一種電動汽車控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動汽車控制系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括：整車控制器，通過自動變速器與后面兩個車輪機械連接的后驅電機，后驅電機控制器，集成在后驅電機內部通過驅動橋連接后面兩個車輪的自動變速器，分別安裝在前面兩個車輪的輪轂內的第一輪轂電機、第二輪轂電機及第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器，傳感器模塊，電池及電機高壓供電裝置，電源管理系統(tǒng)。前面兩個車輪可獨立控制，使兩個車輪不滑轉，減小了輪胎磨損；采用集成自動變速器的后驅電機，使后驅電機工作在高效率區(qū)，增加了后驅電機的使用壽命，提高了行駛里程；采用四輪驅動可實現(xiàn)緊急加速；采用電機輔助制動控制，增強了整車的制動性能，通過回收制動能量降低了能量損耗。
【專利說明】
_種電動汽車控制系統(tǒng)及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電動汽車技術領域，具體涉及一種電動汽車控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]目前，汽車已逐漸成為生活中不可缺少的代步和交通運輸工具，但傳統(tǒng)內燃機汽車引起的能源危機與環(huán)境污染問題日益突出，電動汽車成為解決該問題的有效途徑。
[0003]目前市場上電動汽車整車控制系統(tǒng)很多，大部分是基于一個電機驅動，或者基于兩個輪轂/邊電機獨立驅動的整車控制系統(tǒng)?；谝粋€電機驅動的整車控制系統(tǒng)，雖然控制方法極為簡單，但是由于電機扭矩小，整車動力性能較差，即使采用扭矩較大的電機，也不能保證電機一直工作在高效率運轉區(qū)，影響電機使用壽命?；趦蓚€輪轂/邊電機獨立驅動的整車控制系統(tǒng)，雖然采用兩個電機獨立驅動，驅動力矩滿足整車動力需求，但是在汽車急加速或者高速行駛時，也不能保證電機一直工作在高效率運轉區(qū)，影響電機使用壽命，造成電池能量的損失，縮短電動汽車行駛里程。
[0004]申請?zhí)枮?01380013639.7的發(fā)明專利，公開了一種電動汽車的驅動力控制裝置，所述裝置包括:兩個電動機，其在前輪或后輪中的任一方的左右驅動輪分別獨立產生驅動力；電動機扭矩限制部，其能夠限制兩個電動機的扭矩;驅動力判定部，其判定左右輪中的哪個車輪的驅動力大；電動機扭矩控制部，其在車輛轉彎時，與左右輪中的驅動輪大的車輪對應的電動機受到扭矩限制的情況下，對另一方的電動機的扭矩進行增加修正，以維持左右輪的總驅動力。該發(fā)明的優(yōu)點是，能夠獨立地對前輪或后輪中的左右兩個輪進行驅動;其存在問題是不能同時驅動前輪和后輪，也不能保證電機一直工作在高效率運轉區(qū)，影響電機使用壽命，電池耗電量大。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種電動汽車控制系統(tǒng)及方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]—種電動汽車控制系統(tǒng)，包括:整車控制器，通過自動變速器與后面兩個車輪機械連接的后驅電機，后驅電機控制器，集成在后驅電機內部、通過驅動橋連接后面兩個車輪的自動變速器，分別安裝在前面兩個車輪的輪轂內的第一輪轂電機、第二輪轂電機及第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器，傳感器模塊，電池及電機高壓供電裝置，電源管理系統(tǒng)。整車控制器對第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器、電源管理系統(tǒng)和傳感器模塊輸入的信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制指令至后驅電機控制器、第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和電源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)只驅動第一輪轂電機和第二輪轂電機的前輪驅動控制、只驅動后驅電機的后輪驅動控制或同時驅動第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機的四輪驅動控制以及輔助制動控制。
[0008]進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)整車控制器與第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器、電源管理系統(tǒng)和傳感器模塊之間的數(shù)據(jù)通信的CAN總線。
