分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法和系統技術方案

本發明專利技術提供了一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法和系統，其中，所述控制方法包括：實時獲取車輛駕駛員的駕駛信息、車輛的行駛信息和車輛行駛路面的路面信息；根據駕駛信息得到車輛駕駛員的駕駛意圖；根據駕駛意圖得到車輛的行駛工況；對應行駛工況設定車輛轉矩分配的控制函數；采用粒子群優化算法根據控制函數、駕駛信息、行駛信息和路面信息對車輛轉矩進行分配，以控制車輛的車輪驅動電機。本發明專利技術能夠保證車輛在穩定的前提下達到最優的驅動能效轉矩分配控制，從而能夠提升分布式驅動車輛的節能性能，同時能夠適用于前后軸車輪具有不同構型的驅動電機的車輛，具有較為廣泛的適應性。

【技術實現步驟摘要】
分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法和系統
本專利技術涉及車輛控制
，具體涉及一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法和一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制系統。
技術介紹
在環境問題和能源危機加劇的今天，集多項高新技術于一體的電動汽車獲得了前所未有的發展機遇。電動汽車的充電續航里程短是當下制約電動汽車發展的主要難題，并且經過調查統計發現電動汽車行駛過程中大部分時間處于穩態轉向工況與直線行駛工況，因此對電動汽車處于穩態轉向工況與直線行駛工況的能效進行優化是提升續航里程的有效途徑。當前，分布式驅動電動汽車因各驅動輪轉矩可按控制規律任意分配，在提高電動汽車能效方面有著更大的潛力。但是，現有的分布式驅動電動汽車的轉矩分配方法多數以各輪安裝的輪轂電機構型相同為前提，且沒有考慮車速變化過程對轉矩分配方法的節能效果帶來的影響，沒有充分發揮分布式驅動電動汽車節能的潛力。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，能夠保證車輛在穩定的前提下達到最優的驅動能效轉矩分配控制，從而能夠提升分布式驅動車輛的節能性能，同時能夠適用于前后軸車輪具有不同構型的驅動電機的車輛，具有較為廣泛的適應性。本專利技術的第二個目的在于提出一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制系統。為達到上述目的，本專利技術第一方面實施例提出了一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，包括以下步驟：實時獲取所述車輛駕駛員的駕駛信息、所述車輛的行駛信息和所述車輛行駛路面的路面信息；根據所述駕駛信息得到所述車輛駕駛員的駕駛意圖；根據所述駕駛意圖得到所述車輛的行駛工況；對應所述行駛工況設定所述車輛轉矩分配的控制函數；采用粒子群優化算法根據所述控制函數、所述駕駛信息、所述行駛信息和所述路面信息對所述車輛轉矩進行分配，以控制所述車輛的車輪驅動電機。根據本專利技術實施例提出的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，通過實時獲取車輛駕駛員的駕駛信息、車輛的行駛信息和車輛行駛路面的路面信息，并根據駕駛信息得到車輛駕駛員的駕駛意圖，同時根據駕駛意圖得到車輛的行駛工況，此外，還對應行駛工況設定車輛轉矩分配的控制函數，最后采用粒子群優化算法根據控制函數、駕駛信息、行駛信息和路面信息對車輛轉矩進行分配，以控制車輛的車輪驅動電機，由此，能夠保證車輛在穩定的前提下達到最優的驅動能效轉矩分配控制，從而能夠提升分布式驅動車輛的節能性能，同時能夠適用于前后軸車輪具有不同構型的驅動電機的車輛，具有較為廣泛的適應性。另外，根據本專利技術上述實施例提出的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法還可以具有如下附加的技術特征：根據本專利技術的一個實施例，所述駕駛信息包括方向盤轉角、加速踏板開度、加速踏板開度變化率，所述行駛信息包括所述車輛的實際車速、實際加速度、實際輪速、實際橫擺角速度和實際質心側偏角，所述路面信息包括路面附著系數。根據本專利技術的一個實施例，所述駕駛意圖包括轉向意圖和加速意圖，所述行駛工況包括轉向行駛工況、加速直線行駛工況和勻速直線行駛工況。