CN206394466U - 一种电动汽车驱动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车驱动控制系统，所述电动汽车包括加速踏板、制动踏板、两个驱动轴、安装在两个驱动轴两端上的带有各自驱动电机的四个电动轮，所述电动汽车驱动控制系统包括与整车控制器以及分别与整车控制器连接的制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器；所述电动汽车通过加速踏板改变加速踏板转动角度，以调整为单轴驱动或者两轴驱动，以进行启动加速、行驶提速及其速度大小调整或者进行行驶降速及其速度大小调整，以进行电动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救。本实用新型的提出有利于电动轮汽车技术进步，并促进社会进步与发展。

Description

一种电动汽车驱动控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车驱动控制系统。

背景技术

随着汽车使用数量的快速增长及环境压力的剧增，在我国有关政策激励下，各种电动汽车快速涌现。如何更好地发展电动汽车及其相关技术，许多高校、研究机构和企业做出了积极的努力，虽然取得了不少进步，但是毕竟电动汽车在我国出现的时间较短，总体技术还有待提高与发展。

电动轮电动汽车，通常是指直接将驱动电机与驱动轮集成在一起的电动汽车，其具有结构紧凑、布置方便、使用灵活、节能降耗等优点，正引起全球更多人的关注。

为降低驾驶员劳动强度，改善电动轮汽车驱动性能、改善乘坐舒适性和节能，本发明提出了一种适用于电动轮汽车的驱动智能控制系统及方法，使得驾驶员仅需通过控制加速踏板角度，电动汽车就能自动实现单轴或两轴驱动，自动调整加速度、减速度的大小，自动判断电动轮汽车是否陷入诸如路面污油等低附着地以及沙坑或者塌陷地中，并自动使汽车安全离开低附着地、沙坑或者塌陷地。本实用新型的提出有利于电动轮汽车技术进步，并促进社会进步与发展。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单，驱动性能稳定、自动化程度高的电动汽车驱动控制系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电动汽车驱动控制系统，所述电动汽车包括加速踏板、制动踏板、两个驱动轴、安装在两个驱动轴两端上的带有各自驱动电机的四个电动轮，所述电动汽车驱动控制系统包括与整车控制器以及分别与整车控制器连接的制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器；所述四个驱动电机控制器分别与四个电动轮的四个驱动电机连接，四个轮速传感器分别用于检测四个电动轮转速，制动系统控制器与制动踏板连接，制动踏板角度传感器用于检测制动踏板转动角度，加速踏板角度传感器用于检测加速踏板转动角度；所述电动汽车通过加速踏板改变加速踏板转动角度，以调整为单轴驱动或者两轴驱动，以进行启动加速、行驶提速及其速度大小调整或者进行行驶降速及其速度大小调整，以进行电动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救。

所述整车控制器分别与制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器直接连接或者通过CAN总线连接。

所述四个电动轮分别为前轴左电动轮、前轴右电动轮、后轴左电动轮和后轴右电动轮；所述四个驱动电机分别为前轴左驱动电机、前轴右驱动电机、后轴左驱动电机和后轴右驱动电机；所述四个驱动电机控制器分别为前轴左驱动电机控制器、前轴右驱动电机控制器、后轴左驱动电机控制器和后轴右驱动电机控制器；所述四个轮速传感器分别为前轴左电动轮轮速传感器、前轴右电动轮轮速传感器、后轴左电动轮轮速传感器和后轴右电动轮轮速传感器。

本实用新型采用以上技术方案，可以降低驾驶员劳动强度，改善电动轮汽车驱动性能、改善乘坐舒适性和节能，使得驾驶员仅需通过加速踏板来控制加速踏板转动角度，就能使得电动汽车不仅可以自动调整单轴驱动或者两轴驱动，而且可以自动进行启动加速、行驶提速及其速度大小调整或者进行行驶降速及其速度大小调整，还可以进行电动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救，使得汽车安全离开低附着地、沙坑或者塌陷地。本实用新型的提出有利于电动轮汽车技术进步，并促进社会进步与发展。

