CN111137121B - 一种挂车、牵引车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体公开了一种挂车、牵引车及其控制方法，该方法包括以下步骤：S1：分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号；S2：根据油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号，判断是进入混和动力模式或制动模式，若进入混和动力模式，执行S3步骤，若制动模式，执行S4步骤；S3：根据油门的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态、允许放电功率和电机的状态，通过电动控制系统调节电机的助力功率；S4：根据制动踏板的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态，通过电动控制系统调节电机的制动功率。能够解决整车动力传动链增长、发动机转动惯量增大的问题。

Description

一种挂车、牵引车及其控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种挂车、牵引车及其控制方法。

背景技术

混合动力汽车，亦称复合动力汽车(英文为Hybrid Power Automobile)是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。混合动力汽车的节能、低排放等特点成为缓解当前能源危机与环境污染等问题的重要途径之一，近几年得到了长足的发展。

区别于传统汽车，混合动力汽车是一个复杂的机电耦合系统如图 1所示，在传统车的基础上增加了驱动电机22及控制系统、动力电池及控制系统25、驱动电机及动力电池冷却系统26等机械电器部件，主车和挂车通过鞍座24连接。例如在专利CN102795093B中就采用的这种形式的连接。

如图1所示，目前混合动力系统主要采用并联式混动系统，驱动电机22与发动机21同轴连接驱动桥23，使得整车动力传动链增长、发动机转动惯量增大，容易造成整车振动加大，发动机停机噪声增大，变速箱悬置开裂等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种挂车、牵引车及其控制方法，能够解决整车动力传动链增长、发动机转动惯量增大的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种挂车，包括：

挂车底盘；

至少一个驱动桥，其设置在所述挂车底盘的底部；

与所述驱动桥一一对应的电机，每个所述电机通过传动轴与所述驱动桥传动连接；

至少一电池，其设于所述挂车底盘的底部，并与所述电机电连接，用于给所述电机供电和储存所述电机产生的电能；

电动控制系统，其设于所述挂车底盘的底部，与所述电机信号连接，用于控制所述电机启动和发电。

在上述技术方案的基础上，所述挂车包括两块电池，其分别设于所述挂车底盘的两侧。

还提供一种牵引车，包括：

主车，其包括主控制系统，其用于获取油门的开度信号和开度变化率信号；

挂车，其包括，

-挂车底盘，其与主车通过鞍座连接；

-至少一个驱动桥，其设置在所述挂车底盘的底部；

-与所述驱动桥一一对应的电机，每个所述电机通过传动轴与所述驱动桥传动连接；

-电池，其设于所述挂车底盘的底部，并与所述电机电连接，用于给所述电机供电和储存所述电机产生的电能；

-电动控制系统，其设于所述挂车底盘的底部，与所述电机和所述主控制系统均信号连接，用于接收所述主控制系统的控制信号并控制所述电机启动和发电。

在上述技术方案的基础上，所述挂车包括两块电池，其分别设于所述挂车底盘的两侧。

还提供一种牵引车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号；

S2：根据油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号，判断是进入混和动力模式或制动模式，若进入混和动力模式，执行S3步骤，若制动模式，执行S4步骤；

S3：根据油门的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电 SOC状态、允许放电功率和电机的状态，通过电动控制系统调节电机的助力功率；

S4：根据制动踏板的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态，通过电动控制系统调节电机的制动功率。

在上述技术方案的基础上，在执行S2步骤之前，先通过主控制系统诊断，判断电池和电机是否存在故障，若是，直接退出电机助力和电机制动步骤，若否，执行S2步骤。

在上述技术方案的基础上，S3步骤具体包括：

当油门开度范围为0-30％时，若SOC>60％，则电机助力功率为额定功率的60-80％；若40％＜SOC＜60％，电机助力功率为额定功率的40-50％；

当油门开度范围为30％-75％时，若SOC>70％，电机助力功率为额定功率的30-50％；

当油门开度范围为75％-100％时，若SOC>40％，电机助力功率为额定功率的40-120％。

在上述技术方案的基础上，当油门开度围为75％-100％，且油门开度变化率为400％-800％/s时，若SOC>45％，电机助力功率为额定功率的50-150％。

在上述技术方案的基础上，S4步骤具体包括：

当制动踏板开度变化率小于400％/s，SOC<90％且车速>15km/h 时，电机制动功率是电机额定功率的100-120％；

当制动踏板开度变化率大于400％/s时，电机制动功率为零。

在上述技术方案的基础上，在执行S3步骤时，获取鞍座的受力状态，根据鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，降低电机的助力功率，若否，不做调节；

