專利名稱：獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及四輪驅(qū)動電動汽車控制系統(tǒng)，特別是涉及一種獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：
隨著大功率的發(fā)動機的飛速發(fā)展，為了最大限度地傳遞驅(qū)動力，提高汽車在各種路面上行駛的加速性和通過性，廣泛都采用四輪驅(qū)動(4WD)控制技術(shù)。然而，由于能源危機和環(huán)境污染等問題，電動汽車得到了越來越廣泛的研究與發(fā)展。因此，輪轂電機四輪獨立驅(qū)動式電動汽車已經(jīng)成為研究的熱點。輪轂驅(qū)動電機徹底改變了汽車傳統(tǒng)的驅(qū)動方式，電動機安裝在車輪的輪轂內(nèi)，電機的轉(zhuǎn)子為外轉(zhuǎn)子，輸出轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動車輪，舍棄了傳統(tǒng)的離合器、減速器、驅(qū)動橋、差速器等機械部件，使整車質(zhì)量減輕，降低了機械傳動損耗，并具有靈活的行駛特性。
專利申請200710012865.X提出了一種電動四輪驅(qū)動汽車，其通過駕駛員的操作控制四個獨立驅(qū)動機構(gòu)組成的驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)對四個車輪的獨立驅(qū)動和制動。但是，在追求高性能行駛的同時，對安全要求也就越來越高。在出現(xiàn)例如某個車輪的電機故障、車輪打滑、爆胎或車輪抱死等各種故障，導(dǎo)致車輪偏離原來的方向，或者因地面不平或車輪下存在障礙物導(dǎo)致車輛出現(xiàn)非人為轉(zhuǎn)向，或者車輛在上、下坡等工況下，需要根據(jù)車輪的工況合理分配或控制四個車輪的驅(qū)動力/制動力，但是目前沒有一種根據(jù)車輪的工況進行驅(qū)動力/制動力自動、合理分配或控制的方案，實現(xiàn)四個車輪的靈活獨立驅(qū)動和/或制動來輔助駕駛員進行安全驅(qū)動制動操作。
因此，目前亟需一種能夠靈活實現(xiàn)車輪獨立驅(qū)動和/或制動的技術(shù)，以提高汽車的主動安全性。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題之一。
為此，本發(fā)明的實施例提出一種能夠根據(jù)工況靈活合理地分配驅(qū)動力和制動力，實現(xiàn)獨立四驅(qū)電動汽車的主動安全性驅(qū)動/制動的系統(tǒng)和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明實施例提供了一種獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，包括多個工況檢測裝置，分別檢測電動汽車的各種工況信號；控制裝置，對所述檢測工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號；和驅(qū)動電機驅(qū)動器和制動裝置驅(qū)動器，根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動方法，包括以下步驟利用多個工況檢測裝置分別檢測電動汽車的各種工況信號；對所述檢測工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號；和根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出。
本發(fā)明通過結(jié)合多個工況檢測裝置對四輪獨立驅(qū)動電動汽車的各個車輪及車身整體的各種狀況進行檢測，并結(jié)合工況檢測信號進行判斷和控制，使得在遇到突發(fā)情況或者潛在隱患時，能夠輔助駕駛員根據(jù)工況來靈活合理分配驅(qū)動力和制動力，從而實現(xiàn)對四輪獨立驅(qū)動電動汽車的安全輔助驅(qū)動制動，以起到提高汽車的主動安全性的作用。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。



本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中 圖1為本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2顯示了獨立四驅(qū)電動汽車出現(xiàn)非人為偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的示意圖； 圖3顯示圖2實施例利用本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車驅(qū)動/制動系統(tǒng)調(diào)整的車輛行駛軌跡示意圖； 圖4顯示了獨立四驅(qū)電動汽車處于爬坡狀態(tài)的示意圖； 圖5顯示圖4實施例利用本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車驅(qū)動/制動系統(tǒng)調(diào)整的車輛行駛軌跡示意圖； 圖6為本發(fā)明具體實施例的獨立四驅(qū)電動汽車輔助驅(qū)動制動系統(tǒng)方框圖； 圖7為本發(fā)明驅(qū)動電機驅(qū)動器/制動裝置驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明實施例的獨立四驅(qū)電動汽車驅(qū)動/制動系統(tǒng)各部件位置分布圖； 圖9為本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動方法的步驟流程圖；和 圖10為本發(fā)明具體實施例的獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動方法的步驟流程圖。

具體實施例方式 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
首先參考圖1，圖1為本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。如圖所示，本發(fā)明的驅(qū)動/制動系統(tǒng)包括工況檢測裝置3、控制裝置50和輪轂(驅(qū)動)電機驅(qū)動器54、制動裝置驅(qū)動器55。其中工況檢測裝置3對應(yīng)多個檢測裝置，以分別用于檢測電動汽車的各種工況信號?？刂蒲b置50對工況檢測裝置3檢測的各種工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號，并對應(yīng)輸入到驅(qū)動電機驅(qū)動器54和制動裝置驅(qū)動器55，從而驅(qū)動電機驅(qū)動器54和制動裝置驅(qū)動器55根據(jù)對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出。
