CN107472250B - 一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法及*** - Google Patents

一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法及***，所述方法指整车控制器确认车辆坡道行驶状态，根据车辆坡道行驶状态以及用于驾驶控制型号控制轮边离合器的接合或脱开以及对应驱动单元的工作状态；根据用户驾驶控制信号控制驱动单元驱动整车行驶；所述坡道行驶状态包括上坡行驶以及下坡行驶；所述***包括整车控制器、轮边离合器、驱动单元以及用户驾驶控制单元；所述整车控制器用于根据车辆坡道行驶状态及接收的用户驾驶控制单元指令对轮边离合器及驱动单元进行控制，所述轮边离合器用于控制车轮与驱动单元传动轴是否接合，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

一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法及***
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地，涉及一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法及***。
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***，即无论车辆处于哪种行驶状态，各传动***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***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***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驱动电动汽车坡道行驶控制方法及***，所述方法及***通过确认车辆的坡道行驶状态，根据坡道行驶状态及用户驾驶控制信号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。
所述一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法包括：
步骤1，整车控制器确认车辆坡道行驶状态，所述坡道行驶状态包括上坡行驶以及下坡行驶；
步骤2，整车控制器根据车辆坡道行驶状态以及用户驾驶控制信号控制轮边离合器的接合或脱开以及对应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，所述用户驾驶控制信号包括加速踏板信号、制动踏板信号；
步骤3，整车控制器根据用户驾驶控制信号控制驱动单元驱动整车行驶。
进一步的，所述车辆坡道行驶状态由用户驾驶控制信号及车辆瞬时加速度确定，车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之上时，确定车辆坡道行驶状态为下坡行驶；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之下时，确定车辆坡道行驶状态为上坡行驶；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之间时，确定车辆坡道行驶状态为普通行驶；
进一步的，当车辆坡道行驶状态为上坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板有信号输出时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当车辆瞬时加速度为所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度的N倍时，判断车辆动力不足，所述整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合，前后轮驱动单元工作；其中，0＜N＜1；进一步的，当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板有信号输出时时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；
进一步的，当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器脱开；前、后轮驱动单元不工作；
进一步的，当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为小于制动第一阈值、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作并进行能量回馈，前轮驱动单元不工作；
进一步的，当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为大于制动第一阈值、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制前、后轮驱动单元工作并进行能量回馈；
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。
所述一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制***包括：
整车控制器，所述整车控制器用于判断车辆坡道行驶状态，用于接收用户驾驶控制指令，并向轮边离合器、驱动单元以及机械制动器发出控制指令；
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；用于在制动时产生回馈能量；
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；
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，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，车辆处于四轮驱动状态。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法及***，所述方法及***通过确认车辆的坡道行驶状态，根据坡道行驶状态及用户驾驶控制信号对轮边离合器及驱动单元进行控制，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驱动电动汽车坡道行驶控制方法的流程图；
图2为本发明具体实施方式的一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制***的结构图；
图3为本发明具体实施方式的一种可进行坡道行驶控制的***所实施的电动汽车的***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驱动电动汽车坡道行驶控制方法的流程图；根据所述流程图所示的方法步骤，依照车辆坡道行驶状态及用于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，整车控制器确认车辆坡道行驶状态；
所述坡道行驶状态包括上坡行驶以及下坡行驶；车辆坡道行驶状态由用户驾驶控制信号及车辆瞬时加速度确定，根据车辆性能预先设定车辆在平路上行驶时，用户驾驶控制信号和车辆瞬时加速度之间的关系，即用于驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之上时，确定车辆坡道行驶状态为下坡行驶；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之下时，确定车辆坡道行驶状态为上坡行驶；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之间时，确定车辆坡道行驶状态为普通行驶；
步骤102，整车控制器根据车辆坡道行驶状态以及用户驾驶控制信号控制轮边离合器的接合或脱开以及对应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，所述用户驾驶控制信号包括加速踏板信号、制动踏板信号；
当车辆坡道行驶状态为上坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板输出信号有信号输出时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当车辆瞬时加速度为所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度的N倍时，判断车辆动力不足，所述整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合，前后轮驱动单元工作；其中，0＜N＜1；
当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板输出信号为有信号输出时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当制动踏板输出信号为0V、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器脱开；前、后轮驱动单元不工作；当制动踏板输出信号小于制动第一阈值、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作并进行能量回馈，前轮驱动单元不工作；当制动踏板输出信号大于制动第一阈值、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制前、后轮驱动单元工作并进行能量回馈；本实施例中，所述制动第一阈值取为2V；
进一步的，所述轮边离合器的接合是指轮边离合器将车轮与驱动单元传动轴接合，使车轮与驱动单元同轴转动；所述轮边离合器的脱开是指轮边离合器将车轮与驱动单元传动轴分开，使车轮独自转动；
进一步的，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；
步骤103，整车控制器根据用户驾驶控制信号控制驱动单元驱动整车行驶。
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。
图2为本发明具体实施方式的一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制***的结构图；图3为电动汽车***结构图，所述图3所示的电动汽车即为图2所述的可进行坡道行驶控制的***所实施的电动汽车；
整车控制器201，所述整车控制器201用于判断车辆坡道行驶状态，用于接收用户驾驶控制指令，并向轮边离合器、驱动单元以及机械制动器发出控制指令；
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，所述轮边离合器接合时，车轮与驱动单元传动轴同轴转动；
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；用于在制动时产生回馈能量；
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；
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201控制后轮轮边离合器接合、前轮轮边离合器分开时，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201控制前后轮轮边离合器均接合时，整车控制器201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，车辆处于四轮驱动状态。
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 (11)

1.一种四轮驱动电动汽车坡道行驶控制方法，所述方法包括：
步骤1，整车控制器确认车辆坡道行驶状态；所述车辆坡道行驶状态由用户驾驶控制信号及车辆瞬时加速度确定，车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之上时，确定车辆坡道行驶状态为下坡行驶；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之下时，确定车辆坡道行驶状态为上坡行驶；车辆瞬时加速度在所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度区间之间时，确定车辆坡道行驶状态为普通行驶；
步骤2，整车控制器根据车辆坡道行驶状态以及用户驾驶控制信号控制轮边离合器的接合或脱开以及对应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。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当车辆坡道行驶状态为上坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板有信号输出时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作；当车辆瞬时加速度为所述用户驾驶控制信号对应的预期瞬时加速度的N倍时，判断车辆动力不足，所述整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合，前后轮驱动单元工作；其中，0＜N＜1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板有信号输出时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作，前轮驱动单元不工作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号为0V、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器脱开；前、后轮驱动单元不工作。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号小于制动第一阈值、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前轮轮边离合器脱开、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制后轮驱动单元工作并进行能量回馈，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：当车辆坡道行驶状态为下坡行驶、制动踏板输出信号大于制动第一阈值、加速踏板输出信号为0V时，整车控制器控制前、后轮轮边离合器接合；整车控制器控制前、后轮驱动单元工作并进行能量回馈。
7.根据权利要求1所述的方法，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。
8.一种用于实现权利要求1所述方法的***，所述***包括：
整车控制器，所述整车控制器用于判断车辆坡道行驶状态，用于接收用户驾驶控制指令，并向轮边离合器、驱动单元以及机械制动器发出控制指令；
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；用于在制动时产生回馈能量；
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。
9.根据权利要求8所述的***，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。
10.根据权利要求8所述的***，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。
11.根据权利要求8所述的***，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，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，车辆处于四轮驱动状态。
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