[0009]進一步地，傳感器模塊包括:用于測量方向盤實際轉過角度的方向盤轉角傳感器，用于測量加速踏板實際開度的加速踏板位置傳感器，用于測量制動踏板實際開度的制動踏板位置傳感器。三個傳感器的輸出信號均輸入至整車控制器。
[0010]更進一步地，第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和后驅電機控制器分別將第一輪轂電機轉速傳感器、第二輪轂電機轉速傳感器和后驅電機轉速傳感器(轉速傳感器是電機自帶的)輸出的轉速信號和轉矩信號(通過采集電機工作電流得到)反饋至整車控制器，實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0011]進一步地，自動變速器包括選檔機構和換檔機構，在整車控制器的作用下實現(xiàn)自動選檔和換檔。
[0012]進一步地，電池及電機高壓供電裝置用于為電機提供供電電源，包括:電池，主要由預充電電路和主充電電路組成的高壓產生電路，保護電路。
[0013]進一步地，電源管理系統(tǒng)將檢測到的電池及電機高壓供電裝置的電池的單體電壓及單體溫度、整體電壓、電池電壓占滿容量電壓的百分比SOC反饋給整車控制器。整車控制器將整體電壓和SOC送至汽車的電子儀表盤進行顯示，根據(jù)SOC的大小發(fā)出電池電量過低提醒信號，根據(jù)電池的單體溫度的大小發(fā)出電池故障報警信號，并輸出控制指令至電源管理系統(tǒng)，由電源管理系統(tǒng)切斷電池能量輸出。
[0014]一種應用所述控制系統(tǒng)對電動汽車進行控制的方法，包括:整車控制器對第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器、電源管理系統(tǒng)和傳感器模塊輸入的信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制指令至第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器和電源管理系統(tǒng)，對電動汽車進行只驅動第一輪轂電機和第二輪轂電機的前輪驅動控制、只驅動后驅電機的后輪驅動控制或同時驅動第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機的四輪驅動控制以及輔助制動控制。
[0015]進一步地，所述方法還包括選擇驅動控制模式的步驟:通過操作驅動控制模式選擇開關選擇前輪驅動控制模式、后輪驅動控制模式或四輪驅動控制模式。當加速踏板位置傳感器輸出信號的大小超過急加速閾值時，不管電動汽車處理于哪種驅動控制模式，整車控制器都輸出控制指令至后驅電機控制器、第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機控制器，自動進行四輪驅動控制。
[0016]進一步地，對電動汽車進行前輪驅動控制、后輪驅動控制或四輪驅動控制的方法包括:
[0017]前輪驅動控制:整車控制器首先根據(jù)加速踏板位置傳感器輸出信號的大小確定第一輪轂電機和第二輪轂電機的總驅動力矩;然后根據(jù)方向盤轉角傳感器輸出信號大小，按照方向盤轉角越大第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩差值越大的原則分配第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩。分別向第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機控制器發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機控制器根據(jù)控制指令分別輸出電機驅動信號至第一輪轂電機和第二輪轂電機。
[0018]后輪驅動控制:整車控制器根據(jù)加速踏板位置傳感器輸出信號的大小確定后驅電機的驅動力矩，然后向后驅電機控制器發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，后驅電機控制器根據(jù)控制指令輸出電機驅動信號至后驅電機;整車控制器根據(jù)加速踏板位置傳感器、后驅電機轉速傳感器輸出信號的大小，確定使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位，并輸出控制信號至自動變速器進行自動換檔。
