CN107499182A - 一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法及系统，所述方法指整车控制器根据用户驾驶控制信号及车辆反馈信号确定车辆行驶状态；根据车辆行驶状态、用户驾驶控制信号及车辆反馈信号控制轮边离合器的开合和对应的驱动单元的工作状态；通过用户驾驶控制信号控制驱动单元驱动整车行驶；所述车辆行驶状态包括车辆启动、车辆滑行、车辆制动、车辆频繁启停以及车辆脱困；所述系统包括整车控制器、轮边离合器、驱动单元、用户驾驶控制单元以及ABS单元，所述整车控制器根据用户驾驶控制单元及ABS单元反馈的信号对轮边离合器及驱动单元进行控制，在驾驶动力充足的情况下，减少无用转动消耗的能量，进而提高电动汽车能量有效利用率。

Description

一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地，涉及一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法及系统。

背景技术

随着现代交通的日益发达，汽车已经成为人们出行的重要选择，而因汽车的尾气排放而影响空气和生活环境成了又一个亟需解决的问题；为了响应节能减排的号召，近年来兴起了使用可重复充电的动力电池代替燃油作为汽车能源的电动汽车；电动汽车的出现很大程度上提供了一个解决汽车尾气排放的办法和方向，但现有的电动汽车，基本沿用了常规汽车的动力传动系统，即无论车辆处于哪种行驶状态，各传动系统部件(如半轴、差速器、主减速器、轴及齿轮以及电机转子)都在旋转，在电动汽车将电能转化为用于车轮转动的机械能时，该动力传动系统的一些部件的转动消耗了一部分能量，这些能量并没有最终转换为用于车轮转动的机械能，为了提高能量的有效利用率，需对传统的动力传动系统以及相应的驱动控制方法进行改进。

发明内容

为了解决背景技术存在的现有电动汽车能量有效利用率低的问题，本发明提供了一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法及系统，所述方法及系统通过对车辆行驶状态的判定，根据特定的车辆行驶状态对轮边离合器及驱动单元进行控制，在保证动力充足的前提下减少能量损耗。

所述一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法包括：

步骤1，整车控制器根据用户驾驶控制信号及车辆反馈信号确定车辆行驶状态；所述车辆行驶状态包括车辆启动、车辆滑行、车辆制动、车辆频繁启停以及车辆脱困；用户驾驶控制信号包括加速踏板输出信号、制动踏板输出信号以及档位器输出信号；车辆反馈信号包括ABS信号、车辆实时速度以及车辆实时加速度；

步骤2，整车控制器根据车辆行驶状态、用户驾驶控制信号及车辆反馈信号控制轮边离合器接合或脱开及对应的驱动单元的工作状态；所述轮边离合器包括前轮轮边离合器以及后轮轮边离合器；所述驱动单元包括前轮驱动单元以及后轮驱动单元；所述轮边离合器接合指将车轮与对应的驱动单元接合的部件；

步骤3，整车控制器通过用户驾驶控制信号控制驱动单元驱动整车行驶；

进一步的，当加速踏板输出信号大于0V、制动踏板输出信号为0V且车辆实时速度为0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆启动；当车辆行驶状态为车辆启动，档位器输出信号为D档时，整车控制器控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器脱开；整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当车辆行驶状态为车辆启动，档位器输出信号为S档时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器根据用户驾驶控制信号同时驱动前、后轮驱动单元工作；

进一步的，当加速踏板输出信号为0V、制动踏板输出信号为0V，车辆实时速度大于0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆滑行；当车辆行驶状态为车辆滑行时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器脱开，前、后轮驱动单元均不工作；

进一步的，当制动踏板输出信号大于0V、加速踏板输出信号为0V、车辆实时速度大于0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆制动；所述制动踏板输出信号根据输出信号强度大小在其信号范围内有小到大依次分为轻度制动信号、中度制动信号、重度制动信号，当车辆行驶状态为车辆制动、制动踏板输出信号为轻度制动信号时，整车控制器控制后轮轮边制动器接合、前轮轮边控制器脱开，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作并进行制动能量回馈、前轮驱动单元不工作；当车辆行驶状态为车辆制动、制动踏板输出信号为中度制动信号时，整车控制器控制前、后轮轮边制动器接合，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动前、后轮驱动单元工作并进行制动能量回馈；

进一步的，当制动踏板输出信号与加速踏板输出信号在时间T内交替输出N次，判断车辆行驶状态为车辆频繁启停；当车辆行驶状态为车辆频繁启停时，整车控制器控制后轮轮边制动器接合、前轮轮边控制器脱开，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作、前轮驱动单元不工作；

