[發明專利]一種用于電動輪汽車的矢量控制方法

在審

• 申請號: 201811578093.0
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109795338A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 連小珉;陳浩;金達鋒;袁良信;錢江;杜鵬;王源
• 申請（專利權）人: 清華大學;清華大學蘇州汽車研究院（吳江）;蘇州紫荊清遠新能源汽車技術有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60R16/023
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明提出一種用于電動輪汽車的矢量控制方法，屬于車輛動力學控制的領域。本發明用于電動輪汽車的驅動控制，所述電動輪汽車是指采用安裝在汽車車輪輪轂內部(輪邊)的電機直接驅動行駛的純電動車輛；該方法基于矢量控制系統，其中矢量控制器作為矢量控制方法的硬件載體，具體包括：驅動轉矩計算模塊、橫擺轉矩計算模塊、防滑轉矩計算模塊、協調轉矩計算模塊、電機狀態管理模塊、輸出接口模塊和輸出接口模塊。本發明設置多個邏輯獨立的功能模塊，系統兼容性高、可靠性強；本發明充分考慮多種影響因素，實現驅動功能控制與電機狀態的同步管理，提高電動輪汽車的經濟性與安全性。

技術領域

本發明屬于車輛動力學控制領域，特別涉及一種用于電動輪汽車的矢量控制方法。

背景技術

隨著能源問題矛盾日益突出，新能源汽車逐漸成為研究熱點。電動輪汽車是指采用安裝在汽車車輪輪轂內部(輪邊)的電機直接驅動行駛的純電動車輛，由于取消了傳統的傳動機構，同時電機具有響應快，高效工作區范圍廣及易于控制等特點，使得電動輪汽車相比其他驅動形式的車輛性能空間更大。

電動輪汽車的矢量控制系統作為新型動力總成結構，負責電動輪汽車的驅動功能控制與電機狀態管理。例如本申請人已申報的名為“一種電動輪汽車矢量控制系統的網絡拓撲結構”的中國專利(申請號201711200338.1)，涉及對電動輪汽車的矢量控制系統架構的詳細描述。其中，矢量控制技術以矢量控制器為硬件載體，依據駕駛員操作(加速踏板、制動踏板、方向盤、檔位)確定駕駛員意圖，解析車輛總需求扭矩，結合車輛當前狀態(車速，加速度，橫擺角速度)、路面狀態、輪轂電機與電池能力限制，考慮車輛動力學特征，對四個輪轂電機的轉矩進行分配，提高電動輪汽車的經濟性與安全性。

針對矢量控制方法，現有研究將電動輪汽車驅動控制劃分為整車控制功能，未形成獨立的硬件與功能模塊，打亂整車控制器中的已有控制邏輯，造成整車控制邏輯中功能模塊耦合性高，增加整車控制器的計算負擔，降低了系統的兼容性與可靠性。并且，現有控制邏輯中未充分利用電機反饋的狀態信息對電機進行動態管理，造成電機能力及使用壽命的損失。

發明內容

本發明的目的是克服已有技術的不足之處，提供一種用于電動輪汽車的矢量控制方法。所述電動輪汽車為采用安裝在汽車車輪輪轂內部(輪邊)的電機直接驅動行駛的純電動車輛，本發明能提高電動輪汽車的綜合性能。

為實現本發明目的，采用如下技術方案：

本發明提出的一種用于電動輪汽車的矢量控制方法，所述電動輪汽車為采用安裝在汽車車輪輪轂內部(輪邊)的電機直接驅動行駛的純電動車輛，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

1)設置一包括有矢量控制器、整車控制器、加速踏板傳感器、N個車軸和安裝于各車軸兩端的共計2N個輪轂驅動單元；各輪轂驅動單元結構相同，均分別由1個輪轂電機與1個輪轂電機控制器組成，對各個輪轂電機依次進行編號，記為i_j，其中，i代表該輪轂電機所在的車軸，i＝1，2，...，N，角標j用于表示輪轂電機與車軸的相對位置，j＝1時表示輪轂電機位于車輛左側，j＝2時表示輪轂電機位于車輛右側；矢量控制器包括驅動轉矩計算模塊、橫擺轉矩計算模塊、防滑轉矩計算模塊、協調轉矩計算模塊、電機狀態管理模塊、輸入接口模塊和輸出接口模塊；

2)矢量控制器分別從整車控制器、各輪轂驅動單元和加速踏板傳感器獲取整車狀態信息和電機狀態信息，由輸入接口模塊整合為整車輸入信息矢量C_vc，表達式如下：

C_vc＝{α_b，G_s，δ，P_dis，P_chr，a_x，a_y，ω_r，V_x，V_y}

各車軸輪轂電機狀態輸入信息矢量C_ci，表達式如下：