CN109367401B - 一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法，该方法通过判断两边轮毂电机转速差、整车油门信号、速度大小数值来判断是否进入差速模式，并且在差速模式下对两个轮毂电机的转速以及扭矩进行控制，无需额外辅助传感器，差速完全通过软件实现，没有额外的维护费用；系统更加安全，稳定，因而使得轮毂电机广泛应用于新能源成为可能。

Description

一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，更加具体的，涉及一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法。

背景技术

轮毂桥使用传统单体轮胎，用于驱动的轮毂电机分别集成在左右两个靠桥体内侧的单胎里，使用传统悬架，制动系统在轮毂电机一侧。从以上结构，可以清晰的看出，由于轮毂电机集成在一边单胎里，使得桥体第一次和驱动，齿轮可以模块化分离，使得在驱动桥领域可以模块化研发，生产及售后服务。

一般新能源车驱动系统都使用扭矩控制，就是电机响应驱动踏板信号输出相应扭矩驱动力，达到驱动车辆的效果。在车辆正常行驶中，两边车轮转速是一致的，也就是两边轮子转速和驱动扭矩基本是相同。但是在车辆转弯过程中，对轮边和轮毂桥系统，因为没有机械差速结构，要通过电机控制达到两边驱动电机转速不同来实现车辆的转弯。一般策略是使用扭矩控制来实现差速控制。而且要借助于其它测试信号，比如方向盘等其它数据等等。这导致了往往需要增加大量的额外传感器来实现差速的控制，费时费力且维护成本较高，此外，传感器增加容易产生安全隐患。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供了一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法。

本申请是通过如下技术方案实现的：一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)实时监测下列物理量：n₁、n₂，其中n₁表示车桥中一个轮毂电机的转速；n₂表示车桥中另一个轮毂电机的转速；

2)根据步骤1)中测得的物理量判断当同时满足以下3个标准则整车进入差速模式；否则整车执行标准扭矩控制模式，

标准1：

其中k₁是一个可标定常数；

标准2：|M_ref|＞|M₁|，其中M_ref是扭矩模式电机参考扭矩，按整车油门信号大小标定；M1是一个可标定常数；

标准3：|n₁|＜|n_k|，n_k是一个可标定速度常数；

3)根据步骤2)判断整车执行差速模式或者执行标准扭矩控制模式：

当在差速模式激活下，首先得到初始现有速度n；根据得到的初始现有速度根据以下公式得到N₁、N₂速度模式参考：

|N₁|＝|n|·(1-k₂)；|N₂|＝|n|·(1+k₂)，

其中k₂按如下公式计算：

该式中k₃是可标定的常数，n_max是电机最大转速，M_max是电机最大扭矩；

将求得的两个速度N₁和N₂分别发送给对应的轮毂电机，轮毂电机执行速度模式，差速模式执行，整车可以差速转弯，速度闭环控制器将被应用，M₁_PI是其中一个轮毂电机速度闭环控制器扭矩输出，M₂_PI是另一轮毂电机速度闭环控制器扭矩输出，扭矩输出要满足如下条件，速度闭环控制器采用一个比例积分PI调节器来控制：

0＜|M_{1_PI}|+|M_{2_PI}|＜2·|M_ref|、0＜|M_{1_PI}|＜k₃·|M_ref|、0＜|M_{2_PI}|＜k₃·|M_ref|；

当执行标准扭矩控制模式时，两个轮毂电机扭矩相同。

上述技术方案中，初始现有速度n，按如下公式计算得到：

初始现有速度采样前k个速度的平均值。

与现有差速控制比较，本发明具有如下有益效果：1)不需要额外辅助传感器，2)差速完全通过软件实现，3)没有额外的维护费用；4)系统更加安全，稳定；基于以上优点，本发明电子差速的实现使得轮毂电机广泛应用于新能源成为可能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法，包括以下步骤：