进一步的，当ABS检测到驱动车轮出现打滑向整车控制器发送ABS 信号时，判断车辆行驶状态为车辆脱困；当车辆行驶状态为车辆脱困时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器根据用户驾驶控制信号同时驱动前、后轮驱动单元工作。

所述一种四轮电动汽车驱动控制的转换系统包括：

整车控制器，所述整车控制器用于接收用户驾驶控制单元的各指令信号、ABS单元的信号以及驱动单元的车辆反馈信号，对各指令信号进行判断，并向轮边离合器以及驱动单元发出控制指令；

轮边离合器，所述轮边离合器包括前轮轮边离合器以及后轮轮边离合器，用于控制车轮与驱动单元传动轴是否接合，所述轮边离合器接合时，车轮与驱动单元传动轴同轴转动；

驱动单元，所述驱动单元包括前轮驱动单元以及后轮驱动单元，用于根据整车控制器指令驱动电机带动传动轴进行转动；所述驱动单元将车辆反馈信号发送至整车控制器；所述车辆反馈信号指车辆实时速度以及车辆实时加速度；

用户驾驶控制单元，所述用户驾驶控制单元用于接收用户驾驶时发出的驾驶控制信号，并将驾驶控制信号发送至整车控制器，所述驾驶控制信号包括加速踏板输出信号、制动踏板输出信号以及档位器输出信号；

ABS单元，所述ABS单元根据车辆状况向整车控制器发送ABS信号；

进一步的，所述驱动单元包括电机控制器、驱动电机、自动变速器以及传动轴；所述电机控制器接收整机控制器的控制信号，控制驱动电机及自动变速器带动传动轴转动；当轮边离合器接合时，传动轴带动车轮转动；

进一步的，所述前轮轮边离合器包括左前轮轮边离合器及右前轮轮边离合器，整车控制器对左前轮轮边离合器及右前轮轮边离合器发出的控制指令是相同的；所述后轮轮边离合器包括左后轮轮边离合器及右后轮轮边离合器，整车控制器对左后轮轮边离合器及右后轮轮边离合器发出的控制指令是相同的；

进一步的，当整车控制器控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器分开时，整车控制器根据用户驾驶控制指令向后轮驱动单元发出控制指令，前轮驱动单元除车轮外其他部分不做旋转运动；当整车控制器控制前后轮轮边离合器均接合时，整车控制器根据用户驾驶控制指令向前轮驱动单元以及后轮驱动单元发出相同控制指令。

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法及系统，所述方法及系统根据车辆行驶状态及用户驾驶状况控制轮边离合器是否接合以及对应驱动单元工作状态，根据实际路况及驾驶状况优化对驱动单元的驱动，减少无谓驱动、减少无用转动消耗的能量，进而提高电动汽车能量有效利用率。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种四轮电动汽车驱动单元转换方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式的一种四轮电动汽车驱动单元转换系统的结构图；

图3为本发明具体是实施方式的一种可进行驱动单元转换的电动汽车系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种四轮电动汽车驱动单元转换方法的流程图；根据所述流程图所示的方法步骤，依照车辆行驶状态及用户驾驶情况对电动汽车的驱动单元进行控制，在动力充足的情况下转换驱动单元的使用情况，降低能量损耗，所述方法包括：

步骤101，整车控制器根据用户驾驶控制信号及车辆反馈信号确定车辆行驶状态；

所述车辆行驶状态包括车辆启动、车辆滑行、车辆制动、车辆频繁启停以及车辆脱困；用户驾驶控制信号包括加速踏板输出信号、制动踏板输出信号以及档位器输出信号；车辆反馈信号包括ABS信号、车辆实时速度以及车辆实时加速度；

当加速踏板输出信号大于0V、制动踏板输出信号为0V且车辆实时速度为0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆启动；当加速踏板输出信号为0V、制动踏板输出信号为0V，车辆实时速度大于0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆滑行；当制动踏板输出信号大于0V、加速踏板输出信号为0V、车辆实时速度大于0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆制动；当ABS检测到驱动车轮出现打滑向整车控制器发送ABS信号时，判断车辆行驶状态为车辆脱困；

步骤2，整车控制器根据车辆行驶状态、用户驾驶控制信号及车辆反馈信号控制轮边离合器接合或脱开及对应的驱动单元的工作状态；

所述轮边离合器包括前轮轮边离合器以及后轮轮边离合器；所述驱动单元包括前轮驱动单元以及后轮驱动单元；所述轮边离合器接合指将车轮与对应的驱动单元接合的部件；

当车辆行驶状态为车辆启动，档位器输出信号为D档时，整车控制器控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器脱开；所述整车控制器控制后轮轮边离合器接合指轮边离合器将驱动单元传动轴和车轮接合，使所述驱动单元传动轴带动车轮同轴转动，所述轮边离合器脱开是指将驱动单元传动轴和车轮脱开，使车轮依靠与地面的摩擦力独立转动；整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当车辆行驶状态为车辆启动，档位器输出信号为S档时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器根据用户驾驶控制信号同时驱动前、后轮驱动单元工作；