進一步地，根據所述駕駛信息得到所述車輛駕駛員的駕駛意圖，根據所述駕駛意圖得到所述車輛的行駛工況，包括：根據所述方向盤轉角判斷所述車輛駕駛員是否有所述轉向意圖；若所述車輛駕駛員有所述轉向意圖，則判斷所述車輛處于所述轉向行駛工況；若所述車輛駕駛員沒有所述轉向意圖，則根據所述加速踏板開度和所述加速踏板開度變化率判斷所述車輛駕駛員是否有所述加速意圖；若所述車輛駕駛員有所述加速意圖，則判斷所述車輛處于所述加速直線行駛工況；若所述車輛駕駛員沒有所述加速意圖，則判斷所述車輛處于所述勻速直線行駛工況。進一步地，所述轉向行駛工況的車輛轉矩分配的控制函數為：其中，Js和Je分別為所述車輛穩定性控制函數和所述車輛能效最優控制函數，kl和kr分別為所述車輛前軸左右輪電機的轉矩分配系數，d為所述車輛前軸左右輪輪距，R為所述車輛車輪半徑，Ti(i＝1,2,3,4)分別為所述車輛左前、右前、左后和右后輪電機轉矩，ΔMZ為附加橫擺力矩，Ttot為縱向行駛所需的整車驅動力矩，ni(i＝1,2,3,4)為所述車輛左前、右前、左后和右后輪電機轉速，μ為所述路面附著系數，Φi(i＝1,2,3,4)為所述車輛左前、右前、左后和右后輪負荷率，ηs為穩定性權重系數。進一步地，所述加速直線行駛工況的車輛轉矩分配的控制函數為：其中，Pout為所述車輛車輪電機的總功率，ηi(i＝1,2,3,4)為所述車輛左前、右前、左后和右后輪電機效率，當加速路徑系數ρ和所述車輛前軸車輪電機的轉矩分配系數k選定時，Pout的值僅與時間t有關，amax為所述車輛最大加速度，amax＝min(aTmax,aμmax)，aTmax為所述車輛車輪電機所能提供的最大加速度，aμmax為在路面附著系數為μ的路面上的車輛所能達到的最大加速度。進一步地，所述勻速直線行駛工況的車輛轉矩分配的控制函數為：進一步地，采用粒子群優化算法根據所述控制函數、所述駕駛信息、所述行駛信息和所述路面信息對所述車輛轉矩進行分配，以控制所述車輛的車輪驅動電機，包括：根據所述駕駛信息得到所述車輛的目標車速；根據所述車輛的目標車速和實際車速之間的差值得到所述車輛縱向行駛的整車驅動力矩；根據所述車輛的橫擺角速度期望值和實際值之間的差值，以及質心側偏角期望值和實際值之間的差值得到所述車輛轉向的附加橫擺力矩；當所述車輛處于所述加速直線行駛工況和所述勻速直線行駛工況時，采用粒子群優化算法根據其對應的控制函數和所述車輛縱向行駛的整車驅動力矩得到相應的車輛轉矩分配系數，以控制所述車輛的車輪驅動電機；當所述車輛處于所述轉向行駛工況時，采用粒子群優化算法根據其對應的控制函數、所述車輛縱向行駛的整車驅動力矩和所述車輛轉向的附加橫擺力矩得到相應的車輛轉矩分配系數，以控制所述車輛的車輪驅動電機。為達到上述目的，本專利技術第二方面實施例提出了一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制系統，包括：整車傳感器模塊，所述整車傳感器模塊用于實時獲取所述車輛駕駛員的駕駛信息、所述車輛的行駛信息和所述車輛行駛路面的路面信息；駕駛意圖識別模塊，所述駕駛意圖識別模塊與所述整車傳感器模塊相連，所述駕駛意圖識別模塊用于根據所述駕駛信息得到所述車輛駕駛員的駕駛意圖；行駛工況判斷模塊，所述行駛工況判斷模塊與所述駕駛意圖識別模塊相連，所述行駛工況判斷模塊用于根據所述駕駛意圖得到所述車輛的行駛工況；轉矩分配控制模塊，所述轉矩分配控制模塊分別與所述整車傳感器模塊、所述駕駛意圖識別模塊和所述行駛工況判斷模塊相連，所述轉矩分配控制模塊對應所述行駛工況設定所述車輛轉矩分配的控制函數，并采用粒子群優化算法根據所述控制函數、所述駕駛信息、所述行駛信息和所述路面信息對所述車輛轉矩進行分配，以控制所述車輛的車輪驅動電機。根據本專利技術實施例提出的分布式驅動車輛的轉矩分配控制系統，通過整車傳感器模塊實時獲取車輛駕駛員的駕駛信息、車輛的行駛信息和車輛行駛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，包括以下步驟：/n實時獲取所述車輛駕駛員的駕駛信息、所述車輛的行駛信息和所述車輛行駛路面的路面信息；/n根據所述駕駛信息得到所述車輛駕駛員的駕駛意圖；/n根據所述駕駛意圖得到所述車輛的行駛工況；/n對應所述行駛工況設定所述車輛轉矩分配的控制函數；/n采用粒子群優化算法根據所述控制函數、所述駕駛信息、所述行駛信息和所述路面信息對所述車輛轉矩進行分配，以控制所述車輛的車輪驅動電機。/n

