用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车，包括车身、独立悬架和电动车轮总成，所述电动车轮总成为4个，其包括车轮、轮毂电机、电磁制动器，在独立悬架上安装有转向电机，电动车轮总成通过转向轴与转向电机相连；在车身上设有转向盘、加速踏板、制动踏板、整车传感器单元、整车控制单元以及电源；所述电源为各电器元件供电。本实用新型能够用于基于轮毂电机驱动的电动汽车的各种控制方法的研究，从而使理论的控制方法能够通过实验进行验证。
【专利说明】
用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动汽车驱动控制领域，尤其涉及一种用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车。
【背景技术】
[0002]通过轮毂电机驱动电动汽车，是当下新兴的一种电动汽车驱动形式，该形式的电动汽车由安装于轮毂中的轮毂电机作为动力输出设备，取消了传统汽车的离合器、变速器、半轴等机械传动系统，该类型电动汽车减少了机械传动系统的应用，实现了柔性连接，提高了线控技术的应用范围。该类型电动汽车能够通过程序控制，控制程序的不同造成了电动汽车控制方法的多样性，由于广泛采用线控，所以对电动汽车的控制方法提出了更高的要求，如电子差速控制方法、转向控制方法、制动控制方法、驱动防滑控制方法、直接横摆力矩控制方法等。现阶段对于轮毂电机驱动电动汽车控制方法的研究大多是利用虚拟仿真试验，而虚拟仿真试验与实车试验存在客观上的不同。因此，研发一台能够验证控制方法的由轮毂电机驱动的电动汽车试验车，成为了轮毂电机驱动电动汽车控制方法研究中必不可少的设备。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车，能够用于基于轮毂电机驱动的电动汽车的各种控制方法的研究，从而使理论的控制方法能够通过实验进行验证。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的:一种用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车，其特征在于:包括车身、独立悬架和电动车轮总成，所述电动车轮总成为4个，其包括车轮、轮毂电机、电磁制动器，4个电动车轮总成分别通过一独立悬架与车身相连，其中，在独立悬架上安装有转向电机，电动车轮总成通过转向轴与转向电机相连；
[0005]在车身上设有转向盘、加速踏板、制动踏板、整车传感器单元、整车控制单元以及电源;所述整车传感器单元包括转向盘转角传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器、陀螺仪、以及传感器信号处理器，所述转向盘转角传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器、陀螺仪均与传感器信号处理器相连;所述整车控制单元包括控制方法执行器、转向控制器、驱动控制器、以及制动控制器;其中，所述转向控制器同时与4个独立悬架上的转向电机相连，驱动控制器同时与4个电动车轮总成的轮毂电机相连，制动控制器同时与4个电动车轮总成的电磁制动器相连;所述传感器信号处理器通过CAN_1总线与控制方法执行器相连，转向控制器、驱动控制器、以及制动控制器通过CAN_2总线与控制方法执行器相连；
[0006]所述电源为各电器元件供电。
[0007]进一步地，所述独立悬架为双横臂独立悬架，所述转向电机经减速器后与转向轴相连。
[0008]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0009]1、结构简单，可扩展性强，能够用于多种控制方法的验证;如，可用于对轮毂电机驱动电动汽车的集成控制方法进行验证;可用于对安全行驶、智能驾驶等的控制方法进行验证。
[0010]2、该试验车采用CAN网络通讯，有效地避免了各控制系统信号之间的干扰，并能实现解耦。
[0011]3、该试验车采用四轮独立转向技术，可以实现原地转向、横向等动作，功能更多，试验效果更好。
[0012]4、该试验车加入整车控制单元，可以实现整车集成控制。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型的主视图。
[0015]图3为本实用新型的结构原理框图。
[0016]图中:I一车身，2—独立悬架，3—电动车轮总成，31—车轮，32—轮穀电机，33—电磁制动器，4 一转向电机，5—转向轴，6—转向盘，7—加速踏板，8—制动踏板，9 一整车传感器单元，91 一转向盘转角传感器，92—加速踏板位移传感器，93—制动踏板位移传感器，94 一陀螺仪，95—传感器信号处理器，10—整车控制单元，101—控制方法执行器，102—转向控制器，103一驱动控制器，104一制动控制器，11一电源，12—减速器，13—座椅，14一座椅支架。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]实施例:参见图1、图2以及图3，一种用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车，包括车身1、独立悬架2和电动车轮总成3。所述车身I上设有座椅13和座椅支架14，座椅13通过座椅支架14安装在车身I上。所述电动车轮总成3为4个:左前电动轮总成、左后电动轮总成、右前电动轮总成、右后电动轮总成;所述电动车轮总成3包括车轮31、轮毂电机32、电磁制动器33，通过轮毂电机32能够驱动车轮31转动，通过电磁制动器33能够控制车轮31减速及停止。4个电动车轮总成3分别通过一独立悬架2与车身I相连，其中，在独立悬架2上安装有转向电机4，电动车轮总成3通过转向轴5与转向电机4相连;具体实施时，所述独立悬架2为双横臂独立悬架，所述转向电机4经减速器12后与转向轴5相连，从而增加转向电机4的输出扭矩。