如圖1的實施例所示，工況檢測裝置3例如是轉(zhuǎn)向檢測裝置70、橫擺檢測裝置40、車輪速度檢測裝置90～93、轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200和相電流檢測裝置300。橫擺檢測裝置40用于檢測電動汽車的橫向偏擺角度β，例如為橫向偏擺率傳感器(HPRS)。轉(zhuǎn)向檢測裝置70用于檢測電子汽車的轉(zhuǎn)向信息，轉(zhuǎn)向檢測裝置70例如包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器(SWPS)和轉(zhuǎn)向盤扭矩傳感器(STTS)，以分別檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角θ和轉(zhuǎn)向盤扭矩T。
車輪速度檢測裝置90～93分別設(shè)置在電動汽車各個車輪上，用于檢測對應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)速n1～n4，車輪轉(zhuǎn)速檢測裝置90～93例如為車輪速度傳感器(WSS)。轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200分別設(shè)置在電動汽車各個車輪上，用于檢測對應(yīng)車輪驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置角度γ，轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200例如為旋轉(zhuǎn)變壓器，差分輸出信號為兩路正弦信號和兩路余弦信號，從而檢測轉(zhuǎn)子位置角γ。相電流檢測裝置300檢測各個車輪的驅(qū)動電機的定子相電流信號，例如為交流電流傳感器。在一個實施例中，交流電流傳感器為兩個，以分別用于檢測三相電流中的兩相電流Ia和Ib，根據(jù)Ic＝-(Ia+Ib)可以得到定子的三相電流Ia、Ib、Ic。
控制裝置50包括數(shù)據(jù)接收單元51、數(shù)據(jù)處理單元52和控制輸出單元53，數(shù)據(jù)接收單元51接收轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號θ、轉(zhuǎn)向盤扭矩信號T、橫向偏擺角信號β、轉(zhuǎn)子位置角信號γ、定子相電流Ia和Ib、四個車輪轉(zhuǎn)速信號n1～n4并獲取當(dāng)前時刻車速v，并將各種工況檢測信號發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元52進行分析判斷，分別計算出各個車輪驅(qū)動電機和制動裝置電機的控制波形信號。
控制輸出單元53將數(shù)據(jù)處理單元52計算出的各個輪轂電機控制波形和制動裝置電機控制波形分別送到輪轂電機驅(qū)動器54和制動裝置電機驅(qū)動器55?？刂戚敵鰡卧?3可以分為驅(qū)動力控制輸出模塊(圖中未示出)和制動力控制輸出模塊(圖中未示出)。其中，驅(qū)動力控制輸出模塊將數(shù)據(jù)處理單元52計算得到的驅(qū)動控制波形信號進行調(diào)制后輸出到四個輪轂電機驅(qū)動器54上，來控制四個輪轂電機運轉(zhuǎn)。制動力控制輸出模塊將數(shù)據(jù)處理單元52計算得到的制動控制波形信號進行調(diào)制后輸出到制動裝置驅(qū)動器55上，來控制四個輪轂電機制動裝置進行四輪獨立制動。制動力控制輸出模塊也可以采用電子穩(wěn)定系統(tǒng)(EPS)或電子制動分配系統(tǒng)(EBD)、防抱死系統(tǒng)(ABS)來實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)處理單元52可以包括第一處理單元(圖中未顯示)和第二處理單元(圖中未顯示)。第一處理單元根據(jù)轉(zhuǎn)速n1～n4計算各個車輪當(dāng)前時刻的轉(zhuǎn)速與上一時刻轉(zhuǎn)速的差值，根據(jù)各個車輪轉(zhuǎn)速計算得到當(dāng)前的線速度，并確定各個線速度與電動汽車當(dāng)前車身速度的差值。
例如，第一處理模塊根據(jù)公式

從檢測到的轉(zhuǎn)速分別計算得到各個車輪的線速度，其中d為車輪直徑；再根據(jù)公式ΔV1＝V1-1-V1-2計算得到各個車輪的速差，其中V1-1為當(dāng)前時刻車速，V1-2為上一時刻車速。
另外，第一處理單元根據(jù)各個電機的轉(zhuǎn)子角度信號γ和定子相電流信號Ia和Ib計算各個車輪驅(qū)動電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，通過和預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩比較，可計算驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的差值。
這里，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的差值是通過相電流檢測裝置300測得的三相電流值Ia、Ib、Ic以及轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200檢測的轉(zhuǎn)子位置角度值γ對應(yīng)確定的直軸實際電流id和交軸實際電流iq，與根據(jù)發(fā)電機角速度

和發(fā)電機控制轉(zhuǎn)矩值T，確定的直軸目標(biāo)電流id*和交軸目標(biāo)電流iq*體現(xiàn)的。
第一處理單元根據(jù)三相電流值Ia、Ib、Ic和轉(zhuǎn)子位置角度值γ，可計算出各個電機轉(zhuǎn)子的直軸實際電流id和交軸實際電流iq。例如，令電機轉(zhuǎn)子直軸為d軸、沿順時針方向滯后直軸90°電角度的交軸為q軸、直軸和交軸實際電流分別為id、iq，通過克拉克(CLARKE)變換和帕克(PARK)變換，按照下式計算出電機轉(zhuǎn)子的直軸實際電流id和交軸實際電流iq。

根據(jù)電機角速度

和電機控制轉(zhuǎn)矩值T，第一處理單元能夠計算出直軸目標(biāo)電流id*和交軸目標(biāo)電流iq*。其中，根據(jù)電機角速度

