[发明专利]一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法

说明书

本发明提出了一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，旨在解决现有电动轮驱动车辆电子差速控制无法适应多种行驶工况、电机性能要求较高等问题，属于汽车控制系统。所述控制方法包括以下步骤：S1、建立8×8轮毂电机独立驱动车辆车身运动方程；S2、建立车轮垂向跳动模型；S3、建立车轮旋转动力学方程；S4、制定控制策略，选择以驱动转矩为控制参数对电机进行控制。本发明的优点是通过电机转矩指令控制且转速随动的方式，模拟传统汽车动力传输的功率分配特性，使多轴轮毂电机驱动车辆在转向、不平路面及车轮滚动半径不同三种工况下具有较好的差速性能，提高了电子差速控制的准确性和多种工况下系统的自适应能力。

技术领域

本发明属于汽车控制系统，具体涉及一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法。

背景技术

轮毂电机独立驱动车辆，由于其省去了传统车辆的传动系统，同时每个车轮的驱动力矩独立可控、能实时准确反馈转矩转速等信息，使得整车传动效率大大提高，布置设计更为灵活。电子差速器主要为了代替传统车辆的机械式差速器，通过协调各驱动电机，保证车辆行驶时的操纵稳定性。由于多轴重型车辆自重及载重都很大，且行驶工况复杂多变，差速问题相对来说更为突出和严重，所以对轮毂电机电子差速控制器的自适应能力也提出了更高要求。本文根据多轴轮毂电机驱动车辆各车轮的实际受力状态建立平衡方程，同时考虑多种行驶工况的整车差速性能要求，提出一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，进一步提高轮毂电机电子差速控制的准确性和系统控制的自适应能力，保证了电子差速控制策略能够适应多种差速工况，具有较好的差速性能。

日本、欧美等的一些车企如本田、奥迪、通用等公司都相继将电子差速系统应用于轮毂电机驱动车辆。而近几年，为充分运用电子差速系统的突出优势以满足实际驾驶需要，国内学者也对电子差速控制系统展开了相关研究。如中国专利公布号为CN110116635A，公布日为2019-08-13，公开了一种双轮独立驱动车辆电子差速控制方法。该控制方法基于双轮独立驱动系统，通过调节两电机的转速差使两侧驱动车轮输出基本相同的驱动力矩，且能实现良好的转弯差速，但该专利主要针对运煤车的低速行驶工况，未充分考虑整车横摆稳定性和滑转率，适用性较差。中国专利公布号为CN108177693A，公布日为2018-06-19，公开了一种轮毂驱动电动汽车的电子差速控制系统。该系统通过测得的车轮转向角和目标行驶车速，计算得到内外侧驱动轮目标转速，并通过与实际转速的偏差计算，完成对驱动轮转速的闭环控制，使驱动轮实际速度跟随目标速度，实现差速控制，但该控制系统的单一转速控制对电机要求很高，且无法协调汽车行驶过程中车辆受力的动态变化。本发明针对各种行驶工况下整车差速性能的要求，通过将轮毂电机转速信号闭环反馈实现电机转矩控制，模拟传统汽车从动力系统到差速器的功率分配特性，使多轴轮毂电机驱动车辆在多种行驶工况下实现较好的差速性能，具有较强的鲁棒性和适应性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有多轴轮毂电机驱动车辆电子差速控制系统无法在多种工况条件下都能实现各车轮的差速协调，无法保证系统实现自适应控制等问题，提供一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：包括下列步骤：

1.一种多轴轮毂电机驱动车辆的自适应电子差速控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

第一步，建立8×8轮毂电机独立驱动车辆运动方程；

根据车身纵向、侧向、垂向、横摆、俯仰、侧倾运动6个自由度建立坐标系，x轴正向沿车体纵向对称线，向前为正；y轴通过质心沿汽车横向位置，向右为正；z轴根据右手定则，竖直向下为正；建立车身运动方程；

在传统车辆车轮受力基础上考虑悬架和车轮的相互作用力，建立车轮旋转动力学方程如式(1)：

式中：I_w——车轮转动惯量