一种四轮轮毂电动汽车车速控制方法技术

本发明专利技术公开了一种四轮轮毂电动汽车车速控制方法，通过当前的驱动模式选取合适的车速估计模块，即基于UKF的车速估计模块或者基于轮速的车速估计模块，实时估计当前的车速；同时，针对驱动模式切换时车速的跳变进行平滑滤波处理；然后，以期望车速为控制目标，利用PID控制器控制输出总转矩；最后，将总转矩通过转矩分配和限幅输入至各个电机控制器，进而控制电动汽车车速达到期望速度。

【技术实现步骤摘要】
201610196827

【技术保护点】
一种四轮轮毂电动汽车车速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、对电动汽车进行车速估计(1.1)、基于UKF的车速估计方法利用采集的车载传感器信号和带有HSRI轮胎的非线性三自由度估算模型，对电动汽车的车速进行实时估计；其中，利用非线性三自由度估算模型得到动力学方程为：V·x=Vyγ+ay---(1)]]>其中，Vx为车轮纵向速度，Vy为车轮侧向速度，γ为横摆角速度，ax为纵向加速度，ay为侧向加速度，Iz为电动汽车车身绕Z轴的转动惯量，m为电动汽车质量，δ为前轮转向角，a为质心到前轴的距离，b质心到后轴的距离，Tz为横摆转矩，Tf为前轮轮距，Tr为后轮轮距，Fx_ij为车轮纵向力，Fy_ij为轮胎侧向力，ij＝lf，lr，rl,rr，分别表示左前轮，右前轮，左后轮，右后轮；根据公式(1)‑(6)构建无轨卡尔曼滤波器(UKF)，其状态方程为:对UKF的状态方程离散化，得到离散化后的状态方程为：量测方程为：其中，Δt为采样时间，w(t)为过程激励噪声，v(t)为测量观观测噪声；状态量控制输入量：u(t)＝[δ,ωij]T，量测比较量：通过上述公式(1)‑(8)联合求解，得到UKF车速估计算法估计的车速VUKF＝Vx；(1.2)、基于轮速的车速估计方法根据电动汽车的非驱动轮轮速，得到基于轮速的车速估计Vwheel，Vwheel＝ωnmR；其中，ωmn为非驱动轮轮速，R为非驱动轮半径；(2)、根据车轮动力学模型，计算非驱动轮的滑移率smn：(3)、依据当前采用的驱动模式以及非驱动轮的滑移率smn，判定当前采用的估计车速方法；预设非驱动轮滑移的绝对值阈值为A；当电动汽车采用四驱模式行驶时，采用基于UKF的车速估计方法，得到实时车速V，V＝VUKF；当电动汽车采用两驱模式行驶时，如果非驱动轮的滑移率的绝对值|smn|＞A，则非驱动轮处于打滑状态，采用基于UKF的车速估计方法，得到实时车速V，V＝VUKF；当电动汽车采用两驱模式行驶时，如果非驱动轮滑移率的绝对值|smn|≤A，则非驱动轮处于正常运行状态，则采用基于轮速的车速估计方法，得到实时车速V，V＝Vwheel；(4)、对电动汽车行驶过程中，车速估计方法切换过程产生的车速车速跳变进行平滑滤波处理，得到滤波后的车速V*；其中，s为车速估计频率，τ为滤波时间常数；(5)、控制车速达到期望车速Vref(5.1)、利用PID控制器输出总转矩Tc利用PID控制器对车速V*与期望车速Vref间的差值e进行控制，输出总转矩Tc，其中，e作为PID控制器的输入，kp为PID控制器比例系数，ki为PID控制器积分系数，kd为PID控制器微分系数；(5.2)、根据当前采用的驱动模式以及总转矩Tc计算各个电机的指令转矩Te_ij，再将指令转矩输入至各电机控制器，进而控制电动汽车车速。...

【技术特征摘要】
1.一种四轮轮毂电动汽车车速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、对电动汽车进行车速估计(1.1)、基于UKF的车速估计方法利用采集的车载传感器信号和带有HSRI轮胎的非线性三自由度估算模型，对电动汽车的车速进行实时估计；其中，利用非线性三自由度估算模型得到动力学方程为：V·x=Vyγ+ay---(1)]]>其中，Vx为车轮纵向速度，Vy为车轮侧向速度，γ为横摆角速度，ax为纵向加速度，ay为侧向加速度，Iz为电动汽车车身绕Z轴的转动惯量，m为电动汽车质量，δ为前轮转向角，a为质心到前轴的距离，b质心到后轴的距离，Tz为横摆转矩，Tf为前轮轮距，Tr为后轮轮距，Fx_ij为车轮纵向力，Fy_ij为轮胎侧向力，ij＝lf，lr，rl,rr，分别表示左前轮，右前轮，左后轮，右后轮；根据公式(1)-(6)构建无轨卡尔曼滤波器(UKF)，其状态方程为:对UKF的状态方程离散化，得到离散化后的状态方程为：量测方程为：其中，Δt为采样时间，w(t)为过程激励噪声，v(t)为测量观观测噪声；状态量控制输入量：u(t)＝[δ,ωij]T，量测比较量：通过上述公式(1)-(8)联合求解，得到UKF车速估计算法估计的车速VUKF＝Vx；(1.2)、基于轮速的车速估计方法根据电动汽车的非驱动轮轮速，得到基于轮速的车速估计Vwheel，Vwheel＝ωnmR；其中，ωmn为非驱动轮轮速，R为非驱动轮半径；(2)、根据车轮动力学模型，计算非驱动轮的滑移率smn：(3)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛晓帅，张文建，邹见效，彭超，张健，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51