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电动轮驱动汽车的电子差速控制系统

来源:老子有钱下载官网   发布时间:2019-11-26   点击量:223

电动轮驱动汽车的电子差速控制系统

本发明涉及电动轮驱动汽车的电子差速控制系统,它包括控制器、各轮毂电机的电机控制器、用于测量方向盘转角的转角传感器、能输出开度值的电子加速踏板、用于测量轮毂电机实际转速的转速传感器;电子加速踏板、转速传感器、转角传感器的信号输出端分别和控制器的信号输入端连接,控制器与各轮毂电机控制器通讯连接;所述控制器包括第一级跟随控制模块和第二级跟随控制模块。本发明可对各驱动电机进行合理的电子差速控制。

上述方案中,电子差速控制系统还包括能输出开度值的电子制动踏板,电子制动踏板的信号输出端和控制器的信号输入端连接。

2、控制器可根据电子加速踏板输出的开度值信号,以及各轮毂电机的实际转速控制各轮毂电机。

3、采用二级转速跟随控制,即参考轮毂电机转速对电子加速踏板开度值对应转速指令的第一级跟随控制,其它各轮毂电机转速对参考轮实际转速的第二级跟随控制。这种二级转速跟随控制有利于保证在转速跟随调节过程中各轮转速满足差速要求。

背景技术

本实施例1采用基于CAN总线的主从控制结构,下层的四个轮毂电机控制器作为从控制器分别控制四个轮毂电机,上层的控制器作为整车级主控制器对下层四个轮毂电机控制器的工作进行监测和协调控制。下层四个轮毂电机控制器通过各自的CAN节点与CAN总线相连,上层电了差速控制器通过其内部的CAN通讯模块与CAN总线相连,以此方式主电子差速控制器和从轮毂电机控制器进行CAN通讯互传信息。方向盘的转角信号通过方向盘转角传感器传至电子差速控制器,电子加速踏板和电子制动踏板的开度电信号直接传至电子差速控制器,四个轮毂电机的工作电压、电流和转速信号由各自的轮毂电机控制器通过CAN节点上传至电子差速控制器。电子差速控制器对各轮毂电机的调压调速指令通过CAN总线下传至各轮毂电机控制器。车载仪表与电子差速控制器相连,用于显示电子差速控制器接收的四个轮毂电机转速、电压和电流信号,以及由轮毂电机转速确定的车速信号。

附图说明

转向时考虑由转向器传动间隙引起的方向盘转角死区对转向轮转向角改变的滞后影响。由于转向器中的传动副间存在间隙,故在转动方向盘消除转向器传动间隙之前,转向轮并未转动。当方向盘从直行位置向左、右两侧转动死区角度ο范围内,转向轮未转动时仍认为车辆直行而不进行转向。死区角度σ为较小值,可通过实车测量确定,即方向盘处于直行位置时转动方向盘直至转向轮开始转动时方向盘转动的角度便为死区角度ο。在转向行驶过程中,当方向盘转动的方向改变时,仍考虑转角死区的影响,即转向轮转向角的改变滞后于方向盘转角的改变。

轮毂电机控制器采用增量式PID控制方法对轮毂电机转速进行闭环控制。

本发明为解决上述提出问题所采用的解决方案为:

其中:ηι为参考轮毂电机的实际转速,ni*(i=2,3,4)为其它轮毂电机中的一个轮毂电机的目标转速,参考轮毂电机不输出动力时,1<gi^1.25;参考轮毂电机输出动力时,gi=l,fi((p)为满足差速要求时第i轮转速与参考轮转速Ii1的比值随方向盘转角φ变化的函数,ο为根据转向器传动间隙设定的方向盘转动死区角度(如ο设定为3°)。

具有本发明实施例1的车辆驱动时,轮毂电机以电动机状态工作,电子差速控制器根据驾驶员的方向盘转角指令、电子加速踏板开度指令和电子制动踏板开度指令,以及四个轮毂电机工作状态反馈信息(轮毂电机的工作电压、电流和转速),通过电子差速控制算法确定四个轮毂电机各自的目标转速,计算各轮毂电机的目标转速与相应实际转速的差值,利用PID控制算法确定各轮毂电机控制器的PWM调压调速指令,各轮毂电机控制器通过PWM调压调速方式调节相应轮毂电机的转速。车辆制动时,轮毂电机可空转不工作或以发电机状态工作。若制动时轮毂电机空转不工作,则电动轮均为从动轮,不需进行电子差速控制,只需由ABS制动控制器对液压制动器进行ABS液压制动控制。若制动时轮毂电机以发电机状态工作进行再生制动,则各轮毂电机再生制动时的电子差速控制方式与驱动时的电子差速控制方式相似,以保证制动时各车轮的运动协调,同时ABS液压制动的强度可减弱,这样即可回收部分制动能量以延长续驶里程,也可减少制动器的磨损以延长使用寿命。

本实施例1采用基于CAN总线的主从控制结构,下层的四个轮毂电机控制器作为从控制器分别控制四个轮毂电机,上层的控制器作为整车级主控制器对下层四个轮毂电机控制器的工作进行监测和协调控制。下层四个轮毂电机控制器通过各自的CAN节点与CAN总线相连,上层电了差速控制器通过其内部的CAN通讯模块与CAN总线相连,以此方式主电子差速控制器和从轮毂电机控制器进行CAN通讯互传信息。方向盘的转角信号通过方向盘转角传感器传至电子差速控制器,电子加速踏板和电子制动踏板的开度电信号直接传至电子差速控制器,四个轮毂电机的工作电压、电流和转速信号由各自的轮毂电机控制器通过CAN节点上传至电子差速控制器。电子差速控制器对各轮毂电机的调压调速指令通过CAN总线下传至各轮毂电机控制器。车载仪表与电子差速控制器相连,用于显示电子差速控制器接收的四个轮毂电机转速、电压和电流信号,以及由轮毂电机转速确定的车速信号。

其中:ηι为参考轮毂电机的实际转速,Iii*为其它轮毂电机中的一个轮毂电机的目标转速,参考轮毂电机不输出动力时,Kgi^1.25;参考轮毂电机输出动力时,gi=1,ί(φ)为满足差速要求时第i轮转速与参考轮转速H1的比值随方向盘转角φ变化的函数,σ为设定的方向盘转动死区角度。

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