一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统及方法
专利汇可以提供一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于路面自适应的 四轮驱动 电动车 变参数防滑控制系统及方法，该系统包括 电机 控制器 、车载 传感器 单元、轮胎-路面附着估计单元、变参数驱动防滑控制单元，轮胎-路面附着估计单元用于获取每个 车轮 的路面峰值附着系数，变参数驱动防滑控制单元根据轮胎-路面附着估计单元获取的车轮的路面峰值附着系数以及车载传感器单元的实测数据进行防滑控制输出控制 力 矩，电机控制器控制4个 驱动电机 运动。本发明驱动防滑控制可实时根据当前路面的估计结果自适应调节，控制精确性高，防滑效果好，可提高车辆安全性和驱动效率。，下面是一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，包括电机控制器和电机力矩分配器，所述的电机控制器设置4个分别连接车轮的驱动电机，其特征在于：还包括车载传感器单元、轮胎-路面附着估计单元和变参数驱动防滑控制单元，该变参数驱动防滑控制单元连接电机力矩分配器，获取4个驱动电机的分配力矩并发送给电机控制器，由电机控制器分别控制4个驱动电机运动；该车载传感器单元连接轮胎-路面附着估计单元和变参数驱动防滑控制单元，该轮胎-路面附着估计单元根据车载传感器单元的实测数据动态获取每个车轮的路面峰值附着系数，并将其发送给变参数驱动防滑控制单元，该变参数驱动防滑控制单元根据该每个车轮的路面峰值附着系数和车载传感器单元的实测数据计算得到控制力矩，根据车轮滑移率控制范围要求，判断是否需要进行驱动防滑控制，若需要，则输出控制力矩给电机控制器，由电机控制器分别对4个驱动电机实施防滑控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于：所述的车载传感器单元包括用于测量车速的车速传感器、用于测量纵向、侧向加速度的加速度传感器、用于获取4个车轮实际轮速的轮速获取子单元和用于获取4个驱动电机转矩的转矩获取子单元。
3.根据权利要求2所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于：该变参数驱动防滑控制单元包括最优滑移率获取单元、参考轮速计算单元、轮速差值计算单元和变参数驱动防滑控制器；该最优滑移率获取单元输入端连接轮胎-路面附着估计单元，以获取动态的每个车轮的路面峰值附着系数，该最优滑移率获取单元输出端连接参考轮速计算单元输入端，参考轮速计算单元输入端连接车速传感器，参考轮速计算单元输出端连接轮速差值计算单元输入端，轮速差值计算单元正输入端连接轮速获取子单元，轮速差值计算单元输出端连接变参数驱动防滑控制器输入端；该变参数驱动防滑控制器的输入端还连接电机力矩分配器；该最优滑移率获取单元中预置有路面峰值附着系数与最优滑移率一一对应的对比图；该最优滑移率获取单元根据轮胎-路面附着估计单元发送过来的4个车轮的路面峰值附着系数在对比图查找对应的最优滑移率，并发送给参考轮速计算单元，该参考轮速计算单元根据该最优滑移率和从车速传感器实时获取的车速计算得到每个车轮的参考轮速，并将参考轮速提供给轮速差值计算单元，该轮速差值计算单元根据轮速获取子单元获取的实际轮速以及参考轮速计算单元计算的参考轮速计算差值，将该差值输入至变参数驱动防滑控制器得到控制力矩，结合车轮滑移率控制范围要求，判断是否需要进行驱动防滑控制，若需要，则输出控制力矩给电机控制器。
4.根据权利要求3所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于所述的参考轮速计算单元具体为：
其中，ωr为参考轮速，λr为最优滑移率，v为车速，r为车轮滚动半径。
5.根据权利要求3所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于所述的变参数驱动防滑控制器具体为：
其中，Kp和Ki分别是误差比例项和积分增益函数，以Gauss函数为基础构成，Kp的宽度取为1，以保证在较大的范围内具有较大的比例增益；Ki的宽度取为1，在稳态值附近加大积分作用，使系统有较快的响应速度而且可以避免积分饱和；e＝ω-ωr，ω为实际轮速，ωr为参考轮速；Kp0,Kp1,Ki0,Ki1,Ti,Td均为控制器参数，通过实车或仿真标定选取。