計算出直軸目標(biāo)電流id*，根據(jù)IPM和輪轂電機的特性而設(shè)定電機的交軸電流最大值iqmax，iqmax的設(shè)定要根據(jù)IPM的最大工作電流和電機的不同工況確定。然后再根據(jù)電機控制轉(zhuǎn)矩值T、電機最大轉(zhuǎn)矩值Tmax和交軸電流最大值iqmax按照下式 計算得出對應(yīng)的交軸目標(biāo)電流iq*，其中電機最大轉(zhuǎn)矩值Tmax對于給定電機是已知的。
然后，第一處理單元根據(jù)直軸目標(biāo)電流id*和交軸目標(biāo)電流iq*、直軸實際電流id和交軸實際電流iq分別求出直軸目標(biāo)電流id*和直軸實際電流id的差值、交軸目標(biāo)電流iq*和交軸實際電流iq的差值。
第一處理模塊首先根據(jù)所述交軸、直軸的電流差值可以確定所需直軸電壓ud和所需交軸電壓uq。來調(diào)整輪轂電機回復(fù)到正常運行速度。其中，第一處理模塊通過比例積分(PI)調(diào)節(jié)得到所需直軸電流id′和所需交軸電流iq′，所述PI調(diào)節(jié)過程以及PI調(diào)節(jié)器的數(shù)學(xué)模型為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。
然后，再根據(jù)所需直軸電流id′和所需交軸電流iq′，按照下式計算出所需直軸電壓ud和所需交軸電壓uq

其中，Ld為直軸感抗，Lq為交軸感抗，Ψ為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈，R為發(fā)電機阻抗，這些值均為給定發(fā)電機的常數(shù)。
第一處理單元將車載電池的總電壓與計算出的ud、uq的合成矢量us進行比較，利用電池總電壓對us限幅，然后對限幅后的us′進行矢量分解，得到的ud′、uq′作為所需直軸電壓ud、所需交軸電壓uq。第一處理單元根據(jù)所需直軸電壓ud、所需交軸電壓uq以及轉(zhuǎn)子位置角度值θ，通過克拉克反變換和帕克反變換，按照下式計算出所需三相電壓ua、ub、uc的值
第二處理單元根據(jù)轉(zhuǎn)速差值、線速度差值、橫向偏擺角度信號和轉(zhuǎn)向信息判斷電子汽車是否出現(xiàn)非人為轉(zhuǎn)向，或者車輛本身是否出現(xiàn)故障，例如根據(jù)不同時刻的速度差值判斷車輪電機是否不轉(zhuǎn)動，空轉(zhuǎn)或脫離等。例如當(dāng)橫擺偏擺率傳感器(HPRS)檢測到車輛有偏擺，而此時轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器(SWPS)、轉(zhuǎn)向盤扭矩傳感器(STTS)沒有檢測到轉(zhuǎn)向信息，即沒有轉(zhuǎn)向角或者有轉(zhuǎn)角沒有轉(zhuǎn)矩，第二處理單元則據(jù)此判斷某一車輪存在非人為轉(zhuǎn)向。根據(jù)檢測的偏擺信息和速度差值可以進一步確定非人為轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的車輪。若第二處理單元判斷某一車輪的橫擺角度過大，或者車輪的線速度與其他各個車輪的線速度差別較大，則判斷該車輪可能出現(xiàn)例如轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、脫離或空轉(zhuǎn)等故障。
因此，第二處理單元可以根據(jù)橫向偏擺角度信號、當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號以及第一處理單元確定的所需三相電壓ua、ub、uc的值，計算出對應(yīng)于三相的脈寬調(diào)制控制波形的占空比來確定各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號、制動控制信號對應(yīng)的脈寬調(diào)制控制波形。第二處理模塊根據(jù)具體的工況確定脈寬調(diào)制控制波形，例如根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向角θ和轉(zhuǎn)向盤扭矩T可以調(diào)節(jié)PWM波形的幅值、相位、占空比來實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向。
并且例如根據(jù)橫向偏擺角β對應(yīng)的偏擺率和偏擺加速度可以調(diào)節(jié)PWM波形來實現(xiàn)快速響應(yīng)，保證車輛迅速回到正確的方向。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的驅(qū)動/制動系統(tǒng)作出詳細(xì)說明，圖2顯示了獨立四驅(qū)電動汽車出現(xiàn)非人為偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，車輛在沒有出現(xiàn)故障也無人為轉(zhuǎn)向操作時，車輛將沿原方向行駛。如果車輪出現(xiàn)電機故障或車輪打滑、抱死等現(xiàn)象，車輛將會偏離原來的方向。如圖2所示，假如車輪A的電機出現(xiàn)故障，在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，車輛在沒有人為干預(yù)的情況下將會向左側(cè)偏轉(zhuǎn)甚至打轉(zhuǎn)。
當(dāng)車輪A出現(xiàn)故障，車輛的各個檢測裝置通過檢測車輛的狀況，得到各個車輪的轉(zhuǎn)速n1～n4和此時刻車輛的速度v?？刂蒲b置50通過比較車輪當(dāng)前時刻轉(zhuǎn)速與上一時刻轉(zhuǎn)速的之差，以及車輪轉(zhuǎn)速計算得到的車輪線速度與車輛速度的差別和車輛上橫擺角傳感器檢測的橫擺角度β來判明故障原因。在一個實施例中，本發(fā)明的驅(qū)動/制動系統(tǒng)還可以包括報警裝置80，用于在出現(xiàn)車輛故障時向控制裝置50發(fā)送故障信號，并由控制裝置50控制發(fā)出報警信號，提醒人為干預(yù)。此時，控制裝置50會根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200檢測到的轉(zhuǎn)子位置角γ和相電流檢測裝置300檢測到的相電流Ia和Ib，得到當(dāng)前車輪的轉(zhuǎn)子扭矩，通過和正常運行需要的扭矩相比較，計算得到各個車輪的驅(qū)動PWM控制信號和制動PWM控制信號。然后將對應(yīng)的控制信號輸入到對應(yīng)的輪轂電機驅(qū)動器和制動裝置驅(qū)動器中，來控制對應(yīng)車輪輪轂電機的驅(qū)動力和制動裝置的制動力的輸出。同時，通過例如轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200和相電流檢測裝置300等對當(dāng)前車輪電機轉(zhuǎn)子和相電流的實時檢測信號反饋，以及控制裝置50結(jié)合反饋的檢測信號再次進行計算和比較得到相應(yīng)PWM控制信號從而通過這樣的控制使得車輛迅速恢復(fù)原來的行駛速度和方向。
