分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制技術領域。
【背景技術】
[0002] 由于采用輪轂電機驅動的分布式電驅動系統(tǒng)簧下轉動慣量小，且轉矩響應速度 快，因此在顛簸路面等不良路況下動態(tài)響應比較劇烈，極大地影響了電動汽車的運行平順 性和舒適性?，F有相關研究主要是通過增加機械慣量配重等方式解決，這樣的壞處是進一 步增加了輪轂電動驅動的電動汽車的簧下質量，使得系統(tǒng)的能耗增加，且操作穩(wěn)定性和安 全性變差。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明是為了解決現有輪轂驅動的電動汽車的簧下質量增加造成系統(tǒng)的能耗增 加，操作穩(wěn)定性差的問題，提出了一種分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制 系統(tǒng)及控制方法。
[0004] 本發(fā)明所述的分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括一號加法器1、二號加法器2、微分器3、轉矩低通濾波器5和轉矩補償器6;
[0005] -號加法器1的正向信號輸入端連接汽車油門或剎車的控制信號，一號加法器1的 負向信號輸入端連接低通濾波器的轉動慣量反饋信號輸出端，一號加法器1的信號輸出端 同時連接二號加法器2的一個正向信號輸入端和轉矩補償器6的信號輸入端，二號加法器2 的另一個正向信號輸入端連接轉矩補償器6的信號輸出入端，二號加法器2的信號輸出端連 接電動汽車的電力傳動設備3的轉矩控制信號輸入端，電動汽車的電力傳動設備3的信號輸 出端連接微分器4的信號輸入端，微分器4的信號輸出端連接轉矩低通濾波器5的信號輸入 端。
[0006] 分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制方法，該方法基于分布式驅動 電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制系統(tǒng)實現，該方法具體步驟為：
[0007] 步驟一、采用公式：
[0008]
[0009]獲得，電動汽車的加速度，其中，Ti為各個驅動輪的輸出轉矩，r為輪胎有效滾動半 徑，δ為旋轉質量換算系數，M為電動汽車質量；
[0010]步驟二、利用公式：
[0011]
[0012]獲得車輛旋轉質量換算系數δ，其中，Jm為電機轉動慣量，Jw為車輪轉動慣量， r為輪 胎有效滾動半徑，je為發(fā)動機轉動慣量，ig為變速器的速比，io為主傳動比；
[0013] 步驟三、利用公式：
[0014]
[0015] 獲得轉矩補償器所補償的轉矩ΔΤ,δο為四輪驅動電動汽車的初始旋轉質量換算 系數，心為添加外部慣量后的旋轉質量換算系數，A J為轉動慣量增量，即增加的轉動慣量 值；
[0016] 步驟四、將步驟三獲得的補償的轉矩△ T經二號加法器2對加速信號進行補償，實 現對分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制。
[0017] 本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法提高了四輪驅動電動汽車越野性能的電子轉動慣量控 制方法，所述方法通過設計系統(tǒng)電子轉動慣量來代替機械轉動慣量，有效地減小了輪胎扭 轉振動問題，同時解決了分布式驅動電動汽車，尤其是輪轂電機的分布式驅動電動汽車為 了解決控制響應問題提高機械轉動慣量帶來的簧下質量增大的問題，本發(fā)明的轉矩控制系 統(tǒng)中增加轉矩補償器來抑制額外轉動慣量對于電動汽車加速度的影響。通過在轉矩控制系 統(tǒng)中添加反饋A J作為電子轉矩，來代替機械轉矩以解決四輪驅動電動汽車行駛過程中特 別是越野路況的行駛過程中的車體振動問題。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明所述分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制系統(tǒng)原理框 圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0019] 一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的分布式輪轂電機驅 動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一號加法器1、二號加法器2、微分器3、轉 矩低通濾波器5和矩補償器6;
[0020] -號加法器1的正向信號輸入端連接汽車油門或剎車的控制信號，一號加法器1的 負向信號輸入端連接低通濾波器的轉動慣量反饋信號輸出端，一號加法器1的信號輸出端 同時連接二號加法器2的一個正向信號輸入端和轉矩補償器6的信號輸入端，二號加法器2 的另一個正向信號輸入端連接轉矩補償器6的信號輸出入端，二號加法器2的信號輸出端連 接電動汽車的電力傳動設備3的轉矩控制信號輸入端，電動汽車的電力傳動設備3的信號輸 出端連接微分器4的信號輸入端，微分器4的信號輸出端連接轉矩低通濾波器5的信號輸入 端。