在执行S4步骤时，获取鞍座的受力状态，根据鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，增大电机的制动功率，若否，不做调节。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在使用该挂车、牵引车及其控制方法时，用住控制系统分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号；判断是进入混和动力模式或制动模式。若进入混和动力模式，通过电动控制系统调节电机的助力功率；若制动模式，通过电动控制系统调节电机的制动功率。在电机将挂车的动能转化为电能时，可以提供一定的制动力，防止挂车推主车。在转弯时，电机可以提供一定的驱动力，低速转弯时电机加载驱动力矩能够减小车辆的最小转弯半径。另外，在正常行驶时，电机也可以提供一定的电动助力，可以提高燃油的经济性。将电机电池和电动控制系统布置在挂车底盘的底部，可以节省主车的空间，减少传动链的长度，减少发动机的转动惯量，从而减小振动。

附图说明

图1为本发明实施例中现有技术中主车的结构示意图；

图2为本发明实施例中挂车的结构示意图；

图中：21、发动机；22、驱动电机；23、驱动桥；24、鞍座；25、控制系统；26、冷却系统；1、挂车底盘；2、驱动桥；3、从动桥；4、电机；5、传动轴；6、电池；7、电动控制系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例一

图2为本发明实施例中挂车的结构示意图，如图2所示，本发明提供一种挂车，包括：挂车底盘1；还包括至少一个驱动桥2，其设置在挂车底盘1的底部；还包括与驱动桥2一一对应的电机4，每个电机4通过传动轴5与驱动桥2传动连接；还包括至少一电池6，其设于挂车底盘1的底部，并与电机4电连接，用于给电机4供电和储存电机4产生的电能；还包括电动控制系统7，其设于挂车底盘1的底部，与电机4信号连接，用于控制电机4启动和发电。

在使用该挂车时，在刹车时，利用电动控制系统7控制电机4将挂车的动能转化为电能，并将电能储存在电池6中，在电机4将挂车的动能转化为电能时，可以提供一定的制动力，防止挂车推主车。在转弯时，电机4可以提供一定的驱动力，低速转弯时电机加载驱动力矩能够减小车辆的最小转弯半径。另外，在正常行驶时，电机4也可以提供一定的电动助力，可以提高燃油的经济性。将电机4、电池6 和电动控制系统7布置在挂车底盘1的底部，可以节省主车的空间，减少传动链的长度，减少发动机的转动惯量，从而减小振动。

在本实施例中，挂车底盘1的底部设有一个驱动桥2和两个从动桥3，也可以将从动桥3更换成驱动桥2，并将每一个驱动桥2配备一个电机4，可产生更多的电能用于电动助力。

优选的，挂车包括两块电池6，其分别设于挂车底盘1的两侧。在本实施例中，将电池6布置在挂车底盘1的底部，挂车底盘1的空间大，可以设置两块电池，用于储存电能，并且将两块电池6设于挂车底盘1的两侧，可以保持受力的平衡。

实施例二

继续参见图2，本发明还提供一种牵引车，包括：主车，其包括主控制系统，其用于获取油门的开度信号和开度变化率信号。

挂车，其包括，挂车底盘1，其与主车通过鞍座连接；还包括至少一个驱动桥2，其设置在挂车底盘1的底部；还包括与驱动桥2一一对应的电机4，每个电机4通过传动轴5与驱动桥2传动连接；还包括电池6，其设于挂车底盘1的底部，并与电机4电连接，用于给电机4供电和储存电机4产生的电能；还包括电动控制系统7，其设于挂车底盘1的底部，与电机4和主控制系统均信号连接，用于接收主控制系统的控制信号并控制电机4启动和发电。

