利索能及
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专利号: 2020106661802
申请人: 江西科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

步骤一:根据车速传感器以及方向盘转角传感器,分别检测得到汽车在行驶状态下的纵向车速以及前轮转向角,根据所述纵向车速以及所述前轮转向角,联合二自由度车辆参考模型,分别计算得到理想质心侧偏角以及理想横摆角速度;

步骤二:将所述理想质心侧偏角与实际质心侧偏角作差得到质心侧偏角差值,以及将所述理想横摆角速度与实际横摆角速度作差得到横摆角速度差值,再根据所述质心侧偏角差值以及所述横摆角速度差值,计算得到整车稳定所需的附加横摆力矩;

步骤三:根据所述附加横摆力矩、所述理想质心侧偏角以及所述理想横摆角速度计算得到各轮毂电机对应的理想转矩,根据各所述轮毂电机对应的理想转矩,计算得到理想驱动功率输出值;

步骤四:检测得到各轮毂电机对应的实际转矩,结合最大路面附着力,输入至实际转矩功率经验模型中,以计算得到对应的实际驱动功率输出值,并将所述实际驱动功率输出值与所述理想驱动功率输出值的功率差值设置在预设范围内,以实现节能控制;

其中,在所述步骤二中,所述质心侧偏角差值表示为Δβ=|β‑βd|,所述横摆角速度差值表示为Δγ=|γ‑γd|;

所述根据所述质心侧偏角差值以及所述横摆角速度差值,计算得到整车稳定所需的附加横摆力矩的方法包括如下步骤:根据所述质心侧偏角差值以及对应的质心侧偏角修正系数,计算得到修正后的质心侧偏角;

根据所述横摆角速度差值以及对应的横摆角速度修正系数,计算得到修正后的横摆角速度;

基于所述修正后的质心侧偏角计算得到第一横摆力矩,基于所述修正后的横摆角速度计算得到第二横摆力矩,根据所述第一横摆力矩以及第二横摆力矩得到所述附加横摆力矩;

与所述质心侧偏角差值相对应的所述质心侧偏角修正系数表示为:与所述横摆角速度差值相对应的所述横摆角速度修正系数表示为:其中,ηβ为所述质心侧偏角修正系数,β为实际质心侧偏角,Δβ为质心侧偏角差值,βd为理想质心侧偏角,ηγ为所述横摆角速度修正系数,Δγ为所述横摆角速度差值,γd为理想横摆角速度;

修正后的质心侧偏角βo表示为:修正后的横摆角速度γo为:

2.根据权利要求1所述的线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述二自由度车辆参考模型表示为:其中,为汽车的质心侧偏角速度,β为实际质心侧偏角,k1为车辆前轮总侧偏刚度,k2为车辆后轮总侧偏刚度,m为整车质量,u为纵向车速,δf为前轮转向角,Fyf为汽车前轮所受的纵向力,Fyr为汽车后轮所受的纵向力,γ为汽车的实际横摆角速度,为汽车的横摆角加速度,a为汽车前轴到质心之间的距离,b为车辆后轴到质心之间的距离,Iz为绕Z轴的转动惯量。

3.根据权利要求2所述的线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述理想横摆角速度的计算公式为:其中,γd为理想横摆角速度,L为前后轮轴距,K为稳定性因素且所述理想质心侧偏角的计算公式为:其中,βd为理想质心侧偏角,ε为路面附着系数。

4.根据权利要求1所述的线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,基于所述修正后的质心侧偏角计算得到的所述第一横摆力矩表示为:基于所述修正后的横摆角速度计算得到的第二横摆力矩表示为:其中,M1为所述第一横摆力矩,M2为所述第二横摆力矩,δf为前轮转向角,Fyf为汽车前轮所受的纵向力,Fyr为汽车后轮所受的纵向力,a为汽车前轴到质心之间的距离,b为车辆后轴到质心之间的距离,Iz为绕Z轴的转动惯量,k1为车辆前轮总侧偏刚度,k2为车辆后轮总侧偏刚度。

5.根据权利要求4所述的线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,根据所述第一横摆力矩以及第二横摆力矩得到的所述附加横摆力矩表示为:其中, 为所述附加横摆力矩,c为权重分配系数;

