[发明专利]氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器及控制方法

权利要求书

1.一种氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器，其特征在于：它包括处理器(1)、角速度测量模块(2)、三轴向加速度测量模块(3)、数字信号输入模块(5)、模拟信号输入模块(6)和数字高边输出模块(8)，其中，角速度测量模块(2)用于测量车辆实时的横摆角速度、俯仰角速度和翻滚角速度，三轴向加速度测量模块(3)用于测量车辆实时的横向加速度、纵向加速度和竖向加速度，数字信号输入模块(5)用于将车辆运行状态数字信号传输给处理器(1)，模拟信号输入模块(6)用于将车辆运行状态模拟信号传输给处理器(1)，数字高边输出模块(8)用于在处理器(1)的控制下输出前轴轮毂电机和后轴轮毂电机的硬线使能信号，处理器(1)用于从整车控制器(7)获取驾驶意图信息；

处理器(1)用于根据车辆实时的横摆角速度、俯仰角速度、翻滚角速度、横向加速度、纵向加速度、竖向加速度、车辆运行状态数字信号、车辆运行状态模拟信号和驾驶意图信息进行制动能量回收及驱动防滑控制，生成对应的制动能量回收控制信号和驱动防滑控制信号，处理器(1)根据制动能量回收控制信号控制前轴轮毂电机控制器(10)和后轴轮毂电机控制器(11)实现整车制动能量回收控制功能，处理器(1)根据驱动防滑控制信号控制前轴轮毂电机控制器(10)和后轴轮毂电机控制器(11)实现整车驱动防滑控制功能；

处理器(1)根据数字信号输入模块(5)输送的车辆运行状态数字信号和模拟信号输入模块(6)输送的车辆运行状态模拟信号判断车辆运行工况，在驱动防滑工况下，处理器(1)采用标准轮胎与路面Burckhardt模型以及模糊逻辑推理修正获得理想路面滑转率，并通过车轮转速、车轮半径和车轮纵向车速获得实际路面滑转率；

将理想的路面滑转率与实际路面滑转率作为处理器(1)中PID控制的输入，通过路面滑转率的PID反馈控制模型，决策出能将实际滑转率向理想路面滑转率调整的车轮滑转总力矩，在PID反馈控制过程中通过模糊自整定修正PID反馈控制时的比例、积分和微分参数，同时通过PID前馈控制解决路面滑转率的PID反馈控制时的滑转率控制超调问题；处理器(1)通过控制前轴轮毂电机控制器(10)和后轴轮毂电机控制器(11)将车轮滑转总力矩补偿到四个车轮上，实现车辆驱动防滑控制；

驱动防滑工况的判断标准为：滑转率大于常规行驶最大滑转率S_max，并且驾驶员需求力矩要大于0，同时，钥匙信号处于ON档。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器，其特征在于：它还包括CAN通讯接口模块(4)，处理器(1)用于通过CAN通讯接口模块(4)分别连接前轴轮毂电机控制器(10)、后轴轮毂电机控制器(11)和整车控制器(7)。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器，其特征在于：它还包括内部电压监视模块(12)，所述内部电压监视模块(12)用于对处理器(1)的内部电压进行监控。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器，其特征在于：它还包括上电使能与自主断电模块(13)，上电使能与自主断电模块(13)用于在处理器(1)上电时对处理器(1)进行初始化，在处理器(1)下电时控制处理器(1)自主断电。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器，其特征在于：它还包括数字低 边输出模块(9)，数字低 边输出模块(9)用于在处理器(1)的控制下输出冷却水泵驱动信号和真空泵继电器驱动信号。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池四轮轮毂电机驱动外挂控制器，其特征在于：处理器(1)根据数字信号输入模块(5)输送的车辆运行状态数字信号和模拟信号输入模块(6)输送的车辆运行状态模拟信号判断车辆运行工况，在制动工况下，处理器(1)根据车辆运行状态模拟信号中的制动踏板行程信号，获取理想纵向加速度，理想纵向加速度对时间积分获取理想纵向车速，处理器(1)将车辆实时车速信息中的车辆纵向速度作为实际纵向车速，处理器(1)通过理想纵向车速与实际纵向车速作为控制变量的滑模变结构控制模型控制前轴轮毂电机控制器(10)和后轴轮毂电机控制器(11)的制动力矩与制动能量回收，实现车辆制动能量回收状态下的四轮补偿制动力矩控制。