电动汽车的电机差速控制系统技术方案

一种能够运用于电动汽车的电机差速控制系统，利用角度传感器测出前轮转角，然后与用户速度命令一起送入上位数字信号处理器(8)，进行数字处理后控制两个下位数字信号处理器(9，10)的速度给定，最终实现转弯时两个后驱动轮(4，5)的驱动电机(11，12)协同工作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型的电动汽车电子差速控制系统。
技术介绍
目前，一般汽车分为前轮驱动和后轮驱动，而前轮驱动有最大的两个缺点1、操控性前驱最大的缺点就是操控性。前后最理想的重量分布是50 50，但是前驱车很少也很难做到这一点。因为相对部件集中的前部来说，后部重量变得很轻。后轮很容易失去抓地力， 尤其是在湿滑的路面上。2、前轮负载过大前轮既要负责牵引又要负责转向，任务太多自然无法尽善尽美，转向不够精确，加速和刹车时前桥的负担过重，抬头和点头更明显，影响舒适性。汽车转弯时外轮线速度要高于内轮，而公知的解决汽车转弯时内轮与外轮转速差异的方法为机械型的差速器(如附图说明图1)。差速器C3)类型有很多，最普通的差速器由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。电机( 在电机控制器(1)的控制下，动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两根半轴，分别驱动左、 右后轮G，5)。差速器的设计要求满足(左半轴转速)+ (右半轴转速)=2*(行星轮架转速)。当汽车直行时，左、右后轮G，5)与行星轮架三者的转速相等，处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加，但如果一个驱动轮丧失附着力的情况下，另外一个也没有驱动力。因此普通差速器在恶劣路况时性能并不好。对于左右驱动轮分别采用两个电机驱动时(如图2)，由于左右两后轮(4，5)没有相连的差速装置，在汽车转弯时，外轮必然要比内轮转得快。由于左右两个电机(11，12)驱动力相同，很易造成内轮打滑，轮胎出现异常磨损。而且在高速时，易失去方向的控制。特别是对于残疾人电动汽车，所有的机械差速装置都必须要求驱动轮之间有轴相连，而一旦残疾人电动汽车后轮有轴相连，那么后轮处汽车底板将无法下放作为轮椅升降导板用(如图3)。若将轮椅升降板伸出车外(如图4)，那么在位置有限的停车空间内残疾人很可能无法登车，因此传统的机械差速器将无法应用在这种新型残疾人电动汽车上，只能采用左右后驱动轮分别由两个电机驱动。
技术实现思路
为了解决这种左右驱动轮分别采用两个电机驱动的电动汽车转弯时内外轮转速差调节问题，本技术提供了一套数字电子差速控制系统，这套系统不仅能使电动汽车两个后轮在转弯时保持角速度严格一致。在由于道路原因一个驱动轮丧失附着力的情况下，另一驱动轮不会失去驱动力，在恶劣路况时也有较好的性能。而且能使后轮之间无任何轴连接，特别适用于残疾人电动汽车。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是利用一个上位数字信号处理器(以下简称DSP) (8)将用户的速度命令及汽车前轮角度经过数字运算，从而来确定两个后轮各自的速度给定要求，并将这两个速度要求分别发送至两个下位DSP(9，10)。而这两个下级DSP(9，10)再对两个驱动电机(11,1 进行控制，分别带动两个后驱动轮G，5)。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是传统的机械差速器在汽车中的应用示意图。图中1为电机控制器，2为驱动电机，3为机械差速器，4为后轮(右)，5为后轮 (左)，6为前轮(右)，7为前轮(左)。图2是本技术的汽车应用示意图。图中8为上位DSP，9为下位DSP (左)，10为下位DSP (右)，11为驱动电机(左)， 12为驱动电机(右)，6为前轮(右)，7为前轮(左)，4为后轮(右)，5为后轮(左)。图3是无后轴残疾人电动汽车。图4是有后轴残疾人电动汽车。图5是本技术的在汽车转弯时的数学计算模型。图中4为后轮(右)，5为后轮(左)，6为前轮(右)，7为前轮(左)，angle为前轮(左)(7)转角，L为轴距，b为后轮距，h为左前轮与左后轮中心间距差，Rl为左后轮 (左)(5)的转弯半径。