【技術特征摘要】
1.一種分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
實時獲取所述車輛駕駛員的駕駛信息、所述車輛的行駛信息和所述車輛行駛路面的路面信息；
根據所述駕駛信息得到所述車輛駕駛員的駕駛意圖；
根據所述駕駛意圖得到所述車輛的行駛工況；
對應所述行駛工況設定所述車輛轉矩分配的控制函數；
采用粒子群優化算法根據所述控制函數、所述駕駛信息、所述行駛信息和所述路面信息對所述車輛轉矩進行分配，以控制所述車輛的車輪驅動電機。


2.根據權利要求1所述的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述駕駛信息包括方向盤轉角、加速踏板開度、加速踏板開度變化率，所述行駛信息包括所述車輛的實際車速、實際加速度、實際輪速、實際橫擺角速度和實際質心側偏角，所述路面信息包括路面附著系數。


3.根據權利要求2所述的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述駕駛意圖包括轉向意圖和加速意圖，所述行駛工況包括轉向行駛工況、加速直線行駛工況和勻速直線行駛工況。


4.根據權利要求3所述的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，根據所述駕駛信息得到所述車輛駕駛員的駕駛意圖，根據所述駕駛意圖得到所述車輛的行駛工況，包括：
根據所述方向盤轉角判斷所述車輛駕駛員是否有所述轉向意圖；
若所述車輛駕駛員有所述轉向意圖，則判斷所述車輛處于所述轉向行駛工況；
若所述車輛駕駛員沒有所述轉向意圖，則根據所述加速踏板開度和所述加速踏板開度變化率判斷所述車輛駕駛員是否有所述加速意圖；
若所述車輛駕駛員有所述加速意圖，則判斷所述車輛處于所述加速直線行駛工況；
若所述車輛駕駛員沒有所述加速意圖，則判斷所述車輛處于所述勻速直線行駛工況。


5.根據權利要求4所述的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述轉向行駛工況的車輛轉矩分配的控制函數為：
minJ(kr,kl)＝ηsJs+(1-ηs)Je



其中，Js和Je分別為所述車輛穩定性控制函數和所述車輛能效最優控制函數，kl和kr分別為所述車輛前軸左右輪電機的轉矩分配系數，d為所述車輛前軸左右輪輪距，R為所述車輛車輪半徑，Ti(i＝1,2,3,4)分別為所述車輛左前、右前、左后和右后輪電機轉矩，ΔMZ為附加橫擺力矩，Ttot為縱向行駛所需的整車驅動力矩，ni(i＝1,2,3,4)為所述車輛左前、右前、左后和右后輪電機轉速，μ為所述路面附著系數，Φi(i＝1,2,3,4)為所述車輛左前、右前、左后和右后輪負荷率，ηs為穩定性權重系數。


6.根據權利要求5所述的分布式驅動車輛的轉矩分配控制方法，其特征在于，其中，所述加速直線行駛工況的車輛轉矩分配的控制函數為：






其中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉澄，趙景波，杭志成，朱梁鵬，
申請(專利權)人：江蘇理工學院，
類型：發明
國別省市：江蘇;32