[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

技術領域

本發明屬于車輛驅動控制系統領域，具體涉及一種用于多軸分布式機電驅動車輛的牽引力控制系統。

背景技術

一直以來，多軸車輛以其載荷分配合理、動力性強、通過性好等突出優點，被越來越廣泛地應用于軍用輪式車輛及民用重載輪式車輛領域。但是，傳統多軸車輛具有結構復雜、軸間輪間驅動力不能靈活分配等缺點，以全輪驅動8×8車輛為例，其至少需要4個輪間差速器和3個軸間差速器才能實現全輪驅動。故而出現了如公布號CN103587403A所提出的分布式機電驅動車輛方案，其前兩橋車輪由發動機驅動，后兩橋車輪由輪邊電機驅動，動力可在后兩橋各車輪之間0-100％靈活分配，極大程度地提高了車輛的動力性及越野性能。

牽引力控制系統是車輛在起步、加速、爬坡時防止驅動輪發生過度滑移，以獲得最大牽引力和最佳操縱穩定性的一種主動控制系統，其控制汽車驅動輪滑移率在穩定區附近，從而既充分發揮車輛的動力性能，又能提高車輛的橫向穩定性。如公布號CN101973267A所提出的混合動力電動汽車牽引力控制方法：其利用發動機目標轉矩設計算法和轉矩動態協調控制策略，對發動機系統和電機系統進行了動態協調，使得實際驅動總力矩能夠精確地滿足期望驅動總力矩，實現了發動機轉矩和電機轉矩的精確協調控制。

但是，目前已有的車輛牽引力控制系統都是基于4輪民用汽車而開發的，對于8×8等多軸車輛還未見報道。同時，對于已有的牽引力控制系統而言，其所采用的控制目標參數都為單一的車輪滑移率，并未涵蓋車輪離地的極端工況；并且，目前已有的車輛牽引力控制系統為了減小滑移率，所減小的車輪轉矩大多并未增加到其他車輪上，造成了一定程度上的動力性能的降低。

本發明適用于8×8等分布式驅動多軸車輛，當由電機驅動的后兩橋車輪滑移率超過閾值時，系統將通過電機反饋角加速度與角加速度門限值的比較來判斷車輪為正常打滑或離開地面，將減小提供給僅正常打滑車輪的驅動力矩、將離地車輪的驅動力矩直接置零，以保證輪胎工作在附著系數較大區域；同時，系統將把離開地面車輪上所作用的驅動力矩分配給其他垂直載荷較大車輪，以保證車輛動力性能，從而提高車輛在越野路面上的行駛能力。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于多軸分布式機電驅動車輛的牽引力控制系統，能夠涵蓋車輪離地極端的工況，填補了8×8多軸分布式機電驅動車輛的牽引力控制系統的空白。

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個永磁同步驅動電機、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、四橋右側車輪、三橋左側車輪和四橋左側車輪；

4個輪邊減速器包括：右側輪邊減速器I、右側輪邊減速器II、左側輪邊減速器I和左側輪邊減速器II；

4個輪邊驅動電機包括：右側永磁同步驅動電機I、右側永磁同步驅動電機II、左側永磁同步驅動電機I和左側永磁同步驅動電機II；

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；整車控制器安裝在車體中心處，轉向盤轉角傳感器固連于轉向柱上，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。

進一步地，所述整車控制器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、右側永磁同步驅動電機II、左側永磁同步驅動電機I和左側永磁同步驅動電機II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；