用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車，包括車身、獨立懸架和電動車輪總成，所述電動車輪總成為4個，其包括車輪、輪轂電機、電磁制動器，在獨立懸架上安裝有轉向電機，電動車輪總成通過轉向軸與轉向電機相連；在車身上設有轉向盤、加速踏板、制動踏板、整車傳感器單元、整車控制單元以及電源；所述電源為各電器元件供電。本實用新型能夠用于基于輪轂電機驅動的電動汽車的各種控制方法的研究，從而使理論的控制方法能夠通過實驗進行驗證。
【專利說明】
用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車
技術領域
[0001]本實用新型涉及電動汽車驅動控制領域，尤其涉及一種用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車。
【背景技術】
[0002]通過輪轂電機驅動電動汽車，是當下新興的一種電動汽車驅動形式，該形式的電動汽車由安裝于輪轂中的輪轂電機作為動力輸出設備，取消了傳統汽車的離合器、變速器、半軸等機械傳動系統，該類型電動汽車減少了機械傳動系統的應用，實現了柔性連接，提高了線控技術的應用范圍。該類型電動汽車能夠通過程序控制，控制程序的不同造成了電動汽車控制方法的多樣性，由于廣泛采用線控，所以對電動汽車的控制方法提出了更高的要求，如電子差速控制方法、轉向控制方法、制動控制方法、驅動防滑控制方法、直接橫擺力矩控制方法等。現階段對于輪轂電機驅動電動汽車控制方法的研究大多是利用虛擬仿真試驗，而虛擬仿真試驗與實車試驗存在客觀上的不同。因此，研發一臺能夠驗證控制方法的由輪轂電機驅動的電動汽車試驗車，成為了輪轂電機驅動電動汽車控制方法研究中必不可少的設備。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車，能夠用于基于輪轂電機驅動的電動汽車的各種控制方法的研究，從而使理論的控制方法能夠通過實驗進行驗證。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是這樣的:一種用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車，其特征在于:包括車身、獨立懸架和電動車輪總成，所述電動車輪總成為4個，其包括車輪、輪轂電機、電磁制動器，4個電動車輪總成分別通過一獨立懸架與車身相連，其中，在獨立懸架上安裝有轉向電機，電動車輪總成通過轉向軸與轉向電機相連；
[0005]在車身上設有轉向盤、加速踏板、制動踏板、整車傳感器單元、整車控制單元以及電源;所述整車傳感器單元包括轉向盤轉角傳感器、加速踏板位移傳感器、制動踏板位移傳感器、陀螺儀、以及傳感器信號處理器，所述轉向盤轉角傳感器、加速踏板位移傳感器、制動踏板位移傳感器、陀螺儀均與傳感器信號處理器相連;所述整車控制單元包括控制方法執行器、轉向控制器、驅動控制器、以及制動控制器;其中，所述轉向控制器同時與4個獨立懸架上的轉向電機相連，驅動控制器同時與4個電動車輪總成的輪轂電機相連，制動控制器同時與4個電動車輪總成的電磁制動器相連;所述傳感器信號處理器通過CAN_1總線與控制方法執行器相連，轉向控制器、驅動控制器、以及制動控制器通過CAN_2總線與控制方法執行器相連；
[0006]所述電源為各電器元件供電。
[0007]進一步地，所述獨立懸架為雙橫臂獨立懸架，所述轉向電機經減速器后與轉向軸相連。
[0008]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0009]1、結構簡單，可擴展性強，能夠用于多種控制方法的驗證;如，可用于對輪轂電機驅動電動汽車的集成控制方法進行驗證;可用于對安全行駛、智能駕駛等的控制方法進行驗證。
