[发明专利]四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制系统及方法在审

专利信息
申请号: 201711306397.7 申请日: 2017-12-11
公开(公告)号: CN108163044A 公开(公告)日: 2018-06-15
发明(设计)人: 熊璐;杨兴;冷搏;余卓平 申请(专利权)人: 同济大学
主分类号: B62D5/04 分类号: B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00
代理公司: 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 代理人: 赵继明
地址: 200092 *** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明涉及一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制系统及方法,控制方法包括:整车控制器根据驾驶员的方向盘手力需求,确定差动助力参考曲线;电动助力转向模块根据测得的方向盘转角数据,得到助力力矩指令,发送给EPS(Electronic Power Steering,电动助力转向系统);差动助力转向模块根据测得数据,利用差动助力参考曲线得到电动汽车的前轴差动转矩;根据测得的车辆实际横摆角速度、方向盘转角和车速数据,得到参考横摆角速度,进而得到附加横摆力矩;整车控制器利用前轴差动转矩和附加横摆力矩得到四轮驱动电机目标输出转矩。与现有技术相比,本发明具有满足驾驶员的个性化需求、提升车辆行驶安全性和减小驾驶员操纵负担等优点。 1
搜索关键词: 差动助力 电动汽车 集成控制系统 方向盘转角 整车控制器 参考曲线 独立驱动 横摆力矩 冗余 差动 横摆 前轴 四轮 转矩 电动助力转向系统 电动助力转向 目标输出转矩 个性化需求 驾驶员操纵 车辆行驶 车速数据 四轮驱动 助力力矩 转向模块 方向盘 减小 手力 电机 指令 参考
【主权项】:
1.一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:

S1、整车控制器根据驾驶员的方向盘手力需求,确定差动助力参考曲线;

S2、电动助力转向模块根据测得的方向盘转角和车速数据,得到助力力矩指令,发送给EPS助力电机;

S3、差动助力转向模块根据测得的方向盘转矩和车速数据,利用差动助力参考曲线得到电动汽车的前轴差动转矩;

S4、根据测得的车辆实际横摆角速度、方向盘转角和车速数据,得到参考横摆角速度,并计算得到附加横摆力矩;

S5、整车控制器利用前轴差动转矩和附加横摆力矩计算得到四轮驱动电机的目标输出转矩。

2.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法,其特征在于,所述的步骤S1中的差动助力参考曲线的三个坐标轴分别为差动力矩值、转向盘力矩和车速,差动助力参考曲线的助力特性表达式为:

其中,|△Tf|为前轴差动助力转矩,K(V)为车速感应系数,|Msw|为方向盘转矩,|Msw,0|为开始助力时的方向盘转矩,|Msw,max|为达到最大助力力矩时的方向盘转矩,|Tf|max,v表示车速为v时提供的最大前轴差动力矩。

3.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法,其特征在于,所述的步骤S2中的电动助力转向模块和步骤S3中的差动助力转向模块共同构成转向冗余控制模块。

4.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法,其特征在于,所述的步骤S1中整车控制器根据驾驶员的方向盘手力需求,确定多种模式下的差动助力参考曲线,即调整相同转向盘力矩和车速下的前轴差动转矩值。

5.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法,其特征在于,所述的步骤S4具体为:

S401、根据驾驶员输入的方向盘转角和纵向车速得到中性转向时横摆角速度作为车辆理想参考横摆角速度;

S402、采用抗积分饱和算法使车辆的横摆角速度与车辆理想参考横摆角速度趋于一致,得到附加横摆力矩。

6.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法,其特征在于,所述的步骤S5具体为:

S501、将前轮右电机转矩加上二分之一前轴差动转矩得到前轴右电机输出转矩,将前轮左电机转矩减去二分之一前轴差动转矩得到前轴左电机输出转矩;

S502、将附加横摆力矩减去前轴差动直接横摆力矩得到后轴所需横摆力矩;

S503、将后轮右电机转矩加上后轴所需横摆力矩对应的电机转矩得到后轴右电机最终输出转矩,将后轮左电机转矩减去后轴所需横摆力矩对应的电机转矩得到后轴左电机最终输出转矩。

7.一种采用权利要求1~6任一项所述的四轮独立驱动电动汽车的转向冗余与集成控制方法的控制系统,其特征在于,该控制系统包括:

转向冗余控制模块,用于根据驾驶员手力需求调整前轴差动转矩并在EPS电机失效时进行转向助力;

操纵性改善控制模块,用于实时跟踪车辆理想参考横摆角速度,得到需求附加横摆力矩;

转矩分配模块,利用转向冗余控制模块得到的前轴差动转矩和操纵性改善控制模块得到的附加横摆力矩,输出电动汽车四轮驱动电机的目标转矩。

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