一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法
【專利摘要】一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法，屬于電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域。提高了分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的穩(wěn)定性。本發(fā)明的采用車速傳感器測量電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度，采用轉(zhuǎn)速傳感器檢測電動(dòng)汽車的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用加速踏板信號(hào)處理模塊檢測電動(dòng)汽車加速踏板開度模擬量信號(hào)；計(jì)算獲取電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal；設(shè)定最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W，W內(nèi)元素為轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)，在矩陣W中查找電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi，j或采用搜索法搜索轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k，按k將總轉(zhuǎn)矩Ttotal分配給四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明適用于電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配。
【專利說明】
一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車作為一種先進(jìn)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其在經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性方面 發(fā)展?jié)摿薮蟆南到y(tǒng)角度講，分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)由于系統(tǒng)可控自由度高，操作 穩(wěn)定性強(qiáng)及節(jié)能潛力大等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系 統(tǒng)由于存在多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，因此，如何在對各個(gè)驅(qū)動(dòng)單元之間的協(xié)同控制的同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制是目前研究的主要問題，研究系統(tǒng)總需求轉(zhuǎn)矩合理分配給各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 控制方法，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率最優(yōu)，同時(shí)發(fā)揮多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)勢，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高動(dòng)力性同時(shí)， 提尚能效具有重要的意義。
[0003] 目前，針對分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制主要有轉(zhuǎn)矩平均分配法、采用基于 模型算法及搜索法等。但以上方法都存在一定的技術(shù)弊端，轉(zhuǎn)矩平均分配法對于前后軸電 機(jī)不一致的動(dòng)力系統(tǒng)而言適應(yīng)性較低，不能保證系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)總效率最優(yōu);基于模型算法需要 對各個(gè)部件效率特性測試數(shù)據(jù)建立標(biāo)定模型，只考慮了效率隨工況變化情況，忽略了其他 匹配部件等特性，存在局限性;采用搜索法可以對不同參數(shù)的電機(jī)、在不同的運(yùn)行工況下均 可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的驅(qū)動(dòng)效率最優(yōu)的轉(zhuǎn)矩控制，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、適應(yīng)性好，但是僅采用搜索法的轉(zhuǎn)矩優(yōu) 化控制會(huì)在實(shí)車應(yīng)用中產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，對駕駛舒適性及零部件壽命造成不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了提高分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的穩(wěn)定性，提出一種應(yīng) 用于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的可自動(dòng)標(biāo)定的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制方法。
[0005] 本發(fā)明所述的一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法，該方法的具體 步驟為：
[0006] 步驟一、采用車速傳感器測量電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度，采用轉(zhuǎn)速傳感器檢測電動(dòng)汽 車的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用加速踏板信號(hào)處理模塊檢測電動(dòng)汽車加速踏板開度模擬量 信號(hào)；
[0007] 步驟二、利用步驟一采集的電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度、四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏 板開度模擬量信號(hào)，計(jì)算獲取電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal;
[0008] 步驟三、設(shè)定最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W，（i，j)為系數(shù)矩陣W的坐標(biāo)，W的縱坐標(biāo)為電 動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總轉(zhuǎn)矩，W的橫坐標(biāo)為電動(dòng)汽車的速度，W內(nèi)元素為轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系 數(shù)，坐標(biāo)上4個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)圍成的區(qū)域?yàn)榫仃嚲W(wǎng)格，在矩陣W中查找步驟二獲得的電動(dòng)汽車四 個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Q 1U，所述矩陣 網(wǎng)格Qi, j 的 4個(gè)節(jié)點(diǎn)分別為 ki-1, j、ki+i, j、ki, j-1 和 ki, j+i;
[0009] 判斷矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-4Pki,j+1的數(shù)值是否為空，若ki-1;j、 中任一節(jié)點(diǎn)數(shù)值為空，則執(zhí)行步驟五，否則，執(zhí)行步驟四；
[0010]步驟四、計(jì)算矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-i,j、ki+i,j、ki,j-1和ki,j+i的數(shù)值的平均值，獲 得步驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對 應(yīng)的數(shù)值k，按數(shù)值k將總轉(zhuǎn)矩分配給四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn) 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制；