附图说明

现结合附图对本实用新型作进一步阐述：

图1为本实用新型电动汽车驱动控制系统的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的电动汽车驱动控制系统，所述电动汽车包括加速踏板、制动踏板、两个驱动轴、安装在两个驱动轴两端上的带有各自驱动电机的四个电动轮，所述电动汽车驱动控制系统包括与整车控制器以及分别与整车控制器连接的制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器；所述四个驱动电机控制器分别与四个电动轮的四个驱动电机连接，四个轮速传感器分别用于检测四个电动轮转速，制动系统控制器与制动踏板连接，制动踏板角度传感器用于检测制动踏板转动角度，加速踏板角度传感器用于检测加速踏板转动角度；所述电动汽车通过加速踏板改变加速踏板转动角度，以调整为单轴驱动或者两轴驱动，以进行启动加速、行驶提速及其速度大小调整或者进行行驶降速及其速度大小调整，以进行电动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救。

所述整车控制器分别与制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器直接连接或者通过CAN总线连接。

所述四个电动轮分别为前轴左电动轮、前轴右电动轮、后轴左电动轮和后轴右电动轮；所述四个驱动电机分别为前轴左驱动电机、前轴右驱动电机、后轴左驱动电机和后轴右驱动电机；所述四个驱动电机控制器分别为前轴左驱动电机控制器、前轴右驱动电机控制器、后轴左驱动电机控制器和后轴右驱动电机控制器；所述四个轮速传感器分别为前轴左电动轮轮速传感器、前轴右电动轮轮速传感器、后轴左电动轮轮速传感器和后轴右电动轮轮速传感器。

本实用新型采用以上技术方案，可以降低驾驶员劳动强度，改善电动轮汽车驱动性能、改善乘坐舒适性和节能，使得驾驶员仅需通过加速踏板来控制加速踏板转动角度，就能使得电动汽车不仅可以自动调整单轴驱动或者两轴驱动，而且可以自动进行启动加速、行驶提速及其速度大小调整或者进行行驶降速及其速度大小调整，还可以进行电动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救，使得汽车安全离开低附着地、沙坑或者塌陷地。

本实用新型电动汽车驱动控制系统的工作原理如下：

制动踏板角度传感器和加速踏板角度传感器分别将制动踏板转动角度信息和加速踏板角度信息发送给整车控制器，整车控制器控制执行如下动作：

（1）电动汽车从静止状态启动加速前行时，整车控制器根据加速踏板角度α调整电动汽车以单轴驱动或者两轴驱动，调整原理如下：当加速踏板角度α满足0<α≤α1（式中α1为预设于整车控制器中的第一驱动轴单独驱动临界阈值所对应的加速踏板角度）时，整车控制器控制汽车自动调整为单轴驱动，即汽车以第一驱动轴驱动，并按整车控制器与该轴的两个驱动电机控制器联合控制方式，使汽车平稳加速到驾驶员意图速度V，保持该轴的两个驱动电机的工作参数和运动参数不变，使汽车以速度V匀速行驶，期间，第二驱动轴及其相应的两个驱动电机不参与驱动；当加速踏板角度α满足α1<α≤α2（式中α2为预设于整车控制器中的双驱动轴驱动临界阈值所对应的加速踏板角度）时，整车控制器控制汽车自动调整为两轴驱动，即整车控制器同时调用两驱动轴上的四个驱动电机控制器，并联合四个驱动电机控制器分别控制两驱动轴上的四个驱动电机驱动相应电动轮平稳加速，直至汽车速度达到驾驶员意图速度V后，保持四个驱动电机的工作参数和运动参数不变，汽车以速度V匀速前行。

（2）电动汽车在前行时，整车控制器根据加速踏板角度α进行提速及其加速度大小调整，调整原理如下：

电动汽车在单轴驱动加速或匀速行驶过程中，每隔时间Δt1，整车控制器接收加速踏板角度α增大信息，当加速踏板角度α满足α>α1时，整车控制器进行提速及其加速度大小调整，即整车控制器先联合第一驱动轴上的两个驱动电机控制器，保持该轴两个驱动电机的工作参数和运动参数保持不变，再调用第二驱动轴上的两个驱动电机控制器并联合这两个驱动电机控制器驱动两个相应电动轮平稳加速，直至第二驱动轴上的电动轮转速达到第一驱动轴上的电动轮转速，然后整车控制器同时联合两驱动轴上的四个驱动电机控制器，分别控制四个驱动电机驱动相应电动轮平稳加速，直至汽车速度达到当前加速踏板角度α所对应的驾驶员意图速度V后，保持四个驱动电机的工作参数和运动参数不变，电动汽车以速度V匀速前行；

