[发明专利]一种用于四轮独立驱动电动汽车的驱动防滑控制算法

说明书

技术领域

本发明属于新能源汽车控制领域，特别涉及一种用于四轮独立驱动电动汽车的驱动防滑控制算法。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电动汽车被很多人视为汽车发展的终极目标，近年来，四轮独立驱动电动车也成为了大家的研究重点，主要原因是：轮毂/轮边电机的转矩闭环控制简单易行、独立驱动的四个驱动轮可以实现复杂的动力学过程。也就是说，四轮独立驱动电动车为复杂的动力学控制过程提供了新的可能，比如说，无车辆速度、加速度传感器时的驱动防滑控制问题。对于传统汽车的驱动防滑控制来说，速度和加速度信号一般来说是不可缺少的，一种解决方案是，利用速度或者加速度传感器对二者进行测量和估计；另一种方案是利用轮速传感器测量车辆非驱动轮的转速，并利用该测量值估计车辆的速度和加速度。对于四轮驱动电动车来说，由于不存在非驱动轮，因此无法实施第二种方案，如果想要采用传统的驱动防滑算法来说，只能采用第一种方案，然而，增加车速或者车辆加速度传感器不仅增加了系统的成本，而且降低了系统整体的可靠性。为了避免这种情况，并充分利用四轮驱动平台的优越性，设计新的驱动院滑算法成为了研究焦点。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提出一种用于四轮独立驱动电动汽车的驱动防滑控制算法，其特征在于，该算法包括如下步骤：

1)结合四个轮的转速信息，利用最大转矩估计算法估算出整车的最大转矩输出值T_max；

2)利用步骤1)的计算的结果，按照前后轮的载荷比算出前轮的转矩输出值T_f′；

3)利用前轮的转速ω_f估计整车车速V和加速度a；

4)利用步骤3)的结果和后轮的转速ω_r，计算后轮的实际滑移率S及其变化率

5)根据步骤1)到4)的结果，以及后轮的目标滑移率S^*，利用滑膜控制算法计算出后轮的转矩输出值T_r′；

所述步骤1)中，整车的最大转矩输出值T_max的计算公式为：

其中，J_w为车轮与电机转子的转动惯量之和，四个车轮的J_w相同，α为比例调节因子，M_g为整车质量，r为车轮转动半径，T_f为前轮的转矩输出值，T_r为后轮的转矩输出值，为前轮的转速变化率，为后轮的转速变化率；

步骤2)中，前轮的转矩输出值T_f′的计算公式为：

其中，M_f为前轮的载荷质量，与之对应的为后轮的载荷质量M_r，计算公式为：

其中，L_wb为车辆轴距，L_b为车辆质心距后轴距离，L_a为车辆质心距前轴距离。

所述步骤3)中，整车车速V和加速度a的计算公式为：

其中，ω_f为前轮的转速。

所述步骤4)中，后轮的实际滑移率S的计算公式为：

其中，ω_r为后轮的转速。

所述步骤5)中，后轮的转矩输出值T_r′的计算公式为：

其中，S^*为后轮的目标滑移率，S^*为已知量，为后轮的目标滑移率的变化率，为后轮的实际滑移率S的变化率，C_D为车辆风阻系数，A为车辆迎风面积，为后轮单轮车辆模型的阻力估计值，K为滑膜放大系数，sat为饱和函数，ζ为滑膜面边界参数。

发明的有益效果：1、本发明方法利用最大转矩估计算法对前轮实施有效的控制，并利用前轮转速估测整车速度和加速度，利用该信息，滑膜控制器能够较为精确地将后轮滑移率控制在目标值附近，两种算法的结合实现了互相促进，互相弥补的作用，既保证了车辆在低附着路面的行驶稳定性，又充分保证了其加速性能，进而实现了最优的控制效果；2、本发明方法无需增加额外的硬件结构，最大程度上降低了系铳的成本，保证了系统的可靠性；3、本发明易于实现，能够广泛应用于四轮独立驱动电动车中。

附图说明

图1为四轮独立驱动电动车示意图；

图2为车辆纵向动力学模型示意图；

图3为本发明提出的驱动防滑控制算法流程图。