本實施例中可以采取使B輪制動，或者減小B輪的驅(qū)動力，來保證車輪以先前的速度和方向前進。
另外，工況檢測裝置還可以包括障礙物距離檢測裝置30～33，用于檢測電動汽車前、后、左及右的障礙物距離，障礙物距離檢測裝置例如是超聲波輔助系統(tǒng)(UPA)。在車輪A出現(xiàn)上述非人為偏轉(zhuǎn)時，控制裝置50還可以進一步結(jié)合檢測到的前后左右障礙物距離L1～L4進行分析判斷，采取使B輪制動的同時根據(jù)L1和L2來適當(dāng)?shù)卦黾覥和D兩輪的驅(qū)動力，在L1為安全距離時可以適當(dāng)增加C和D的驅(qū)動力，在L2為安全距離時可以適當(dāng)?shù)販p小C和D的驅(qū)動力；或者在減小B輪的驅(qū)動力的同時，增加C輪的驅(qū)動力來調(diào)節(jié)車輛的行駛方向；還可以在L3為安全距離的情況下適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)B輪的制動力或驅(qū)動力進行轉(zhuǎn)向，?？康铰愤呥M行車輛檢修。
控制裝置50的核心控制裝置(第一處理單元和第二處理單元)進行分析，根據(jù)工況來選擇最合理經(jīng)濟的方案，調(diào)整車輪運行狀況，使車輪迅速恢復(fù)到正常行駛狀態(tài)。從而可以實現(xiàn)安全的驅(qū)動制動，還可以減少車輪與制動裝置和地之間的摩擦，起到減少能源浪費，保護車輪的作用。
車輪打滑、爆胎或者車輪抱死的情況和上面所述的類似，可以進行類似的控制。
另外，由于車輛行駛的工況極其復(fù)雜，如地面不平或者車輪下有障礙物，使得車輛的四個車輪受到的阻力不同，車輛也會在行駛的過程中出現(xiàn)非人為轉(zhuǎn)向。當(dāng)控制裝置50根據(jù)橫擺偏擺率傳感器(HPRS)和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器(SWPS)、轉(zhuǎn)向盤扭矩傳感器(STTS)的檢測信號判斷車輛出現(xiàn)非人為轉(zhuǎn)向，則控制裝置50需要進行相應(yīng)的驅(qū)動/制動控制。
下面結(jié)合圖3的實施例加以說明，圖3顯示圖2實施例利用本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車驅(qū)動/制動系統(tǒng)調(diào)整的車輛行駛軌跡示意圖。如果橫擺偏擺率傳感器(HPRS)檢測到車輛有向左的偏擺，即車輛有左轉(zhuǎn)，此時，控制裝置50的數(shù)據(jù)接收單元51接收車輛的橫向偏擺角β信號、車輪轉(zhuǎn)速n1～n4信號、前后左右障礙物距離L1～L4信號，并送到數(shù)據(jù)處理單元52進行分析判斷，并根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200檢測到的轉(zhuǎn)子位置角γ和相電流檢測裝置300檢測到的相電流Ia和Ib，分別計算出各個車輪的驅(qū)動PWM控制信號和制動PWM控制信號，對四個車輪進行制動力和驅(qū)動力分配。車輛出現(xiàn)左偏，假設(shè)是A車輪陷坑減速或者被障礙物阻滯，可以采取適當(dāng)?shù)卦黾覣輪的驅(qū)動力或者增加B輪的制動力，也可以兩者配合。根據(jù)前后障礙物距離L1和L2來看是否需要增加C和D輪的驅(qū)動力和制動力，這樣可以使車輛迅速的回正方向前行，車輛也可以根據(jù)L2和L3來判斷選擇左偏或右偏來躲避障礙物。出現(xiàn)右偏則控制原理和左偏相似，這里不再贅述。
例如，控制裝置50根據(jù)檢測的障礙物距離L1～L4與臨界安全距離LS比較，求得正常行駛下的安全裕量ΔL＝L-LS，并據(jù)此可以調(diào)節(jié)PWM波形。其中ΔL大，則可以采用加大驅(qū)動力，減小制動力來調(diào)整；ΔL小，則可以采用減小驅(qū)動力，增大制動力，甚至緊急制動來調(diào)整，從而改變PWM的波形實現(xiàn)對應(yīng)的控制。
在一個實施例中，本發(fā)明的工況檢測裝置還包括傾角檢測裝置100，用于檢測電動汽車上、下坡的坡度傾角。從而控制裝置50在車輛上坡、下坡時可以根據(jù)坡度來合理的控制四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動和制動。
圖4顯示了獨立四驅(qū)電動汽車處于爬坡狀態(tài)的示意圖，圖5顯示了圖4實施例利用本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車驅(qū)動/制動系統(tǒng)調(diào)整的車輛行駛軌跡示意圖。
當(dāng)傾角檢測裝置100檢測到有傾角信號時，控制裝置50判斷車輛是上坡還是下坡?？刂蒲b置50還結(jié)合轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200檢測的轉(zhuǎn)子位置角度γ、相電流檢測裝置300檢測的相電流Ia和Ib(Ic＝Ia+Ib)、超聲波輔助系統(tǒng)(UPA)檢測的前后障礙物距離L1和L2和傾角檢測裝置100檢測到的傾角δ，即對應(yīng)圖7中車輛的上、下坡角度，分析分別計算出四個車輪的驅(qū)動脈寬調(diào)制(PWM)控制波形信號和制動PWM控制波形信號，對四個車輪進行獨立的驅(qū)動制動控制。
在下坡路段，當(dāng)L1為安全距離時，可以適當(dāng)?shù)胤啪徿囁?，根?jù)橫擺角信號來增大相應(yīng)車輪的回饋制動力；當(dāng)L2為安全距離時，可以適當(dāng)?shù)丶涌煨旭偹俣?，根?jù)橫擺角減小相應(yīng)車輪的回饋制動力。在上坡路段，控制方法類似，可以改變相應(yīng)車輪的驅(qū)動力來實現(xiàn)安全運行。
本系統(tǒng)中可以既包括檢測橫擺角的裝置40，又包括檢測傾角的裝置100，因此當(dāng)車輛上下坡前進時，在沒有人為轉(zhuǎn)向操作，也沒有故障報警時，當(dāng)橫擺角傳感器檢測到有橫擺角信號，傾角傳感器檢測到存在傾角時，即判斷車輛在坡道上有被動轉(zhuǎn)向。
