本發(fā)明涉及電驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙側(cè)獨立電驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法。

背景技術(shù)：

為了應對環(huán)境污染，減少碳排放量，各國排放法規(guī)越來越嚴厲，世界各國都在加大對新能源車輛的研發(fā)。無論是混合動力還是純電動車輛，都以電驅(qū)動系統(tǒng)為主要特征。各種新能源輪式車輛已經(jīng)紛紛量產(chǎn)，并取得了不錯的市場反響。電驅(qū)動履帶式新能源車輛也在無人車輛、工程、搶險、軍事領(lǐng)域得到了應用，取得了長足的發(fā)展。

現(xiàn)有的電驅(qū)動履帶新能源車輛主要采用雙側(cè)獨立電驅(qū)動形式，即采用左右驅(qū)動電機分別連接左右側(cè)減速器、制動器后，輸出動力到主動輪以驅(qū)動車輛，整個動力傳動系統(tǒng)分成了左右側(cè)兩套動力傳動分系統(tǒng)，兩套動力傳動分系統(tǒng)之間采用電纜柔性連接。該種結(jié)構(gòu)，機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，布置方便靈活，且電機輸出扭矩直接驅(qū)動主動輪，控制系統(tǒng)易于實現(xiàn)，得到廣泛應用。

該種結(jié)構(gòu)，通過電機輸出扭矩驅(qū)動車輛直駛與轉(zhuǎn)向。直駛時，雙側(cè)電機輸出相同扭矩，保證車輛直線行駛；轉(zhuǎn)向時，雙側(cè)電機輸出不同扭矩，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩差值的大小實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向。但是，直駛與轉(zhuǎn)向狀態(tài)切換過程中，電機輸出扭矩同時受到油門踏板和方向盤的影響，特別是在無人車輛應用中，其遙控模式往往通過手柄實現(xiàn)操作，車輛直駛與轉(zhuǎn)向命令相互耦合。這種耦合，導致車輛低速直駛進入小半徑轉(zhuǎn)向時，需要加大油門以配合方向盤實現(xiàn)轉(zhuǎn)向需求；在轉(zhuǎn)向結(jié)束回到直駛狀態(tài)時，也需要減小油門以配合方向盤實現(xiàn)直駛需求，在狀態(tài)切換過程中，容易發(fā)生車輛猛然加減速的情況，車輛平順性難以保證，并容易發(fā)生危險。

因此，需要一種控制方法，改善雙側(cè)獨立電驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換的平順性與安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何設(shè)計一種雙側(cè)獨立驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法，以減小車輛行駛狀態(tài)切換時對油門踏板配合的依賴，避免狀態(tài)切換過程中因加速踏板配合造成的車速的劇烈變化，提升車輛的平順性與安全性。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙側(cè)獨立電驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法，包括以下步驟：

首先采集方向盤轉(zhuǎn)角信號絕對值和加速踏板開度信號并根據(jù)判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖，即，為直駛狀態(tài)還是轉(zhuǎn)向狀態(tài)；

當小于或等于自由行程C時，則認為車輛處于直駛狀態(tài)；當大于自由行程C時，則判斷車輛進入轉(zhuǎn)向狀態(tài)，并進一步判斷轉(zhuǎn)向狀態(tài)是修正轉(zhuǎn)向模式還是小半徑模式；

若判斷為直駛模式，則控制雙側(cè)獨立驅(qū)動電機的輸出扭矩大小相等，且只與加速踏板開度信號有關(guān)，雙側(cè)獨立驅(qū)動電機輸出的扭矩T＝外側(cè)電機輸出的扭矩T_外＝內(nèi)側(cè)電機輸出的扭矩T_內(nèi)等于當前電機轉(zhuǎn)速下的最大扭矩T_max(n)與踏板因子的乘積，其中踏板因子只與加速踏板開度信號有關(guān)；

若判斷為修正轉(zhuǎn)向模式，則控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外只與加速踏板開度信號有關(guān)，而內(nèi)側(cè)電機輸出正向扭矩，與加速踏板開度信號和有關(guān)，且隨的增大逐漸減小至零扭矩；

若判斷為小半徑轉(zhuǎn)向模式，則控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外同時受加速踏板開度信號和的影響，且分別與加速踏板開度信號和成正相關(guān)；而內(nèi)側(cè)電機輸出反向扭矩，隨的增大由零扭矩逐漸增大。