[0011]步驟五、采用搜索法搜索步驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩 Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k，按k將總轉(zhuǎn)矩Ttotal分配給四個(gè) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，并將數(shù)值k賦值給矩陣W內(nèi)的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū) 動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-u、 ki+i,j、ki,j-1和ki,j+i上，返回執(zhí)行步驟一。
[0012]本發(fā)明充分發(fā)揮搜索法可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化控制以及在線標(biāo)定算法可提高系統(tǒng)控制 穩(wěn)定性的優(yōu)勢，減少因搜索算法導(dǎo)致的搜索過程中存在的波動(dòng)，同時(shí)對于未知工況可實(shí)現(xiàn) 對轉(zhuǎn)矩分配過程在線標(biāo)定，具有較強(qiáng)的控制穩(wěn)定性，同時(shí)對于未知工況的適應(yīng)性方面具有 明顯的提升。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0014] 一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種分布式驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法，該方法的具體步驟為：
[0015] 步驟一、采用車速傳感器測量電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度，采用轉(zhuǎn)速傳感器檢測電動(dòng)汽 車的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用加速踏板信號(hào)處理模塊檢測電動(dòng)汽車加速踏板開度模擬量 信號(hào)；
[0016] 步驟二、利用步驟一采集的電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度、四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏 板開度模擬量信號(hào)，計(jì)算獲取電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal;
[0017] 步驟三、設(shè)定最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W，（i，j)為系數(shù)矩陣W的坐標(biāo)，W的縱坐標(biāo)為電 動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總轉(zhuǎn)矩，W的橫坐標(biāo)為電動(dòng)汽車的速度，W內(nèi)元素為轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系 數(shù)，坐標(biāo)上4個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)圍成的區(qū)域?yàn)榫仃嚲W(wǎng)格，在矩陣W中查找步驟二獲得的電動(dòng)汽車四 個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Q 1U，所述矩陣 網(wǎng)格Qi, j 的 4個(gè)節(jié)點(diǎn)分別為 ki-i,j、ki+i,j、ki,j-1 和 ki,j+i;
[0018]判斷矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-4Pki,j+1的數(shù)值是否為空，若ki-1;j、 中任一節(jié)點(diǎn)數(shù)值為空，則執(zhí)行步驟五，否則，執(zhí)行步驟四；
[0019] 步驟四、計(jì)算矩陣網(wǎng)格Qi,」的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-i,j、ki+i,j、ki,j-1和ki,j+i的數(shù)值的平均值，獲 得步驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對 應(yīng)的數(shù)值k，按數(shù)值k將總轉(zhuǎn)矩分配給四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn) 分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制；
[0020] 步驟五、采用搜索法搜索步驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩 Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k，按k將總轉(zhuǎn)矩Ttotal分配給四個(gè) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，并將數(shù)值k賦值給矩陣W內(nèi)的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū) 動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Qi, j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-1; j、 ki+i, j、ki, j-1和ki, j+i上，返回執(zhí)行步驟一。
[0021] 本實(shí)施方式所述的方法可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率參數(shù)未知條件下轉(zhuǎn)矩效率最優(yōu)分配 控制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對電力電子器件隨工況變化引起的效率變化情況下轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 二、本實(shí)施方式是對一所述的一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽 車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法的進(jìn)一步說明，搜索法的具體步驟為：
[0023] 步驟五一、根據(jù)電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度信號(hào)和加速踏板開度模擬量信號(hào)計(jì)算分布式 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal;設(shè)定轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)k，k為前軸電機(jī)轉(zhuǎn)矩與實(shí)時(shí) 目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal的比，k的初始化搜索區(qū)間[a，b] = [0，1 ]，搜索比例x，且x〈 1，搜索收斂精 度為e;
[0024] 步驟五二、按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k1 = a+x ? (b-a)計(jì)算前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出 的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩;平均分配所述前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系 數(shù)k = kl時(shí)前軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；
[0025] 按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)（1-kl)計(jì)算后軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，平均分配所 述后軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl時(shí)后軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；
[0026] 按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k2 = a+(l-x)X(b-a)，計(jì)算前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo) 轉(zhuǎn)矩，平均分配所述前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k2時(shí) 前軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；