[0019]四輪驅動控制:整車控制器根據(jù)加速踏板傳感器輸出信號大小確定總驅動力矩，根據(jù)前、后輪(即前、后軸)的負荷比計算第一輪轂電機與第二輪轂電機的總驅動力矩和后驅電機的驅動力矩。按照前輪驅動控制所述方法獲得第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩，然后分別向第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和后驅電機控制器發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和后驅電機控制器根據(jù)控制指令分別輸出電機驅動信號至第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機。整車控制器按照后輪驅動控制所述方法確定使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位，并輸出控制信號至自動變速器進行自動換檔。自動變速器換檔時后驅電機的驅動力矩出現(xiàn)短暫中斷，在整車控制器的作用下提高第一輪轂電機和第二輪轂電機驅動力矩，使總驅動力矩不變。自動變速器換檔完成后，第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩變?yōu)榕c換檔前一 Sc ο
[0020]進一步地，確定使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位的方法如下:
[0021]根據(jù)加速踏板位置傳感器、后驅電機轉速傳感器輸出信號的大小，查自動變速器換檔曲線得到使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位。自動變速器換檔曲線按照下述方法得到:將加速踏板位置傳感器輸出信號的范圍等分成多個區(qū)間，對于每個區(qū)間的端點值，在自動變速器的每個檔位下，以后驅電機的轉速為橫坐標、效率為縱坐標繪制轉速-效率曲線，相鄰兩個檔位間的轉速-效率曲線的交點對應的后驅電機的轉速即為換檔點轉速，后驅電機的轉速為換檔點轉速時效率最高(即后驅電機工作在高效率區(qū))。連接所有交點得到自動變速器換檔曲線。
[0022]進一步地，所述方法還包括故障監(jiān)測與處理步驟:
[0023]整車控制器實時監(jiān)測電機的轉速、轉矩信號和自動變速器的檔位信息。如果在設定的時間內收不到第一輪轂電機和第二輪轂電機的轉速、轉矩信號，說明第一輪轂電機或第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機或第二輪轂電機控制器故障，發(fā)出故障報警信號；如果在設定的時間內收不到后驅電機的轉速、轉矩信號，說明后驅電機或后驅電機控制器故障，發(fā)出故障報警信號；如果自動變速器換檔失敗，在整車控制器作用下保持當前檔位，重新進行一次換檔，若換檔仍未成功，發(fā)出故障報警信號；若換檔成功，記錄一次換檔未成功故障。
[0024]電源管理系統(tǒng)將檢測到的電池及電機高壓供電裝置的電池的單體溫度、電池電壓占滿容量電壓的百分比SOC反饋給整車控制器。當SOC小于設定的閾值時發(fā)出電池電量過低提醒信號；當電池的單體溫度超過設定的閾值時，整車控制器輸出控制指令至電源管理系統(tǒng)，由電源管理系統(tǒng)切斷電池能量輸出，并發(fā)出故障報警信號。
[0025]進一步地，所述方法還包括電機輔助制動控制步驟:
[0026]整車控制器根據(jù)制動踏板位置傳感器輸出信號的大小確定制動力矩，并根據(jù)制動力矩的大小判斷是一般制動還是緊急制動:當制動力矩的大小不超過設定的閾值時為一般制動請求，否則為緊急制動請求。
[0027]采用電機制動實現(xiàn)一般制動控制:整車控制器根據(jù)制動力矩的大小按照每個車輪的制動力矩相同的原則確定第一輪轂電機、第二輪轂電機和/或后驅電機的制動力矩，分別向第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和/或后驅電機控制器發(fā)送包含制動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和/或后驅電機控制器根據(jù)控制指令，分別輸出電機制動信號至第一輪轂電機、第二輪轂電機和/或后驅電機。同時，整車控制器向電源管理系統(tǒng)發(fā)送控制指令，電源管理系統(tǒng)控制電池及電機高壓供電裝置不再向電機提供能量，電機輸出負轉矩，電池及電機高壓供電裝置中的電池接收來自電機制動回收的能量。
[0028]采取電機制動與機械制動相結合的方法實現(xiàn)緊急制動控制。
[0029]本發(fā)明所述的電動汽車控制系統(tǒng)稍做改進，也可以將第一輪轂電機和第二輪轂電機應于于后面兩個車輪，將集成了自動變速器的后驅電機應用于其他未驅動車輪(如前面兩個車輪)。
[0030]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0031](I)本發(fā)明采用能夠獨立控制的第一輪轂電機和第二輪轂電機，具有傳統(tǒng)驅動方法無法比擬的優(yōu)勢，能夠保證兩個車輪不滑轉，減小了輪胎磨損，保證了電動汽車行駛的安全性；
[0032](2)本發(fā)明采用集成自動變速器的后驅電機，使后驅電機工作在高效率區(qū)，增加了后驅電機的使用壽命，有效提高了電動汽車的行駛里程；
