[發明專利]基于轉向角閉環的電動汽車電子差速控制系統及電動汽車

有效

• 申請號: 201810975509.6
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108860296B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 黃紅武;洪劍鋒;方遒;韓鋒鋼;周水庭;陳文薌
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B60L15/20;B62D6/00;B62D137/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊玉芳

本發明公開了一種基于轉向角閉環的電動汽車電子差速控制系統及電動汽車，系統包括電子差速器、陀螺儀傳感器、轉向角度傳感器、加速踏板傳感器、電機驅動器以及電機；陀螺儀傳感器用以檢測行駛姿態角并輸出至電子差速器；轉向角傳感器用以檢測方向盤轉動角度并輸出至電子差速器；加速踏板傳感器用以檢測加速踏板行程信號并輸出至電子差速器；電子差速器根據行駛姿態角、方向盤轉動角度、加速踏板行程信號計算出每個車輪的理論驅動速度以及補償轉速，并獲得實際期望轉速，將各個車輪的實際期望轉速發送給電機驅動器，實現轉向角外環控制。本發明通過對轉向角度的閉環控制，較好地解決了分布式驅動電動汽車電子差速器目前的問題。

所屬技術領域

本發明涉及一種基于轉向角閉環的電動汽車電子差速控制系統及電動汽車，主要應用于電動汽車控制領域。

背景技術

電動汽車在節能與環保方面優勢巨大，已經成為汽車技術發展的重要方向，分布式驅動電動汽車由于其動力系統簡潔高效、空間布置靈活、易于實現底盤系統電子化等優點、是電動汽車立項的通用驅動平臺，應用前景廣闊。

汽車在轉向時，由于外側輪與內側輪轉彎半徑不同，必須以不同的轉速運行，傳統的汽車動力系統通過機械差速器完成內外輪的差速運行。對于分布式驅動電動汽車而言，由于各個驅動輪之間沒有了機械關聯，如何實現差速就成為一個重要的問題。目前主流的解決方法是根據阿克曼轉向模型，通過汽車平均速度、方向盤轉向角等參數，計算出外側輪與內側輪的轉速值進行控制(輪轂電機驅動式微型電動汽車電子差速控制策略，河北大學學報(自然科學版)2015，Vol.35，No.4)。在此基礎上，專利(CN101716952?B電動汽車用電子差速轉向控制系統)給出了一種通過對四個驅動輪偏轉角確定四個輪之間的轉速比進行差速控制的方法。專利(CN10954859?B，基于相對滑轉率控制的電子差速系統)給出了一種利用相對滑轉率控制的電子差速控制方法。專利(CN103213517?B繞線式異步電機牽引的四輪全驅電動汽車驅動系統及方法)給出了一種異步電機作為動力的分布式四輪驅動電動汽車差速器解決方案。這些電動車差速方案有的采用滑移率控制方案、有的采用驅動輪轉矩控制，都能在一定工況下實現分布式驅動電動汽車差動轉向的目的。

上述電動汽車差速控制方案大都建立在理想模型下的控制方式，但實際工況是很復雜的，作用于車輪的里除了電機轉矩、路面反作用力以外，還有車體與車輪的相互作用力等。由于每一個車輪均可自由運動，路面摩擦力隨時變化，當電機轉矩超出路面附著力極限時會引起車輪滑轉，基于理想模型的差速策略難以解決這類問題(電動輪驅動汽車電子差速控制策略及仿真，吉林大學學報(工學版)，2008，Vol.38，sup)。

發明內容

本發明的目的是針對目前分布式驅動電動汽車電子差速器存在的復雜路面情況下路面附著力與電機轉矩平衡時變嚴重、傳統阿克曼模型難以解決各個驅動輪之間差速驅動的問題，提供一種基于轉向角閉環的電動汽車差速控制方法，該方法在阿克曼模型的基礎上，通過對轉向角度的閉環控制，較好的解決了分布式驅動電動汽車電子差速器目前的問題。

本發明實施例提供了一種基于轉向角閉環的電動汽車電子差速控制系統，包括陀螺儀傳感器、轉向角度傳感器、加速踏板傳感器、電子差速器、與四個車輪對應的四個電機驅動器、與所述四個電機驅動器對應的四個電機；其中，所述電子差速器的一端分別連接所述陀螺儀傳感器、轉向角度傳感器、加速踏板傳感器；所述電子電子差速器的另一端連接所述四個電機驅動器的一端，所述四個電機驅動器的另一端分別對應連接一個電機；

所述陀螺儀傳感器，安裝在電動汽車質心位置，其x軸與所述電動汽車行進方向平行，用以檢測所述電動汽車前進時的行駛姿態角，并輸出至所述電子差速器；

所述轉向角傳感器，安裝在方向盤傳動軸上，用以檢測方向盤轉動角度，并輸出至所述電子差速器；

所述加速踏板傳感器，用以檢測加速踏板行程信號，并輸出至所述電子差速器；