[0027] 按分配系數(shù)（l-k2)計(jì)算后軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，平均分配所述后軸 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k2時(shí)后軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸 出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；
[0028]步驟五三、利用步驟五二獲得的k = kl時(shí)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和k =k2時(shí)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，計(jì)算四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，結(jié)合 四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端總線電壓、總線電流及輸出轉(zhuǎn)速，計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl和轉(zhuǎn)矩分配 系數(shù)k = k2時(shí)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率及效率；
[0029] 步驟五四、根據(jù)步驟五三獲得的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率及 效率，計(jì)算四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入總功率和輸出總功率，并根據(jù)四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入總功率和輸 出總功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=kl時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值nl=n(kl)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl時(shí)的 實(shí)時(shí)總效率值n2=n(k2);
[0030] 步驟五五、對步驟五四計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k 1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n 1=n (ki)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=ki時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n2=n(k2)進(jìn)行比較；
[0031] 當(dāng)rU〈q2時(shí)，a = kl，kl = k2，ql=q2，k2 = a+(l-x) X (b_a);計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值q2 = n(k2)，執(zhí)行步驟五六；
[0032] 當(dāng)ql 時(shí)，b = k2，k2 = kl，q2 = ql，kl = a+x ? (b_a)，計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值ql = q (kl)，執(zhí)行步驟五六；
[0033]步驟五六、對轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k搜索區(qū)間[a，b]進(jìn)行收斂判定，若| a-b | <e，則結(jié)束搜 索，前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為Tl'l = T3-l=k ? Ttotal/2,后右輪驅(qū)動(dòng) 電機(jī)和后左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T2-l = T4-l = (l-k) ? Ttotal/2,獲得電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū) 動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù)，否則，返回執(zhí)行第五五。
[0034]【具體實(shí)施方式】三、本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一所述的一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽 車在線實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制方法的進(jìn)一步說明，步驟五四根據(jù)四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入總功率 和輸出總功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=ki時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值ni=n(ki)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=ki 時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n2=n(k2)的具體方法為：
[0035] 通過公式：
[0037]計(jì)算獲得前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)效率m+Ki)，其中，pin>1(i)為前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí) 刻的輸入功率，Pcmt, i ( i )為前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，山（i )為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)前右輪電 機(jī)控制器輸入端母線電壓，Ii( i)為i時(shí)刻前右輪電機(jī)控制器輸入端母線電流，k為前軸轉(zhuǎn)矩 分配系數(shù)，m(i)為前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0038] 通過公式：
[0040]計(jì)算獲得后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)效率mKi)，其中，Pin,2(i)為后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí) 亥IJ的輸入功率，Pcmt, 2 ( i )為后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，U2 ( i )為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)后右輪電 機(jī)控制器輸入端母線電壓，I2(i)為i時(shí)刻后右輪電機(jī)控制器輸入端母線電流，l_k為后軸轉(zhuǎn) 矩分配系數(shù)，n 2(i)為后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0041 ] 通過公式：
[0043] 計(jì)算獲得前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)效率^⑴，其中，Pin,3⑴為前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí) 亥IJ的輸入功率，Pcmt, 3 ( i )為前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，U3 ( i )為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)前左輪電 機(jī)控制器輸入端母線電壓，13 (i)為i時(shí)刻前左輪電機(jī)控制器輸入端母線電流，n3 (i)為前左 輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0044] 通過公式：
[0046]計(jì)算獲得后左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)效率ru+Ki)，其中，Pin,4(i)為后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí) 亥IJ的輸入功率，Pcmt, 4⑴為后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，U4⑴為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)后左驅(qū)動(dòng)電 機(jī)控制器的輸入端母線電壓，l4(i)為i時(shí)刻后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器輸入端母線電流，n4(i)為 后左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0047] 通過公式：