上述权重分配系数c满足如下条件式:

6.根据权利要求1所述的线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,在所述步骤三中,所述各轮毂电机对应的理想转矩的计算公式为:Tdi=Toζi

其中,各轮胎对应的力矩矩阵表示为:各轮毂电机对应的理想功率输出值为:其中,Tdi为各轮毂电机对应的理想转矩,其中Td1,Td2,Td3,Td4分别表示汽车左前轮轮毂电机的理想转矩、右前轮轮毂电机的理想转矩、左后轮轮毂电机的理想转矩以及右后轮轮毂电机的理想转矩,To为启动转矩值,为四轮独立驱动系统和四轮独立制动系统力矩矩‑ +

阵,ζ以及ζ为四轮独立驱动系统和四轮独立制动系统力矩矩阵ζ的上下界,Wu为轮胎效率矩阵,Wv为汽车牵引力与横摆力矩分配权重矩阵,ζi为各轮胎对应的力矩矩阵,其中ζ1,ζ2,ζ3,ζ4分别代表左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮的力矩矩阵,ζz为汽车驱动主轴对应的力矩矩阵,βd为理想质心侧偏角,γd为理想横摆角速度,Pdi为汽车的理想功率输出值,ωdi为各轮毂电机对应的轮胎的理想角速度。

7.根据权利要求6所述的线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制方法,其特征在于,实际驱动功率输出值表示为:

其中,Pi为实际驱动功率输出值,Ti为所检测到的各轮毂电机对应的实际转矩,ωi为各轮毂电机对应的轮胎的实际角速度,f为最大路面附着力,u为纵向车速。

8.一种线控四轮驱动轮毂电机电动汽车节能控制系统,其特征在于,所述系统包括:第一计算模块,用于根据车速传感器以及方向盘转角传感器,分别检测得到汽车在行驶状态下的纵向车速以及前轮转向角,根据所述纵向车速以及所述前轮转向角,联合二自由度车辆参考模型,分别计算得到理想质心侧偏角以及理想横摆角速度;

第二计算模块,用于将所述理想质心侧偏角与实际质心侧偏角作差得到质心侧偏角差值,以及将所述理想横摆角速度与实际横摆角速度作差得到横摆角速度差值,再根据所述质心侧偏角差值以及所述横摆角速度差值,计算得到整车稳定所需的附加横摆力矩;

第三计算模块,用于根据所述附加横摆力矩、所述理想质心侧偏角以及所述理想横摆角速度计算得到各轮毂电机对应的理想转矩,根据各所述轮毂电机对应的理想转矩,计算得到理想驱动功率输出值;

节能控制模块,用于检测得到各轮毂电机对应的实际转矩,结合最大路面附着力,输入至实际转矩功率经验模型中,以计算得到对应的实际驱动功率输出值,并将所述实际驱动功率输出值与所述理想驱动功率输出值的功率差值设置在预设范围内,以实现节能控制;

其中,所述质心侧偏角差值表示为Δβ=|β‑βd|,所述横摆角速度差值表示为Δγ=|γ‑γd|;

所述第二计算模块还用于:

根据所述质心侧偏角差值以及对应的质心侧偏角修正系数,计算得到修正后的质心侧偏角;

根据所述横摆角速度差值以及对应的横摆角速度修正系数,计算得到修正后的横摆角速度;

基于所述修正后的质心侧偏角计算得到第一横摆力矩,基于所述修正后的横摆角速度计算得到第二横摆力矩,根据所述第一横摆力矩以及第二横摆力矩得到所述附加横摆力矩;

与所述质心侧偏角差值相对应的所述质心侧偏角修正系数表示为:与所述横摆角速度差值相对应的所述横摆角速度修正系数表示为:其中,ηβ为所述质心侧偏角修正系数,β为实际质心侧偏角,Δβ为质心侧偏角差值,βd为理想质心侧偏角,ηγ为所述横摆角速度修正系数,Δγ为所述横摆角速度差值,γd为理想横摆角速度;

修正后的质心侧偏角βo表示为:修正后的横摆角速度γo为: