CN105691241A

CN105691241A - 电动车辆、电动车辆的主动安全控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN105691241A
Application number: CN201510946688.7A
Authority: CN
Inventors: 廉玉波; 罗红斌; 张金涛; 杨冬生; 吕海军
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2035-12-16
Also published as: CN105691241B; EP3213971A1; US10343525B2; JP2018503345A; US20170232848A1; EP3213971A4; WO2016095825A1; EP3213971B1; JP6506844B2; KR20170072935A

Abstract

本发明公开了一种电动车辆、电动车辆的主动安全控制系统及其控制方法，其中电动车辆包括：多个车轮、分别与多个车轮对应的多个电机、生成轮速信号的轮速检测模块、检测电动车辆的方向信息的方向盘转角传感器、检测电动车辆的偏航信息的偏航率传感器及电池包，主动安全控制系统包括：获取模块，获取轮速信号、电动车辆的方向信息、电动车辆的偏航信息、电池包的状态信息和多个电机的状态信息；状态确定模块，确定电动车辆的状态；控制模块，生成控制指令并下发给至少一个电机，以在发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，使得至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；在处于侧滑极限区间时，使得至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

Description

电动车辆、电动车辆的主动安全控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动车辆技术领域，特别涉及一种电动车辆的主动安全控制系统、一种电动车辆的主动安全控制系统的控制方法以及一种电动车辆。

背景技术

ESP(ElectronicStabilityProgram，电子车辆稳定控制系统)是一种能够在极限工况下帮助驾驶员保持车辆稳定的汽车电子控制系统。通常它由传感器系统(包括方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、轮速传感器)、液压执行系统以及ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)组成。ESP的基本原理是根据驾驶员的操纵意图，通过对处于临界稳定状态的汽车实施纵向动力学控制(间接的侧向力控制)，从而避免车辆进入不可控的非稳定状态，同时也力争保证车辆在极限工况下的操纵特性与日常驾驶线性区工况下相一致，使驾驶员可赖其以往线性区的驾驶经验对车辆进行操作，达到控制车辆的目的。

目前在传统车辆上，液压制动系统是必不可少的，因此目前车辆上的ESP是在液压制动的基础上实现对车辆的稳定控制，但是，液压制动系统较为复杂，并且响应慢、成本高。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和研究作出的：

相关技术中提出了一种汽车电子稳定控制系统，其包括：若干车轮、若干传感器、电源、控制单元，所述的传感器将感应到的信号发送给控制单元，该系统还包括与车轮集成在一起的轮边电机，所述轮边电机与电源通过动力线连接、所述的控制单元发送控制信号给轮边电机。该方案利用轮边电机的制动功能来替代原来的液压制动执行系统，达到ESP的控制效果。

由此可知，全轮驱动的电动汽车可以利用电机的制动回馈特性进行横摆力矩控制，可以取代液压ESP的作用。但是，电动汽车的高续航里程、高性能要求导致整车质量、整车转动惯量也越来越大，与车轮集成在一起的轮毂电机由于布置空间的限制，无法提供足够的再生制动力，因而在主动控制横摆力矩的提供上存在天然劣势；并且从整车动力学角度来看，相关技术中的汽车电子稳定控制系统只能从制动的角度对车辆进行横摆控制，车辆的操稳性能并不理想，降低了车辆的安全性。

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动车辆的主动安全控制系统，以解决现有液压电子稳定控制系统存在的系统复杂、成本高、响应速度慢的问题，并且可大大提升车辆的操稳性和安全性。

本发明的第二个目的在于提出一种电动车辆。本发明的第三个目的在于提出一种电动车辆的主动安全控制系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种电动车辆的主动安全控制系统，电动车辆包括：多个车轮、分别与所述多个车轮连接多个变速器、分别与所述多个变速器相连以分别与所述多个车轮对应的多个电机、用于检测所述多个车轮的轮速以生成轮速信号的轮速检测模块、用于检测所述电动车辆的方向信息的方向盘转角传感器、用于检测所述电动车辆的偏航信息的偏航率传感器以及电池包，所述主动安全控制系统包括：获取模块，与所述轮速检测模块、所述方向盘转角传感器、所述偏航率传感器、所述电池包和所述多个电机相连，用于获取所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息、所述电动车辆的偏航信息、所述电池包的状态信息和所述多个电机的状态信息；状态确定模块，用于根据所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息以及所述电动车辆的偏航信息，确定所述电动车辆的状态，所述电动车辆的状态包括所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前和所述电动车辆处于侧滑极限区间；控制模块，用于根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述电动车辆的状态生成控制指令，并将所述控制指令下发给至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述控制指令对对应的至少一个车轮进行控制，其中当所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；当所述电动车辆处于侧滑极限区间时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

根据本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统，在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前电机控制器控制主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，以利用电机的驱动力来对电动车辆进行横摆控制，纠正电动车辆的姿态，提高电动车辆过弯速度，避免制动带来的车速下降，提升电动车辆的操稳性；在电动车辆处于侧滑极限区间时电机控制器控制主动安全控制系统同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式，以利用相应电机的驱动力和制动力来对电动车辆进行横摆控制，使得电动车辆更迅速地进入稳定状态，提升电动车辆的安全性。因此，本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统设置了全轮轮边电机加变速器加传动轴的驱动架构，不仅有利于空间布置，还能显著提高电动车辆的驱动、制动回馈能力，从而解决了现有液压电子稳定控制系统存在的系统复杂、成本高、响应速度慢的问题，并且还可大大提升车辆的操稳性和安全性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电机控制器，其包括上述的电动车辆的主动安全控制系统。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电动车辆，其包括上述的电动车辆的主动安全控制系统。

根据本发明实施例的电动车辆，在发生侧滑且处于侧滑极限区间之前控制主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，以利用电机的驱动力来进行横摆控制，纠正电动车辆的姿态，提高过弯速度，避免制动带来的车速下降，提升了操稳性；在处于侧滑极限区间时控制主动安全控制系统同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式，以利用相应电机的驱动力和制动力来进行横摆控制，从而能够更迅速地进入稳定状态，提升了安全性。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电动车辆的控制方法，所述电动车辆包括：多个车轮、分别与所述多个变速器相连以分别与所述多个车轮连接多个变速器、分别与所述多个车轮对应的多个电机、用于检测所述多个车轮的轮速以生成轮速信号的轮速检测模块、用于检测所述电动车辆的方向信息的方向盘转角传感器、用于检测所述电动车辆的偏航信息的偏航率传感器以及电池包，所述控制方法包括以下步骤：获取所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息、所述电动车辆的偏航信息、所述电池包的状态信息以及所述多个电机的状态信息；根据所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息以及所述电动车辆的偏航信息，确定所述电动车辆的状态，所述电动车辆的状态包括所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前和电动车辆处于侧滑极限区间；根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述电动车辆的状态生成控制指令，并将所述控制指令下发给至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述控制指令对对应的至少一个车轮进行控制，其中当所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；当所述电动车辆处于侧滑极限区间时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

根据本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前控制主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，以利用电机的驱动力来对电动车辆进行横摆控制，纠正电动车辆的姿态，提高电动车辆过弯速度，避免制动带来的车速下降，提升电动车辆的操稳性；在电动车辆处于侧滑极限区间时控制主动安全控制系统同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式，以利用相应电机的驱动力和制动力来对电动车辆进行横摆控制，使得电动车辆更迅速地进入稳定状态，提升电动车辆的安全性。

为达到上述目的，本发明还提出的一种电动车辆的主动安全控制系统，包括：四个车轮；四个变速器，每个所述变速器通过传动轴与每个所述车轮连接；四个独立控制的电机，每个所述电机与每个所述变速器相连；轮速检测模块，所述轮速检测模块用于检测所述电动车辆的轮速以生成轮速信号；方向盘转角传感器和偏航率传感器模组；电池包；电机控制器，所述电机控制器通过高压线与所述电池包和所述四个电机分别相连，且所述电机控制器与所述轮速检测模块、所述方向盘转角传感器和偏航率传感器模组进行通信，所述电机控制器根据所述方向盘转角传感器和偏航率传感器模组发送的所述电动车辆的状态信号、所述轮速信号、所述电池包的状态信息以及所述四个电机的状态信息生成控制指令以对所述四个电机进行控制，其中，在所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前所述电机控制器控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时所述电机控制器控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。

在一实施例中，所述轮速检测模块包括四个轮速传感器和/或四个旋变传感器。

在一实施例中，所述偏航率传感器模组包括横摆角速度传感器、纵向加速度传感器和侧向加速度传感器。

在一实施例中，在所述电动车辆行驶过程中，所述电机控制器根据所述方向盘转角传感器检测的方向盘转角信号和所述轮速信号实时计算所述电动车辆的目标横摆角速度，并将所述目标横摆角速度与所述横摆角速度传感器检测的所述电动车辆的实际横摆角速度进行比较以获得横摆角速度差值△ψ′，同时所述电机控制器根据所述轮速信号、所述方向盘转角信号、所述电动车辆的实际横摆角速度和所述侧向加速度传感器检测的所述电动车辆的侧向加速度计算所述电动车辆的后轴侧偏角，以及所述电机控制器根据所述目标横摆角速度和所述电动车辆的实际横摆角速度通过利用所述电动车辆的整车转动惯量以实时计算所述电动车辆的目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中，当所述横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，所述电机控制器控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式；当所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度时，所述电机控制器控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式。

在一实施例中，当所述主动安全控制系统进入所述驱动力横摆控制模式后，所述电机控制器通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力计算得到第一反向横摆力矩，并根据所述第一反向横摆力矩对所述电动车辆进行横摆控制以校正所述电动车辆的姿态；当所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式后，所述电机控制器通过利用所述整车动力学模型和所述轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力和制动力计算得到第二反向横摆力矩以抵消所述横摆力矩差值△M，以使所述电动车辆进入稳定状态。

在一实施例中，当所述电机控制器判断所述电动车辆处于转向不足状态且所述电动车辆发生前轮侧滑时，其中，如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第一预设角速度且小于等于所述第二预设角速度，所述电机控制器控制所述四个车轮中左后轮对应的电机增加驱动力；如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度，所述电机控制器控制所述左后轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中右后轮对应的电机进行制动。

在一实施例中，当所述电机控制器判断所述电动车辆处于过度转向状态且所述电动车辆发生后轮侧滑时，其中，如果所述后轴侧偏角大于所述第一预设角度且小于等于所述第二预设角度，所述电机控制器控制所述四个车轮中右前轮对应的电机增加驱动力；如果所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度，所述电机控制器控制所述右前轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中左前轮对应的电机进行制动。

为达到上述目的，本发明还提出的一种电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，包括以下步骤：检测所述电动车辆的轮速以生成轮速信号，并检测所述电动车辆的状态信号；根据所述电动车辆的状态信号、所述轮速信号、所述电动车辆的电池包的状态信息以及所述电动车辆的四个电机的状态信息生成控制指令以对所述四个电机进行控制，其中，在所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。

在一实施例中，所述电动车辆的状态信号包括方向盘转角信号、所述电动车辆的实际横摆角速度和所述电动车辆的侧向加速度。

在一实施例中，在所述电动车辆行驶过程中，根据所述方向盘转角信号和所述轮速信号实时计算所述电动车辆的目标横摆角速度，并将所述目标横摆角速度与所述电动车辆的实际横摆角速度进行比较以获得横摆角速度差值△ψ′，同时还根据所述轮速信号、所述方向盘转角信号、所述电动车辆的实际横摆角速度和所述电动车辆的侧向加速度计算所述电动车辆的后轴侧偏角，以及根据所述目标横摆角速度和所述电动车辆的实际横摆角速度通过利用所述电动车辆的整车转动惯量以实时计算所述电动车辆的目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中，当所述横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式；当所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度时，控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式。

在一实施例中，当所述主动安全控制系统进入所述驱动力横摆控制模式后，通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力计算得到第一反向横摆力矩，并根据所述第一反向横摆力矩对所述电动车辆进行横摆控制以校正所述电动车辆的姿态；当所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式后，通过利用所述整车动力学模型和所述轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力和制动力计算得到第二反向横摆力矩以抵消所述横摆力矩差值△M，以使所述电动车辆进入稳定状态。

在一实施例中，当判断所述电动车辆处于转向不足状态且所述电动车辆发生前轮侧滑时，其中，如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第一预设角速度且小于等于所述第二预设角速度，控制所述电动车辆的四个车轮中左后轮对应的电机增加驱动力；如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度，控制所述左后轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中右后轮对应的电机进行制动。

在一实施例中，当判断所述电动车辆处于过度转向状态且所述电动车辆发生后轮侧滑时，其中，如果所述后轴侧偏角大于所述第一预设角度且小于等于所述第二预设角度，控制所述电动车辆的四个车轮中右前轮对应的电机增加驱动力；如果所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度，控制所述右前轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中左前轮对应的电机进行制动。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统的结构框图；

图2为根据本发明实施例的包括用于电动车辆的主动安全控制系统的电动车辆的示意图；

图3和4为根据本发明一个实施例的电动车辆转向不足时主动安全控制系统对电动车辆进行主动安全控制的示意图；

图5和6为根据本发明另一个实施例的电动车辆过度转向时主动安全控制系统对电动车辆进行主动安全控制的示意图；以及

图7为根据本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电动车辆的主动安全控制系统、电动车辆的主动安全控制系统的控制方法以及具有该主动安全控制系统的电动车辆。

图1为根据本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统的结构框图。其中，电动车辆包括：多个车轮、分别与所述多个车轮连接多个变速器、分别与所述多个变速器相连以分别与多个车轮对应的多个电机、用于检测多个车轮的轮速以生成轮速信号的轮速检测模块、用于检测电动车辆的方向信息的方向盘转角传感器、用于检测电动车辆的偏航信息的偏航率传感器以及电池包。

如图1所示，该主动安全控制系统包括：

获取模块11，与电动车辆的轮速检测模块、方向盘转角传感器、偏航率传感器、电池包和多个电机相连，用于获取轮速信号、电动车辆的方向信息、电动车辆的偏航信息、电池包的状态信息和多个电机的状态信息；

其中，偏航率传感器可以包括横摆角速度传感器、纵向加速度传感器和侧向加速度传感器。电动车辆的方向信息可以为由方向盘转角传感器检测的方向盘转角信号，电动车辆的偏航信息包括：由横摆角速度传感器检测的实际横摆角速度以及由侧向加速度传感器检测的侧向加速度。

状态确定模块12，用于根据轮速信号、电动车辆的方向信息以及电动车辆的偏航信息，确定电动车辆的状态，电动车辆的状态包括：电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前以及电动车辆处于侧滑极限区间；

在一实施例中，状态确定模块12可以进一步用于：

根据方向盘转角信号和轮速信号计算电动车辆的目标横摆角速度；具体的，可以通过以下公式来计算目标横摆角速度Ψ‘_target：

其中，V_x为纵向车速，δ为前轮转角，L为轴距，V_ch为特征车速；

根据轮速信号、方向盘转角信号、实际横摆角速度以及侧向加速度计算电动车辆的后轴侧偏角；具体的，可以通过以下公式来计算后轴侧偏角α_r：

α_{r} = - β + \frac{L_{r} Ψ^{'}}{V_{x}}

其中，β为质为心侧偏角，L_r为质心与后轴的距离，Ψ′为实际横摆角速度，V_x为纵向车速；

获取目标横摆角速度与实际横摆角速度的横摆角速度差值△ψ′；

在横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度，或后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，确定电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前；在横摆角速度差值△ψ′大于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第二预设角度时，确定电动车辆处于侧滑极限区间。仅作为示例，当横摆角速度差值满足0.2rad/s＞△ψ′＞0.1rad/s时，可以认为电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前；而当横摆角速度差值满足△ψ′＞0.2rad/s时，可以认为电动车辆处于侧滑极限区间。

控制模块13，用于根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、电动车辆的状态生成控制指令，并将控制指令下发给至少一个电机，以使得至少一个电机根据控制指令对对应的至少一个车轮进行控制，其中当电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，控制指令使得至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；当电动车辆侧滑极限区间时，控制指令使得至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

在一实施例中，控制模块13可以进一步用于：

获取多个车轮的驱动力；

获取多个车辆的制动力；

根据目标横摆角速度和电动车辆的整车转动惯量计算电动车辆的目标横摆力矩，并获取目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中实际横摆力矩由横摆角速度传感器检测得到；其中，可以通过以下公式来计算目标横摆力矩M_target：

M_target＝I×Ψ′_target

其中，I为整车绕Z轴的转动惯量。

可以通过以下公式来计算横摆力矩差值△M：

ΔM＝I×(Ψ'_target-Ψ')；

在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力和横摆力矩差值△M计算得到第一反向横摆力矩，并将第一反向横摆力矩下发给至少一个电机，以使得至少一个电机根据第一反向横摆力矩控制对应的至少一个车轮进行驱动；在电动车辆处于侧滑极限区间时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力、多个车轮的制动力和横摆力矩差值△M计算得到第二反向横摆力矩，并将第二反向横摆力矩下发给至少一个电机，以使得至少一个电机根据第二反向横摆力矩控制对应的至少一个车轮进行制动。

由于电动车辆的车轮的驱动或制动所提供的横摆力矩并不完全相同，在选择车轮进行控制时，通常选择出力最多的车轮进行控制。

在一实施例中，电动车轮可以包括左前轮、右前轮、左后轮和右后轮时。

如果发生侧滑的车轮为前车轮且所述电动车辆右转时，控制模块13可以用于在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力和横摆力矩差值△M计算左后轮所需的第一驱动力，并将第一驱动力下发给左后轮对应的电机，以使得左后轮对应的电机根据第一驱动力控制左后轮；在电动车辆处于侧滑极限区间时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力、多个车轮的制动力和横摆力矩差值△M，计算左后轮所需的第二驱动力以及右后轮所需的第一制动力，并将第二驱动力下发给左后轮对应的电机以及将第一制动力下发给右后轮对应的电机，以使得左后轮对应的电机根据第二驱动力控制左后轮，右后轮对应的电机根据第一制动力控制右后轮。

如果发生侧滑的车轮为前车轮且所述电动车辆左转时，控制模块13可以用于在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力和横摆力矩差值△M计算右后轮所需的第一驱动力，并将第一驱动力下发给右后轮对应的电机，以使得右后轮对应的电机根据第一驱动力控制右后轮；在电动车辆处于侧滑极限区间时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力、多个车轮的制动力和横摆力矩差值△M，计算右后轮所需的第二驱动力以及左后轮所需的第一制动力，并将第二驱动力下发给右后轮对应的电机以及将第一制动力下发给左后轮对应的电机，以使得右后轮对应的电机根据第二驱动力控制右后轮，左后轮对应的电机根据第一制动力控制左后轮。

如果发生侧滑的车轮为后车轮且所述电动车辆右转时，控制模块13可以用于在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力和横摆力矩差值△M，计算右前轮所需的第三驱动力，并将第三驱动力下发给右前轮对应的电机，以使得右前轮对应的电机根据第三驱动力控制右前轮；在电动车辆处于侧滑极限区间时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力、多个车轮的制动力和横摆力矩差值△M，计算右前轮所需的第四驱动力以及左前轮所需的第二制动力，并将第四驱动力下发给右前轮对应的电机以及将第二制动力下发给左前轮对应的电机，以使得右前轮对应的电机根据第四驱动力控制右前轮，左前轮对应的电机根据第二制动力控制左前轮。

如果发生侧滑的车轮为后车轮且所述电动车辆左转时，控制模块13可以用于在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力和横摆力矩差值△M，计算左前轮所需的第三驱动力，并将第三驱动力下发给左前轮对应的电机，以使得左前轮对应的电机根据第三驱动力控制左前轮；在电动车辆处于侧滑极限区间时，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、多个车轮的驱动力、多个车轮的制动力和横摆力矩差值△M，计算左前轮所需的第四驱动力以及右前轮所需的第二制动力，并将第四驱动力下发给左前轮对应的电机以及将第二制动力下发给右前轮对应的电机，以使得左前轮对应的电机根据第四驱动力控制左前轮，右前轮对应的电机根据第二制动力控制右前轮。

在一实施例中，用于电动车辆的主动安全控制系统可以集成在电动车辆的电机控制器中。上述的主动安全控制系统可以作为单独的模块，安装在电动车辆中，可以集成在电动车辆的电机控制器中，作为电机控制器的一部分应用。

本发明还提供了一种电机控制器，包括上述的用于电动车辆的主动安全控制系统。

本发明还提出了一种电动车辆，包括上述的用于电动车辆的主动安全控制系统。如图2所示，示出了根据本发明实施例的包括用于电动车辆的主动安全控制系统的电动车辆的示意图。

如图2所示，该电动车辆的包括：四个车轮5、四个变速器4、四个独立控制的电机3、轮速检测模块100、方向盘转角传感器7、偏航率传感器6、电池包1、四根传动轴8、电机控制器2以及主动安全控制系统200。

其中，每个变速器4通过传动轴8与每个车轮5连接，每个电机3与每个变速4器相连。轮速检测模块100用于检测电动车辆的轮速以生成轮速信号，电机控制器2通过高压线与电池包1和四个电机3分别相连，且电机控制器2与轮速检测模块100、方向盘转角传感器7和偏航率传感器6进行通信，电机控制器2根据方向盘转角传感器7和偏航率传感器6发送的电动车辆的状态信号、轮速信号、电池包的状态信息以及四个电机的状态信息生成控制指令以对四个电机3进行控制，其中，在电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前电机控制器2控制主动安全控制系统200进入驱动力横摆控制模式，即对电动车辆的车轮进行驱动控制；在电动车辆处于侧滑极限区间时电机控制器2控制主动安全控制系统200进入制动力横摆控制模式，即对电动车辆的车轮进行制动控制，优选地同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式，即对电动车辆的某些车轮进行驱动控制，对某些车轮进行制动控制。

具体而言，如图2所示，方向盘转角传感器7和偏航率传感器6通过CAN网络将感应到电动车辆的状态信号发送给电机控制器2。轮速检测模块100可包括四个轮速传感器10和/或四个旋变传感器9。四个旋变传感器9和四个轮速传感器10可通过硬线或CAN网络连接至电机控制器2，两者均能提供测量轮速功能，并且可以选择任意一套轮速测量系统，也可以同时使用两套轮速测量系统，相互校验，这样如出现一套轮速传感器失效时，则以另一套测量的轮速作为判断依据。如图2所示，本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统200就是采用四个旋变传感器9和四个轮速传感器10分别组成的两套轮速测量系统。四个电机3独立控制，互不影响，每个电机3与每个变速器4固连在一起，每个变速器4与每个车轮5通过传动轴8进行连接。

因此说，在本发明的实施例中，电机控制器2接收到方向盘转角传感器7、偏航率传感器6、旋变传感器9、轮速传感器10、电池包1、四个电机3等各个部件的状态信号后，判断电动车辆的整车姿态及路面状况。在需要对电动车辆进行姿态调整时，电机控制器2依据方向盘转角传感器7、偏航率传感器6、旋变传感器9、轮速传感器10检测的数据，通过计算获得相应的控制信息，同时根据电池包1的状态，四个电机3的能力，发出控制指令，让四个电机3发出驱动力矩或制动力矩，改变车轮端的力矩，达到电机控制器2制定的目标数据，同时使电动车辆达到稳定状态。在执行过程中，电机控制器2实时监控方向盘转角传感器7、偏航率传感器6、旋变传感器9、轮速传感器10、电池包1、四个电机3等部件的状态，通过接收到的参数进行判断，并实时调整目标参数，同时向四个电机3发出控制指令。

根据本发明的一个实施例，偏航率传感器包括横摆角速度传感器、纵向加速度传感器和侧向加速度传感器。

并且，在电动车辆行驶过程中，电机控制器2根据方向盘转角传感器7检测的方向盘转角信号和轮速信号实时计算电动车辆的目标横摆角速度，并将目标横摆角速度与横摆角速度传感器检测的电动车辆的实际横摆角速度进行比较以获得横摆角速度差值△ψ′，同时电机控制器2根据轮速信号、方向盘转角信号、电动车辆的实际横摆角速度和侧向加速度传感器检测的电动车辆的侧向加速度计算电动车辆的后轴侧偏角β，以及电机控制器2根据目标横摆角速度和电动车辆的实际横摆角速度通过利用电动车辆的整车转动惯量以实时计算电动车辆的目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M。其中，在电机控制器2中还设有横摆角速度差值门限ψ1即第一预设角速度、后轴侧偏角门限值β1即第一预设角度(电机驱动介入横摆控制门限)以及横摆角速度差值门限ψ2即第二预设角速度、后轴侧偏角门限值β2即第二预设角度(电机制动介入横摆控制门限，即ESP介入门限)。

需要说明的是，在本发明的实施例中，如果横摆角速度差值△ψ′小于第一预设角速度或者后轴侧偏角小于第一预设角度，说明电动车辆未发生侧滑，整车非常稳定，无需主动安全控制系统200介入控制；如果横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度，说明电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前，需要控制主动安全控制系统200进入驱动力横摆控制模式；如果横摆角速度差值△ψ′大于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第二预设角度，说明电动车辆发生处于侧滑极限区间，需要控制主动安全控制系统200同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。

其中，当横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，说明电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前，电机控制器2控制主动安全控制系统200进入驱动力横摆控制模式。并且当主动安全控制系统200进入驱动力横摆控制模式后，电机控制器2通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据电动车辆在当前状态下四个车轮的驱动力计算得到第一反向横摆力矩(与△M方向相反)，并根据第一反向横摆力矩对电动车辆进行横摆控制以校正电动车辆的姿态，即言，电机控制器2计算得到每个车轮对应的可利用的主动控制横摆力矩值，并根据计算得到的四个可利用的主动控制横摆力矩值选择对最大的一个或两个可利用的主动控制横摆力矩值对应的车轮增加驱动力以进行横摆力矩控制，从而可提升电动车辆的过弯速度，纠正电动车辆的姿态，提升电动车辆的操稳性。其中，需要说明的是，同一个车轮的力矩方向会随着车辆姿态变化，例如T1时刻的左前轮力矩可用，T2时刻左前轮力矩可能起反作用，就不能使用，因此，四个车轮的反向横摆力矩是瞬态的，简单概括为可利用的主动控制横摆力矩。

当横摆角速度差值△ψ′大于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第二预设角度时，可认为电动车辆进入了极限附着侧滑工况即处于侧滑极限区间，电机控制器2控制主动安全控制系统200同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。并且当主动安全控制系统200同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式后，电机控制器2通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据电动车辆在当前状态下四个车轮的驱动力和制动力计算得到第二反向横摆力矩以抵消横摆力矩差值△M，以使电动车辆进入稳定状态，相比传统的ESP，可更迅速地使电动车辆进入稳定状态。

图3和图4示出了电动车辆处于转向不足状态，其中图3示出电动车辆左转时转向不足，图4示出电动车辆右转时转向不足。

根据本发明的一个实施例，如图3所示,当所述电动车辆处于左转转向不足状态且所述电动车辆发生前轮侧滑时，其中，如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第一预设角速度且小于等于所述第二预设角速度，控制所述电动车辆的四个车轮中右后轮对应的电机增加驱动力；如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度，控制所述右后轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中左后轮对应的电机进行制动。

根据本发明的一个实施例，如图4所示,当所述电动车辆处于右转转向不足状态且所述电动车辆发生前轮侧滑时，如果横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度，电机控制器2控制四个车轮中左后轮对应的电机增加驱动力，保证驱动力产生的主动横摆力矩M＝-△M，提升电动车辆的过弯速度，提升电动车辆的操稳特性；如果横摆角速度差值△ψ′大于第二预设角速度，电机控制器2控制左后轮对应的电机增加驱动力，同时控制四个车轮中右后轮对应的电机进行制动，保证主动横摆力矩M＝-△M，使电动车辆尽快进入稳定状态。其中，当电动车辆实际横摆角速度与目标横摆角速度的偏差大于设定的门限值，但后轮侧偏角没有达到设定的门限值，说明前轮转向不足。

图5和图6示出了电动车辆处于过度转向的状态，其中图5示出电动车辆左转时过度转向，图6示出电动车辆右转时过度转向。当电动车辆处于过度转向的状态时，电动车辆的后轮发生侧滑。

根据本发明的一个实施例，如图5所示,当电动车辆处于左转过度转向状态且电动车辆发生后轮侧滑时，其中，如果所述后轴侧偏角大于所述第一预设角度且小于等于所述第二预设角度，控制所述电动车辆的四个车轮中左前轮对应的电机增加驱动力；如果所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度，控制所述左前轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中右前轮对应的电机进行制动。

根据本发明的一个实施例，如图6所示，当电动车辆处于右转过度转向状态且电动车辆发生后轮侧滑时，其中，如果后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度，电机控制器2控制四个车轮中右前轮对应的电机增加驱动力，保证驱动力产生的主动横摆力矩M＝-△M，提升电动车辆的过弯速度，提升电动车辆的操稳特性；如果后轴侧偏角大于第二预设角度，电机控制器2控制右前轮对应的电机增加驱动力，同时控制四个车轮中左前轮对应的电机进行制动，保证主动横摆力矩M＝-△M，使电动车辆尽快进入稳定状态。其中，当后轮侧偏角达到设定的门限值，但电动车辆的实际横摆角速度与目标横摆角速度的偏差没有达到设定的门限值，说明后轮转向过度。

图7为根据本发明实施例的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法的流程图。其中，该主动安全控制系统可以为上述实施例描述的电动车辆的主动安全控制系统。如图7所示，该电动车辆的主动安全控制系统的控制方法包括以下步骤：

S701，获取轮速信号、电动车辆的方向信息、电动车辆的偏航信息、电池包的状态信息以及多个电机的状态信息。

其中，电动车辆的偏航信息包括电动车辆的实际横摆角速度和电动车辆的侧向加速度。电动车辆的方向信息可通过方向盘转角传感器检测得到，电动车辆的实际横摆角速度和电动车辆的侧向加速度可通过偏航率传感器检测得到。

S702，根据轮速信号、电动车辆的方向信息以及电动车辆的偏航信息，确定电动车辆的状态，电动车辆的状态包括：电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前以及电动车辆处于侧滑极限区间。

S703，根据电池包的状态信息、多个电机的状态信息、电动车辆的状态生成控制指令，并将控制指令下发给至少一个电机，以使得至少一个电机根据控制指令对对应的至少一个车轮进行控制，其中当电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前时，控制指令使得至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；当电动车辆处于侧滑极限区间时，控制指令使得至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

根据本发明的一个实施例，在电动车辆行驶过程中，根据方向盘转角信号和轮速信号实时计算电动车辆的目标横摆角速度，并将目标横摆角速度与电动车辆的实际横摆角速度进行比较以获得横摆角速度差值△ψ′，同时还根据轮速信号、方向盘转角信号、电动车辆的实际横摆角速度和电动车辆的侧向加速度计算电动车辆的后轴侧偏角，以及根据目标横摆角速度和电动车辆的实际横摆角速度通过利用电动车辆的整车转动惯量以实时计算电动车辆的目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中，当横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，说明电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前，控制主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式；当横摆角速度差值△ψ′大于第二预设角速度或者后轴侧偏角大于第二预设角度时，可认为电动车辆进入了极限附着侧滑工况即处于侧滑极限区间，控制主动安全控制系统同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。

并且，当主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式后，通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据电动车辆在当前状态下四个车轮的驱动力计算得到第一反向横摆力矩，并根据第一反向横摆力矩对电动车辆进行横摆控制以校正电动车辆的姿态；当主动安全控制系统同时进入驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式后，通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据电动车辆在当前状态下四个车轮的驱动力和制动力计算得到第二反向横摆力矩以抵消横摆力矩差值△M，以使电动车辆进入稳定状态。

根据本发明的一个实施例，如图4所示,当判断电动车辆处于右转转向不足状态且电动车辆发生前轮侧滑时，其中，如果横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度，控制电动车辆的四个车轮中左后轮对应的电机增加驱动力；如果横摆角速度差值△ψ′大于第二预设角速度，控制左后轮对应的电机增加驱动力，同时控制四个车轮中右后轮对应的电机进行制动。

根据本发明的另一个实施例，如图6所示，当判断电动车辆处于右转过度转向状态且电动车辆发生后轮侧滑时，其中，如果后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度，控制电动车辆的四个车轮中右前轮对应的电机增加驱动力；如果后轴侧偏角大于第二预设角度，控制右前轮对应的电机增加驱动力，同时控制四个车轮中左前轮对应的电机进行制动。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种用于电动车辆的主动安全控制系统，所述电动车辆包括：多个车轮、分别与所述多个车轮连接多个变速器、分别与所述多个变速器相连以分别与所述多个车轮对应的多个电机、用于检测所述多个车轮的轮速以生成轮速信号的轮速检测模块、用于检测所述电动车辆的方向信息的方向盘转角传感器、用于检测所述电动车辆的偏航信息的偏航率传感器以及电池包，所述主动安全控制系统包括：

获取模块，与所述轮速检测模块、所述方向盘转角传感器、所述偏航率传感器、所述电池包和所述多个电机相连，用于获取所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息、所述电动车辆的偏航信息、所述电池包的状态信息和所述多个电机的状态信息；

状态确定模块，用于根据所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息以及所述电动车辆的偏航信息，确定所述电动车辆的状态，所述电动车辆的状态包括所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前，以及所述电动车辆处于所述侧滑极限区间；

控制模块，用于根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述电动车辆的状态生成控制指令，并将所述控制指令下发给至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述控制指令对对应的至少一个车轮进行控制，其中当所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；当所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

2.如权利要求1所述的主动安全控制系统，其特征在于，当所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，所述控制模块生成的所述控制指令使得一个电机对对应的一个车轮进行制动控制，并使得另一个电机对对应的另一个车轮进行驱动控制。

3.如权利要求1所述的主动安全控制系统，其特征在于，所述轮速检测模块包括轮速传感器和/或旋变传感器。

4.如权利要求1任一项所述的主动安全控制系统，其特征在于，所述偏航率传感器包括横摆角速度传感器、纵向加速度传感器和侧向加速度传感器。

5.如权利要求4所述的主动安全控制系统，其特征在于，所述电动车辆的方向信息为由所述方向盘转角传感器检测的方向盘转角信号，所述电动车辆的偏航信息包括：由所述横摆角速度传感器检测的实际横摆角速度以及由所述侧向加速度传感器检测的侧向加速度；

所述状态确定模块进一步用于：

根据所述方向盘转角信号和所述轮速信号计算所述电动车辆的目标横摆角速度；

根据所述轮速信号、所述方向盘转角信号、所述实际横摆角速度以及所述侧向加速度计算所述电动车辆的后轴侧偏角；

获取所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度的横摆角速度差值△ψ′；

在所述横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度，或所述后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，确定所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前；在所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度时，确定所述电动车辆处于所述侧滑极限区间。

6.如权利要求5所述的主动安全控制系统，其特征在于，所述控制模块进一步用于：

获取所述多个车轮的驱动力；

获取所述多个车辆的制动力；

根据所述目标横摆角速度和所述电动车辆的整车转动惯量计算所述电动车辆的目标横摆力矩，并获取所述目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中所述实际横摆力矩由所述横摆角速度传感器检测得到；

在所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M计算得到第一反向横摆力矩，并将所述第一反向横摆力矩下发给所述至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述第一反向横摆力矩控制对应的所述至少一个车轮进行驱动；在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力、所述多个车轮的制动力和所述横摆力矩差值△M计算得到第二反向横摆力矩，并将所述第二反向横摆力矩下发给所述至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述第二反向横摆力矩控制对应的所述至少一个车轮进行制动。

7.如权利要求6所述的主动安全控制系统，其特征在于，所述多个车轮包括：左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。

8.如权利要求7所述的主动安全控制系统，其特征在于，当发生侧滑的车轮为前车轮且所述电动车辆右转时，所述控制模块进一步用于：

在所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M计算左后轮所需的第一驱动力，并将所述第一驱动力下发给所述左后轮对应的电机，以使得所述左后轮对应的电机根据所述第一驱动力控制所述左后轮；

在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力、所述多个车轮的制动力和所述横摆力矩差值△M，计算所述左后轮所需的第二驱动力以及右后轮所需的第一制动力，并将所述第二驱动力下发给所述左后轮对应的电机以及将所述第一制动力下发给所述右后轮对应的电机，以使得所述左后轮对应的电机根据所述第二驱动力控制所述左后轮，所述右后轮对应的电机根据所述第一制动力控制所述右后轮。

9.如权利要求7所述的主动安全控制系统，其特征在于，当发生侧滑的车轮为前车轮且所述电动车辆左转时，所述控制模块进一步用于：

在所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M计算右后轮所需的第一驱动力，并将所述第一驱动力下发给所述右后轮对应的电机，以使得所述右后轮对应的电机根据所述第一驱动力控制所述右后轮；

在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力、所述多个车轮的制动力和所述横摆力矩差值△M，计算所述右后轮所需的第二驱动力以及左后轮所需的第一制动力，并将所述第二驱动力下发给所述右后轮对应的电机以及将所述第一制动力下发给所述左后轮对应的电机，以使得所述右后轮对应的电机根据所述第二驱动力控制所述右后轮，所述左后轮对应的电机根据所述第一制动力控制所述左后轮。

