電動(dòng)車輛、電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電動(dòng)車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)、一 種電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)的控制方法W及一種電動(dòng)車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] ESP化lectronic Stability Program,電子車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)）是一種能夠在極 限工況下幫助駕駛員保持車輛穩(wěn)定的汽車電子控制系統(tǒng)。通常它由傳感器系統(tǒng)(包括方向 盤轉(zhuǎn)角傳感器、橫擺角速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器、輪速傳感器）、液壓執(zhí)行系統(tǒng)W及 EClKElectronic Control化it,電子控制單元)組成。ESP的基本原理是根據(jù)駕駛員的操縱 意圖，通過(guò)對(duì)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)的汽車實(shí)施縱向動(dòng)力學(xué)控制（間接的側(cè)向力控制），從而避 免車輛進(jìn)入不可控的非穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)也力爭(zhēng)保證車輛在極限工況下的操縱特性與日常駕 駛線性區(qū)工況下相一致，使駕駛員可賴其W往線性區(qū)的駕駛經(jīng)驗(yàn)對(duì)車輛進(jìn)行操作，達(dá)到控 制車輛的目的。
[0003] 目前在傳統(tǒng)車輛上，液壓制動(dòng)系統(tǒng)是必不可少的，因此目前車輛上的ESP是在液壓 制動(dòng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的穩(wěn)定控制，但是，液壓制動(dòng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，并且響應(yīng)慢、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請(qǐng)是基于發(fā)明人對(duì)W下問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和研究作出的：
[0005] 相關(guān)技術(shù)中提出了一種汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，其包括:若干車輪、若干傳感器、 電源、控制單元，所述的傳感器將感應(yīng)到的信號(hào)發(fā)送給控制單元，該系統(tǒng)還包括與車輪集成 在一起的輪邊電機(jī)，所述輪邊電機(jī)與電源通過(guò)動(dòng)力線連接、所述的控制單元發(fā)送控制信號(hào) 給輪邊電機(jī)。該方案利用輪邊電機(jī)的制動(dòng)功能來(lái)替代原來(lái)的液壓制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)，達(dá)到ESP的 控制效果。
[0006] 由此可知，全輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車可W利用電機(jī)的制動(dòng)回饋特性進(jìn)行橫擺力矩控 審IJ，可W取代液壓ESP的作用。但是，電動(dòng)汽車的高續(xù)航里程、高性能要求導(dǎo)致整車質(zhì)量、整 車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也越來(lái)越大，與車輪集成在一起的輪穀電機(jī)由于布置空間的限制，無(wú)法提供足 夠的再生制動(dòng)力，因而在主動(dòng)控制橫擺力矩的提供上存在天然劣勢(shì);并且從整車動(dòng)力學(xué)角 度來(lái)看，相關(guān)技術(shù)中的汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)只能從制動(dòng)的角度對(duì)車輛進(jìn)行橫擺控制，車 輛的操穩(wěn)性能并不理想，降低了車輛的安全性。
[0007] 本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[000引為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)，W解決 現(xiàn)有液壓電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)存在的系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、響應(yīng)速度慢的問(wèn)題，并且可大大提升 車輛的操穩(wěn)性和安全性。
[0009] 本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)車輛。本發(fā)明的第Ξ個(gè)目的在于提出一種 電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)的控制方法。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出的一種電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系 統(tǒng)，電動(dòng)車輛包括:多個(gè)車輪、分別與所述多個(gè)車輪連接多個(gè)變速器、分別與所述多個(gè)變速 器相連W分別與所述多個(gè)車輪對(duì)應(yīng)的多個(gè)電機(jī)、用于檢測(cè)所述多個(gè)車輪的輪速W生成輪速 信號(hào)的輪速檢測(cè)模塊、用于檢測(cè)所述電動(dòng)車輛的方向信息的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、用于檢測(cè) 所述電動(dòng)車輛的偏航信息的偏航率傳感器W及電池包，所述主動(dòng)安全控制系統(tǒng)包括:獲取 