[0033](3)本發(fā)明同時采用第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機，能夠實現(xiàn)前輪驅動控制、后輪驅動控制或四輪驅動控制，而且在輪轂電機及輪轂電機控制器或后驅電機及后驅電機控制器發(fā)生故障時仍然能夠使電動汽車正常行駛，提高了電動汽車工作的可靠性；
[0034](4)本發(fā)明采用電機輔助制動控制，增強了整車的制動性能，通過回收制動能量降低了能量損耗。
【附圖說明】
[0035]圖1為電動汽車控制系統(tǒng)組成框圖。
[0036]圖中:1_整車控制器，2-后驅電機控制器，3-后驅電機，4-第一輪轂電機控制器，5-第二輪轂電機控制器，6-第一輪轂電機，7-第二輪轂電機，8-電源管理系統(tǒng)，9-電池及電機高壓供電裝置，10-傳感器模塊。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0038]一種電動汽車控制系統(tǒng)，包括:整車控制器I，通過自動變速器與后面兩個車輪機械連接的后驅電機3，后驅電機控制器2，集成在后驅電機3內部、通過驅動橋連接后面兩個車輪的自動變速器，分別安裝在前面兩個車輪的輪轂內的第一輪轂電機6、第二輪轂電機7及第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5，傳感器模塊10，電池及電機高壓供電裝置9，電源管理系統(tǒng)8。整車控制器I對第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5、后驅電機控制器2、電源管理系統(tǒng)8和傳感器模塊10輸入的信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制指令至后驅電機控制器2、第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5和電源管理系統(tǒng)8，實現(xiàn)只驅動第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的前輪驅動控制、只驅動后驅電機3的后輪驅動控制或同時驅動第一輪轂電機6、第二輪轂電機7和后驅電機3的四輪驅動控制以及輔助制動控制。
[0039]控制系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)整車控制器I與第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5、后驅電機控制器2、電源管理系統(tǒng)8和傳感器模塊10之間的數(shù)據(jù)通信的CAN總線。通過CAN總線，可以采集整車控制器所需的數(shù)據(jù)，也可以和其他控制器進行數(shù)據(jù)通信，還可以通過CAN總線對整車控制器進行標定和維護。通過檢測CAN總線的負載率、錯誤幀，適當調整CAN報文的幀數(shù)、頻率，可以減少通信沖突和錯誤，降低外部干擾，提高CAN總線的穩(wěn)定性。
[0040]傳感器模塊10包括:用于測量方向盤實際轉過角度的方向盤轉角傳感器，用于測量加速踏板實際開度的加速踏板位置傳感器，用于測量制動踏板實際開度的制動踏板位置傳感器。三個傳感器的輸出信號均輸入至整車控制器I。
[0041]第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5和后驅電機控制器2分別將第一輪轂電機轉速傳感器、第二輪轂電機轉速傳感器和后驅電機轉速傳感器輸出的轉速信號和轉矩信號反饋至整車控制器I，實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0042]自動變速器為電控機械式自動變速器，包括選檔機構和換檔機構，在整車控制器I輸出的控制信號作用下實現(xiàn)自動選檔和換檔。
[0043]電池及電機高壓供電裝置9用于為電機提供供電電源，包括:電池，主要由預充電電路和主充電電路組成的高壓產生電路，保護電路。
[0044]電源管理系統(tǒng)8將檢測到的電池及電機高壓供電裝置9的電池的單體電壓及單體溫度、整體電壓、電池電壓占滿容量電壓的百分比SOC反饋給整車控制器I。整車控制器I將整體電壓和SOC送至汽車的電子儀表盤進行顯示，根據(jù)SOC的大小發(fā)出電池電量過低提醒信號，根據(jù)電池的單體溫度的大小發(fā)出電池故障報警信號，并輸出控制指令至電源管理系統(tǒng)8，由電源管理系統(tǒng)8切斷電池能量輸出。
[0045]—種應用所述控制系統(tǒng)對電動汽車進行控制的方法，包括:整車控制器I對第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5、后驅電機控制器2、電源管理系統(tǒng)8和傳感器模塊10輸入的信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制指令至第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5、后驅電機控制器2和電源管理系統(tǒng)8，對電動汽車進行只驅動第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的前輪驅動控制、只驅動后驅電機3的后輪驅動控制或同時驅動第一輪轂電機6、第二輪轂電機7和后驅電機3的四輪驅動控制以及輔助制動控制。