6.根据权利要求2所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于：所述的轮胎-路面附着估计单元包括路面峰值附着系数估计器和垂向力估计器，路面峰值附着系数估计器输入端连接车速传感器、轮速获取子单元、转矩获取子单元和垂向力估计器，所述路面峰值附着系数估计器输出端连接变参数驱动防滑控制单元，向其发送动态的每个车轮的路面峰值附着系数；加速度传感器还向垂向力估计器发送实测的纵向加速度和侧向加速度。
7.根据权利要求6所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于所述的垂向力估计器具体为：
和 分别为左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的垂向力，m为整车质量，
g为重力加速度，l为轴距、lf为质心至前轴距离，lr为质心至后轴距离、hg为质心高度，ax为纵向加速度，ay为侧向加速度，Bf为前轮距，Br为后轮距。
8.根据权利要求6所述的一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统，其特征在于所述的路面峰值附着系数估计器具体为：
其中，z为中间变量，I为车轮等效转动惯量，Tm为电机转矩，r为车轮滚动半径， 为车轮纵向力估计值，Fz为垂向力估计器估计的车轮垂向力，为路面峰值附着系数估计值，λ为车轮滑移率，λ＝(ωr-v)/v，ω为轮速获取子单元获取的实际轮速，v为车速传感器测量的车速，θ*为等式方程 的数值解，k1和γ为估计器设计参数，k1和γ均为常数，μ(λ,θ)为改进的Burckhardt轮胎模型， 为μ(λ,θ)中令 得到的模型函数，具体地，μ(λ,θ)为：
其中，θ为路面峰值附着系数，θ2、θ3、θ4和θ5均为常参数，exp为以自然常数e为底的指数函数，sgn为符号函数。
9.一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制方法，其特征在于包括一变参数防滑控制系统，该系统包括电机控制器、车载传感器单元、轮胎-路面附着估计单元和变参数驱动防滑控制单元，所述的电机控制器设置4个分别连接车轮的驱动电机，该车载传感器单元连接轮胎-路面附着估计单元和变参数驱动防滑控制单元，所述的车载传感器单元包括用于测量车速的车速传感器、用于测量纵向、侧向加速度的加速度传感器、用于获取
4个车轮实际轮速的轮速获取子单元和用于获取4个驱动电机转矩的转矩获取子单元；该变参数驱动防滑控制单元包括最优滑移率获取单元、参考轮速计算单元、轮速差值计算单元和变参数驱动防滑控制器；该最优滑移率获取单元中预置有路面峰值附着系数与最优滑移率一一对应的对比图；具体包括如下控制步骤：
步骤1、实时采集4个车轮的实际轮速ω、对应的驱动电机的转矩、整车的车速v和纵向、侧向加速度；
步骤2、将步骤1采集的数据输入至轮胎-路面附着估计单元估计得到4个车轮对应的路面峰值附着系数；
步骤3、在最优滑移率获取单元预置的路面峰值附着系数与最优滑移率一一对应的对比图中查找得到与步骤2得到的路面峰值附着系数匹配的最优滑移率；
步骤4、该参考轮速计算单元根据最优滑移率和实测的车速v求取每个车轮对应的参考轮速ωr；
步骤5、该轮速差值计算单元将实际轮速ω和参考轮速ωr的差值e＝ω-ωr输入至变参数驱动防滑控制器得到控制力矩；
步骤6、该变参数驱动防滑控制器根据车轮滑移率控制范围要求，判断是否需要进行驱动防滑控制，若需要，则输出控制力矩给电机控制器，由电机控制器分别对4个驱动电机实施防滑控制。
一种基于路面自适应的四轮驱动电动车变参数防滑控制系统
及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
数值解，k1和γ为估计器设计参数，k1和γ均为常数，μ(λ,θ)为改进的Burckhardt轮胎模型，为μ(λ,θ)中令 得到的模型函数。
8根据该最优滑移率和从车速传感器4实时获取的车速计算得到每个车轮的参考轮速，并将参考轮速提供给轮速差值计算单元，该轮速差值计算单元根据轮速获取子单元获取的实际轮速以及参考轮速计算单元8计算的参考轮速计算差值，将该差值输入至变参数驱动防滑控制器3得到控制力矩，结合车轮滑移率控制范围要求，判断是否需要进行驱动防滑控制，若需要，则输出控制力矩给电机控制器1，由电机控制器1分别对4个驱动电机实施防滑控制。
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