模塊，與所述輪速檢測(cè)模塊、所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、所述偏航率傳感器、所述電池包和所 述多個(gè)電機(jī)相連，用于獲取所述輪速信號(hào)、所述電動(dòng)車輛的方向信息、所述電動(dòng)車輛的偏航 信息、所述電池包的狀態(tài)信息和所述多個(gè)電機(jī)的狀態(tài)信息;狀態(tài)確定模塊，用于根據(jù)所述輪 速信號(hào)、所述電動(dòng)車輛的方向信息W及所述電動(dòng)車輛的偏航信息，確定所述電動(dòng)車輛的狀 態(tài)，所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)包括所述電動(dòng)車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前和所述電動(dòng) 車輛處于側(cè)滑極限區(qū)間;控制模塊，用于根據(jù)所述電池包的狀態(tài)信息、所述多個(gè)電機(jī)的狀態(tài) 信息、所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)生成控制指令，并將所述控制指令下發(fā)給至少一個(gè)電機(jī)，W使得 所述至少一個(gè)電機(jī)根據(jù)所述控制指令對(duì)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)車輪進(jìn)行控制，其中當(dāng)所述電動(dòng)車 輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前時(shí)，所述控制指令使得所述至少一個(gè)電機(jī)對(duì)對(duì)應(yīng)的至 少一個(gè)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；當(dāng)所述電動(dòng)車輛處于側(cè)滑極限區(qū)間時(shí)，所述控制指令使得所述 至少一個(gè)電機(jī)對(duì)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)控制。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)，在電動(dòng)車輛發(fā)生側(cè)滑且處于 側(cè)滑極限區(qū)間之前電機(jī)控制器控制主動(dòng)安全控制系統(tǒng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式，W利用電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)對(duì)電動(dòng)車輛進(jìn)行橫擺控制，糾正電動(dòng)車輛的姿態(tài)，提高電動(dòng)車輛過(guò)彎速度，避 免制動(dòng)帶來(lái)的車速下降，提升電動(dòng)車輛的操穩(wěn)性;在電動(dòng)車輛處于側(cè)滑極限區(qū)間時(shí)電機(jī)控 制器控制主動(dòng)安全控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式和制動(dòng)力橫擺控制模式，W利用 相應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力來(lái)對(duì)電動(dòng)車輛進(jìn)行橫擺控制，使得電動(dòng)車輛更迅速地進(jìn)入穩(wěn)定 狀態(tài)，提升電動(dòng)車輛的安全性。因此，本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)設(shè)置了 全輪輪邊電機(jī)加變速器加傳動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，不僅有利于空間布置，還能顯著提高電動(dòng)車 輛的驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)回饋能力，從而解決了現(xiàn)有液壓電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)存在的系統(tǒng)復(fù)雜、成本 高、響應(yīng)速度慢的問(wèn)題，并且還可大大提升車輛的操穩(wěn)性和安全性。
[0012] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了一種電機(jī)控制器，其包括上述的 電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)。
[0013] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第Ξ方面實(shí)施例提出了一種電動(dòng)車輛，其包括上述的電 動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)車輛，在發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前控制主動(dòng)安 全控制系統(tǒng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式，W利用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)進(jìn)行橫擺控制，糾正電動(dòng)車 輛的姿態(tài)，提高過(guò)彎速度，避免制動(dòng)帶來(lái)的車速下降，提升了操穩(wěn)性;在處于側(cè)滑極限區(qū)間 時(shí)控制主動(dòng)安全控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式和制動(dòng)力橫擺控制模式，W利用相 應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力來(lái)進(jìn)行橫擺控制，從而能夠更迅速地進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，提升了安全 性。