10.如权利要求7所述的主动安全控制系统，其特征在于，当发生侧滑的车轮为后车轮且所述电动车辆右转时，所述控制模块进一步用于：

在所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M，计算右前轮所需的第三驱动力，并将所述第三驱动力下发给所述右前轮对应的电机，以使得所述右前轮对应的电机根据所述第三驱动力控制所述右前轮；

在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力、所述多个车轮的制动力和所述横摆力矩差值△M，计算所述右前轮所需的第四驱动力以及所述左前轮所需的第二制动力，并将所述第四驱动力下发给所述右前轮对应的电机以及将所述第二制动力下发给所述左前轮对应的电机，以使得所述右前轮对应的电机根据所述第四驱动力控制所述右前轮，所述左前轮对应的电机根据所述第二制动力控制所述左前轮。

11.如权利要求7所述的主动安全控制系统，其特征在于，当发生侧滑的车轮为后车轮且所述电动车辆左转时，所述控制模块进一步用于：

在所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M，计算左前轮所需的第三驱动力，并将所述第三驱动力下发给所述左前轮对应的电机，以使得所述左前轮对应的电机根据所述第三驱动力控制所述左前轮；

在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力、所述多个车轮的制动力和所述横摆力矩差值△M，计算所述左前轮所需的第四驱动力以及所述右前轮所需的第二制动力，并将所述第四驱动力下发给所述左前轮对应的电机以及将所述第二制动力下发给所述右前轮对应的电机，以使得所述左前轮对应的电机根据所述第四驱动力控制所述左前轮，所述右前轮对应的电机根据所述第二制动力控制所述右前轮。

12.一种如权利要求1-11中任一项所述的主动安全控制系统，其特征在于，所述主动安全控制系统集成在所述电动车辆的电机控制器中。

13.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的用于电动车辆的主动安全控制系统。

14.一种电动车辆，其特征在于，包括：

四个车轮；

四个变速器，分别通过传动轴与所述四个车轮连接；

四个电机，分别与所述四个变速器连接；

轮速检测模块，分别与所述四个车轮连接，用于检测所述四个车轮的轮速以生成轮速信号；

方向盘转角传感器，用于检测所述电动车辆的方向信息；

偏航率传感器，用于检测所述电动车辆的偏航信息；

电池包；以及

如权利要求1-12中任一项所述的用于电动车辆的主动安全控制系统。

15.如权利要求14所述的电动车辆，其特征在于，每个电机与每个变速器固连。

16.一种用于电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，所述电动车辆包括：多个车轮、分别与所述多个车轮连接多个变速器、分别与所述多个变速器相连以分别与所述多个车轮对应的多个电机、用于检测所述多个车轮的轮速以生成轮速信号的轮速检测模块、用于检测所述电动车辆的方向信息的方向盘转角传感器、用于检测所述电动车辆的偏航信息的偏航率传感器以及电池包，所述控制方法包括以下步骤：

获取所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息、所述电动车辆的偏航信息、所述电池包的状态信息以及所述多个电机的状态信息；

根据所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息以及所述电动车辆的偏航信息，确定所述电动车辆的状态，所述电动车辆的状态包括所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前和所述电动车辆处于所述侧滑极限区间；

根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述电动车辆的状态生成控制指令，并将所述控制指令下发给至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述控制指令对对应的至少一个车轮进行控制，其中当所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行驱动控制；当所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，所述控制指令使得所述至少一个电机对对应的至少一个车轮进行制动控制。

17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，当所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，生成的所述控制指令使得一个电机对对应的一个车轮进行制动控制，并使得另一个电机对对应的另一个车轮进行驱动控制。

18.如权利要求16或17所述的控制方法，其特征在于，所述轮速检测模块包括轮速传感器和/或旋变传感器。

19.如权利要求16或17任一项所述的控制方法，其特征在于，所述电动车辆的方向信息为方向盘转角信号，所述电动车辆的偏航信息所述电动车辆的实际横摆角速度和侧向加速度；

所述根据所述轮速信号、所述电动车辆的方向信息以及所述电动车辆的偏航信息，确定所述电动车辆的状态包括：

20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述电动车辆的状态生成控制指令，并将所述控制指令下发给至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述控制指令对对应的至少一个车轮进行控制包括：

S1：获取所述多个车轮的驱动力以及所述多个车轮的制动力；

S2：根据所述目标横摆角速度和所述电动车辆的整车转动惯量计算所述电动车辆的目标横摆力矩，并获取所述目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中所述实际横摆力矩由所述偏航率传感器检测得到；

S3：在所述电动车辆发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M计算得到第一反向横摆力矩，并将所述第一反向横摆力矩下发给所述至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述第一反向横摆力矩控制对应的所述至少一个车轮进行驱动；在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力、所述多个车轮的制动力和所述横摆力矩差值△M计算得到第二反向横摆力矩，并将所述第二反向横摆力矩下发给所述至少一个电机，以使得所述至少一个电机根据所述第二反向横摆力矩控制对应的所述至少一个车轮进行制动。

21.如权利要求20所述的控制方法，其特征在于，所述多个车轮包括：左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。

22.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于，当发生侧滑的车轮为前车轮且所述电动车辆右转时，所述步骤S3包括：

在所述电动车辆处于发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M计算左后轮所需的第一驱动力，并将所述第一驱动力下发给所述左后轮对应的电机，以使得所述左后轮对应的电机根据所述第一驱动力控制所述左后轮；

23.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于，当发生侧滑的车轮为前车轮且所述电动车辆左转时，所述步骤S3包括：

24.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于，当发生侧滑的车轮为后车轮且所述电动车辆右转时，所述步骤S3包括：

在所述电动车辆处于发生侧滑且处于所述侧滑极限区间之前时，根据所述电池包的状态信息、所述多个电机的状态信息、所述多个车轮的驱动力和所述横摆力矩差值△M，计算右前轮所需的第三驱动力，并将所述第三驱动力下发给所述右前轮对应的电机，以使得所述右前轮对应的电机根据所述第三驱动力控制所述右前轮；

25.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于，当发生侧滑的车轮为后车轮且所述电动车辆左转时，所述步骤S3包括：

