CN114312347A - 挂车辅助驱动的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的挂车辅助驱动的方法，本发明属于挂车辅助驱动的技术领域，解决现有技术的挂车使用性能低的技术问题。所述方法包括：获取牵引车标准加速度数据和当前加速度，判断当前加速度是否小于所述牵引车标准加速度数据，如是，驱动电机工作以增大所述驱动轮的摩擦力，且所述动力电池为所述驱动电机供电，如否，所述驱动电机不提供额外驱动力。本发明整体提高牵引车的使用性能，通过挂车的单独驱动，降低牵引车的操作难度。

Description

挂车辅助驱动的方法及系统

技术领域

本发明属于挂车辅助驱动的技术领域，尤其涉及一种挂车辅助驱动的方法及系统。

背景技术

采用本身无动力的挂车运输是提高经济效益最有效而简单的重要手段。常见的挂车需要依靠其他车辆牵引行驶，以实现载运人员、货物以及其他特殊用途。

由于牵引力及牵引功率的限制，目前车辆在牵引挂车后牵引能力不足，车辆机动性降低，尤其是，在特殊路况中，例如，军用型车辆需要同时保证公路工况、越野工况的性能，以及实现越障、爬坡等特殊的任务。若完全依靠牵引车提供牵引力使牵引车本身及挂车实现目标的任务，必须提高牵引车的动力性能，造成较大的成本压力。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挂车辅助驱动的方法，解决现有技术的挂车使用性能低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种挂车辅助驱动的方法，所述挂车挂接在牵引车上，所述挂车的每个驱动轮分别配备有驱动电机，且每个所述驱动电机电连接有动力电池，所述方法包括：

获取牵引车标准加速度数据和当前加速度，判断当前加速度是否小于所述牵引车标准加速度数据，如是，启动挂车助力模式，驱动电机工作以增大所述驱动轮的摩擦力，且所述动力电池为所述驱动电机供电，如否，所述驱动电机不提供额外驱动力。

可选的，所述驱动电机工作以增大所述驱动轮的摩擦力的方法包括：

获取牵引车当前的车速及车身的横摆角速度，判断牵引车是否为直线运动，如是，获取所述当前加速度确定所述驱动电机的启动模式，如否，获取牵引车方向盘的转向信号，以辅助所述挂车的转向。

可选的，获取牵引车方向盘的转向信号，以辅助所述挂车的转向的方法包括：

获取牵引车方向盘的转向信号后，获取标准横摆角速度和牵引车车身的横摆角速度，并判断，牵引车车身的横摆角速度是否大于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向过大，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第一转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第二转速进行转动，所述第一转速大于所述第二转速，如否，判断牵引车车身的横摆角速度是否小于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向不足，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第三转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第四转速进行转动，所述第三转速小于所述第四转速。

本发明的有益效果至少为：

在安全驾驶的范围内，判断当前加速度小于所述牵引车标准加速度数据，车辆进入挂车能量回收模式后，牵引车通过挂钩带动挂车前进，为挂车提供牵引。能够挂车通过轮边电机，收集牵引车的富余牵引力，通过能量回馈的方式将能量从动力机械能转化为电能，并储存到动力电池。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明方法的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的挂车辅助驱动的方法，挂车挂接在牵引车上，挂车的每个驱动轮分别配备有驱动电机，且每个驱动电机分别电连接有动力电池，所述方法包括：

获取牵引车标准加速度数据和当前加速度，判断当前加速度是否小于牵引车标准加速度数据，如是，启动挂车助力模式，驱动电机工作以增大驱动轮的摩擦力，且动力电池为驱动电机供电，如否，驱动电机不提供额外驱动力。

标准加速度数据和标准横摆角速度或加速度，即为，标定数据，在车辆出厂时的测试标定，例如，每个一个范围值的加速度或速度，对应车辆不同的姿态参数，通过现有技术的车辆模型可实时获取对应的数据。在当前加速度是否小于牵引车标准加速度数据时，即，判定为安全驾驶，根据牵引车的操作指令进行挂车的加速，以辅助牵引车的驾驶。加速度根据现有技术的计算软件，通过采集牵引车当前的速度进行求导可得，或是，通过imu系统可以直接得到加速度，也可以是通过GPS-I NV传感器实时获取。

本发明旨在，对挂车进行单独驱动，完成对牵引车的实时辅助，降低驾驶难度和提高牵引车的使用性能，具体如下：

驱动电机工作以增大驱动轮的摩擦力的方法包括：

获取牵引车当前的车速及车身的横摆角速度，判断牵引车是否为直线运动，如是，获取当前加速度确定驱动电机的启动模式，如否，获取牵引车方向盘的转向信号，以辅助挂车的转向。