图6是上位DSP(S)基本信号输入输出流程图。图中8为上位DSP，13为前轮(左)(5)转角(angle)信息输入，14为用户速度(V) 命令输入，15为下位DSP (左)(9)所需的速度(Va)输出，16为下位DSP (右)(10)所需的速度(Vb)输出。图7是下位DSP (左)(9)的基本控制电路图。图中17为汽车电池，18为三相全桥电路，11为驱动电机(左)，19为电压检测与保护电路，20为驱动电路，21为电流检测与保护电路，22为传感器，8为上位DSP，9为下位 DSP (左)。图8是驱动电路00)流程图。图中23为双轨收发器，9为下位DSP (左)，18为三相全桥电路。具体实施方式本技术的汽车应用示意图如图2，利用角度传感器测出前轮转角，利用上位 DSP(S)自带的ADC转换将用户的速度命令及汽车前轮角度的模拟量转换为数字量，经过数字运算，从而来确定两个后轮(4，幻各自的速度给定要求，并将这两个速度要求通过串口分别发送至两个下位DSP(9、10)。而这两个下位DSP(9，10)再对两个驱动电机(11，12)进行基于比例积分微分(PID)的转速电流环双环控制，并由这两个驱动电机(11，12)分别带动两个后驱动轮G，5)。上位DSP(S)基于前轮转角控制的数学原理如图5，其中前轮(左)(7)转角为 angle，轴距为L，后轮距b，左前轮与左后轮中心间距差为h。由图可以算出后轮(左)(5) 转弯半径Rl = L/tan (angle)-h，从而可以得到汽车内外轮线速度比Va/Vb = Rl/(Rl+b)。上位DSP(S)基本信号输入输出流程如图6，上位DSP(S)经过自带的ADC模块接受模拟量的角度信息(1 及用户速度(14)命令，并通过上述公式计算出两个下位DSP (9， 10)所需的速度给定Va (15)，Vb (16)，并分别通过SCI-A和SCI-B发送至两个下位DSP (9， 10)。其中上位DSP (8)基于DSP2812的部分控制主程序如下 include DSP281xJ)evice. h // DSP281x Headerfile Include File#include DSP281x—Examples. h〃 // DSP281x Examples Include File^include <math. h>extern int angle, V, Va, Vb, L, b, h;Void Initsci(void)EALLOW;GPIOMuxRegs. GPFMUX. al1=0x0030; GpioMuxRegs. GPGMUX. all=0x0030; EDIS;SciaRegs. SCIFFTX. al1=0x8000; SciaRegs. SCICCR. all =0x0007； SciaRegs. SCICTL1. all =0x0003； SciaRegs. SCICTL2. all =0x0003；//GPIO11 enable TX, RX, internal SCICLK,SciaRegs. SCICTL2. bit. RXBKINTENA =1；SciaRegs. SCICTL1. all =0x0023; // Relinquish SCI from ResetScibRegs. SCIFFTX. al1=0x8000;ScibRegs. SCICCR. all = 0x000本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动汽车的电机差速控制系统，其特征是：利用数字信号处理器（ＤＳＰ）（８）自带的ＡＤＣ转换将用户的速度命令及汽车前轮角度的模拟量转换为数字量并进行运算，之后通过串口输送给两个下级的数字信号处理器（ＤＳＰ）（９，１０）驱动电机（１１，１２）。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的电机差速控制系统，其特征是利用数字信号处理器(DSP)(S)自带的ADC转换将用户的速度命令及汽车前轮角度的模拟量转换为数字量并进行运算，之后通过串口输送给两个下级...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈康，
申请(专利权)人：常州格林兰德车辆有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32