[0046]所述方法還包括選擇驅動控制模式的步驟:通過操作驅動控制模式選擇開關選擇前輪驅動控制模式、后輪驅動控制模式或四輪驅動控制模式。當加速踏板位置傳感器輸出信號的大小超過急加速閾值時，不管電動汽車處理于哪種驅動控制模式，整車控制器I都輸出控制指令至后驅電機控制器2、第一輪轂電機控制器4和第二輪轂電機控制器5，自動進行四輪驅動控制。本發(fā)明提供的三種驅動控制模式因各自具有不同的特點而應用于不同的行駛情況:由于電動汽車工作在后輪驅動控制模式可以使后驅電機工作在高效率區(qū)，因此，當電動汽車正常行駛時一般都選擇后輪驅動控制模式；由于電動汽車工作在前輪驅動控制模式時，第一輪轂電機6和第二輪轂電機7可以分配不同的驅動力矩，即可以對前面兩個車輪進行互不影響的獨立控制，因此，當電動汽車轉彎或在環(huán)行道路上行駛時，一般選擇前輪驅動控制模式；由于四輪驅動控制模式下三個電機同時工作，產生的驅動力矩最大，因此，當需要緊急加速時一般選擇四輪驅動控制模式。四輪驅動控制模式可以通過駕駛員手動操作驅動控制模式選擇開關進行選擇，也可以通過大幅度踏壓加速踏板進行自動選擇。
[0047]對電動汽車進行前輪驅動控制、后輪驅動控制或四輪驅動控制的方法包括:
[0048]前輪驅動控制:整車控制器I首先根據(jù)加速踏板位置傳感器輸出信號的大小確定第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的總驅動力矩;然后根據(jù)方向盤轉角傳感器輸出信號大小，按照方向盤轉角越大第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的驅動力矩差值越大的原則分配第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的驅動力矩。分別向第一輪轂電機控制器4和第二輪轂電機控制器5發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器4和第二輪轂電機控制器5根據(jù)控制指令分別輸出電機驅動信號至第一輪轂電機6和第二輪轂電機7。由于進行前輪驅動控制時前面兩個車輪分配不同的驅動力矩，電動汽車本身可以產生一個由外向內的橫擺力矩，有效減輕駕駛員在轉向行駛時操作方向盤的力矩，保證了整車行駛的安全性提高了電動汽車的操作穩(wěn)定性;而且可保證兩個車輪不滑轉，減小了輪胎磨損，提高了行駛的安全性。
[0049]后輪驅動控制:整車控制器I根據(jù)加速踏板位置傳感器輸出信號的大小確定后驅電機3的驅動力矩，然后向后驅電機控制器2發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，后驅電機控制器2根據(jù)控制指令輸出電機驅動信號至后驅電機3;整車控制器I根據(jù)加速踏板位置傳感器、后驅電機轉速傳感器輸出信號的大小，確定使后驅電機3工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位，并輸出控制信號至自動變速器進行自動換檔。后輪驅動控制可以使后驅電機3工作在高效率區(qū)，增加了后驅電機的使用壽命，有效提高了電動汽車的行駛里程。
[0050]四輪驅動控制:整車控制器I根據(jù)加速踏板傳感器輸出信號大小確定總驅動力矩，根據(jù)前、后輪(即前、后軸)的負荷比計算第一輪轂電機6與第二輪轂電機7的總驅動力矩和后驅電機3的驅動力矩。按照前輪驅動控制所述方法獲得第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的驅動力矩，然后分別向第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5和后驅電機控制器2發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5和后驅電機控制器2根據(jù)控制指令分別輸出電機驅動信號至第一輪轂電機6、第二輪轂電機7和后驅電機3。整車控制器I按照后輪驅動控制所述方法確定使后驅電機3工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位，并輸出控制信號至自動變速器進行自動換檔。自動變速器換檔時后驅電機的驅動力矩出現(xiàn)短暫中斷，此時，在整車控制器I的作用下提高第一輪轂電機6和第二輪轂電機7驅動力矩，使總驅動力矩不變。自動變速器換檔完成后，第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的驅動力矩變?yōu)榕c換檔前一致。通過這種驅動控制，不僅有效保證汽車動力不間斷，而且保證自動變速器換檔時整車的總驅動力不變，提高了電動汽車的舒適性。