直线行驶包括加速直线行驶和减速直线行驶，牵引车的转向包括转向过多和转向不足。

牵引车的转向包括转向过多和转向不足的方法包括，即为，差速转向模式：

获取牵引车方向盘的转向信号后，获取标准横摆角速度和牵引车车身的横摆角速度，并判断，牵引车车身的横摆角速度是否大于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向过大，需要进行转向平衡，则挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第一转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第二转速进行转动，第一转速大于第二转速，(内侧快转且外侧慢转)如否，判断牵引车车身的横摆角速度是否小于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向不足，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第三转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第四转速进行转动，第三转速小于第四转速，即为，内侧减速和外侧加速，其中，的内侧和外侧是根据车辆左转弯和右转弯而定，根据牵引车的转向信息能够进行判断。

直线行驶时的加速直线行驶和减速直线行驶的辅助

为优选车整体的使用性能，驱动电机为双向电机，上述的驱动电机不提供额外驱动力的方法包括，即为，挂车混合制动模式，

获取牵引车当前刹车参数和标准刹车系数，判断牵引车当前刹车参数是否大于标准刹车系数，如是，判定为紧急刹车，动力电池为驱动电机供电，且驱动电机反转，为驱动轮提供制动力，如否，动力电池切换为发电模式。

同上，根据车辆自身模型可确定标准刹车系数，紧急刹车时，启动挂车助力模式，每个驱动轮的电机均反转，为挂车进行减速，辅助牵引车停车或减速行驶，弥补牵引车无法在短时间内紧急停车的缺陷。在紧急刹车时，驱动电机进行反转，充当发电机的功能，为电池进行充电。收集牵引车的富余牵引力，通过能量回馈的方式将能量从动力机械能转化为电能，并储存到动力电池上。

其次提供一种挂车辅助驱动的系统，挂车挂接在牵引车上，挂车的每个驱动轮分别配备有驱动电机，且每个驱动电机电连接有动力电池，系统包括：

获取单元，用于获取牵引车标准加速度数据和当前加速度；

计算单元，用于判断当前加速度是否小于牵引车标准加速度数据，如是，驱动电机工作以增大驱动轮的摩擦力，且动力电池为驱动电机供电，如否，驱动电机不提供额外驱动力。

判断当前加速度小于牵引车标准加速度数据时，说明牵引车在安全的范围内需要提速，因此，驱动轮被单独驱动，完成整车的加速。

作为本案所提供的具体实施方式，获取单元还用于获取牵引车当前的车速及车身的横摆角速度；

计算单元还用于判断牵引车是否为直线运动，如是，指令获取单元获取当前加速度确定驱动电机的启动模式，如否，指令获取单元获取获取牵引车方向盘的转向信号，即，判定为转弯，具体的：

获取单元还用于获取获取标准横摆角速度和牵引车车身的横摆角速度；

计算单元还用于，判断牵引车车身的横摆角速度是否大于标准横摆角速度，

如是，确定为挂车转向过大并反馈信号，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第一转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第二转速进行转动，第一转速大于第二转速，如否，判断牵引车车身的横摆角速度是否小于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向不足，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第三转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第四转速进行转动，第三转速小于第四转速，如否，驱动电机不启动。

当车辆进入挂车差速转向模式时，车辆此时处于转弯工况，挂车内的动力电池提供电能给轮边电机。其中，左右轮边电机分别产生不同大小的驱动力，从而在车身质心处产生质心横摆力矩。

挂车混合制动模式，获取单元还用于获取牵引车当前刹车参数和标准刹车系数；

计算单元还用于判断牵引车当前刹车参数是否大于标准刹车系数，如是，判定为紧急刹车，动力电池为驱动电机供电，且驱动电机反转，为驱动轮提供制动力，如否，动力电池切换为发电模式。

当车辆进入挂车混合制动模式时，车辆处于减速或者制动工况，挂车内的动力电池提供电能给轮边电机。左右轮边电机将电能转化为制动能，为挂车提供制动力。另外，当车辆处于制动工况并且发生轮胎打滑失稳时，充分利用挂车两侧轮边电机的快速响应特性，使用单边刹车的方式，实现挂车稳定性控制，并可结合差速转向模式辅助牵引车实现稳定性控制。