在使用该牵引车时，用住控制系统分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号；根据油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号，判断是进入混和动力模式或制动模式。若进入混和动力模式，通过电动控制系统7调节电机4的助力功率；若制动模式，通过电动控制系统7调节电机4的制动功率。在电机4将挂车的动能转化为电能时，可以提供一定的制动力，防止挂车推主车。在转弯时，电机4可以提供一定的驱动力，低速转弯时电机加载驱动力矩能够减小车辆的最小转弯半径。另外，在正常行驶时，电机4也可以提供一定的电动助力，可以提高燃油的经济性。将电机4、电池6和电动控制系统7布置在挂车底盘1的底部，可以节省主车的空间，减少传动链的长度，减少发动机的转动惯量，从而减小振动。

在本实施例中，主控制系统还用于根据油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号，判断是进入混和动力模式或制动模式。

优选地，挂车包括两块电池6，其分别设于挂车底盘1的两侧。在本实施例中，将电池6布置在挂车底盘1的底部，挂车底盘1的空间大，可以设置两块电池，用于储存电能，并且将两块电池6设于挂车底盘1的两侧，可以保持受力的平衡。

另外，在鞍座处还设有受力传感器，可获取鞍座的受力状态，并将受力状态信号传输给主控制系统。

实施例三

本发明还提供一种牵引车的控制方法，包括以下步骤：

S1：分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号。

S2：根据油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号，判断是进入混和动力模式或制动模式，若进入混和动力模式，执行S3步骤，若制动模式，执行S4步骤。

S3：根据油门的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电 SOC状态、允许放电功率和电机的状态，通过电动控制系统7调节电机4的助力功率。

S4：根据制动踏板的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态，通过电动控制系统7调节电机4的制动功率。

在使用牵引车的控制方法时，用住控制系统分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号；判断是进入混和动力模式或制动模式。若进入混和动力模式，通过电动控制系统7调节电机4的助力功率；若制动模式，通过电动控制系统7调节电机4的制动功率。在电机4将挂车的动能转化为电能时，可以提供一定的制动力，防止挂车推主车。在转弯时，电机4可以提供一定的驱动力，低速转弯时电机加载驱动力矩能够减小车辆的最小转弯半径。另外，在正常行驶时，电机4也可以提供一定的电动助力，可以提高燃油的经济性。

实施例四

在实施例三的基础上，在执行S2步骤之前，先通过主控制系统诊断，判断电池或电机是否存在故障，若是，直接退出电机助力和电机制动步骤，若否，执行S2步骤。

在本实施例中，在时执行S2步骤之前判断电池或电机是否存在故障是否存在故障，可以提高系统的稳定性，避免在电池6或者电机 4有故障的情况下，采用电动助力或者电机制动的步骤，导致不可以挽回的损失。

实施例五

在实施例三的基础上，S3步骤具体包括：

当油门开度范围为0-30％时，若SOC>60％，则电机助力功率为额定功率的60-80％；若40％＜SOC＜60％，电机助力功率为额定功率的40-50％。该阶段为低油门阶段，即为牵引车的起步阶段。

当油门开度范围为30％-75％时，若SOC>70％，电机助力功率为额定功率的30-50％。该阶段为中油门阶段，即为发动机工作在经济区间。

当油门开度围为75％-100％时，若SOC>40％，电机助力功率为额定功率的40-120％。该阶段为高油门阶段，即为车爬坡等高负荷功率阶段。

在本实施例中，根据不同的油门开度和电池的电量即SOC，来调节电机助力的功率，这样可以合理的利用电池的电量和电机的效率，也可以对整个牵引车提供一定的助力。另外，在电池的电量SOC 不满足要求时，就电机助力的功率为零，即电机不介入，这样可以保护电池，避免电池的馈电。

优选地，当油门开度范围为75％-100％，且油门开度变化率为 400％-800％/s时，若SOC>45％，电机助力功率为额定功率的50-150％。

在本实施例中，油门开度变化率为400％-800％/s时，即为牵引车超车加速阶段，需电机助力介入，增大动力。

实施例六

在实施例三的基础上，S4步骤具体包括：

当制动踏板开度变化率小于400％/s，SOC<90％且车速>15km/h 时，电机制动功率是电机额定功率的100-120％；

当制动踏板开度变化率大于400％/s时，电机制动功率为零。

在本实施例中，制动踏板开度变化率小于400％/s时，为刹车阶段，可以将整个牵引车的动能尽可能的通过电机转换为电能进行储存。当制动踏板开度变化率大于400％/s时，此时可能为紧急刹车阶段，为避免影响整车的防抱死系统失灵使整车抱死，调整电机制动功率为零，可避免车轮抱死。

