[发明专利]一种用于电动汽车的轮式驱动分层控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车驱动控制系统，特别是涉及一种用于电动汽车的轮式驱动分层控制系统及方法。

背景技术

近年来为解决能源和环境危机，电动汽车成为广泛关注和研发的热点，其动力系统结构形式主要分为单动力源驱动和包含轮毂电机或轮边电机等在内的多动力源驱动形式。多动力源驱动与单动力源驱动相比，不仅能实现各轮驱动力精确控制、快速响应，还能简化传动机构提高传动效率实现底盘的重新布局。然而，如何实现精确控制每个驱动轮，通过协调控制各轮驱动力实现电子差速、直接横摆力矩控制、驱动防滑等功能，设计出高性能、低成本的电动汽车驱动力控制系统是非常重要的。

发明内容

针对现有电动汽车驱动力控制系统的不足，提供一种电动汽车轮式驱动分层控制系统及方法，改善了电动汽车动力性、操纵稳定性及行驶经济性。

用于电动汽车的轮式驱动分层控制系统包括方向盘转角传感器、车用惯性传感器、车速传感器、电子油门踏板、驱动力分层控制器、CAN通讯网络、右后轮毂电机、右后轮毂电机控制器、左后轮毂电机控制器、左后轮毂电机、左前轮毂电机控制器、左前轮毂电机、右前轮毂电机控制器、右前轮毂电机；驱动力分层控制器通过CAN通讯网络分别与方向盘转角传感器、车用惯性传感器、车速传感器、电子油门踏板、右后轮毂电机控制器、左后轮毂电机控制器、左前轮毂电机控制器、右前轮毂电机控制器相连，右后轮毂电机控制器与右后轮毂电机相连，左后轮毂电机控制器与左后轮毂电机相连，左前轮毂电机控制器与左前轮毂电机相连，右前轮毂电机控制器与右前轮毂电机相连。

所述的驱动力分层控制器采用单片机，使用C语言编写驱动力分层控制方法并经编译后下载到驱动力分层控制器的主控芯片中。

用于电动汽车的驱动力分层控制方法包括如下步骤：

1)位于驱动力分层控制器主控芯片中的驱动力分层控制方法包括Ⅰ驱动力目标设计层、Ⅱ横摆力矩制定层及Ⅲ驱动力分配层；

2)Ⅰ驱动力目标设计层位于整个驱动力分层控制方法的上层，用来获得横摆角速度误差e(γ)和质心侧偏角误差e(β)；首先，在该层中建立7自由度车辆动力学模型，该车辆模型根据方向盘转角传感器检测出的方向盘转角信号δ_sw和车速传感器检测到的车速信号v确定出前轮转向角δ和纵向速度v_x，确定稳定性控制目标；使用下式计算出目标横摆角速度γ_d，

γd=vxL(1+Kvx2)δ]]>

式中，L为轴距，K为稳定性因子；目标质心侧偏角β_d设置为0，即β_d＝0；同时，设计质心侧偏角观测器，根据Ⅱ横摆力矩制定层反馈的车辆实际所需横摆力矩M_z确定出实际质心侧偏角β；车用惯性传感器实时反馈实际横摆角速度γ；最后，算出横摆角速度误差e(γ)=γ-γ_d和质心侧偏角误差e(β)=β-β_d，作为Ⅱ横摆力矩制定层的输入；

3)Ⅱ横摆力矩制定层位于驱动力分层控制方法的中层，通过模糊控制器和横摆力矩限值制定出车辆实际所需的横摆力矩M_z；设计了横摆角速度误差e(γ)和质心侧偏角误差e(β)双输入、横摆力矩M_zf单输出的模糊控制器；通过下式计算出最大横摆力矩