一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法组成比例

本发明专利技术公开的是一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法，该方法包括以下具体实现步骤：定义前轴的转矩分配系数K‑>计算得到驱动工况和制动工况情况下，系统的轮边驱动总效率值‑>通过二维插值的方式实时查表得到K‑>根据横摆力矩计算公式计算出右后轮和左后轮的差动转矩‑>最后对后轴的驱动转矩值与电机最大驱动转矩值进行比较判断，并计算得到左、右车轮的转矩值。本发明专利技术根据驱动和制动效率最优计算出前后轴转矩分配系数，再根据附加横摆力矩，计算后轴差动扭矩，实现后轴实时分配转矩，侧重于经济性最优和车辆的稳定性。

A rule-based torque distribution method for four-wheel distributed drive

【技术实现步骤摘要】
一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法
本专利技术涉及的是新能源汽车领域，更具体地说是一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法。
技术介绍
相比于传统的集中式驱动电动汽车，分布式驱动系统因其具有响应迅速、可控性好、传动效率高，成为电动汽车新的发展方向。转矩分配是分布式驱动控制系统的核心，通过控制每个驱动轮的驱动转矩，使车辆在直线运动或较小的转向运动下，达到驱动系统总效率最优，从而提高整车的经济性，这对于增加纯电动车辆的续驶里程具有重要意义。中国专利：一种分布式驱动电动汽车的转矩分配控制方法，公开号：107825997A，申请专利号：201711145495.7，申请人：同济大学，该技术方案主要的侧重点在于：建立考虑不同工况情况的转矩分配加权最小二乘优化函数，结合输出力矩的约束范围进行求解，得到转矩分配结果，侧重于辆稳定性高以及车辆驱动效率高。中国专利：一种考虑多目标分布式驱动电动汽车的转矩分配控制方法，公开号：109177745A，申请专利号：201811138158.X，申请人：同济大学，该技术方案主要的侧重点在于：考虑多目标建立不同工况情况的转矩分配加权最小二乘优化函数，结合输出力矩的约束范围进行求解，得到转矩分配结果，侧重于车辆稳定性高以及轮胎磨损小等优点。中国专利：一种四轮驱动电动汽车转矩分配控制方法，公开号：106394310B，申请专利号：201610899630.6，申请人：清华大学，该技术方案主要的侧重点在于：计算动汽车运行中三个驱动电机实时总转矩，采用搜索算法实时计算电动汽车三个驱动电机总效率最优分配，该方案适用于汽车的设计制造领域。中国专利：一种基于分布式电驱动车辆的最优转矩分配方法，公开号：109774493A，申请专利号：201910051644.6，申请人：南昌大学，该技术方案主要的侧重点在于：基于分布式电驱动系统的需求转矩值，分别建立目标函数；进行多目标优化，侧重于提高分布式电驱动车辆的驱动系统效率和行驶安全性。中国专利：分布式驱动电动汽车转矩矢量分配控制方法，公开号：109747434A，申请专利号：201910039678.3，申请人：浙江科技学院，该技术方案主要的侧重点在于：根据轮胎磨损功率最小值，定义四个电机的转矩分配控制的目标函数；根据约束条件获得四个驱动电机的驱动转矩函数，侧重于轮胎磨损和稳定性问题。中国专利：一种分布式驱动电动汽车转矩优化分配控制方法，公开号：105774597B，申请专利号：201610179530.6，申请人：清华大学，该技术方案主要的侧重点在于：在符合路面附着系数条件下进行驱动转矩的精确分配，通过合理分配前后轴驱动或制动转矩，侧重于过弯的稳定性和平顺性上述现有技术的侧重点与本技术方案的侧重点不同，本方案的技术侧重点在于：根据驱动和制动效率最优计算出前后轴转矩分配系数，再根据附加横摆力矩，计算后轴差动扭矩，实现后轴实时分配转矩，侧重于经济性最优和车辆的稳定性。
技术实现思路
本专利技术公开的是一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法，其主要目的在于克服现有技术存在的技术问题和缺点。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法，所述转矩分配方法包括以下具体实现步骤：步骤1：定义前轴的转矩分配系数K，即转矩分配系数K为车辆前轴电机转矩与需求总转矩的比值，该前轴的转矩分配系数K由以下公式计算得出：其中：K为转矩分配系数，为前轴电机转矩，为后轴电机转矩，为需求总转矩；步骤2：根据步骤1的转矩分配系数K，计算得到驱动工况和制动工况情况下，系统的轮边驱动总效率值，该轮边驱动总效率值的计算公式如下：其中，为驱动工况情况下轮边驱动总效率值，为制动工况情况下轮边驱动总效率值，为电机转速；步骤3：上述系统的轮边驱动总效率值的计算公式必需满足以下条件：其中，为电机的最高转速，和分别为当前转速下的前、后电机的最大转矩；步骤4：计算得出的当前驾驶员需求总转矩和当前电机转速下，使轮边系统总效率最高的转矩分配系数，然后将上述两计算结果做成查表的形式应用到控制策略中，最后根据实时查表得出的转矩分配系数，计算出前、后轴需求的驱动转矩值；步骤5：先根据车轮方向盘转角传感器和横摆角速度传感器判断车辆是否进行转向运动，当其进行转向运动时，再根据横摆力矩计算公式计算出右后轮和左后轮的差动转矩，的计算公式如下：，其中，为横摆力矩，为轮距，为车辆半径；然后，计算后轴能产生的最大驱动转矩，该的计算公式如下：其中，为电机的最大转矩值；步骤6：先对后轴的驱动转矩值与步骤5得到的电机最大驱动转矩值进行比较判断，再根据判断结果分别计算得到左、右车轮的转矩和的值，其计算公式如下：当<时，左、右车轮的转矩为：；当>时，左、右车轮的转矩为：，其中，为左车轮的转矩，为右车轮的转矩。更进一步，所述步骤1中的转矩分配系数K的范围为：。更进一步，所述转矩分配系数K范围的计算过程包括以下具体步骤：步骤A：设置车辆的初始转矩T和初始转速n，当转速n小于最大转速时，进入步骤B，当转速n大于或等于最大转速时，结束计算；步骤B：根据当前转速n，计算电机的最高转矩，当转矩小于4倍最高转矩时，进入步骤C，当转矩大于或等于4倍最高转矩时，进入步骤D；步骤C：根据转矩和最高转矩计算分配系数K的范围，即其中，为分配系数K的最小值，为分配系数K的最大值；然后进入步骤E；步骤D：转速n增加步长100，即n=n+100，然后重新进入步骤B；步骤E：当分配系数值K小于最大分配系数值时，进入步骤F，当分配系数值K大于或者等于时，进入步骤G；步骤F：根据转矩、转速n以及分配系数K计算轮边系统总效率值，并对该效率值进行存储，然后进入步骤H；步骤G：对存储的所有轮边系统总效率值取最大值，并进行存储，然后进入步骤I；步骤H：分配系数K增加步长0.01，即K＝K+0.01，然后重新进入步骤E；步骤I：转矩增加步长10，即＝+10，然后重新进入步骤B。更进一步，所述分配系数K在0-0.5和0.5-1的取值范围的优化结果成对称性关系。通过上述对本专利技术的描述可知，和现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本方案首先定义一个前轴转矩分配系数K，根据转矩分配系数和总需求转矩计算出前后轴分配的转矩；不同车速和总需求转矩下的转矩分配系数K可通过前后轴电驱动系统效率最高表达式计算，然后通过二维插值的方式实时查表得到K。2、本方案根据附加横摆力矩，计算后轴差动扭矩，在车辆直线行驶或方向盘转角较小的转向行驶时，整车的需求附加横摆力矩较小，所以可优先满足车辆的纵向加速需求，车辆的横摆力矩需求可主要通过后轴的左右车轮差动转矩实现，同时减小前轴差动横摆力矩带来的方向盘助力特性变化，实现后轴实时分配转矩，根据行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法，其特征在于：所述转矩分配方法包括以下具体实现步骤：/n步骤1：定义前轴的转矩分配系数K，即转矩分配系数K为车辆前轴电机转矩与需求总转矩的比值，该前轴的转矩分配系数K由以下公式计算得出：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于规则的四轮分布式驱动转矩分配方法，其特征在于：所述转矩分配方法包括以下具体实现步骤：
步骤1：定义前轴的转矩分配系数K，即转矩分配系数K为车辆前轴电机转矩与需求总转矩的比值，该前轴的转矩分配系数K由以下公式计算得出：