優(yōu)選地，若判斷為直駛模式，則確定踏板因子與加速踏板開度信號之間的函數(shù)關(guān)系為硬轉(zhuǎn)向補償策略、線性轉(zhuǎn)向補償策略或軟轉(zhuǎn)向補償策略。

優(yōu)選地，設(shè)定修正轉(zhuǎn)向模式和小半徑轉(zhuǎn)向模式以方向盤轉(zhuǎn)角閾值X_Q為分界點，當小于X_Q時，則判斷車輛進行修正轉(zhuǎn)向；當大于或等于X_Q時，則判斷車輛進行小半徑轉(zhuǎn)向，其中X_Q根據(jù)試驗標定或經(jīng)驗得到。

優(yōu)選地，判斷為車輛在修正轉(zhuǎn)向模式時，控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外等于當前電機轉(zhuǎn)速下的最大扭矩與踏板因子的乘積，其中踏板因子只與加速踏板開度信號有關(guān)，而認為內(nèi)側(cè)電機的輸出扭矩T_內(nèi)等于外側(cè)電機的輸出扭矩T_外與轉(zhuǎn)向因子的乘積，其中轉(zhuǎn)向因子只與有關(guān)。

優(yōu)選地，判斷為車輛在小半徑轉(zhuǎn)向模式時，控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外等于當前電機轉(zhuǎn)速下的最大扭矩與踏板因子的乘積，其中踏板因子等于加速踏板開度信號與驅(qū)動補償函數(shù)之和，且最大值等于1，而認為內(nèi)側(cè)電機的輸出扭矩T_內(nèi)等于外側(cè)電機輸出扭矩T_外與轉(zhuǎn)向因子的乘積，其中轉(zhuǎn)向因子只與方向盤轉(zhuǎn)角信號有關(guān)。

優(yōu)選地，確定驅(qū)動補償函數(shù)與的函數(shù)關(guān)系為硬轉(zhuǎn)向補償策略、線性轉(zhuǎn)向補償策略或軟轉(zhuǎn)向補償策略。

(三)有益效果

本發(fā)明在計算電機輸出扭矩時，引入了踏板因子與轉(zhuǎn)向因子。踏板因子是踏板開度與方向盤轉(zhuǎn)角的函數(shù)，轉(zhuǎn)向因子僅是方向盤轉(zhuǎn)角的函數(shù)。直駛過程中，方向盤轉(zhuǎn)角對踏板因子數(shù)值計算沒有影響；轉(zhuǎn)向時，方向盤轉(zhuǎn)角對踏板因子與轉(zhuǎn)向因子的數(shù)值計算都起作用?？赏ㄟ^合理調(diào)整方向盤轉(zhuǎn)角對踏板因子的函數(shù)關(guān)系，使得履帶車輛(特別是無人履帶車輛遙控模式下)在行駛狀態(tài)切換過程中獲得更好的平順性與安全性表現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的一種雙側(cè)獨立驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例的一種雙側(cè)獨立驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法踏板因子與踏板開度的函數(shù)關(guān)系示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的一種雙側(cè)獨立驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法轉(zhuǎn)向因子與方向盤轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的一種雙側(cè)獨立驅(qū)動履帶車輛行駛狀態(tài)切換控制方法驅(qū)動補償函數(shù)與方向盤轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

如圖1所示，首先采集方向盤轉(zhuǎn)角信號絕對值和加速踏板開度信號并根據(jù)判斷駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖，即，為直駛狀態(tài)還是轉(zhuǎn)向狀態(tài)，其中若為轉(zhuǎn)向狀態(tài)則進一步判斷是修正轉(zhuǎn)向模式還是小半徑轉(zhuǎn)向模式。

考慮到方向盤具有一定的自由行程C，因此當小于或等于自由行程C時，則認為車輛處于直駛狀態(tài)。

若判斷為直駛模式，則控制雙側(cè)獨立驅(qū)動電機的輸出扭矩大小相等，且只與加速踏板開度信號有關(guān)。雙側(cè)獨立驅(qū)動電機輸出的扭矩T＝外側(cè)電機輸出的扭矩T_外＝內(nèi)側(cè)電機輸出的扭矩T_內(nèi)等于當前電機轉(zhuǎn)速下的最大扭矩T_max(n)與踏板因子的乘積。其中踏板因子只與加速踏板開度信號有關(guān)，其函數(shù)關(guān)系如圖2所示。