[0010]2、該試驗車采用CAN網絡通訊，有效地避免了各控制系統信號之間的干擾，并能實現解耦。
[0011]3、該試驗車采用四輪獨立轉向技術，可以實現原地轉向、橫向等動作，功能更多，試驗效果更好。
[0012]4、該試驗車加入整車控制單元，可以實現整車集成控制。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的主視圖。
[0015]圖3為本實用新型的結構原理框圖。
[0016]圖中:I一車身，2—獨立懸架，3—電動車輪總成，31—車輪，32—輪穀電機，33—電磁制動器，4 一轉向電機，5—轉向軸，6—轉向盤，7—加速踏板，8—制動踏板，9 一整車傳感器單元，91 一轉向盤轉角傳感器，92—加速踏板位移傳感器，93—制動踏板位移傳感器，94 一陀螺儀，95—傳感器信號處理器，10—整車控制單元，101—控制方法執行器，102—轉向控制器，103一驅動控制器，104一制動控制器，11一電源，12—減速器，13—座椅，14一座椅支架。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]實施例:參見圖1、圖2以及圖3，一種用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車，包括車身1、獨立懸架2和電動車輪總成3。所述車身I上設有座椅13和座椅支架14，座椅13通過座椅支架14安裝在車身I上。所述電動車輪總成3為4個:左前電動輪總成、左后電動輪總成、右前電動輪總成、右后電動輪總成;所述電動車輪總成3包括車輪31、輪轂電機32、電磁制動器33，通過輪轂電機32能夠驅動車輪31轉動，通過電磁制動器33能夠控制車輪31減速及停止。4個電動車輪總成3分別通過一獨立懸架2與車身I相連，其中，在獨立懸架2上安裝有轉向電機4，電動車輪總成3通過轉向軸5與轉向電機4相連;具體實施時，所述獨立懸架2為雙橫臂獨立懸架，所述轉向電機4經減速器12后與轉向軸5相連，從而增加轉向電機4的輸出扭矩。
[0019]在車身I上設有轉向盤6、加速踏板7、制動踏板8、整車傳感器單元9、整車控制單元10以及電源11。所述整車傳感器單元9包括轉向盤轉角傳感器91、加速踏板位移傳感器92、制動踏板位移傳感器93、陀螺儀94、以及傳感器信號處理器95，所述轉向盤轉角傳感器91用于檢測轉向盤6的轉向角度，加速踏板位移傳感器92和制動踏板位移傳感器93分別用于檢測加速踏板7和制動踏板8的位移，所述陀螺儀94用于檢測車身I縱向移動速度及加速度。所述轉向盤轉角傳感器91、加速踏板位移傳感器92、制動踏板位移傳感器93、陀螺儀94均與傳感器信號處理器95相連;通過傳感器信號處理器95將轉向盤轉角傳感器91、加速踏板位移傳感器92、制動踏板位移傳感器93、以及陀螺儀94檢測到的模擬(電壓)信號轉換為數字信號。
[0020]所述整車控制單元10包括控制方法執行器101、轉向控制器102、驅動控制器103、以及制動控制器104。其中，所述轉向控制器12同時與4個獨立懸架2上的轉向電機4相連，驅動控制器103同時與4個電動車輪總成3的輪轂電機32相連，制動控制器104同時與4個電動車輪總成3的電磁制動器33相連。所述傳感器信號處理器95通過CAN_1總線與控制方法執行器101相連，從而將轉換后的數字信號傳遞給控制方法執行器101。轉向控制器102、驅動控制器1 3、以及制動控制器104通過CAN_2總線與控制方法執行器1I相連;控制方法執行器101接收到傳感器信號后，根據其內的控制方法進行處理后，向轉向控制器102、驅動控制器103、以及制動控制器104發出動作指令;從而對轉向電機4、輪轂電機32、以及電磁制動器33進行控制。具體實施時，根據不同的控制試驗需求，能夠向控制方法執行器101寫入不同的控制方法，然后通過控制執行器進行動作指令的發出。
[0021]所述電源11為各電器元件供電。
[0022]整個控制方法試驗過程中:
[0023]I)驗證輪轂電機驅動電動汽車驅動控制方法:當駕駛員對加速踏板施加作用力時，加速踏板位移傳感器測量加速踏板位移行程，同時，通過陀螺儀測定車輛縱向速度及加速度;然后將兩個傳感器采集到的信號傳遞到傳感器信號處理器進行模數轉換，數字信號通過CAN_1總線傳遞到控制方法執行器，控制方法執行器對數字信號進行解耦及處理，然后發出相應動作指令，動作指令通過CAN_2總線傳遞到驅動控制器，通過驅動控制器同時控制各輪轂電機的轉速以及轉矩，使4個電動車輪總成的輪轂電機同步轉動，從而達到控制輪轂電機驅動電動汽車的車輪轉速的目的。
[0024]2)驗證輪轂電機驅動電動汽車制動控制方法:當駕駛員對制動踏板施加作用力時，制動踏板位移傳感器采集制動踏板的位移，并將采集到的位移信號(電壓信號)傳遞給傳感器信號處理器進行模數轉換，轉換后的數字信號通過CAN_1總線傳遞到控制方法執行器，控制方法執行器對數字信號進行解耦及處理，然后發出相應動作指令，動作指令通過CAN_2總線傳遞到制動控制器，制動控制器同時控制各電磁制動器產生制動力，使4個電動車輪總成的電磁制動器同步產生制動力，從而實現車輛制動減速、停車的目的。
[0025]3)驗證輪轂電機驅動電動汽車轉向控制方法:駕駛員轉動轉向盤，轉向盤轉角傳感器采集轉向盤轉動角度，并將采集到的轉向信號(電壓信號)傳遞給傳感器信號處理器進行模數轉換，轉換后的數字信號通過CAN_1總線傳遞到控制方法執行器，控制方法執行器對數字信號進行解耦及處理，并發出相應動作指令，動作指令通過CAN_2總線傳遞到轉向控制器，轉向控制器同時控制各轉向電機產生轉矩，實現汽車轉向、橫行、原地轉向的動作。
[0026]試驗人員可以根據整個實驗過程中的動作效果，對控制方法進行評價以及矯正，以完善輪轂電機驅動電動汽車的控制方法，達到方面駕駛、安全駕駛的目的。
[0027]最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車，其特征在于:包括車身、獨立懸架和電動車輪總成，所述電動車輪總成為4個，其包括車輪、輪轂電機、電磁制動器，4個電動車輪總成分別通過一獨立懸架與車身相連，其中，在獨立懸架上安裝有轉向電機，電動車輪總成通過轉向軸與轉向電機相連； 在車身上設有轉向盤、加速踏板、制動踏板、整車傳感器單元、整車控制單元以及電源；所述整車傳感器單元包括轉向盤轉角傳感器、加速踏板位移傳感器、制動踏板位移傳感器、陀螺儀、以及傳感器信號處理器，所述轉向盤轉角傳感器、加速踏板位移傳感器、制動踏板位移傳感器、陀螺儀均與傳感器信號處理器相連;所述整車控制單元包括控制方法執行器、轉向控制器、驅動控制器、以及制動控制器;其中，所述轉向控制器同時與4個獨立懸架上的轉向電機相連，驅動控制器同時與4個電動車輪總成的輪轂電機相連，制動控制器同時與4個電動車輪總成的電磁制動器相連;所述傳感器信號處理器通過CANj總線與控制方法執行器相連，轉向控制器、驅動控制器、以及制動控制器通過CAN_2總線與控制方法執行器相連； 所述電源為各電器元件供電。2.根據權利要求1所述的用于驗證輪轂電機驅動電動汽車控制方法的試驗車，其特征在于:所述獨立懸架為雙橫臂獨立懸架，所述轉向電機經減速器后與轉向軸相連。
【文檔編號】G01M17/007GK205679400SQ201620613112
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日 公開號201620613112.9, CN 201620613112, CN 205679400 U, CN 205679400U, CN-U-205679400, CN201620613112, CN201620613112.9, CN205679400 U, CN205679400U
【發明人】陳哲明, 張博涵, 周鵬, 梁丹丹, 曲帥, 喻洋
【申請人】重慶理工大學