其中：K为转矩分配系数，为前轴电机转矩，为后轴电机转矩，为需求总转矩；
步骤2：根据步骤1的转矩分配系数K，计算得到驱动工况和制动工况情况下，系统的轮边驱动总效率值，该轮边驱动总效率值的计算公式如下：



其中，为驱动工况情况下轮边驱动总效率值，为制动工况情况下轮边驱动总效率值，为电机转速；
步骤3：上述系统的轮边驱动总效率值的计算公式必需满足以下条件：



其中，为电机的最高转速，和分别为当前转速下的前、后电机的最大转矩；
步骤4：计算得出的当前驾驶员需求总转矩和当前电机转速下，使轮边系统总效率最高的转矩分配系数，然后将上述两计算结果做成查表的形式应用到控制策略中，最后根据实时查表得出的转矩分配系数，计算出前、后轴需求的驱动转矩值；
步骤5：先根据车轮方向盘转角传感器和横摆角速度传感器判断车辆是否进行转向运动，当其进行转向运动时，再根据横摆力矩计算公式计算出右后轮和左后轮的差动转矩，的计算公式如下：

，
其中，为横摆力矩，为轮距，为车辆半径；
然后，计算后轴能产生的最大驱动转矩，该的计算公式如下：



其中，为电机的最大转矩值；
步骤6：先对后轴的驱动转矩值与步骤5得到的电机最大驱动转矩值进行比较判断，再根据判断结果分别计算得到左、右车轮的转矩和的值，其计算公式如下：
当<时，左、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玲，刘志伟，朱武喜，宋光吉，龚刚，陈超，
申请(专利权)人：厦门金龙联合汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35