当车辆行驶状态为车辆滑行时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器脱开，前、后轮驱动单元均不工作；车辆依靠初速度在路边进行无动力滑行；

当车辆行驶状态为车辆制动、制动踏板输出信号为0～2V时，整车控制器控制后轮轮边制动器接合、前轮轮边控制器脱开，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作并进行制动能量回馈、前轮驱动单元不工作；当车辆行驶状态为车辆制动、制动踏板输出信号为2～3V时，整车控制器控制前、后轮轮边制动器接合，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动前、后轮驱动单元工作并进行制动能量回馈；所述制动踏板输出信号根据输出信号强度大小在其信号范围内有小到大依次分为轻度制动信号、中度制动信号、重度制动信号，在本实施例中，轻度制动信号范围为 0～2V，中度制动信号范围为2～3V，重度制动信号范围为3～5V；

所述制动能量回馈是指当车辆在制动状态下，驱动电机将传动轴对其作用的机械能部分转化为电能，并将电能传回动力电池中；

当车辆行驶状态为车辆频繁启停时，整车控制器控制后轮轮边制动器接合、前轮轮边控制器脱开，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作、前轮驱动单元不工作；

当车辆行驶状态为车辆脱困时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器根据用户驾驶控制信号同时驱动前、后轮驱动单元工作。

图2为本发明具体实施方式的一种四轮电动汽车驱动单元的转换系统的结构图；图3为电动汽车系统结构图，所述图3所述的电动汽车即为图 2所述可进行驱动单元转换的系统所实施的电动汽车；

所述一种四轮电动汽车驱动单元的转换系统包括：

整车控制器201，所述整车控制器201用于接收用户驾驶控制单元204 的各指令信号、ABS单元205的信号以及驱动单元203的车辆反馈信号，对各指令信号进行判断，并向轮边离合器202以及驱动单元203发出控制指令；

轮边离合器202，所述轮边离合器202包括前轮轮边离合器以及后轮轮边离合器，用于控制车轮与驱动单元传动轴是否接合，所述轮边离合器 202接合时，车轮与驱动单元203传动轴同轴转动；

驱动单元203，所述驱动单元203包括前轮驱动单元以及后轮驱动单元，用于根据整车控制器指令驱动电机带动传动轴进行转动；所述驱动单元将车辆反馈信号发送至整车控制器；所述车辆反馈信号指车辆实时速度以及车辆实时加速度；

用户驾驶控制单元204，所述用户驾驶控制单元204用于接收用户驾驶时发出的驾驶控制信号，并将驾驶控制信号发送至整车控制器，所述驾驶控制信号包括加速踏板输出信号、制动踏板输出信号以及档位器输出信号；

ABS单元205，所述ABS单元205根据车辆状况向整车控制器发送 ABS信号；

进一步的，所述驱动单元203包括电机控制器、驱动电机、自动变速器以及传动轴；所述电机控制器接收整机控制器的控制信号，控制驱动电机及自动变速器带动传动轴转动；当轮边离合器接合时，传动轴带动车轮转动；

进一步的，所述前轮轮边离合器包括左前轮轮边离合器及右前轮轮边离合器，整车控制器对左前轮轮边离合器及右前轮轮边离合器发出的控制指令是相同的；所述后轮轮边离合器包括左后轮轮边离合器及右后轮轮边离合器，整车控制器对左后轮轮边离合器及右后轮轮边离合器发出的控制指令是相同的；

进一步的，当整车控制器控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器分开时，整车控制器根据用户驾驶控制指令向后轮驱动单元发出控制指令，前轮驱动单元除车轮外其他部分不做旋转运动；当整车控制器控制前后轮轮边离合器均接合时，整车控制器根据用户驾驶控制指令向前轮驱动单元以及后轮驱动单元发出相同控制指令。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种四轮电动汽车驱动控制的转换方法，所述方法包括：

步骤1，整车控制器根据用户驾驶控制信号及车辆反馈信号确定车辆行驶状态；所述车辆行驶状态包括车辆启动、车辆滑行、车辆制动、车辆频繁启停以及车辆脱困；用户驾驶控制信号包括加速踏板输出信号、制动踏板输出信号以及档位器输出信号；车辆反馈信号包括ABS信号、车辆实时速度以及车辆实时加速度；