电动汽车在双轴驱动加速或匀速行驶过程中，每隔时间Δt2，整车控制器接收加速踏板角度α增大信息，当加速踏板角度α满足α≤α2时，整车控制器进行提速及其加速度大小调整，即整车控制器同时调用两驱动轴上的四个驱动电机控制器，并联合四个驱动电机控制器分别控制两驱动轴上的四个驱动电机驱动相应电动轮平稳加速，直至汽车速度达到驾驶员意图速度V后，保持四个驱动电机的工作参数和运动参数不变，汽车以速度V匀速前行。

（3）电动汽车在前行时，整车控制器根据加速踏板角度α进行降速及其减速度大小调整，调整原理如下：

电动汽车在两轴四轮驱动前行过程中，每隔时间Δt3，整车控制器接收加速踏板角度α减小信息，当加速踏板角度α满足α>α1时，整车控制器进行降速及其减速度大小调整，即整车控制器同时联合四个驱动电机控制器分别控制相应四个驱动电机，使相应四个电动轮同步平稳减速，直至当前汽车速度降低至驾驶员意图速度V，保持四个驱动电机的工作参数和运动参数不变，电动汽车以速度V匀速前行；当加速踏板角度α不满足α>α1时，整车控制器进行降速及其减速度大小调整，即整车控制器先联合四个驱动电机控制器分别控制四个驱动电机使四个电动轮同步平稳减速，直至当前汽车速度降低至加速踏板角度α1所对应的第一驱动轴相应的阈值速度，整车控制器先控制第二驱动轴上的两个驱动电机断电以停止驱动，使该轴上的电动轮作为从动轮，然后整车控制器联合第一驱动轴上的两个驱动电机控制器控制该轴上的两个驱动电机使相应电动轮同步平稳继续减速，直至当前汽车速度降低至驾驶员的意图速度V后，保持第一驱动轴的两个驱动电机的工作参数和运动参数不变，电动汽车以速度V匀速前行。

电动汽车在单轴两轮驱动前行过程中，每隔时间Δt4，整车控制器接收加速踏板角度α减小信息，整车控制器进行降速及其减速度大小调整，即整车控制器联合驱动该轴上的两个驱动电机控制器分别控制该轴上两个驱动电机驱动相应电动轮同步平稳减速，直至当前汽车速度降低至驾驶员的意图速度V，保持该轴的两个驱动电机的工作参数和运动参数不变，电动汽车以速度V匀速前行。

上述加速踏板角度预设值α1和加速踏板角度预设值α2均为根据电动汽车车辆类型，汽车前轴驱动电机功率大小、汽车后轴驱动电机的功率大小及其两者比值大小，以及加减速平稳原则综合确定。

电动汽车前行或者后退时，四个轮速传感器、前测距传感器、后测距传感器分别将四个电动轮的转速信息、与前方物体距离信息及与后方物体距离信息发送给整车控制器，整车控制器控制执行如下动作：

（4）电动汽车在以第一驱动轴上的两个电动轮作为驱动轮、并以第二驱动轴上的两个电动轮作为从动轮前行或者后退时，整车控制器根据四个轮速传感器的转速信息进行驱动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救：

汽车以前轴为第一驱动轴前进时：每隔时间Δt5，整车控制器接收四个轮速传感器的转速信息，当前驱动轮与从动轮的转速差值大于等于Δw1（Δw1为预设于整车控制器中的第一转速差预设值）时，整车控制器执行驱动轮陷入低附着地时的解救动作，即整车控制器先立即联合第一驱动轴上的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮转动，再立即联合制动系统控制器使四个电动轮平稳抱闸直至电动轮不动，整车控制器再根据前测距传感器和后测距传感器采集的距离信息，在电动汽车不会与其它物体产生碰撞情况下，整车控制器立即控制启动电动汽车的双闪灯警示周边，同时联合第二驱动轴上的两个驱动电机控制器分别控制该轴上的两个驱动电机驱动相应电动轮，以与刚才电动轮相反方向的预设速度w3平稳转动以让汽车后退离开低附着地、沙坑或者塌陷地，直至电动汽车驶离一段路程s1后，整车控制器再通过第二驱动轴的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮，并联合制动系统控制器控制四个电动轮抱闸停车，然后停止双闪灯工作；