实施例七

在实施例三的基础上，在执行S3步骤时，获取鞍座的受力状态，根据鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，降低电机的助力功率，若否，不做调节。

在执行S4步骤时，获取鞍座的受力状态，根据鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，增大电机的制动功率，若否，不做调节。

在本实施例中，通过鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，通过调节电机的助力功率和电机的制动功率，以减小挂车推主车的力，减小挂车挤压主车的风险。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (7)

1.一种牵引车，其特征在于，包括：

主车，其包括主控制系统，其用于获取油门的开度信号和开度变化率信号；

挂车，其包括，

-挂车底盘(1)，其与主车通过鞍座连接；

-至少一个驱动桥(2)，其设置在所述挂车底盘(1)的底部；

-与所述驱动桥(2)一一对应的电机(4)，每个所述电机(4)通过传动轴(5)与所述驱动桥(2)传动连接；

-电池(6)，其设于所述挂车底盘(1)的底部，并与所述电机(4)电连接，用于给所述电机(4)供电和储存所述电机(4)产生的电能；

-电动控制系统(7)，其设于所述挂车底盘(1)的底部，与所述电机(4)和所述主控制系统均信号连接，用于接收所述主控制系统的控制信号并控制所述电机(4)启动和发电；

所述用于接收主控制系统的控制信号并控制所述电机(4)启动和发电具体包括：根据油门的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态、允许放电功率和电机的状态，通过电动控制系统(7)调节电机(4)的助力功率；

当油门开度范围为0-30％时，若SOC>60％，则电机助力功率为额定功率的60-80％；若40％＜SOC＜60％，电机助力功率为额定功率的40-50％；

当油门开度范围为30％-75％时，若SOC>70％，电机助力功率为额定功率的30-50％；

当油门开度范围为75％-100％时，若SOC>40％，电机助力功率为额定功率的40-120％。

2.如权利要求1所述的一种牵引车，其特征在于：所述挂车包括两块电池(6)，其分别设于所述挂车底盘(1)的两侧。

3.一种如权利要求1所述牵引车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别获取油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号；

S2：根据油门和制动踏板的开度信号以及开度变化率信号，判断是进入混和动力模式或制动模式，若进入混和动力模式，执行S3步骤，若制动模式，执行S4步骤；

S3：根据油门的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态、允许放电功率和电机的状态，通过电动控制系统(7)调节电机(4)的助力功率；

S4：根据制动踏板的开度信号和开度变化率信号，结合电池的荷电SOC状态，通过电动控制系统(7)调节电机(4)的制动功率；

S3步骤具体包括：

当油门开度范围为0-30％时，若SOC>60％，则电机助力功率为额定功率的60-80％；若40％＜SOC＜60％，电机助力功率为额定功率的40-50％；

当油门开度范围为30％-75％时，若SOC>70％，电机助力功率为额定功率的30-50％；

当油门开度范围为75％-100％时，若SOC>40％，电机助力功率为额定功率的40-120％。

4.如权利要求3所述的牵引车的控制方法，其特征在于，在执行S2步骤之前，先通过主控制系统诊断，判断电池和电机是否存在故障，若是，直接退出电机助力和电机制动步骤，若否，执行S2步骤。

5.如权利要求3所述的牵引车的控制方法，其特征在于，当油门开度围为75％-100％，且油门开度变化率为400％-800％/s时，若SOC>45％，电机助力功率为额定功率的50-150％。

6.如权利要求3所述的牵引车的控制方法，其特征在于，S4步骤具体包括：

当制动踏板开度变化率小于400％/s，SOC<90％且车速>15km/h时，电机制动功率是电机额定功率的100-120％；

当制动踏板开度变化率大于400％/s时，电机制动功率为零。

7.如权利要求3所述的牵引车的控制方法，其特征在于，

在执行S3步骤时，获取鞍座的受力状态，根据鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，降低电机的助力功率，若否，不做调节；

在执行S4步骤时，获取鞍座的受力状态，根据鞍座的受力判断挂车是否推主车，若是，增大电机的制动功率，若否，不做调节。

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