整体而言，本发明种的挂车控制系统包含四种工作模式：

(1)挂车能量回收模式：使用分布式驱动电机进行能量回馈，将整车的富余牵引力储存起来以待其他模式使用。

(2)挂车辅助驱动模式：结合牵引车自身的牵引力，提高牵引车和挂车的机动性能。

(3)挂车差速转向模式：通过分配挂车两边分布式驱动电机的驱动力矩，产生质心横摆力矩，调整整车的横摆角速度，使其符合驾驶员的期望横摆角速度。

(4)挂车混合制动模式：利用挂车两边分布式驱动电机产生制动力，并结合牵引车上的轮胎制动力，为整车提供更大的制动力。

进一步地，由于挂车采用轮边电机的结构，比起传统的液压制动具有更快的响应速度。因此，使用挂车的轮边电机为轮胎总制动力进行调制，将轮胎的滑移率控制在一个最优的范围。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：在挂车安装分布式驱动电机进行能量回馈，在特定工况下使用挂车辅助驱动、制动、转向，可以更加高效地利用牵引车提供的能量，提高整车能源利用率。同时，灵活地切换挂车控制系统的四种工作模式，可以有效提高整车的动力性，制动性和操作稳定性。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种挂车辅助驱动的方法，所述挂车挂接在牵引车上，其特征在于，所述挂车的每个驱动轮分别配备有驱动电机，且每个所述驱动电机电连接有动力电池，所述方法包括：

获取牵引车标准加速度数据和当前加速度，判断当前加速度是否小于所述牵引车标准加速度数据，如是，驱动电机工作以增大所述驱动轮的摩擦力，且所述动力电池为所述驱动电机供电，如否，所述驱动电机不提供额外驱动力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动电机工作以增大所述驱动轮的摩擦力的方法包括：

获取牵引车当前的车速及车身的横摆角速度，判断牵引车是否为直线运动，如是，获取所述当前加速度确定所述驱动电机的启动模式，如否，获取牵引车方向盘的转向信号，以辅助所述挂车的转向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取牵引车方向盘的转向信号，以辅助所述挂车的转向的方法包括：

获取牵引车方向盘的转向信号后，获取标准横摆角速度和牵引车车身的横摆角速度，并判断，牵引车车身的横摆角速度是否大于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向过大，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第一转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第二转速进行转动，所述第一转速大于所述第二转速，如否，判断牵引车车身的横摆角速度是否小于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向不足，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第三转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第四转速进行转动，所述第三转速小于所述第四转速。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驱动电机为双向电机，所述驱动电机不提供额外驱动力的方法包括：

获取牵引车当前刹车参数和标准刹车系数，判断牵引车当前刹车参数是否大于标准刹车系数，如是，判定为紧急刹车，所述动力电池为所述驱动电机供电，且所述驱动电机反转，为所述驱动轮提供制动力，如否，所述动力电池切换为发电模式。

5.一种挂车辅助驱动的系统，所述挂车挂接在牵引车上，其特征在于，所述挂车的每个驱动轮分别配备有驱动电机，且每个所述驱动电机电连接有动力电池，所述系统包括：

获取单元，用于获取牵引车标准加速度数据和当前加速度；

计算单元，用于判断当前加速度是否小于所述牵引车标准加速度数据，如是，驱动电机工作以增大所述驱动轮的摩擦力，且所述动力电池为所述驱动电机供电，如否，所述驱动电机不提供额外驱动力。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述获取单元还用于获取牵引车当前的车速及车身的横摆角速度；

所述计算单元还用于判断牵引车是否为直线运动，如是，指令所述获取单元获取所述当前加速度确定所述驱动电机的启动模式，如否，指令所述获取单元获取获取牵引车方向盘的转向信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取单元还用于获取获取标准横摆角速度和牵引车车身的横摆角速度；

所述计算单元还用于，判断牵引车车身的横摆角速度是否大于标准横摆角速度，

如是，确定为挂车转向过大并反馈信号，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第一转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第二转速进行转动，所述第一转速大于所述第二转速，如否，判断牵引车车身的横摆角速度是否小于标准横摆角速度，如是，确定为挂车转向不足，挂车内侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第三转速进行转动，挂车外侧的驱动轮被对应的驱动电机所驱动，且以第四转速进行转动，所述第三转速小于所述第四转速，如否，驱动电机不启动。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述获取单元还用于获取牵引车当前刹车参数和标准刹车系数；

所述计算单元还用于判断牵引车当前刹车参数是否大于标准刹车系数，如是，判定为紧急刹车，所述动力电池为所述驱动电机供电，且所述驱动电机反转，为所述驱动轮提供制动力，如否，所述动力电池切换为发电模式。

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