆动力性权重系数
、
轮毂电机转矩突变权重系数
、
轮毂电机效率优化权重系数和四个轮胎附着利用率权重系数；步骤四
、
构造“能耗
‑
稳定
‑
动力
‑
转矩突变”目标函数；步骤五
、
将期望转矩
、
附加横摆力矩
、
车辆运动模式
、
各个目标函数与其权重系数输入到转矩分配优化模块，经过
L
‑
CPSO
算法算出优化后的四个轮毂电机转矩，通过轮毂电机模块输出实际轮毂电机转矩
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤一中，油门踏板开度获得期望转矩为：式中，
T
d
为车辆的期望转矩，
θ
为油门踏板开度，
T
imax
为第
i
个轮毂电机峰值转矩
。3.
根据权利要求2所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤一中，其中油门踏板开度由传感器获得
。4.
根据权利要求1所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤二中，该模糊控制器采用
Mamdani
模糊控制，搭建一个双输入单输出的模糊控制模型，通过向模糊控制模型输入附加横摆力矩和期望转矩，根据模糊规则表得到车辆运动模式
(VM)。5.
根据权利要求1所述的一种基于
L
‑
CPSO
算法的电动轮驱动车辆转矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤三中，纵向动力性权重系数
w
x
、
横摆动力性权重系数
w
z
、
轮毂电机转矩突变权重系数
w
T
、
轮毂电机效率优化权重系数
w
η

【专利技术属性】
技术研发人员：靳立强，李英壮，张继元，刘少杰，武苑硕，刘俊逸，田端洋，
申请(专利权)人：长沙汽车创新研究院，
类型：发明
国别省市：