[0015] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第四方面實(shí)施例提出了一種電動(dòng)車輛的控制方法，所述 電動(dòng)車輛包括:多個(gè)車輪、分別與所述多個(gè)變速器相連W分別與所述多個(gè)車輪連接多個(gè)變 速器、分別與所述多個(gè)車輪對(duì)應(yīng)的多個(gè)電機(jī)、用于檢測(cè)所述多個(gè)車輪的輪速W生成輪速信 號(hào)的輪速檢測(cè)模塊、用于檢測(cè)所述電動(dòng)車輛的方向信息的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、用于檢測(cè)所 述電動(dòng)車輛的偏航信息的偏航率傳感器w及電池包，所述控制方法包括w下步驟:獲取所 述輪速信號(hào)、所述電動(dòng)車輛的方向信息、所述電動(dòng)車輛的偏航信息、所述電池包的狀態(tài)信息 W及所述多個(gè)電機(jī)的狀態(tài)信息;根據(jù)所述輪速信號(hào)、所述電動(dòng)車輛的方向信息W及所述電 動(dòng)車輛的偏航信息，確定所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)，所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)包括所述電動(dòng)車輛發(fā) 生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前和電動(dòng)車輛處于側(cè)滑極限區(qū)間；根據(jù)所述電池包的狀態(tài)信 息、所述多個(gè)電機(jī)的狀態(tài)信息、所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)生成控制指令，并將所述控制指令下發(fā) 給至少一個(gè)電機(jī)，W使得所述至少一個(gè)電機(jī)根據(jù)所述控制指令對(duì)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)車輪進(jìn)行 控制，其中當(dāng)所述電動(dòng)車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前時(shí)，所述控制指令使得所述 至少一個(gè)電機(jī)對(duì)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；當(dāng)所述電動(dòng)車輛處于側(cè)滑極限區(qū)間 時(shí)，所述控制指令使得所述至少一個(gè)電機(jī)對(duì)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)控制。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)的控制方法，在電動(dòng)車輛發(fā)生 側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前控制主動(dòng)安全控制系統(tǒng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式，W利用電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)對(duì)電動(dòng)車輛進(jìn)行橫擺控制，糾正電動(dòng)車輛的姿態(tài)，提高電動(dòng)車輛過(guò)彎速度，避 免制動(dòng)帶來(lái)的車速下降，提升電動(dòng)車輛的操穩(wěn)性;在電動(dòng)車輛處于側(cè)滑極限區(qū)間時(shí)控制主 動(dòng)安全控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式和制動(dòng)力橫擺控制模式，W利用相應(yīng)電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力來(lái)對(duì)電動(dòng)車輛進(jìn)行橫擺控制，使得電動(dòng)車輛更迅速地進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，提升 電動(dòng)車輛的安全性。
[0017] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提出的一種電動(dòng)車輛的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)，包括：四個(gè) 車輪；四個(gè)變速器，每個(gè)所述變速器通過(guò)傳動(dòng)軸與每個(gè)所述車輪連接；四個(gè)獨(dú)立控制的電 機(jī)，每個(gè)所述電機(jī)與每個(gè)所述變速器相連;輪速檢測(cè)模塊，所述輪速檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述 電動(dòng)車輛的輪速W生成輪速信號(hào);方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和偏航率傳感器模組;電池包；電機(jī)控 制器，所述電機(jī)控制器通過(guò)高壓線與所述電池包和所述四個(gè)電機(jī)分別相連，且所述電機(jī)控 制器與所述輪速檢測(cè)模塊、所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和偏航率傳感器模組進(jìn)行通信，所述電 機(jī)控制器根據(jù)所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和偏航率傳感器模組發(fā)送的所述電動(dòng)車輛的狀態(tài)信 號(hào)、所述輪速信號(hào)、所述電池包的狀態(tài)信息W及所述四個(gè)電機(jī)的狀態(tài)信息生成控制指令W 對(duì)所述四個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制，其中，在所述電動(dòng)車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前所述 電機(jī)控制器控制所述主動(dòng)安全控制系統(tǒng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式，在所述電動(dòng)車輛處于所 述側(cè)滑極限區(qū)間時(shí)所述電機(jī)控制器控制所述主動(dòng)安全控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)力橫擺 控制模式和制動(dòng)力橫擺控制模式。
[0018] 在一實(shí)施例中，所述輪速檢測(cè)模塊包括四個(gè)輪速傳感器和/或四個(gè)旋變傳感器。