[0051 ]確定使后驅電機3工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位的方法如下:
[0052]根據(jù)加速踏板位置傳感器、后驅電機轉速傳感器輸出信號的大小，查自動變速器換檔曲線得到使后驅電機3工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位。自動變速器換檔曲線按照下述方法得到:將加速踏板位置傳感器輸出信號的范圍等分成多個區(qū)間，對于每個區(qū)間的端點值，在自動變速器的每個檔位下，以后驅電機3的轉速為橫坐標、效率為縱坐標繪制轉速-效率曲線，相鄰兩個檔位間的轉速-效率曲線的交點對應的后驅電機3的轉速即為換檔點轉速，后驅電機3的轉速為換檔點轉速時效率最高(即后驅電機3工作在高效率區(qū))。連接所有交點得到自動變速器換檔曲線。
[0053]所述方法還包括故障監(jiān)測與處理步驟:
[0054]整車控制器I實時監(jiān)測電機的轉速、轉矩信號和自動變速器的檔位信息。如果在設定的時間內收不到第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的轉速、轉矩信號，說明第一輪轂電機6或第一輪轂電機控制器4和第二輪轂電機7或第二輪轂電機控制器5故障，發(fā)出故障報警信號;如果在設定的時間內收不到后驅電機3的轉速、轉矩信號，說明后驅電機3或后驅電機控制器2故障，發(fā)出故障報警信號;如果自動變速器換檔失敗，在整車控制器I作用下保持當前檔位，重新進行一次換檔，若換檔仍未成功，發(fā)出故障報警信號;若換檔成功，記錄一次換檔未成功故障。
[0055]電源管理系統(tǒng)8將檢測到的電池及電機高壓供電裝置9的電池的單體溫度、電池電壓占滿容量電壓的百分比SOC反饋給整車控制器I。當SOC小于設定的閾值時發(fā)出電池電量過低提醒信號；當電池的單體溫度超過設定的閾值時，整車控制器I輸出控制指令至電源管理系統(tǒng)8，由電源管理系統(tǒng)8切斷電池能量輸出，并發(fā)出故障報警信號。
[0056]所述方法還包括電機輔助制動控制步驟:
[0057]整車控制器I根據(jù)制動踏板位置傳感器輸出信號的大小確定制動力矩，并根據(jù)制動力矩的大小判斷是一般制動還是緊急制動:當制動力矩的大小不超過設定的閾值時為一般制動請求，否則為緊急制動請求。
[0058]采用電機制動實現(xiàn)一般制動控制:整車控制器I根據(jù)制動力矩的大小按照每個車輪的制動力矩相同的原則確定第一輪轂電機6、第二輪轂電機7和/或后驅電機3的制動力矩，分別向第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5和/或后驅電機控制器2發(fā)送包含制動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器4、第二輪轂電機控制器5和/或后驅電機控制器2根據(jù)控制指令，分別輸出電機制動信號至第一輪轂電機6、第二輪轂電機7和/或后驅電機3。同時，整車控制器I向電源管理系統(tǒng)8發(fā)送控制指令，電源管理系統(tǒng)8控制電池及電機高壓供電裝置9不再向電機提供能量，電機輸出負轉矩，電池及電機高壓供電裝置9中的電池接收來自電機制動回收的能量。對應三種驅動控制模式，輔助制動控制模式也分為三種:前輪制動控制模式，后輪制動控制模式，四輪制動控制模式。采用電機輔助制動控制不僅能夠滿足駕駛員的制動要求，而且提高了能量的利用率，對原有機械制動有很好的輔助功能，增強了整車的制動性能。
[0059]采取電機制動與機械制動相結合的方法實現(xiàn)緊急制動控制。
[0060]本發(fā)明不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本發(fā)明的構思和所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:整車控制器，通過自動變速器與后面兩個車輪機械連接的后驅電機，后驅電機控制器，集成在后驅電機內部、通過驅動橋連接后面兩個車輪的自動變速器，分別安裝在前面兩個車輪的輪轂內的第一輪轂電機、第二輪轂電機及第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器，傳感器模塊，電池及電機高壓供電裝置，電源管理系統(tǒng)；整車控制器對第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器、電源管理系統(tǒng)和傳感器模塊輸入的信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制指令至后驅電機控制器、第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和電源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)只驅動第一輪轂電機和第二輪轂電機的前輪驅動控制、只驅動后驅電機的后輪驅動控制或同時驅動第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機的四輪驅動控制以及輔助制動控制。