CN106080770A - 一种电动轮电子差速的分析与控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动轮电子差速的分析与控制系统，所述分析与控制系统包括电子差速控制器和与所述电子差速控制器相连接的电动轮驱动汽车，所述电子差速控制器包括模糊逻辑控制系统和电子油门分配系统，该系统转向时内、外侧驱动轮滑移率保持一致，实现了两侧车轮的滑移率不均衡，使得内侧车轮不容易磨损且运行很稳定，最终提高了汽车在行驶过程中的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于车辆轮速控制技术领域，具体涉及一种电动轮电子差速的分析与控制系统。
背景技术
当前，日益严重的大气污染和能源危机波及全球，传统交通工具的发展形势越发严峻，社会需要一种绿色低碳的交通工具来应对大气和能源危机。电动轮驱动汽车因其传输效率高、空间布置灵活、易于实现底盘系统的电子化和主动化等优点，目前成为解决上述问题的有效途径，受到了广泛的研究，其中电子差速控制是电动汽车发展技术的关键技术之一。前期针对电子差速控制技术的研究主要集中在车轮参数的控制方法上，通过轮心速度的控制来调整差速控制参量，但是存在较大的局限。由于汽车在上下坡度线路时产生纵向速度，导致轮心与车体速度不同步，参量控制不精确。在转向或者不平整路面行驶中，轮心速度是不相等的，因此，需要调整各轮转速，与轮心速度协调。由于汽车在这种情况下的行驶参数很难实时获取，而且在宽调速范围内存在对参数摄动鲁棒性和负载扰动不强，以及动态性能差的问题，难以满足车辆稳定行驶控制要求。为解决这些问题，一些研究人员尝试将先进控制算法运用于车辆电动轮汽车电子差速控制研究中，但是这些研究主要基于稳定的形式状态，在实际的行驶过程中，由于路况的复杂，当前研究的控制方法限制了自由度的扩展，特别是在整车质量变化、质心下移以及前后移动的时候，对系统的控制扰动无法克服。
因此,需要提供一种新型的车轮轮速控制系统来克服上述缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电动轮电子差速的分析与控制系统，提高了汽车在行驶过程中的稳定性和安全性。
一种电动轮电子差速的分析与控制系统，所述分析与控制系统包括电子差速控制器和与所述电子差速控制器相连接的电动轮驱动汽车，所述电子差速控制器包括模糊逻辑控制系统和电子油门分配系统。
优选地，所述分析与控制系统采用模糊逻辑方法。
优选地，所述分析与控制系统具有以下工作过程：将实时监控的信息同理论计算获取的误差的均值和方差的置信度进行比较，利用模糊逻辑的方法依据两者一致程度的大小来实时修正权值系数。
优选地，所述误差的均值和方差的置信度设置为：
（1）
（2）
其中，为求迹运算，理想情况下，，，当观测噪声增大时，误差的方差变大，均值偏离零点，观测信息的可靠程度降低，此时需要增加状态噪声协方差的权值一，并减小观测噪声协方差的权值二，从而保证滤波器的稳定性；反之，则进行相反的调整。将权系数和作为模糊输入变量，对误差的均值和方差的置信度进行模糊化处理。
优选地，所述分析与控制系统利用模糊控制器对权值参数实时调整，并确定输出变量的权值一和权值二的模糊，提出的模糊控制系统主要以车辆内外侧轮滑移率平衡为控制引导函数，通过转向角与车速计算加速比率，并在模型分析中将其定义为转矩调节量。能量加速模块主要依据加速踏板的加速距离和模糊控制的输出计算加速油门的分离度，进而调节双侧电动轮的电动转矩，进而实现电子差速的转矩均衡控制。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的一种电动轮电子差速的分析与控制系统，针对目前电动轮汽车中车轮转速控制方法在参数获取中的局限，建立了多参量的模糊逻辑电子差速的分析和控制方法，从而减小汽车实际动态运行中的电子差速,该系统转向时内、外侧驱动轮滑移率保持一致，实现了两侧车轮的滑移率不均衡，使得内侧车轮不容易磨损且运行很稳定，最终提高了汽车在行驶过程中的稳定性和安全性。
