[發(fā)明專利]四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛滑動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210114850.5
• 申請(qǐng)日: 2012-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102632924A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟麗;馮慧霞;周巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D6/00
• 分類號(hào): B62D6/00;B62D113/00;B62D137/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.基于四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略：其特征在于，該滑動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略應(yīng)用在線控四輪轉(zhuǎn)向的四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛上可以實(shí)現(xiàn)車輛的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向，在轉(zhuǎn)向空間受到限制或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈或冰雪等惡劣路面條件下，選擇滑動(dòng)轉(zhuǎn)向模式來(lái)控制車輛的方向性；

綜合電子控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向模式開(kāi)關(guān)來(lái)選擇不同的轉(zhuǎn)向模式。在對(duì)路面有較高要求時(shí)選擇四輪轉(zhuǎn)向模式，利用轉(zhuǎn)向系來(lái)控制四個(gè)車輪的偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向；當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈、運(yùn)行空間受到限制或遇特殊路面時(shí)切換到滑動(dòng)轉(zhuǎn)向模式，通過(guò)綜合電子控制器控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不工作，并根據(jù)駕駛員信息，通過(guò)滑動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩分配器直接控制兩側(cè)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，保證兩側(cè)車輪之間存在一定的轉(zhuǎn)矩差，滿足轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)車輪之間的速差要求，從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)彎半徑的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向；當(dāng)兩側(cè)車輪速度大小相等、方向相反時(shí)可實(shí)現(xiàn)零半徑轉(zhuǎn)向；這兩種轉(zhuǎn)向模式通過(guò)轉(zhuǎn)向模式開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行切換，充分保證汽車的方向可控性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略：其特征在于，定義了三個(gè)方向盤轉(zhuǎn)角位移臨界值θ₁、θ₂、θ₃，當(dāng)|θ|處于三個(gè)不同區(qū)間(0，θ₁)、(θ₁，θ₂)、(θ₂，θ₃)時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速特性不同，所對(duì)應(yīng)的車輛轉(zhuǎn)彎半徑也不同；

加速踏板、制動(dòng)踏板位移與電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩呈線性關(guān)系，則駕駛員踩下加速踏板時(shí)，電機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)力，方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速方向相同；駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，電機(jī)輸出制動(dòng)力，方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速方向相反；T_max為四個(gè)輪轂電機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩；T₁、T₃和n₁、n₃分別代表左側(cè)前后兩輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；T₂、T₄和n₂、n₄分別代表右側(cè)前后兩輪轂電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；

加速踏板位移信號(hào)控制系數(shù)A：

A=α-α0αmax-α0]]>

式中，α為加速踏板位移，α₀為加速踏板自由行程位移，α_max為加速踏板的最大行程位移，A的取值范圍為[0，1]，那么其對(duì)應(yīng)的單個(gè)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為[0，T_max]；

制動(dòng)踏板位移信號(hào)控制系數(shù)B：

B=-β-β0βmax-β0]]>

式中，β為制動(dòng)踏板位移，β₀為制動(dòng)踏板自由行程位移，β_max為制動(dòng)踏板的最大行程位移，B的取值范圍為[-1，0]，那么其對(duì)應(yīng)的單個(gè)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為[-T_max，0]；

方向盤轉(zhuǎn)角位移信號(hào)控制系數(shù)x：

x=00≤θ≤θ11-θ-θ1θ2-θ1θ1<θ≤θ2-θ-θ2θ3-θ2θ2<θ≤θ3]]>

進(jìn)一步的，本發(fā)明利用滑動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩分配器，由綜合電子控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角位移信號(hào)、加速踏板位移信號(hào)、電子檔位開(kāi)關(guān)信號(hào)，對(duì)內(nèi)外兩側(cè)輪轂電機(jī)的總輸出轉(zhuǎn)矩T_in與T_out進(jìn)行分配控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向控制策略：其特征在于，該控制策略通過(guò)一個(gè)滑動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩分配器來(lái)實(shí)現(xiàn)；在此首先定義轉(zhuǎn)矩的正負(fù)：若轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)方向一致，那么該轉(zhuǎn)矩為正轉(zhuǎn)矩，為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；同理，若轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)方向相反，那么該轉(zhuǎn)矩為負(fù)轉(zhuǎn)矩，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；

當(dāng)0≤θ≤θ₁時(shí)，車輛直駛，此時(shí)綜合電子控制器控制內(nèi)外兩側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_in＝2AT_max、T_out＝2AT_max，此時(shí)T_in與T_out的關(guān)系為：T_in＝Y(jié)_out，四個(gè)輪轂電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值分別為T₁＝T₃＝AT_max、₂＝T₄＝AT_max；

當(dāng)θ₁＜θ＜θ₂時(shí)，綜合電子控制器控制外側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_out＝2AT_max，使外側(cè)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)控制內(nèi)側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_in＝2xAT_max，使內(nèi)側(cè)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)T_in與T_out的關(guān)系為：T_in＜T_out，保證了內(nèi)外兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩差，以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)轉(zhuǎn)向，四個(gè)輪轂電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值分別為T₁＝T₃＝AT_max、T₂＝T₄＝xAT_max；

當(dāng)θ＝θ₂時(shí)，綜合電子控制器控制外側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_out＝2AT_max，使外側(cè)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)控制內(nèi)側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_in＝0，此時(shí)內(nèi)側(cè)車輪速度方向與外側(cè)車輪速度方向一致，四個(gè)輪轂電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值分別為T₁＝T₃＝AT_max、T₂＝T₄＝0；

當(dāng)θ₂＜θ＜θ₃時(shí)，綜合電子控制器控制外側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_out＝2AT_max，使外側(cè)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)控制內(nèi)側(cè)輪轂電機(jī)輸出總制動(dòng)力矩T_in＝-2xAT_max，使內(nèi)側(cè)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)內(nèi)側(cè)車輪速度方向與外側(cè)車輪速度方向一致，四個(gè)輪轂電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值分別為T₁＝T₃＝AT_max、T₂＝T₄＝-xAT_max；

當(dāng)θ＝θ₃時(shí)，綜合電子控制器控制外側(cè)輪轂電機(jī)輸出總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_out＝2AT_max，使外側(cè)電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)控制內(nèi)側(cè)輪轂電機(jī)輸出制動(dòng)力矩T_in＝-2xAT_max，使內(nèi)側(cè)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，內(nèi)側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速n_in＝0，四個(gè)輪轂電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值分別為T₁＝T₃＝AT_max、T₂＝T₄＝-xAT_max；

同理，仍以車輛右轉(zhuǎn)為例，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，表明車輛要開(kāi)始減速；綜合電子控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角位移信號(hào)和制動(dòng)踏板位移信號(hào)，利用制動(dòng)踏板位移信號(hào)控制系數(shù)B和方向盤轉(zhuǎn)角位移信號(hào)控制系數(shù)x，通過(guò)滑動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩分配器控制內(nèi)外側(cè)兩輪轂電機(jī)輸出總轉(zhuǎn)矩T_in＝2BT_max、T_out＝2xBT_max，通過(guò)四個(gè)輪轂電機(jī)控制器控制四個(gè)輪轂電機(jī)分別輸出轉(zhuǎn)矩值T₁＝T₃＝xBT_max、T₂＝T₄＝BT_max，保證兩側(cè)車輪之間存在一定的轉(zhuǎn)矩差，滿足轉(zhuǎn)向時(shí)兩側(cè)車輪之間的速差要求，從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)彎半徑的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向。