26.一种电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，包括：

四个车轮；

四个变速器，每个所述变速器通过传动轴与每个所述车轮连接；

四个独立控制的电机，每个所述电机与每个所述变速器相连；

轮速检测模块，所述轮速检测模块用于检测所述电动车辆的轮速以生成轮速信号；

方向盘转角传感器和偏航率传感器模组；

电池包；

电机控制器，所述电机控制器与所述电池包和所述四个电机分别相连，且所述电机控制器与所述轮速检测模块、所述方向盘转角传感器和偏航率传感器模组进行通信，所述电机控制器根据所述方向盘转角传感器和偏航率传感器模组发送的所述电动车辆的状态信号、所述轮速信号、所述电池包的状态信息以及所述四个电机的状态信息生成控制指令以对所述四个电机进行控制，其中，在所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前所述电机控制器控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时所述电机控制器控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。

27.如权利要求26所述的电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，所述轮速检测模块包括四个轮速传感器和/或四个旋变传感器。

28.如权利要求26或27所述的电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，所述偏航率传感器模组包括横摆角速度传感器、纵向加速度传感器和侧向加速度传感器。

29.如权利要求28所述的电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，在所述电动车辆行驶过程中，所述电机控制器根据所述方向盘转角传感器检测的方向盘转角信号和所述轮速信号实时计算所述电动车辆的目标横摆角速度，并将所述目标横摆角速度与所述横摆角速度传感器检测的所述电动车辆的实际横摆角速度进行比较以获得横摆角速度差值△ψ′，同时所述电机控制器根据所述轮速信号、所述方向盘转角信号、所述电动车辆的实际横摆角速度和所述侧向加速度传感器检测的所述电动车辆的侧向加速度计算所述电动车辆的后轴侧偏角，以及所述电机控制器根据所述目标横摆角速度和所述电动车辆的实际横摆角速度通过利用所述电动车辆的整车转动惯量以实时计算所述电动车辆的目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中，

当所述横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，所述电机控制器控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式；

当所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度时，所述电机控制器控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式。

30.如权利要求29所述的电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，

当所述主动安全控制系统进入所述驱动力横摆控制模式后，所述电机控制器通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力计算得到第一反向横摆力矩，并根据所述第一反向横摆力矩对所述电动车辆进行横摆控制以校正所述电动车辆的姿态；

当所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式后，所述电机控制器通过利用所述整车动力学模型和所述轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力和制动力计算得到第二反向横摆力矩以抵消所述横摆力矩差值△M，以使所述电动车辆进入稳定状态。

31.如权利要求29所述的电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，当所述电机控制器判断所述电动车辆处于转向不足状态且所述电动车辆发生前轮侧滑时，其中，

如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第一预设角速度且小于等于所述第二预设角速度，所述电机控制器控制所述四个车轮中左后轮对应的电机增加驱动力；

如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度，所述电机控制器控制所述左后轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中右后轮对应的电机进行制动。

32.如权利要求29所述的电动车辆的主动安全控制系统，其特征在于，当所述电机控制器判断所述电动车辆处于过度转向状态且所述电动车辆发生后轮侧滑时，其中，

如果所述后轴侧偏角大于所述第一预设角度且小于等于所述第二预设角度，所述电机控制器控制所述四个车轮中右前轮对应的电机增加驱动力；

如果所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度，所述电机控制器控制所述右前轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中左前轮对应的电机进行制动。

33.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求26-32中任一项所述的电动车辆的主动安全控制系统。

34.一种电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述电动车辆的轮速以生成轮速信号，并检测所述电动车辆的状态信号；

根据所述电动车辆的状态信号、所述轮速信号、所述电动车辆的电池包的状态信息以及所述电动车辆的四个电机的状态信息生成控制指令以对所述四个电机进行控制，其中，在所述电动车辆发生侧滑且处于侧滑极限区间之前控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式，在所述电动车辆处于所述侧滑极限区间时控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和制动力横摆控制模式。

35.如权利要求34所述的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，其特征在于，所述电动车辆的状态信号包括方向盘转角信号、所述电动车辆的实际横摆角速度和所述电动车辆的侧向加速度。

36.如权利要求35所述的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，其特征在于，在所述电动车辆行驶过程中，根据所述方向盘转角信号和所述轮速信号实时计算所述电动车辆的目标横摆角速度，并将所述目标横摆角速度与所述电动车辆的实际横摆角速度进行比较以获得横摆角速度差值△ψ′，同时还根据所述轮速信号、所述方向盘转角信号、所述电动车辆的实际横摆角速度和所述电动车辆的侧向加速度计算所述电动车辆的后轴侧偏角，以及根据所述目标横摆角速度和所述电动车辆的实际横摆角速度通过利用所述电动车辆的整车转动惯量以实时计算所述电动车辆的目标横摆力矩与实际横摆力矩之间的横摆力矩差值△M，其中，

当所述横摆角速度差值△ψ′大于第一预设角速度且小于等于第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于第一预设角度且小于等于第二预设角度时，控制所述主动安全控制系统进入驱动力横摆控制模式；

当所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度或者所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度时，控制所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式。

37.如权利要求36所述的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，其特征在于，

当所述主动安全控制系统进入所述驱动力横摆控制模式后，通过利用整车动力学模型和轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力计算得到第一反向横摆力矩，并根据所述第一反向横摆力矩对所述电动车辆进行横摆控制以校正所述电动车辆的姿态；

当所述主动安全控制系统同时进入所述驱动力横摆控制模式和所述制动力横摆控制模式后，通过利用所述整车动力学模型和所述轮胎模型，根据所述电动车辆在当前状态下所述四个车轮的驱动力和制动力计算得到第二反向横摆力矩以抵消所述横摆力矩差值△M，以使所述电动车辆进入稳定状态。

38.如权利要求36所述的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，其特征在于，当判断所述电动车辆处于转向不足状态且所述电动车辆发生前轮侧滑时，其中，

如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第一预设角速度且小于等于所述第二预设角速度，控制所述电动车辆的四个车轮中左后轮对应的电机增加驱动力；

如果所述横摆角速度差值△ψ′大于所述第二预设角速度，控制所述左后轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中右后轮对应的电机进行制动。

39.如权利要求36所述的电动车辆的主动安全控制系统的控制方法，其特征在于，当判断所述电动车辆处于过度转向状态且所述电动车辆发生后轮侧滑时，其中，

如果所述后轴侧偏角大于所述第一预设角度且小于等于所述第二预设角度，控制所述电动车辆的四个车轮中右前轮对应的电机增加驱动力；

如果所述后轴侧偏角大于所述第二预设角度，控制所述右前轮对应的电机增加驱动力，同时控制所述四个车轮中左前轮对应的电机进行制动。