[发明专利]一种电动汽车牵引力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于二驱/四驱电动汽车的牵引力控制方法，属汽车技术领域。

背景技术

电动汽车的牵引力是由其驱动电机提供的，电机区别于发动机的主要特征之一是转矩响应快、转矩控制精度高、可以通过电流反馈来推算实际转矩等。现有的电动汽车控制系统将电机作为一个执行机构 ，通过整车控制器或模拟传感器来给定系统的动力需求，这种控制方法不能有效利用电机动力响应快的特性，当车辆在坏路面上行驶且电机转矩较大时极易出现打滑现象，这样就无法最大程度地利用车辆的附着力（指路面对轮胎切向作用力的极限值），不仅降低了车辆的加速性能，而且也严重影响了汽车的侧向稳定性，给车辆的安全行驶带来威胁。

目前，电机控制技术已经进入全数字时代，数字信号处理单元(DSP)的应用，使复杂算法的实现成为可能，因此利用电机系统控制转矩精确可控的特点，开发一种合理的牵引力控制方法，提高电动汽车的加速性能、侧向稳定性是本领域技术人员面临的课题。

发明内容

    本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种电动汽车牵引力控制方法，以提高电动汽车的加速性能、侧向稳定性。

本发明所称问题是以下述技术方案实现的：

一种电动汽车牵引力控制方法，它利用一个控制器驱动电机，在控制器内设置整车状态增益计算器、矢量控制器、误差观测器，最优滑移率跟踪器，系统运行时先由整车状态增益计算器根据初始化的车辆信息及实时读取的整车状态信息解析驾驶员意图，确定转矩增益曲线、车辆的加速曲线、整车预期车速，然后由矢量控制器控制电机达到预定转矩并反馈实际电机转速、转矩，再由误差观测器比较车速的实际值与计算值的误差，并依此结果调整路况阻力系数，同时，最优滑移率跟踪器计算车辆的实时滑移率，根据计算值调整转矩方程中的滑移系数，使车辆保持最优滑移率状态。

上述电动汽车牵引力控制方法，其具体操作步骤如下：

a、初始化整车状态，根据整车参数确定汽车的行驶方程中的常量，通过采样设置在车身前舱地板上的重力传感器计算坡道角度                                                ，按照设计额定载重量赋值汽车质量M，道路滚动阻力系数f按照良好沥青路面的阻力系数初始化，行驶加速度初始化值通过采样油门位移变化率进行初始化赋值，完成整车模型及行驶方程的初始化，行驶方程表达为：

，

其中，T_tq为电机输出扭矩(N)；i_g为变速器在某一档位的传动比；i₀为主减速器传动比；为传动系的效率；r为车轮滚动半径（m）；G为汽车重力（N）；C_D为空气阻力系数；f为滚动阻力系数；A为迎风面积（m2）；Ua为车速(km/h)；i为道路坡度（）；为汽车旋转质量换算系数；m为汽车质量（kg）；为行驶加速度（m/s2）；

b、每隔100ms读取更新包括车速、轮速、电机转速、电池荷电状态、车体倾斜角度、油门位移深度及油门位移加速度、刹车位移深度及刹车位移加速度在内的整车状态信息；

c、解析驾驶员意图，确定驾驶员的需求转矩即目标转矩和转矩曲线，依据目标转矩计算车辆的加速曲线、整车预期状态：

将油门位移的采样值作为目标转矩；

转矩曲线由函数Te=　k*x²/h确定，其中Te为目标转矩标么值，k为加速斜率，由油门位移的变化斜率确定，h为滑移系数（初始化时h为常量1），x为时间，单位为ms，该曲线表示了为达到目标转矩每隔1ms的转矩增量；

d、矢量控制器依据转矩曲线控制电机转矩，使之达到预定转矩值；

e、更新整车运动状态，将车辆速度送入误差观察器中与车辆速度的计算值进行比较，如果满足误差观测器容限要求，则继续进行扭矩读取和扭矩控制，如果不满足误差观测器容限要求，则认为初始化参数错误，通过调整滚动阻力系数f，重新识别路面；如实际车速大于计算车速则增大f，如实际车速小于计算车速则减小f，调整步长为0.001。

f、车辆状态更新后，利用DSP的捕获单元采集并计算轮速和车速，代入滑移率公式计算出车辆的实际滑移率，并比较实际滑移率与最优滑移率的差，通过调整电机转矩函数Te==k*x²/h中的滑移系数h，实时调整电机的当前给定扭矩，从而调节车辆的滑移特性，使其在最优滑移率范围内，滑移率定义如下：

  ,