如圖5實施例所示，在車輛出現(xiàn)左偏時，車輛的橫擺檢測裝置40檢測橫擺角β，控制裝置50的數(shù)據(jù)接收單元51還接收超聲波輔助系統(tǒng)(UPA)檢測前后障礙物距離L1～L4、車輪速度傳感器(WSS)檢測到的車輪速度n1～n4、轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200檢測的轉(zhuǎn)子位置角度γ、相電流檢測裝置300檢測的相電流Ia和Ib，數(shù)據(jù)處理單元52則根據(jù)前后左右障礙物距離L1～L4和橫擺角β，由輪轂電機轉(zhuǎn)子位置角度γ、相電流Ia和Ib計算出各個輪轂電機PWM控制波形信號，根據(jù)傾角δ和橫擺角β計算出各個制動電機PWM控制波形信號；由控制輸出單元53輸出控制信號來控制車輛回正運行。本實施例中，控制裝置50可以適當(dāng)增加A車輪或C車輪的驅(qū)動力或減小它們的回饋制動力；也可以適當(dāng)增大B車輪或C車輪的回饋制動力或減小它們的驅(qū)動力。其他被動轉(zhuǎn)向情況控制于此類似，控制模式基本相同。在此工況下，控制裝置50根據(jù)各種工況采取對應(yīng)的控制。
在一個實施例中，上述的各個工況檢測裝置與控制裝置50、驅(qū)動電機驅(qū)動器54和制動裝置驅(qū)動器55之間通過CAN總線7進行通訊連接。如圖6所示，工況檢測裝置將檢測到的機械信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柾ㄟ^CAN總線7傳送給控制裝置50的數(shù)據(jù)接收單元51。輪轂電機驅(qū)動器54和制動裝置驅(qū)動器55通過CAN總線7接受來自控制裝置50的PWM控制信號，控制輪轂電機和制動裝置的驅(qū)動力/制動力輸出。
各個工況檢測裝置3的檢測信號不是用機械傳動機構(gòu)傳輸，而是通過CAN總線7將轉(zhuǎn)向盤檢測裝置檢測到的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角θ和轉(zhuǎn)向盤扭矩T、橫擺檢測裝置40檢測到的橫向偏擺角β、傾角檢測裝置100檢測到的傾角δ、轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200檢測到的轉(zhuǎn)子位置角γ、電流傳感器檢測到的定子相電流Ia和Ib、障礙物距離檢測裝置30～33檢測到的四周障礙物距離L1～L4、車輪速度檢測裝置90～93檢測到的車輪轉(zhuǎn)速n1～n4等信號傳輸給數(shù)據(jù)接收單元51，數(shù)據(jù)處理單元52根據(jù)需求從數(shù)據(jù)接收單元51獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行分析計算，分別計算出輪轂電機和制動電機PWM控制波形信號，控制驅(qū)動力和制動力輸出，實現(xiàn)輔助驅(qū)動制動功能。
如圖6所示，控制裝置50的功能是實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制和管理。系統(tǒng)中主要有電源模塊4，它帶有備用電路模塊，以保證電源的可靠性。電源模塊主要有兩部分，一部分是作為驅(qū)動電機和制動電機控制驅(qū)動電路電源，主要有+15V和-10V。另一部分是作為工況檢測裝置3、控制裝置50的核心控制集成電路器件及其外圍電路供電的電源，主要有+5V和+3.3V。CAN收發(fā)器6與控制裝置50的核心控制模塊56(對應(yīng)數(shù)據(jù)處理單元52和控制輸出單元53)和工況檢測裝置3相連，使得系統(tǒng)能與車身網(wǎng)絡(luò)進行通訊，把一些檢測信號和故障信號送出，并從車身網(wǎng)絡(luò)接收車速、轉(zhuǎn)向等信號。
報警裝置80與核心控制模塊56相連，以便將故障信號及時送出。工況檢測裝置3分別用于采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角θ和轉(zhuǎn)向盤扭矩T、橫向偏擺角β、傾角δ、轉(zhuǎn)子位置角γ、定子電流Ib和Ia、障礙物距離L1～L4、車輪轉(zhuǎn)速n1～n4并轉(zhuǎn)換成電信號，數(shù)據(jù)接收單元51接收工況檢測裝置3檢測的信號并送到核心控制模塊56進行分析計算，通過計算得到驅(qū)動和制動控制波形信號。核心控制模塊56的PWM波形發(fā)生器產(chǎn)生PWM波，通過CAN總線7把PWM控制信號送到輪轂電機驅(qū)動器54和制動裝置驅(qū)動器55中。
圖7給出了本發(fā)明一個實施例的驅(qū)動電機驅(qū)動器/制動裝置驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中圖7僅給出了一個驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機和制動裝置的驅(qū)動器結(jié)構(gòu)類似，這里不再一一描述。
假設(shè)圖7實施例顯示了輪轂電機驅(qū)動器54的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，輪轂電機驅(qū)動器54包括多個智能功率模塊(IPM)58，智能功率模塊58根據(jù)控制裝置50輸出的控制波形控制導(dǎo)通順序、導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間，從而控制輪轂電機和制動裝置的輸出。在圖示實施例中，每個IPM 58包括一個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和與每個IGBT反向并聯(lián)的續(xù)流二極管以及IGBT的保護電路(圖中未顯示)，以實現(xiàn)驅(qū)動和制動的要求。
控制裝置50根據(jù)工況檢測裝置3發(fā)送的工況檢測信號，輸出驅(qū)動控制信號和制動控制信號到輪轂電機驅(qū)動器54的IPM 58中，從而控制對應(yīng)的輪轂電機(例如輪轂電機10)的驅(qū)動力輸出。與輪轂電機10連接的轉(zhuǎn)子位置檢測裝置200和相電流檢測裝置300分別實時檢測輪轂電機10的轉(zhuǎn)子角度和相電流，并反饋到控制裝置50中?？刂蒲b置50根據(jù)接收的轉(zhuǎn)子角度和相電流以及其他工況檢測信號進行判斷，調(diào)整控制信號輸出，直至將車輛回復(fù)到正常運行狀態(tài)。