[0049]計(jì)算獲得四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總效率，將k = kl帶入公式(5)，獲得i時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系 數(shù)k = kl時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值nl = n(kl) ;k = k2分別帶入公式(5)，獲得i時(shí)刻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) k=kl時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n2=n(k2)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法，其特征在于，該方法的具體步 驟為： 步驟一、采用車速傳感器測量電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度，采用轉(zhuǎn)速傳感器檢測電動(dòng)汽車的 四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用加速踏板信號(hào)處理模塊檢測電動(dòng)汽車加速踏板開度模擬量信 號(hào)； 步驟二、利用步驟一采集的電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度、四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板開 度模擬量信號(hào)，計(jì)算獲取電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩TtOtal; 步驟三、設(shè)定最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)矩陣W，（i，j)為系數(shù)矩陣W的坐標(biāo)，W的縱坐標(biāo)為電動(dòng)汽 車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的總轉(zhuǎn)矩，W的橫坐標(biāo)為電動(dòng)汽車的速度，W內(nèi)元素為轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)，坐 標(biāo)上4個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)圍成的區(qū)域?yàn)榫仃嚲W(wǎng)格，在矩陣W中查找步驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Q i,」，所述矩陣網(wǎng)格Qi, j 的 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)分別為 ki-i,j、ki+i,j、ki,j-1 和 ki,j+i; 判斷矩陣網(wǎng)格Qi,j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-i,j、ki+i,j、ki,j-1和ki,j+i的數(shù)值是否為空，若ki-i,j、ki+i,j、 kndPkuu中任一節(jié)點(diǎn)數(shù)值為空，則執(zhí)行步驟五，否則，執(zhí)行步驟四； 步驟四、計(jì)算矩陣網(wǎng)格Qu的4個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值的平均值，獲得步 驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的 數(shù)值k，按數(shù)值k將總轉(zhuǎn)矩分配給四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)分布 式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制； 步驟五、采用搜索法搜索步驟二獲得的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和 電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k，按k將總轉(zhuǎn)矩Ttotal分配給四個(gè)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)，控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，并將數(shù)值k賦值給矩陣W內(nèi)的電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal和電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度所對應(yīng)的矩陣網(wǎng)格Q i, j的4個(gè)節(jié)點(diǎn)ki-uAi+l， j、ki, j-1和ki, j+i上，返回執(zhí)行步驟一。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法，其特征 在于，搜索法的具體步驟為： 步驟五一、根據(jù)電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度信號(hào)和加速踏板開度模擬量信號(hào)計(jì)算分布式驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Ttotal;設(shè)定轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)k，k為前軸電機(jī)轉(zhuǎn)矩與實(shí)時(shí)目標(biāo) 總轉(zhuǎn)矩Ttotal的比，k的初始化搜索區(qū)間[a，b] = [0，1 ]，搜索比例X，且x〈 1，搜索收斂精度為 ε； 步驟五二、按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = lu = a+X · (b-a)計(jì)算前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo) 總轉(zhuǎn)矩;平均分配所述前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl 時(shí)前軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩； 按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)（1-kl)計(jì)算后軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，平均分配所述后 軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl時(shí)后軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí) 輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩； 按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k2 = a+(l_x) X (b-a)，計(jì)算前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩， 平均分配所述前軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k2時(shí)前軸 單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩； 按分配系數(shù)（l_k2)計(jì)算后軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，平均分配所述后軸兩個(gè) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩，獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k2時(shí)后軸單個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的 目標(biāo)轉(zhuǎn)矩； 步驟五三、利用步驟五二獲得的k = kl時(shí)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和k = k2 