2.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)整車控制器與第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器、電源管理系統(tǒng)和傳感器模塊之間的數(shù)據(jù)通信的CAN總線。3.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，傳感器模塊包括:用于測量方向盤實際轉過角度的方向盤轉角傳感器，用于測量加速踏板實際開度的加速踏板位置傳感器，用于測量制動踏板實際開度的制動踏板位置傳感器;三個傳感器的輸出信號均輸入至整車控制器。4.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和后驅電機控制器分別將第一輪轂電機轉速傳感器、第二輪轂電機轉速傳感器和后驅電機轉速傳感器輸出的轉速信號和轉矩信號反饋至整車控制器，實現(xiàn)閉環(huán)控制。5.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，自動變速器包括選檔機構和換檔機構，在整車控制器的作用下實現(xiàn)自動選檔和換檔。6.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，電池及電機高壓供電裝置用于為電機提供供電電源，包括:電池，主要由預充電電路和主充電電路組成的高壓產生電路，保護電路。7.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車控制系統(tǒng)，其特征在于，電源管理系統(tǒng)將檢測到的電池及電機高壓供電裝置的電池的單體電壓及單體溫度、整體電壓、電池電壓占滿容量電壓的百分比SOC反饋給整車控制器;整車控制器將整體電壓和SOC送至汽車的電子儀表盤進行顯示，根據(jù)SOC的大小發(fā)出電池電量過低提醒信號，根據(jù)電池的單體溫度的大小發(fā)出電池故障報警信號，并輸出控制指令至電源管理系統(tǒng)，由電源管理系統(tǒng)切斷電池能量輸出。8.—種應用權利要求1?7任意一項所述控制系統(tǒng)對電動汽車進行控制的方法，其特征在于，包括:整車控制器對第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器、電源管理系統(tǒng)和傳感器模塊輸入的信號進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制指令至第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器、后驅電機控制器和電源管理系統(tǒng)，對電動汽車進行只驅動第一輪轂電機和第二輪轂電機的前輪驅動控制、只驅動后驅電機的后輪驅動控制或同時驅動第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機的四輪驅動控制以及輔助制動控制。9.根據(jù)權利要求8所述方法，其特征在于，所述方法還包括選擇驅動控制模式的步驟:通過操作驅動控制模式選擇開關選擇前輪驅動控制模式、后輪驅動控制模式或四輪驅動控制模式；當加速踏板位置傳感器輸出信號的大小超過急加速閾值時，不管電動汽車處理于哪種驅動控制模式，整車控制器都輸出控制指令至后驅電機控制器、第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機控制器，自動進行四輪驅動控制。10.根據(jù)權利要求8所述方法，其特征在于，對電動汽車進行前輪驅動控制、后輪驅動控制或四輪驅動控制的方法包括: 前輪驅動控制:整車控制器首先根據(jù)加速踏板位置傳感器輸出信號的大小確定第一輪轂電機和第二輪轂電機的總驅動力矩;然后根據(jù)方向盤轉角傳感器輸出信號大小，按照方向盤轉角越大第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩差值越大的原則分配第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩;分別向第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機控制器發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機控制器根據(jù)控制指令分別輸出電機驅動信號至第一輪轂電機和第二輪轂電機； 