[0021 ]【具體實施方式】二、本實施方式所述分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化 控制方法，該方法基于分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制系統(tǒng)實現，該方法具體步驟 為：
[0022]步驟一、采用公式：
[0023]
[0024] 獲得，電動汽車的加速度，其中，Ti為各個驅動輪的輸出轉矩，r為輪胎有效滾動半 徑，δ為旋轉質量換算系數，M為電動汽車質量；
[0025]步驟二、利用公式：
[0026]
[0027]獲得車輛旋轉質量換算系數δ，其中，Jm為電機轉動慣量，Jw為車輪轉動慣量， r為輪 胎有效滾動半徑，Je為發(fā)動機轉動慣量，ig為變速器的速比，i〇為主減速器速比；
[0028]步驟三、利用公式：
[0029]
[0030] 獲得轉矩補償器所補償的轉矩ΔΤ,δο為四輪驅動電動汽車的初始旋轉質量換算 系數，心為添加外部慣量后的旋轉質量換算系數，A J為轉動慣量增量，即增加的轉動慣量 值；
[0031] 步驟四、將步驟三獲得的補償的轉矩△ T經二號加法器2對加速信號進行補償，實 現對分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制。
[0032] 本發(fā)明通過添加電子轉矩來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械轉矩，既克服了機械轉矩帶來的簧下 質量增大的缺點，又克服了四輪驅動電動汽車在行駛過程中的振動問題，特別是越野工況 時的振動問題，提高了電動汽車行駛時的操作穩(wěn)定性和舒適性，保證了電動汽車更好的越 野性能。
【主權項】
1. 分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)采用 電子轉動慣量代替附加機械轉動慣量，該系統(tǒng)包括一號加法器(1 )、二號加法器(2 )、微分器 (3)、轉矩低通濾波器(5)和轉矩補償器(6); 一號加法器（1)的正向信號輸入端連接汽車油門或剎車的控制信號，一號加法器（1)的 負向信號輸入端連接低通濾波器的轉動慣量反饋信號輸出端，一號加法器（1)的信號輸出 端同時連接二號加法器(2)的一個正向信號輸入端和轉矩補償器(6)的信號輸入端，二號加 法器(2)的另一個正向信號輸入端連接轉矩補償器(6)的信號輸出入端，二號加法器(2)的 信號輸出端連接電動汽車的電力傳動設備(3)的轉矩控制信號輸入端，電動汽車的電力傳 動設備(3)的信號輸出端連接微分器(4)的信號輸入端，微分器(4)的信號輸出端連接轉矩 低通濾波器(5)的信號輸入端。2. 分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制方法，其特征在于，該方法具體 步驟為： 步驟一、采用公式：獲得，電動汽車的加速度，其中，Ti為各個驅動輪的輸出轉矩，r為輪胎有效滾動半徑，δ 為旋轉質量換算系數，Μ為電動汽車質量； 步驟二、利用公式：獲得車輛旋轉質量換算系數S，其中，Jm為電機轉動慣量，Jw為車輪轉動慣量，r為輪胎有 效滾動半徑，Je為發(fā)動機轉動慣量，ig為變速器的速比，i〇為主傳動比； 步驟三、利用公式：獲得轉矩補償器所補償的轉矩Α Τ，δ〇為四輪驅動電動汽車的初始旋轉質量換算系數， 心為添加外部慣量后的旋轉質量換算系數，△ J為轉動慣量增量，即增加的轉動慣量值； 步驟四、將步驟三獲得的補償的轉矩AT經二號加法器(2)對加速信號進行補償，實現 對分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制。
【專利摘要】分布式輪轂電機驅動電動汽車轉矩響應的優(yōu)化控制系統(tǒng)及控制方法，涉及分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制技術領域。解決了現有輪轂驅動的電動汽車的簧下質量增加造成系統(tǒng)的能耗增加，操作穩(wěn)定性差的問題。一號加法器的正向信號輸入端連接汽車油門或剎車的控制信號，一號加法器的負向信號輸入端連接低通濾波器的轉動慣量反饋信號輸出端，二號加法器的兩個信號輸入端分別連接和轉矩補償器的信號輸出端和一號加法器的信號輸出端，二號加法器的二號加法器的信號輸出端連接電動汽車的電力傳動設備的轉矩控制信號輸入端，電動汽車的電力傳動設備的信號輸出端經微分器低通濾波器后進行信號反饋。本發(fā)明適用于分布式驅動電動汽車轉矩優(yōu)化分配控制使用。
【IPC分類】B60L15/20
【公開號】CN105667344
【申請?zhí)枴緾N201610245437
【發(fā)明人】杜玖玉, 歐陽明高, 馬良峰, 高明明
【申請人】清華大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年4月19日