步骤2，整车控制器根据车辆行驶状态、用户驾驶控制信号及车辆反馈信号控制轮边离合器接合或脱开及对应的驱动单元的工作状态；所述轮边离合器包括前轮轮边离合器以及后轮轮边离合器；所述驱动单元包括前轮驱动单元以及后轮驱动单元；所述轮边离合器接合指将车轮与对应的驱动单元接合的部件；

步骤3，整车控制器通过用户驾驶控制信号控制驱动单元驱动整车行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当加速踏板输出信号大于0V、制动踏板输出信号为0V且车辆实时速度为0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆启动；当车辆行驶状态为车辆启动，档位器输出信号为D档时，整车控制器控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器脱开；整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当车辆行驶状态为车辆启动，档位器输出信号为S档时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器根据用户驾驶控制信号同时驱动前、后轮驱动单元工作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当加速踏板输出信号为0V、制动踏板输出信号为0V，车辆实时速度大于0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆滑行；当车辆行驶状态为车辆滑行时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器脱开，前、后轮驱动单元均不工作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当制动踏板输出信号大于0V、加速踏板输出信号为0V、车辆实时速度大于0m/s时，判断车辆行驶状态为车辆制动；所述制动踏板输出信号根据输出信号强度大小在其信号范围内有小到大依次分为轻度制动信号、中度制动信号、重度制动信号，当车辆行驶状态为车辆制动、制动踏板输出信号为轻度制动信号时，整车控制器控制后轮轮边制动器接合、前轮轮边控制器脱开，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作并进行制动能量回馈、前轮驱动单元不工作；当车辆行驶状态为车辆制动、制动踏板输出信号为中度制动信号时，整车控制器控制前、后轮轮边制动器接合，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动前、后轮驱动单元工作并进行制动能量回馈。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当制动踏板输出信号与加速踏板输出信号在时间T内交替输出N次，判断车辆行驶状态为车辆频繁启停；当车辆行驶状态为车辆频繁启停时，整车控制器控制后轮轮边制动器接合、前轮轮边控制器脱开，整车控制器根据用户驾驶控制信号驱动后轮驱动单元工作、前轮驱动单元不工作。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当ABS检测到驱动车轮出现打滑向整车控制器发送ABS信号时，判断车辆行驶状态为车辆脱困；当车辆行驶状态为车辆脱困时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器根据用户驾驶控制信号同时驱动前、后轮驱动单元工作。

7.一种用于实现权利要求1所述方法的系统，所述系统包括：

整车控制器，所述整车控制器用于接收用户驾驶控制单元的各指令信号、ABS单元的信号以及驱动单元的车辆反馈信号，对各指令信号进行判断，并向轮边离合器以及驱动单元发出控制指令；

轮边离合器，所述轮边离合器包括前轮轮边离合器以及后轮轮边离合器，用于控制车轮与驱动单元传动轴是否接合，所述轮边离合器接合时，车轮与驱动单元传动轴同轴转动；

驱动单元，所述驱动单元包括前轮驱动单元以及后轮驱动单元，用于根据整车控制器指令驱动电机带动传动轴进行转动；所述驱动单元将车辆反馈信号发送至整车控制器；所述车辆反馈信号指车辆实时速度以及车辆实时加速度；

用户驾驶控制单元，所述用户驾驶控制单元用于接收用户驾驶时发出的驾驶控制信号，并将驾驶控制信号发送至整车控制器，所述驾驶控制信号包括加速踏板输出信号、制动踏板输出信号以及档位器输出信号；

ABS单元，所述ABS单元根据车辆状况向整车控制器发送ABS信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述驱动单元包括电机控制器、驱动电机、自动变速器以及传动轴；所述电机控制器接收整机控制器的控制信号，控制驱动电机及自动变速器带动传动轴转动；当轮边离合器接合时，传动轴带动车轮转动。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述前轮轮边离合器包括左前轮轮边离合器及右前轮轮边离合器，整车控制器对左前轮轮边离合器及右前轮轮边离合器发出的控制指令是相同的；所述后轮轮边离合器包括左后轮轮边离合器及右后轮轮边离合器，整车控制器对左后轮轮边离合器及右后轮轮边离合器发出的控制指令是相同的。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：当整车控制器控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器分开时，整车控制器根据用户驾驶控制指令向后轮驱动单元发出控制指令，前轮驱动单元除车轮外其他部分不做旋转运动；当整车控制器控制前后轮轮边离合器均接合时，整车控制器根据用户驾驶控制指令向前轮驱动单元以及后轮驱动单元发出相同控制指令。