汽车以后轴为第一驱动轴前进时：每隔时间Δt5，整车控制器接收四个轮速传感器的转速信息，当前驱动轮与从动轮的转速差值大于等于Δw1（Δw1为预设于整车控制器中的第一转速差预设值）时，整车控制器执行驱动轮陷入低附着地时的解救动作，即整车控制器先立即联合第一驱动轴上的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮转动，再立即联合第二驱动轴上的两个驱动电机控制器分别控制该轴上的两个驱动电机驱动相应电动轮，以与刚才电动轮相同方向的预设速度w3平稳转动以让汽车继续前进离开低附着地、沙坑或者塌陷地，直至电动汽车驶离一段路程s1后，整车控制器再获取前测距传感器和后测距传感器采集的距离信息，判断电动汽车不会与其它物体产生碰撞时，整车控制器立即控制启动电动汽车的双闪灯警示周边，整车控制器再通过第二驱动轴的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮，并联合制动系统控制器控制四个电动轮抱闸停车，然后停止双闪灯工作；

汽车以后轴为第一驱动轴后退时：每隔时间Δt5，整车控制器接收四个轮速传感器的转速信息，当前驱动轮与从动轮的转速差值大于等于Δw1（Δw1为预设于整车控制器中的第一转速差预设值）时，整车控制器执行驱动轮陷入低附着地时的解救动作，即整车控制器先立即联合第一驱动轴上的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮转动，再联合制动系统控制器使四个电动轮平稳抱闸直至电动轮不动，整车控制器再根据前测距传感器和后测距传感器采集的距离信息，在电动汽车不会与其它物体产生碰撞情况下，整车控制器立即控制启动电动汽车的双闪灯警示周边，同时联合第二驱动轴上的两个驱动电机控制器分别控制该轴上的两个驱动电机驱动相应电动轮，以与刚才电动轮相反方向的预设速度w3平稳转动以让汽车前进离开低附着地、沙坑或者塌陷地，直至电动汽车驶离一段路程s1后，整车控制器再通过第二驱动轴的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮，并联合制动系统控制器控制四个电动轮抱闸停车，然后停止双闪灯工作；

汽车以前轴为第一驱动轴后退时：每隔时间Δt5，整车控制器接收四个轮速传感器的转速信息，当前驱动轮与从动轮的转速差值大于等于Δw1（Δw1为预设于整车控制器中的第一转速差预设值）时，整车控制器执行驱动轮陷入低附着地时的解救动作，即整车控制器先立即联合第一驱动轴上的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮转动，接着立即启动电动汽车的双闪灯警示周边，同时立即联合第二驱动轴上的两个驱动电机控制器分别控制该轴上的两个驱动电机驱动相应电动轮，以与刚才电动轮相同方向的预设速度w3平稳转动以让汽车继续后退离开低附着地、沙坑或者塌陷地，直至电动汽车驶离一段路程s1后，整车控制器再通过第二驱动轴的两个驱动电机控制器使相应两个驱动电机断电、停止驱动相应电动轮，并联合制动系统控制器控制四个电动轮抱闸停车，然后停止双闪灯工作；

（5）电动汽车在以两驱动轴上的四个电动轮作为驱动轮前行或者后退时，整车控制器根据四个轮速传感器的转速信息进行驱动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救：