[0019]在车身I上设有转向盘6、加速踏板7、制动踏板8、整车传感器单元9、整车控制单元10以及电源11。所述整车传感器单元9包括转向盘转角传感器91、加速踏板位移传感器92、制动踏板位移传感器93、陀螺仪94、以及传感器信号处理器95，所述转向盘转角传感器91用于检测转向盘6的转向角度，加速踏板位移传感器92和制动踏板位移传感器93分别用于检测加速踏板7和制动踏板8的位移，所述陀螺仪94用于检测车身I纵向移动速度及加速度。所述转向盘转角传感器91、加速踏板位移传感器92、制动踏板位移传感器93、陀螺仪94均与传感器信号处理器95相连;通过传感器信号处理器95将转向盘转角传感器91、加速踏板位移传感器92、制动踏板位移传感器93、以及陀螺仪94检测到的模拟(电压)信号转换为数字信号。
[0020]所述整车控制单元10包括控制方法执行器101、转向控制器102、驱动控制器103、以及制动控制器104。其中，所述转向控制器12同时与4个独立悬架2上的转向电机4相连，驱动控制器103同时与4个电动车轮总成3的轮毂电机32相连，制动控制器104同时与4个电动车轮总成3的电磁制动器33相连。所述传感器信号处理器95通过CAN_1总线与控制方法执行器101相连，从而将转换后的数字信号传递给控制方法执行器101。转向控制器102、驱动控制器1 3、以及制动控制器104通过CAN_2总线与控制方法执行器1I相连;控制方法执行器101接收到传感器信号后，根据其内的控制方法进行处理后，向转向控制器102、驱动控制器103、以及制动控制器104发出动作指令;从而对转向电机4、轮毂电机32、以及电磁制动器33进行控制。具体实施时，根据不同的控制试验需求，能够向控制方法执行器101写入不同的控制方法，然后通过控制执行器进行动作指令的发出。
[0021]所述电源11为各电器元件供电。
[0022]整个控制方法试验过程中:
[0023]I)验证轮毂电机驱动电动汽车驱动控制方法:当驾驶员对加速踏板施加作用力时，加速踏板位移传感器测量加速踏板位移行程，同时，通过陀螺仪测定车辆纵向速度及加速度;然后将两个传感器采集到的信号传递到传感器信号处理器进行模数转换，数字信号通过CAN_1总线传递到控制方法执行器，控制方法执行器对数字信号进行解耦及处理，然后发出相应动作指令，动作指令通过CAN_2总线传递到驱动控制器，通过驱动控制器同时控制各轮毂电机的转速以及转矩，使4个电动车轮总成的轮毂电机同步转动，从而达到控制轮毂电机驱动电动汽车的车轮转速的目的。
[0024]2)验证轮毂电机驱动电动汽车制动控制方法:当驾驶员对制动踏板施加作用力时，制动踏板位移传感器采集制动踏板的位移，并将采集到的位移信号(电压信号)传递给传感器信号处理器进行模数转换，转换后的数字信号通过CAN_1总线传递到控制方法执行器，控制方法执行器对数字信号进行解耦及处理，然后发出相应动作指令，动作指令通过CAN_2总线传递到制动控制器，制动控制器同时控制各电磁制动器产生制动力，使4个电动车轮总成的电磁制动器同步产生制动力，从而实现车辆制动减速、停车的目的。
[0025]3)验证轮毂电机驱动电动汽车转向控制方法:驾驶员转动转向盘，转向盘转角传感器采集转向盘转动角度，并将采集到的转向信号(电压信号)传递给传感器信号处理器进行模数转换，转换后的数字信号通过CAN_1总线传递到控制方法执行器，控制方法执行器对数字信号进行解耦及处理，并发出相应动作指令，动作指令通过CAN_2总线传递到转向控制器，转向控制器同时控制各转向电机产生转矩，实现汽车转向、横行、原地转向的动作。
[0026]试验人员可以根据整个实验过程中的动作效果，对控制方法进行评价以及矫正，以完善轮毂电机驱动电动汽车的控制方法，达到方面驾驶、安全驾驶的目的。
[0027]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车，其特征在于:包括车身、独立悬架和电动车轮总成，所述电动车轮总成为4个，其包括车轮、轮毂电机、电磁制动器，4个电动车轮总成分别通过一独立悬架与车身相连，其中，在独立悬架上安装有转向电机，电动车轮总成通过转向轴与转向电机相连； 在车身上设有转向盘、加速踏板、制动踏板、整车传感器单元、整车控制单元以及电源；所述整车传感器单元包括转向盘转角传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器、陀螺仪、以及传感器信号处理器，所述转向盘转角传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器、陀螺仪均与传感器信号处理器相连;所述整车控制单元包括控制方法执行器、转向控制器、驱动控制器、以及制动控制器;其中，所述转向控制器同时与4个独立悬架上的转向电机相连，驱动控制器同时与4个电动车轮总成的轮毂电机相连，制动控制器同时与4个电动车轮总成的电磁制动器相连;所述传感器信号处理器通过CANj总线与控制方法执行器相连，转向控制器、驱动控制器、以及制动控制器通过CAN_2总线与控制方法执行器相连； 所述电源为各电器元件供电。2.根据权利要求1所述的用于验证轮毂电机驱动电动汽车控制方法的试验车，其特征在于:所述独立悬架为双横臂独立悬架，所述转向电机经减速器后与转向轴相连。
【文档编号】G01M17/007GK205679400SQ201620613112
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日 公开号201620613112.9, CN 201620613112, CN 205679400 U, CN 205679400U, CN-U-205679400, CN201620613112, CN201620613112.9, CN205679400 U, CN205679400U
【发明人】陈哲明, 张博涵, 周鹏, 梁丹丹, 曲帅, 喻洋
【申请人】重庆理工大学