[發明專利]一種用于多軸分布式機電驅動車輛的牽引力控制系統

有效

• 申請號: 201610005801.6
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105667341B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 胡紀濱;李雪原;彭增雄;魏超;倪俊;唐壽星
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L15/32
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 付雷杰,仇蕾安

1.一種用于多軸分布式機電驅動車輛的牽引力控制系統，其特征在于，該系統硬件模塊主要由前兩橋車輪、后兩橋車輪、發動機、發電機、4個輪邊驅動電機、4個輪邊減速器、橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感器、側向加速度傳感器、安裝盒(13)、整車控制器(14)和轉向盤轉角傳感器(15)組成；

后兩橋車輪包括：三橋右側車輪(1)、四橋右側車輪(2)、三橋左側車輪(3)和四橋左側車輪(4)；

4個輪邊減速器包括：右側輪邊減速器I(5)、右側輪邊減速器II(6)、左側輪邊減速器I(7)和左側輪邊減速器II(8)；

4個輪邊驅動電機包括：右側永磁同步驅動電機I(9)、右側永磁同步驅動電機II(10)、左側永磁同步驅動電機I(11)和左側永磁同步驅動電機II(12)；

橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感器及側向加速度傳感器安裝在位于車輛質心位置的安裝盒(13)內；

發動機帶動發電機發電至4個輪邊驅動電機，所述4個輪邊驅動電機經過輪邊減速器驅動后兩橋車輪；整車控制器(14)安裝在車體中心處，轉向盤轉角傳感器(15)固連于轉向柱上，實時測得轉向盤轉角，通過轉向系傳動比換算獲得前輪轉角；轉向盤轉角傳感器、橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感器和側向加速度傳感器與整車控制器之間由CAN網絡實現通訊；

所述整車控制器(14)內的牽引力控制系統的軟件模塊包括駕駛員力矩需求翻譯模塊、車輪狀態判斷模塊、驅動力矩控制模塊和車輪垂直載荷估算模塊；

所述駕駛員力矩需求翻譯模塊，利用油門踏板傳感器所反饋的油門開度和車速，根據所制定的MAP圖確定后兩橋輪邊驅動電機驅動轉矩需求，并把電機驅動轉矩的值發給電機控制器；

所述車輪狀態判斷模塊，利用右側永磁同步驅動電機I(9)、右側永磁同步驅動電機II(10)、左側永磁同步驅動電機I(11)和左側永磁同步驅動電機II(12)反饋的轉速、角加速度及車速，根據判定算法判斷后兩橋車輪處于未滑移、正常滑移或離開地面狀態；

所述判定算法為：

(ni/i)·R-V(ni/i)·R<ST]]>

式中：n_i為后兩橋驅動電機反饋轉速，i為輪邊減速器傳動比，R為車輪半徑，V為車速，S_T為滑移率判斷閾值；

當判定算法表達式未成立時，該車輪處于未滑移狀態；

當判定算法表達式成立時，該車輪處于滑移狀態；當判斷車輪產生滑移后，再進行如下判斷，即

α_i＞α_T

式中：α_i為電機反饋角加速度；α_T為角加速度門限值；當α_i＞α_T成立時，該車輪處于離開地面狀態，否則，車輪處于正常滑移狀態；

所述驅動力矩控制模塊，根據所述車輪狀態判斷模塊判斷的結果，對未滑移車輪驅動電機不做處理；對于正常滑移，減小正常滑移車輪驅動電機轉矩，直到該車輪滑移率低于所設定的滑移率判斷閾值；對離開地面的車輪驅動電機力矩直接置零，同時將減小的力矩疊加在另一個未離開地面且垂直載荷最大的車輪驅動電機上，如果疊加后的力矩超出電機的最大轉矩，電機控制器將進行限幅干預；

所述車輪垂直載荷估算模塊，通過縱向加速度和側向加速度傳感器所反饋的縱向加速度和側向加速度值，基于假設車輪沒有離開地面，定性排序后兩橋各車輪垂直載荷的大小。

2.如權利要求1所述一種用于多軸分布式機電驅動車輛的牽引力控制系統，其特征在于，所述定性排序的依據為：

當車輛縱向加速度為正，即車輛加速時，四橋右側車輪(2)和四橋左側車輪(4)的垂直載荷對應大于三橋右側車輪(1)和三橋左側車輪(3)的垂直載荷；當車輛縱向加速度為負，即車輛減速時，三橋右側車輪(1)和三橋左側車輪(3)的垂直載荷對應大于四橋右側車輪(2)和四橋左側車輪(4)的垂直載荷；當車輛側向加速度為正，即車輛左轉時，三橋右側車輪(1)和四橋右側車輪(2)的垂直載荷均對應大于三橋左側車輪(3)和四橋左側車輪(4)的垂直載荷；當車輛側向加速度為負，即車輛右轉時，三橋左側車輪(3)和四橋左側車輪(4)的垂直載荷均對應大于三橋右側車輪(1)和四橋右側車輪(2)的垂直載荷。