每個IPM中還包括抗干擾電路和IGBT的自保護電路(圖中未顯示)，與系統(tǒng)其他的多個模塊相連，由于車用電子電路工作環(huán)境復(fù)雜，干擾強烈，抗干擾電路和自保護電路是為系統(tǒng)安全可靠運行而設(shè)計的，抗干擾電路可以消除電路中的電磁干擾，避免功率器件的誤導(dǎo)通或不導(dǎo)通造成的安全隱患。自保護電路當(dāng)系統(tǒng)有問題時(如功率器件IGBT上、下橋臂導(dǎo)通、短路，電機過流、過溫、過壓、欠壓等)會發(fā)出報警信號并同時切斷各電機驅(qū)動電源，以確保系統(tǒng)安全。
制動裝置例如包括液壓泵電機、傳動機構(gòu)和壓力閥。通過控制液壓泵電機的輸出，調(diào)節(jié)液壓泵壓力在四個車輪壓力閥上的分配，從而通過調(diào)整壓盤與車輪之間的壓力來制動。
關(guān)于本發(fā)明實施例的獨立四驅(qū)電動汽車驅(qū)動/制動系統(tǒng)各部件位置分布可以參考圖8。如圖所示，包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器(SWPS)和轉(zhuǎn)向盤扭矩傳感器(STTS)的轉(zhuǎn)向檢測裝置70可以設(shè)置于轉(zhuǎn)向盤及其連桿上，橫擺檢測裝置40設(shè)置于車身上，傾角檢測裝置100可置于車輛底盤上，各輪轂電機轉(zhuǎn)子和定子上還分別安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器和電流傳感器，以用于檢測轉(zhuǎn)子位置角和定子相電流。例如為超聲波輔助系統(tǒng)(UPA)的障礙物距離檢測裝置30～33置于車身四周上，用于檢測車輛四周障礙物的距離信號。車輪速度檢測裝置90～93安裝在四個車輪的輪轂電機轉(zhuǎn)子上。例如控制信號傳送線60、控制裝置50、四個輪轂電機10～13、制動裝置20～23以及報警裝置80的設(shè)置可以如圖8實施例所示。
本系統(tǒng)為提高四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動制動的安全主動性和節(jié)約能源，采用了檢測工況的各種傳感器，使得在遇到突發(fā)情況或者潛在隱患時，能夠輔助駕駛員進行安全驅(qū)動制動。從而提高了四驅(qū)電動驅(qū)車的安全性，使駕駛員感到舒適輕松，還節(jié)約了能源。
圖9給出了本發(fā)明獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動方法，首先利用多個工況檢測裝置分別檢測電動汽車的各種工況信號(步驟402)，然后對所述檢測工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號(步驟404)。最后根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出(步驟406)。
下面結(jié)合圖10，對本發(fā)明具體實施例的獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動方法的步驟流程作出說明。
首先車輛的控制裝置進行程序初始化(步驟502)，然后實時接收各個工況檢測裝置發(fā)送的檢測信號數(shù)據(jù)(步驟504)。工況檢測裝置例如包括轉(zhuǎn)向檢測裝置、橫擺檢測裝置、車輪速度檢測裝置、轉(zhuǎn)子位置檢測裝置、相電流檢測裝置、傾角檢測裝置、障礙物距離檢測裝置等，以分別用于檢測電動汽車的橫向偏擺角度β，電子汽車的轉(zhuǎn)向信息，各個車輪的轉(zhuǎn)速n1～n4，各個車輪驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置角度γ，各個車輪的驅(qū)動電機的定子相電流信號，電動汽車四周的障礙物距離，和電動汽車上、下坡的坡度傾角。
對接收的各個工況檢測信號數(shù)據(jù)進行存儲(步驟506)，并根據(jù)各個工況檢測數(shù)據(jù)進行分析(步驟508)。例如通過比較檢測的車輪當(dāng)前時刻轉(zhuǎn)速與上一時刻轉(zhuǎn)速的之差，以及車輪轉(zhuǎn)速計算得到的車輪線速度與車輛速度的差別以及車輛的橫擺角度檢測信號來判斷故障原因，以及是否存在故障報警(步驟510)。例如，當(dāng)判斷某一車輪的橫擺角度過大，或者車輪的線速度與其他各個車輪的線速度差別較大，則判斷該車輪可能出現(xiàn)例如轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、脫離或空轉(zhuǎn)等故障，從而發(fā)出報警信號，提醒人為干預(yù)。
同時從各種工況檢測裝置實時檢測的存儲數(shù)據(jù)中，獲取輪轂電機的當(dāng)前轉(zhuǎn)速n1～n4(步驟512)，并計算各車輪速當(dāng)前時刻轉(zhuǎn)速與上一時刻轉(zhuǎn)速的之差ΔV1～ΔV4(步驟514)。還獲取車輛的上、下坡角度，即傾角δ(步驟516)、四周障礙物的距離L(步驟518)。根據(jù)障礙物距離計算正常行駛下的安全距離裕量ΔL(步驟520)，其中安全距離裕量ΔL＝L-LS(LS為臨界安全距離)。接著，還需要獲取車輛的整體速度(步驟522)、各個車輪驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子的位置角度γ(步驟524)，并計算得到轉(zhuǎn)子對應(yīng)的角速度

(步驟526)。另外，獲取各個車輪的驅(qū)動電機的定子相電流信號(步驟528)。
需要指出的是，上述對應(yīng)轉(zhuǎn)速、傾角、障礙物距離、車輪速度、轉(zhuǎn)子位置角和三相電流的數(shù)據(jù)的獲取不局限上述步驟順序，這些獲取步驟可以并行執(zhí)行，不存在先后順序限制。
根據(jù)獲得的各種工況檢測數(shù)據(jù)并結(jié)合故障原因進行分析判斷，分別計算出各個車輪驅(qū)動電機和制動裝置電機的控制波形信號(步驟530)。
在步驟530中，通過獲取的三相電流值Ia、Ib、Ic和轉(zhuǎn)子位置角度值γ可以確定各個車輪驅(qū)動電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，并且根據(jù)和預(yù)定的目標(biāo)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩比較的差值來計算所需的調(diào)整的參數(shù)。具體是，通過三相電流值Ia、Ib、Ic和轉(zhuǎn)子位置角度值γ可以計算出輪轂電機的直軸實際電流id和交軸實際電流iq，與根據(jù)轉(zhuǎn)子角速度