电动汽车在前行时：每隔时间Δt6，整车控制器接收四个轮速传感器的转速信息，当前行时的前轴电动轮与后轴电动轮的转速差值大于Δw2（Δw2为预设于整车控制器中的第二转速差预设值）时，整车控制器执行驱动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救，即整车控制器先立即联合两驱动轴上的四个驱动电机控制器，让四个驱动电机驱动断电、停止驱动相应电动轮，再立即联合制动系统控制器控制四个电动轮平稳抱闸直至电动轮不动，整车控制器再根据前测距传感器和后测距传感器采集的距离信息，在电动汽车不会与其它物体产生碰撞的情况下，整车控制器立即控制启动电动汽车的双闪灯警示周边；同时，整车控制器立即联合后轴的两个驱动电机控制器控制相应两个驱动电机驱动相应电动轮以与刚才电动轮相反方向的预设速度w3转动，使汽车平稳后退以离开低附着地、沙坑或者塌陷地，直至电动汽车驶离一段路程s2后，整车控制器联合驱动电机控制器控制相应驱动电机停止驱动相应电动轮，并联合制动系统控制器控制四个电动轮抱闸停车，然后停止双闪灯工作；

电动汽车在后退时：每隔时间Δt6，整车控制器接收四个轮速传感器的转速信息，当后退时的后轴电动轮与前轴电动轮的转速差值大于Δw3（Δw3为预设于整车控制器中的第三转速差预设值）时，整车控制器执行驱动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救，即整车控制器先立即联合两驱动轴上的四个驱动电机控制器，让四个驱动电机驱动断电、停止驱动相应电动轮，再立即联合制动系统控制器控制四个电动轮平稳抱闸直至电动轮不动，整车控制器再根据前测距传感器和后测距传感器采集的距离信息，在电动汽车不会与其它物体产生碰撞的情况下，整车控制器立即控制启动电动汽车的双闪灯警示周边；同时，整车控制器立即联合前轴的两个驱动电机控制器控制相应两个驱动电机驱动相应电动轮以与刚才电动轮相反方向的预设速度w3转动，使汽车平稳前进以离开低附着地、沙坑或者塌陷地，直至电动汽车驶离一段路程s2后，整车控制器联合驱动电机控制器控制相应驱动电机停止驱动相应电动轮，并联合制动系统控制器控制四个电动轮抱闸停车，然后停止双闪灯工作。

上述第一转速差预设值Δw1、第二转速差预设值Δw2、第三转速差预设值Δw3均为根据车型、轮胎外形和道路条件进行实验验证确定的预设值，用于判断电动汽车前轴或后轴是否陷入低附着地、沙坑或者塌陷地；路程s1和路程s2、预设速度w3均根据车型、轮胎外形与道路状况预先设定。

上述第一驱动轴为汽车前轴时，则第二驱动轴为汽车后轴；上述第一驱动轴为汽车后轴时，则第二驱动轴为汽车前轴。

以上描述不应对本实用新型的保护范围有任何限定。

Claims (3)

1.一种电动汽车驱动控制系统，所述电动汽车包括加速踏板、制动踏板、两个驱动轴、安装在两个驱动轴两端上的带有各自驱动电机的四个电动轮，其特征在于：所述电动汽车驱动控制系统包括与整车控制器以及分别与整车控制器连接的制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器；所述四个驱动电机控制器分别与四个电动轮的四个驱动电机连接，四个轮速传感器分别用于检测四个电动轮转速，制动系统控制器与制动踏板连接，制动踏板角度传感器用于检测制动踏板转动角度，加速踏板角度传感器用于检测加速踏板转动角度；所述电动汽车通过加速踏板改变加速踏板转动角度，以调整为单轴驱动或者两轴驱动，以进行启动加速、行驶提速及其速度大小调整或者进行行驶降速及其速度大小调整，以进行电动轮陷入低附着地、沙坑或者塌陷地时的解救。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动控制系统，其特征在于：所述整车控制器分别与制动系统控制器、制动踏板角度传感器、加速踏板角度传感器、前测距传感器、后测距传感器、四个轮速传感器和四个驱动电机控制器直接连接或者通过CAN总线连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动控制系统，其特征在于：所述四个电动轮分别为前轴左电动轮、前轴右电动轮、后轴左电动轮和后轴右电动轮；所述四个驱动电机分别为前轴左驱动电机、前轴右驱动电机、后轴左驱动电机和后轴右驱动电机；所述四个驱动电机控制器分别为前轴左驱动电机控制器、前轴右驱动电机控制器、后轴左驱动电机控制器和后轴右驱动电机控制器；所述四个轮速传感器分别为前轴左电动轮轮速传感器、前轴右电动轮轮速传感器、后轴左电动轮轮速传感器和后轴右电动轮轮速传感器。