[0019] 在一實(shí)施例中，所述偏航率傳感器模組包括橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感 器和側(cè)向加速度傳感器。
[0020] 在一實(shí)施例中，在所述電動(dòng)車輛行駛過(guò)程中，所述電機(jī)控制器根據(jù)所述方向盤轉(zhuǎn) 角傳感器檢測(cè)的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)和所述輪速信號(hào)實(shí)時(shí)計(jì)算所述電動(dòng)車輛的目標(biāo)橫擺角速 度，并將所述目標(biāo)橫擺角速度與所述橫擺角速度傳感器檢測(cè)的所述電動(dòng)車輛的實(shí)際橫擺角 速度進(jìn)行比較W獲得橫擺角速度差值Δν，同時(shí)所述電機(jī)控制器根據(jù)所述輪速信號(hào)、所述 方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)、所述電動(dòng)車輛的實(shí)際橫擺角速度和所述側(cè)向加速度傳感器檢測(cè)的所述電 動(dòng)車輛的側(cè)向加速度計(jì)算所述電動(dòng)車輛的后軸側(cè)偏角，W及所述電機(jī)控制器根據(jù)所述目標(biāo) 橫擺角速度和所述電動(dòng)車輛的實(shí)際橫擺角速度通過(guò)利用所述電動(dòng)車輛的整車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量W 實(shí)時(shí)計(jì)算所述電動(dòng)車輛的目標(biāo)橫擺力矩與實(shí)際橫擺力矩之間的橫擺力矩差值δμ，其中，當(dāng) 所述橫擺角速度差值Δν大于第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于第二預(yù)設(shè)角速度或者所述后軸 側(cè)偏角大于第一預(yù)設(shè)角度且小于等于第二預(yù)設(shè)角度時(shí)，所述電機(jī)控制器控制所述主動(dòng)安全 控制系統(tǒng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式；當(dāng)所述橫擺角速度差值Δν大于所述第二預(yù)設(shè)角速度 或者所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度時(shí)，所述電機(jī)控制器控制所述主動(dòng)安全控制系 統(tǒng)同時(shí)進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式和所述制動(dòng)力橫擺控制模式。
[0021] 在一實(shí)施例中，當(dāng)所述主動(dòng)安全控制系統(tǒng)進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)力橫擺控制模式后，所述 電機(jī)控制器通過(guò)利用整車動(dòng)力學(xué)模型和輪胎模型，根據(jù)所述電動(dòng)車輛在當(dāng)前狀態(tài)下所述四 個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算得到第一反向橫擺力矩，并根據(jù)所述第一反向橫擺力矩對(duì)所述電動(dòng)車 輛進(jìn)行橫擺控制W校正所述電動(dòng)車輛的姿態(tài)；當(dāng)所述主動(dòng)安全控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng) 力橫擺控制模式和所述制動(dòng)力橫擺控制模式后，所述電機(jī)控制器通過(guò)利用所述整車動(dòng)力學(xué) 模型和所述輪胎模型，根據(jù)所述電動(dòng)車輛在當(dāng)前狀態(tài)下所述四個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力計(jì) 算得到第二反向橫擺力矩W抵消所述橫擺力矩差值ΔΜ，Κ使所述電動(dòng)車輛進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
[0022] 在一實(shí)施例中，當(dāng)所述電機(jī)控制器判斷所述電動(dòng)車輛處于轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)且所述電 動(dòng)車輛發(fā)生前輪側(cè)滑時(shí)，其中，如果所述橫擺角速度差值Δν大于所述第一預(yù)設(shè)角速度且 小于等于所述第二預(yù)設(shè)角速度，所述電機(jī)控制器控制所述四個(gè)車輪中左后輪對(duì)應(yīng)的電機(jī)增 加驅(qū)動(dòng)力；如果所述橫擺角速度差值Δν大于所述第二預(yù)設(shè)角速度，所述電機(jī)控制器控制 所述左后輪對(duì)應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)控制所述四個(gè)車輪中右后輪對(duì)應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行制 動(dòng)。
[0023] 在一實(shí)施例中，當(dāng)所述電機(jī)控制器判斷所述電動(dòng)車輛處于過(guò)度轉(zhuǎn)向狀態(tài)且所述電 動(dòng)車輛發(fā)生后輪側(cè)滑時(shí)，其中，如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第一預(yù)設(shè)角度且小于等于所 述第二預(yù)設(shè)角度，所述電機(jī)控制器控制所述四個(gè)車輪中右前輪對(duì)應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動(dòng)力；如 果所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度，所述電機(jī)控制器控制所述右前輪對(duì)應(yīng)的電機(jī)增 加驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)控制所述四個(gè)車輪中左前輪對(duì)應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
[0024] 為達(dá)到上述目的，本