和發(fā)電機控制轉(zhuǎn)矩值T可以確定的直軸目標(biāo)電流id*和交軸目標(biāo)電流iq*。從而所述交軸、直軸的電流差值可以確定所需的直軸電壓ud和所需交軸電壓uq，來調(diào)整輪轂電機回復(fù)到正常運行速度。根據(jù)所需直軸電壓ud、所需交軸電壓uq以及轉(zhuǎn)子位置角度值θ，通過克拉克反變換和帕克反變換，計算出所需三相電壓ua、ub、uc的值。
根據(jù)三相電壓ua、ub、uc的值，計算出對應(yīng)于三相的脈寬調(diào)制控制波形的占空比來確定各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號、制動控制信號對應(yīng)的脈寬調(diào)制控制波形。根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向角θ和轉(zhuǎn)向盤扭矩T可以調(diào)節(jié)PWM波形的幅值、相位、占空比來實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向。以及根據(jù)橫向偏擺角β對應(yīng)的偏擺率和偏擺加速度可以調(diào)節(jié)PWM波形來實現(xiàn)快速響應(yīng)，保證車輛迅速恢到正確的方向。將計算出的各個輪轂電機控制波形和制動裝置電機控制波形分別送到輪轂電機驅(qū)動器和制動裝置電機驅(qū)動器中，從而控制四個輪轂電機和制動裝置的運轉(zhuǎn)。
如果通過步驟508的數(shù)據(jù)分析，判斷車輛本身不存在故障，則進一步獲取例如包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角θ和轉(zhuǎn)向盤扭矩T的車輛轉(zhuǎn)向信息(步驟532)。根據(jù)不同時刻的轉(zhuǎn)角計算車輛的轉(zhuǎn)角差值Δθ，并進行去壞值處理(步驟534)。根據(jù)轉(zhuǎn)角差值Δθ判斷是否轉(zhuǎn)向(步驟536)。
在車輛沒有轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向時，理想的轉(zhuǎn)向角θ＝0，假定轉(zhuǎn)向角θ在-90°～90°之間變化，步驟534通過兩次采樣值θ2和θ1，根據(jù)公式Δθ＝θ1-θ2可以判斷車輛的轉(zhuǎn)向方向，但是轉(zhuǎn)向角θ會隨著車輛擺動，因此在這里根據(jù)轉(zhuǎn)向盤扭矩T做如下處理給出Δθ的安全裕量和轉(zhuǎn)向盤扭矩T的安全裕量；當(dāng)Δθ在-3°～3°以內(nèi)變化，T＜Tmin時，判定轉(zhuǎn)向值異常，進行去壞值處理；只有當(dāng)T＞Tmin時，Δθ在-3°～3°以外變化，則轉(zhuǎn)向信號有效。
當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向時，則存在人為轉(zhuǎn)向控制，因此執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作(步驟544)。若沒有轉(zhuǎn)向，則獲取橫向偏擺角β(步驟538)。并計算橫向偏擺率η和橫向偏擺加速度α(步驟540)。在橫向偏擺角的數(shù)據(jù)采集周期為T時，則可以根據(jù)前次采集的偏擺角β1和本次采集的偏擺角β2來計算橫向偏擺率η和橫向偏擺加速度α，其中偏擺率η＝(β2-β1)/180°(這里，假定偏擺角β在-90°～90°之間變化)；偏擺加速度α＝(β2-β1)/T。
從而根據(jù)上述計算結(jié)果判斷車輛是否有偏擺(步驟542)。若不存在偏擺，表示車輛沒有非人為的路面狀況轉(zhuǎn)向。當(dāng)判斷存在偏擺時，則判斷某車輪存在非人為轉(zhuǎn)向。因此，需要重復(fù)步驟512至步驟530，以結(jié)合當(dāng)前的工況狀況進行判斷，得到合理的驅(qū)動電機和制動裝置的輔助控制信號。
本發(fā)明的驅(qū)動/制動方法利用各種檢測裝置對車輛狀況的檢測信號，由車輛根據(jù)工況自動調(diào)整運行狀況，迅速恢復(fù)到正常行駛狀態(tài)。實現(xiàn)四個車輪的靈活獨立驅(qū)動和/或制動來輔助駕駛員進行安全驅(qū)動制動。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，包括
工況檢測裝置，分別檢測電動汽車的各種工況信號；
控制裝置，對所述檢測工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號；和
驅(qū)動電機驅(qū)動器和制動裝置驅(qū)動器，根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述工況檢測裝置包括
橫擺檢測裝置，用于檢測電動汽車的橫向偏擺角度信號；
轉(zhuǎn)向檢測裝置，用于檢測電子汽車的轉(zhuǎn)向信息；
車輪速度檢測裝置，分別設(shè)置在電動汽車各個車輪上，用于檢測對應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)速信號；
轉(zhuǎn)子位置檢測裝置，分別設(shè)置在電動汽車各個車輪上，用于檢測對應(yīng)車輪驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置角度信號；和
相電流檢測裝置，檢測各個車輪的驅(qū)動電機的定子相電流信號。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括
第一處理單元，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號計算各個車輪當(dāng)前時刻的轉(zhuǎn)速與上一時刻轉(zhuǎn)速的差值、各個車輪的當(dāng)前線速度以及所述線速度與電動汽車當(dāng)前車身速度的差值；根據(jù)所述轉(zhuǎn)子角度信號和所述定子相電流信號計算各個車輪驅(qū)動電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；以及計算所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的差值；
第二處理單元，根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值、所述線速度差值、所述橫向偏擺角度信號和所述轉(zhuǎn)向信息判斷電子汽車是否出現(xiàn)非人為轉(zhuǎn)向或車輛故障，并根據(jù)判斷結(jié)果結(jié)合所述橫向偏擺角度信號、所述轉(zhuǎn)速信號以及所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的差值來確定各個車輪對應(yīng)的所述驅(qū)動控制信號、所述制動控制信號。