時(shí)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，計(jì)算四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，結(jié)合四個(gè) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端總線電壓、總線電流及輸出轉(zhuǎn)速，計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=kl和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) k = k2時(shí)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率及效率； 步驟五四、根據(jù)步驟五三獲得的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率及效率， 計(jì)算四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入總功率和輸出總功率，并根據(jù)四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入總功率和輸出總功 率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=kl時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值nl=n(kl)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl時(shí)的實(shí)時(shí)總 效率值n2 = n(k2); 步驟五五、對步驟五四計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=ki時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值qi=n(ki)和 轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n2 = n (k2)進(jìn)行比較； 當(dāng)nl〈n2時(shí)，a = kl，kl=k2，nl=rl2，k2 = a+(l-x) X (b-a);計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值n2 = n (k2)，執(zhí)行步驟五六； 當(dāng)111彡112時(shí)，匕=1^2，1^2 = 1^1，112 = 111，1^1=3+叉.（13-3)，計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值111=11(1^1)， 執(zhí)行步驟五六； 步驟五六、對轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k搜索區(qū)間[a，b]進(jìn)行收斂判定，若I a-b I <ε，則結(jié)束搜索，前 右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為Tl-l = T3-l = k · Ttotal/2,后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī) 和后左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T2-l = T4-l = (l-k) · Ttotal/2,獲得電動(dòng)汽車四個(gè)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù)，否則，返回執(zhí)行第五五。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制的方法，其特征 在于，步驟五四根據(jù)四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入總功率和輸出總功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = kl時(shí)的 實(shí)時(shí)總效率值ni=n(ki)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=ki時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n2=n(k2)的具體方法 為： 通過公式：計(jì)算獲得前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)效率ni_i(i)，其中，Pin,I(i)為前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸 入功率，Pcmt,Ki)為前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，UKi)為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)前右輪電機(jī)控制 器輸入端母線電壓，Ii(i)為i時(shí)刻前右輪電機(jī)控制器輸入端母線電流，k為前軸轉(zhuǎn)矩分配系 數(shù)，m (i)為前右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 通過公式：計(jì)算獲得后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)效率n2」（i)，其中，Pm,2(i)為后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸 入功率，Pcmt,2(i)為后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，u2(i)為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)后右輪電機(jī)控制 器輸入端母線電壓，I2(i)為i時(shí)刻后右輪電機(jī)控制器輸入端母線電流，Ι-k為后軸轉(zhuǎn)矩分配 系數(shù)，n 2(i)為后右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 通過公式：計(jì)算獲得前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)效率Π 3_1 ( i )，其中，Pin, 3 (i)為前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸 入功率，Pcmt,3(i)為前左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，U3(i)為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)前左輪電機(jī)控制 器輸入端母線電壓，l3(i)為i時(shí)刻前左輪電機(jī)控制器輸入端母線電流，n 3(i)為前左輪驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 通過公式：計(jì)算獲得后左輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)效率n4」(i)，其中，Pin,4(i)為后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸 入功率，Pcmt, 4 (i)為后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)i時(shí)刻的輸出功率，U4 (i)為i時(shí)刻驅(qū)動(dòng)后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制 器的輸入端母線電壓，l4(i)為i時(shí)刻后左驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器輸入端母線電流，n4(i)為后后左 輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 通過公式：計(jì)算獲得四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總效率，將k = kl帶入公式(5)，獲得i時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k =kl時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值nl=n(kl) ;k = k2分別帶入公式(5)，獲得i時(shí)刻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k = k 1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值n2 = n(k2)。
【文檔編號(hào)】B60L15/38GK106004523SQ201610586779
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】杜玖玉, 歐陽明高, 高明明, 李建秋, 盧蘭光
【申請人】清華大學(xué)