附图说明
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1是本发明一种电动轮电子差速的分析与控制系统的系统框架图。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明实施例提供一种电动轮电子差速的分析与控制系统，如图1所示，所述分析与控制系统包括电子差速控制器和与所述电子差速控制器相连接的电动轮驱动汽车，所述电子差速控制器包括模糊逻辑控制系统和电子油门分配系统；转向时内、外侧驱动轮滑移率保持一致的基于转矩控制的电子差速策略，为此采用模糊逻辑方法，所示包括模糊逻辑控制和电子油门分配2个模块的电子差速控制系统；
所述分析与控制系统具有以下工作过程：将实时监控的信息同理论计算获取的误差的均值和方差的置信度进行比较，利用模糊逻辑的方法依据两者一致程度的大小来实时修正权值系数；所述误差的均值和方差的置信度设置为：
（1）
（2）
其中，为求迹运算，理想情况下，，，当观测噪声增大时，误差的方差变大，均值偏离零点，观测信息的可靠程度降低，此时需要增加状态噪声协方差的权值，并减小观测噪声协方差的权值，从而保证滤波器的稳定性；反之，则进行相反的调整。将权系数和作为模糊输入变量，对误差的均值和方差的置信度进行模糊化处理。
利用模糊控制器对权值参数实时调整，并确定输出变量的和的模糊，提出的模糊控制系统主要以车辆内外侧轮滑移率平衡为控制引导函数，通过转向角与车速计算加速比率，并在模型分析中将其定义为转矩调节量。能量加速模块主要依据加速踏板的加速距离和模糊控制输出的计算加速油门的分离度，进而调节双侧电动轮的电动转矩，进而实现电子差速的转矩均衡控制。
本发明提供的一种电动轮电子差速的分析与控制系统，针对目前电动轮汽车中车轮转速控制方法在参数获取中的局限，建立了多参量的模糊逻辑电子差速的分析和控制方法，从而减小汽车实际动态运行中的电子差速,该系统转向时内、外侧驱动轮滑移率保持一致，实现了两侧车轮的滑移率不均衡，使得内侧车轮不容易磨损且运行很稳定，最终提高了汽车在行驶过程中的稳定性和安全性。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电动轮电子差速的分析与控制系统，其特征在于，所述分析与控制系统包括电子差速控制器和与所述电子差速控制器相连接的电动轮驱动汽车，所述电子差速控制器包括模糊逻辑控制系统和电子油门分配系统。
2.根据权利要求1所述的电动轮电子差速的分析与控制系统，其特征在于，所述分析与控制系统采用模糊逻辑方法。
3.根据权利要求2所述的电动轮电子差速的分析与控制系统，其特征在于，所述分析与控制系统具有以下工作过程：将实时监控的信息同理论计算获取的误差的均值和方差的置信度进行比较，利用模糊逻辑的方法依据两者一致程度的大小来实时修正权值系数。
4.根据权利要求3所述的电动轮电子差速的分析与控制系统，其特征在于，所述误差的均值和方差的置信度设置为： （1）
（2）
其中，为求迹运算，理想情况下，，，当观测噪声增大时，误差的方差变大，均值偏离零点，观测信息的可靠程度降低，此时需要增加状态噪声协方差的权值一，并减小观测噪声协方差的权值二，从而保证滤波器的稳定性；反之，则进行相反的调整。
5.将权系数和作为模糊输入变量，对误差的均值和方差的置信度进行模糊化处理。
6.根据权利要求4所述的电动轮电子差速的分析与控制系统，其特征在于，所述分析与控制系统利用模糊控制器对权值参数实时调整，并确定输出变量的权值一和权值二的模糊，提出的模糊控制系统主要以车辆内外侧轮滑移率平衡为控制引导函数，通过转向角与车速计算加速比率，并在模型分析中将其定义为转矩调节量。
7.能量加速模块主要依据加速踏板的加速距离和模糊控制的输出计算加速油门的分离度，进而调节双侧电动轮的电动转矩，进而实现电子差速的转矩均衡控制。
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