4.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述工況檢測裝置還包括障礙物距離檢測裝置，用于檢測電動汽車前、后、左及右的障礙物距離。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二處理單元進一步結(jié)合所述障礙物距離確定各個車輪對應(yīng)的所述驅(qū)動控制信號、所述制動控制信號。
6.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述工況檢測裝置還包括傾角檢測裝置，用于檢測電動汽車上、下坡的坡度傾角。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二處理單元根據(jù)所述坡度傾角、所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩以及所述障礙物距離確定各個車輪對應(yīng)的所述驅(qū)動控制信號、所述制動控制信號。
8.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，在存在非人為轉(zhuǎn)向時所述第二處理單元根據(jù)所述坡度傾角、所述橫向偏擺角度信號、所述轉(zhuǎn)速信號、所述轉(zhuǎn)子角度信號、所述定子相電流信號以及所述障礙物距離確定各個車輪對應(yīng)的所述驅(qū)動控制信號、所述制動控制信號。
9.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向檢測裝置包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器和轉(zhuǎn)向盤扭矩傳感器。
10.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述障礙物距離檢測裝置包括超聲波輔助系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述多個工況檢測裝置、所述控制裝置、所述驅(qū)動電機驅(qū)動器和所述制動裝置驅(qū)動器之間通過CAN總線進行通訊。
12.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動電機驅(qū)動器和所述制動裝置驅(qū)動器分別包括智能功率模塊，根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號驅(qū)動所述智能功率模塊的導(dǎo)通順序、關(guān)閉時間與導(dǎo)通時間，以控制各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機的驅(qū)動力增加和/或減少，及/或制動裝置的制動力的增加和/或減少。
13.一種獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動方法，其特征在于，包括以下步驟
a.利用多個工況檢測裝置分別檢測電動汽車的各種工況信號；
b.對所述檢測工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號；和
c.根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出。
14.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動/制動方法，其特征在于，所述工況檢測裝置包括用于檢測電動汽車的橫向偏擺角度信號的橫擺檢測裝置、用于檢測電子汽車轉(zhuǎn)向信息的轉(zhuǎn)向檢測裝置、用于檢測對應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)速信號的車輪速度檢測裝置、用于檢測對應(yīng)車輪驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置角度信號的轉(zhuǎn)子位置檢測裝置和用于檢測各個車輪的驅(qū)動電機的定子相電流信號的相電流檢測裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動/制動方法，其特征在于，所述步驟b包括
根據(jù)所述轉(zhuǎn)速信號計算各個車輪當(dāng)前時刻的轉(zhuǎn)速與上一時刻轉(zhuǎn)速的差值、各個車輪的當(dāng)前線速度以及所述線速度與電動汽車當(dāng)前車身速度的差值；
根據(jù)所述轉(zhuǎn)子角度信號和所述定子相電流信號計算各個車輪驅(qū)動電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，并計算所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的差值；
根據(jù)所述轉(zhuǎn)速差值、所述線速度差值、所述橫向偏擺角度信號和所述轉(zhuǎn)向信息判斷電子汽車是否出現(xiàn)非人為轉(zhuǎn)向或車輛故障；以及
根據(jù)判斷結(jié)果結(jié)合所述橫向偏擺角度信號、所述轉(zhuǎn)速信號以及所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與預(yù)定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的差值來確定各個車輪對應(yīng)的所述驅(qū)動控制信號、所述制動控制信號。
全文摘要
一種獨立四驅(qū)電動汽車的驅(qū)動/制動系統(tǒng)，包括工況檢測裝置，分別檢測電動汽車的各種工況信號；控制裝置，對所述檢測工況信號進行處理和計算，以獲得電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動控制信號和/或制動控制信號；和驅(qū)動電機驅(qū)動器和制動裝置驅(qū)動器，根據(jù)所述驅(qū)動控制信號和/或所述制動控制信號分別控制電動汽車各個車輪對應(yīng)的驅(qū)動電機和制動裝置的輸出。本發(fā)明能夠根據(jù)工況靈活合理地分配驅(qū)動力和制動力，實現(xiàn)獨立四驅(qū)電動汽車的主動安全性驅(qū)動/制動。
文檔編號B60T17/18GK101767535SQ20081024688
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者鄭俊濤, 周旭光, 盧曉武 申請人:比亞迪股份有限公司