踏板因子與加速踏板開度信號之間的函數(shù)關(guān)系可根據(jù)實際需求確定圖2中曲線1～3中的任一種，其中曲線1代表了硬轉(zhuǎn)向補償策略，曲線2代表了線性轉(zhuǎn)向補償策略，曲線3代表了軟轉(zhuǎn)向補償策略，也可以根據(jù)試驗重新標定踏板因子與加速踏板開度信號之間的函數(shù)關(guān)系。

當大于自由行程C時，則判斷車輛進入轉(zhuǎn)向狀態(tài)，并進一步判斷轉(zhuǎn)向狀態(tài)是修正轉(zhuǎn)向模式還是小半徑模式。修正轉(zhuǎn)向和小半徑轉(zhuǎn)向以方向盤轉(zhuǎn)角X_Q為分界點。其中X_Q為圖3中Q點的橫坐標。當小于X_Q時，則判斷車輛進行修正轉(zhuǎn)向；當大于或等于X_Q時，則判斷車輛進行小半徑轉(zhuǎn)向。其中X_Q根據(jù)試驗標定得到，本實施例中，根據(jù)經(jīng)驗得到0.3≤X_Q≤0.5。

若判斷為修正轉(zhuǎn)向模式，則控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外只與加速踏板開度信號有關(guān)，而內(nèi)側(cè)電機輸出正向扭矩，與加速踏板開度信號和有關(guān)，且隨的增大逐漸減小至零扭矩；

本實施例中，判斷為車輛在修正轉(zhuǎn)向模式時，控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外等于當前電機轉(zhuǎn)速下的最大扭矩與踏板因子的乘積，其中踏板因子只與加速踏板開度信號有關(guān)，其函數(shù)關(guān)系如圖2所示。而內(nèi)側(cè)電機的輸出扭矩T_內(nèi)等于外側(cè)電機的輸出扭矩T_外與轉(zhuǎn)向因子的乘積，其中轉(zhuǎn)向因子只與有關(guān)，其函數(shù)關(guān)系如圖3中在0-X_Q段所示。

若判斷為小半徑轉(zhuǎn)向模式，則控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外同時受加速踏板開度信號和的影響，且分別與加速踏板開度信號和成正相關(guān)；而內(nèi)側(cè)電機輸出反向扭矩，隨的增大由零扭矩逐漸增大，因此進一步加大了內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動力的差值，以實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向。

本實施例中，判斷為車輛在小半徑轉(zhuǎn)向模式時，控制外側(cè)電機的輸出扭矩T_外等于當前電機轉(zhuǎn)速下的最大扭矩與踏板因子的乘積，其中踏板因子等于加速踏板開度信號與驅(qū)動補償函數(shù)之和，且最大值等于1。驅(qū)動補償函數(shù)與的函數(shù)關(guān)系如圖4所示。而內(nèi)側(cè)電機的輸出扭矩T_內(nèi)等于外側(cè)電機輸出扭矩T_外與轉(zhuǎn)向因子的乘積，其中轉(zhuǎn)向因子只與有關(guān)，其函數(shù)關(guān)系如圖3中在大于X_Q段所示。

其中，驅(qū)動補償函數(shù)與的函數(shù)關(guān)系可根據(jù)實際需求確定圖4中曲線1～3中的任一種，其中曲線1代表了硬轉(zhuǎn)向補償策略，曲線2代表了線性轉(zhuǎn)向補償策略，曲線3代表了軟轉(zhuǎn)向補償策略，也可以根據(jù)試驗重新標定與的函數(shù)關(guān)系。

可以看出，本發(fā)明實施例使車輛在直駛-轉(zhuǎn)向狀態(tài)相互切換時可以根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角的大小對雙側(cè)驅(qū)動力進行補償，減小了轉(zhuǎn)向時對油門踏板配合的依賴，從而避免了狀態(tài)切換過程中因加速踏板配合造成的車速劇烈變化，提高了車輛的平順性和安全性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。