1)实时监测下列物理量：n₁、n₂，其中n₁表示车桥中一个轮毂电机的转速；n₂表示车桥中另一个轮毂电机的转速；

2)根据步骤1)中测得的物理量判断当同时满足以下3个标准则整车进入差速模式；否则整车执行标准扭矩控制模式，

标准1：

其中k₁是一个可标定常数，也即只有两边轮毂电机转速差到了一定程度，才进入差速模式，通过标定上述常数k₁来决定上述一定程度的大小；

标准2：|M_ref|＞|M₁|，其中M_ref是扭矩模式电机参考扭矩，按整车油门信号大小标定，M₁是一个可标定常数，通过标定常数M₁来确定油门在到达相应数值时，才进入差速模式；

标准3：|n₁|＜|n_k|，n_k是一个可标定速度常数，通过标定常数n_k来确定当速度大于相应数值时，将不进入差速模式；

3)根据步骤2)判断整车执行差速模式或者执行标准扭矩控制模式：

当在差速模式激活下，首先得到初始现有速度n；根据得到的初始现有速度根据以下公式得到N₁、N₂速度模式参考：

|N₁|＝|n|·(1-k₂)；|N₂|＝|n|·(1+k₂)，

其中K2按如下公式计算：

该式中k₃是可标定的常数，n_max是电机最大转速，M_max是电机最大扭矩；

将求得的两个速度N₁和N₂分别发送给对应的轮毂电机，轮毂电机执行速度模式N1、N2，差速模式执行，整车可以差速转弯，速度闭环控制器将被应用(速度闭环控制器采用一个比例积分PI调节器来控制)，M₁_PI是其中一个轮毂电机速度闭环控制器扭矩输出，M₂_PI是另一轮毂电机速度闭环控制器扭矩输出，扭矩输出要满足如下条件：

0＜|M_{1_PI}|+|M_{2_PI}|＜2·|M_ref|、0＜|M_{1_PI}|＜k₃·|M_ref|、0＜|M_{2_PI}|＜k₃·|M_ref|；

当执行标准扭矩控制模式时，两个轮毂电机扭矩相同。

其中，差速模式激活时，其初始现有速度n，按如下公式计算得到：

即初始现有速度采样前k个速度的平均值。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。本申请中上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进。上述变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)实时监测下列物理量：n₁、n₂，其中n₁表示车桥中一个轮毂电机的转速；n₂表示车桥中另一个轮毂电机的转速；

2)根据步骤1)中测得的物理量判断当同时满足以下3个标准则整车进入差速模式；否则整车执行标准扭矩控制模式，

标准1：

其中k₁是一个可标定常数；

标准2：|M_ref|＞|M₁|，其中M_ref是扭矩模式电机参考扭矩，按整车油门信号大小标定；M1是一个可标定常数；

标准3：|n₁|＜|n_k|，n_k是一个可标定速度常数；

3)根据步骤2)判断整车执行差速模式或者执行标准扭矩控制模式：

当在差速模式激活下，首先得到初始现有速度n；根据得到的初始现有速度根据以下公式得到N₁、N₂速度模式参考：

|N₁|＝|n|·(1-k₂)；|N₂|＝|n|·(1+k₂)，

其中k₂按如下公式计算：

该式中k₃是可标定的常数，n_max是电机最大转速，M_max是电机最大扭矩；

将求得的两个速度N₁和N₂分别发送给对应的轮毂电机，轮毂电机执行速度模式，差速模式执行，整车可以差速转弯，速度闭环控制器将被应用，M₁_PI是其中一个轮毂电机速度闭环控制器扭矩输出，M₂_PI是另一轮毂电机速度闭环控制器扭矩输出，扭矩输出要满足如下条件，速度闭环控制器采用一个比例积分PI调节器来控制：

0＜|M_{1_PI}|+|M_{2_PI}|＜2·|M_ref|、0＜|M_{1_PI}|＜k₃·|M_ref|、0＜|M_{2_PI}|＜k₃·|M_ref|；

当执行标准扭矩控制模式时，两个轮毂电机扭矩相同。

2.如权利要求1所述的一种轮毂电机驱动桥电机差速控制方法，其特征在于：初始现有速度n，按如下公式计算得到：

初始现有速度采样前k个速度的平均值。