后輪驅動控制:整車控制器根據(jù)加速踏板位置傳感器輸出信號的大小確定后驅電機的驅動力矩，然后向后驅電機控制器發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，后驅電機控制器根據(jù)控制指令輸出電機驅動信號至后驅電機;整車控制器根據(jù)加速踏板位置傳感器、后驅電機轉速傳感器輸出信號的大小，確定使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位，并輸出控制信號至自動變速器進行自動換檔； 四輪驅動控制:整車控制器根據(jù)加速踏板傳感器輸出信號大小確定總驅動力矩，根據(jù)前、后輪的負荷比計算第一輪轂電機與第二輪轂電機的總驅動力矩和后驅電機的驅動力矩;按照前輪驅動控制所述方法獲得第一輪轂電機和第二輪轂電機的驅動力矩，然后分別向第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和后驅電機控制器發(fā)送包含驅動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和后驅電機控制器根據(jù)控制指令分別輸出電機驅動信號至第一輪轂電機、第二輪轂電機和后驅電機;整車控制器按照后輪驅動控制所述方法確定使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位，并輸出控制信號至自動變速器進行自動換檔；自動變速器換檔時后驅電機的驅動力矩出現(xiàn)短暫中斷，在整車控制器I的作用下提高第一輪轂電機6和第二輪轂電機7驅動力矩，使總驅動力矩不變；自動變速器換檔完成后，第一輪轂電機6和第二輪轂電機7的驅動力矩變?yōu)榕c換檔前一致。11.根據(jù)權利要求10所述方法，其特征在于，確定使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位的方法如下: 根據(jù)加速踏板位置傳感器、后驅電機轉速傳感器輸出信號的大小，查自動變速器換檔曲線得到使后驅電機工作在高效率區(qū)的自動變速器的檔位；自動變速器換檔曲線按照下述方法得到:將加速踏板位置傳感器輸出信號的范圍等分成多個區(qū)間，對于每個區(qū)間的端點值，在自動變速器的每個檔位下，以后驅電機的轉速為橫坐標、效率為縱坐標繪制轉速-效率曲線，相鄰兩個檔位間的轉速-效率曲線的交點對應的后驅電機的轉速即為換檔點轉速，后驅電機的轉速為換檔點轉速時效率最高;連接所有交點得到自動變速器換檔曲線。12.根據(jù)權利要求8所述方法，其特征在于，所述方法還包括故障監(jiān)測與處理步驟: 整車控制器實時監(jiān)測電機的轉速、轉矩信號和自動變速器的檔位信息；如果在設定的時間內收不到第一輪轂電機和第二輪轂電機的轉速、轉矩信號，說明第一輪轂電機或第一輪轂電機控制器和第二輪轂電機或第二輪轂電機控制器故障，發(fā)出故障報警信號；如果在設定的時間內收不到后驅電機的轉速、轉矩信號，說明后驅電機或后驅電機控制器故障，發(fā)出故障報警信號;如果自動變速器換檔失敗，在整車控制器作用下保持當前檔位，重新進行一次換檔，若換檔仍未成功，發(fā)出故障報警信號;若換檔成功，記錄一次換檔未成功故障；電源管理系統(tǒng)將檢測到的電池及電機高壓供電裝置的電池的單體溫度、電池電壓占滿容量電壓的百分比SOC反饋給整車控制器；當SOC小于設定的閾值時發(fā)出電池電量過低提醒信號；當電池的單體溫度超過設定的閾值時，整車控制器輸出控制指令至電源管理系統(tǒng)，由電源管理系統(tǒng)切斷電池能量輸出，并發(fā)出故障報警信號。13.根據(jù)權利要求8所述方法，其特征在于，所述方法還包括電機輔助制動控制步驟:整車控制器根據(jù)制動踏板位置傳感器輸出信號的大小確定制動力矩，并根據(jù)制動力矩的大小判斷是一般制動還是緊急制動:當所述制動力矩的大小不超過設定的閾值時為一般制動請求，否則為緊急制動請求； 采用電機制動實現(xiàn)一般制動控制:整車控制器根據(jù)制動力矩的大小按照每個車輪的制動力矩相同的原則確定第一輪轂電機、第二輪轂電機和/或后驅電機的制動力矩，分別向第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和/或后驅電機控制器發(fā)送包含制動力矩信息的控制指令，第一輪轂電機控制器、第二輪轂電機控制器和/或后驅電機控制器根據(jù)控制指令，分別輸出電機制動信號至第一輪轂電機、第二輪轂電機和/或后驅電機；同時，整車控制器向電源管理系統(tǒng)發(fā)送控制指令，電源管理系統(tǒng)控制電池及電機高壓供電裝置不再向電機提供能量，電機輸出負轉矩，電池及電機高壓供電裝置中的電池接收來自電機制動回收的會 采取電機制動與機械制動相結合的方法實現(xiàn)緊急制動控制。
【文檔編號】B60L3/00GK106080206SQ201610494220
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】李占江, 李麟, 孫明江
【申請人】南京越博動力系統(tǒng)股份有限公司