電動汽車及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明一種電動汽車及其控制方法。其中電動汽車的控制方法包括檢測當前踏板位置。根據(jù)檢測信號計算踏板的位置變化狀態(tài)以及運動速度。當踏板位置由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關處于打開狀態(tài)時，電機連接到第一電池的輸出回路。當踏板位置由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)時，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，并啟動制動裝置。當踏板的運動速度超過預設值，斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，啟動制動裝置。當踏板處于調速區(qū)內變化，且整車開關處于打開狀態(tài)時，根據(jù)檔位信息和踏板位置值的大小調節(jié)電機的轉向和轉速。
【專利說明】電動汽車及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車【技術領域】，且特別涉及一種電動汽車及其控制方法。
【背景技術】
[0002]汽車保有量的不斷攀升引發(fā)了一系列問題。大多數(shù)汽車燃燒汽油、柴油、天然氣等化石燃料，地球上化石燃料的儲量是有限的，數(shù)量巨大且不斷增加的汽車數(shù)量使能源危機日益嚴重。傳統(tǒng)汽車的重量一般1500kg左右，有效載荷只有IOOkg左右，大部分能源浪費在無效載荷上，造成了嚴重的能源浪費。另外，傳統(tǒng)汽車體積龐大，一般汽車占地面積約10平方米，汽車數(shù)量的增長使得交通擁塞和停車位緊張的問題越來越嚴重。
[0003]近年來，電動車受到越來越多消費者的歡迎。電動車價格比傳統(tǒng)汽車低，用于電動車充電的費用也比汽車加油的費用低；電動車靈活小巧，在非機動車道行駛，一般不會遇到交通堵塞，也更容易找到停車位；電動車沒有尾氣排放，不會污染環(huán)境。
[0004]但是現(xiàn)有的電動汽車存在一些缺點，尤其是在安全性能方面?zhèn)涫苁褂谜叩年P注。現(xiàn)有的電動汽車加速、剎車等操作部件都集中在車把上，使得車把功能過于復雜，不利于安全駕駛。且現(xiàn)有的電動汽車其在制動過程中未設置任何的制動回饋，造成電動汽車在制動過程中的能量無法被利用。尤其是在城市道路中行駛的電動汽車，其在制動過程中的能量浪費尤其明顯。
[0005]此外，現(xiàn)有電動車還存在智能化水平低，功能單一以及舒適性差等問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有電動汽車加速以及制動復雜且制動過程中產(chǎn)生的能量被大連浪費的問題，提供一種電動汽車及其控制方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種電動汽車的控制方法，包括檢測當前踏板位置。根據(jù)檢測信號計算踏板的位置變化狀態(tài)以及運動速度。當踏板位置由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關處于打開狀態(tài)時，電機連接到第一電池的輸出回路。當踏板位置由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)時，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，并啟動制動裝置。當踏板的運動速度超過預設值，斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，啟動制動裝置。當踏板處于調速區(qū)內變化，且整車開關處于打開狀態(tài)時，根據(jù)檔位信息和踏板位置值的大小調節(jié)電機的轉向和轉速。
[0008]于本發(fā)明一實施例中，調速區(qū)內踏板的位置值大于制動區(qū)內踏板的位置值，且在調速區(qū)內電機的轉速與踏板位置值成正比。
[0009]與上述電動汽車控制方法相對應的，本發(fā)明還提供一種電動汽車，包括:踏板、傳感器、整車控制器、第一電池、第二電池、電機以及制動裝置。其中，傳感器用于檢測當前踏板的位置。整車控制器電性連接傳感器和電機，根據(jù)傳感器檢測到的踏板的位置信號計算踏板的位置變化狀態(tài)以及運動速度，并根據(jù)位置變化狀態(tài)以及運動速度控制電機的連接狀態(tài):[0010]當踏板位置由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關處于打開狀態(tài)時，電機連接到第一電池的輸出回路；
[0011]當踏板位置由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)時，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，并啟動制動裝置；
[0012]當踏板的運動速度超過預設值，斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，啟動制動裝置；
[0013]當踏板處于調速區(qū)內變化，且整車開關處于打開狀態(tài)時，根據(jù)檔位信息和踏板位置值的大小調節(jié)電機的轉向和轉速。
[0014]于本發(fā)明一實施例中，傳感器為位置傳感器，位置傳感器設置于踏板。
[0015]于本發(fā)明一實施例中，傳感器為角度傳感器，角度傳感器設置于踏板轉軸，以踏板轉軸的轉動角度來表征踏板的位置值。
[0016]于本發(fā)明一實施例中，第二電池為可反復充電的超級電容電池。
[0017]于本發(fā)明一實施例中，第二電池的輸出回路與第一電池的輸出回路并聯(lián)。
[0018]于本發(fā)明一實施例中，電動汽車的底盤采用四輪結構，且車身和底盤間通過懸掛裝置連接。
[0019]于本發(fā)明一實施例中，電動汽車還包括GPS導航儀、攝像頭以及雷達，攝像頭設置于車體的頂部，雷達設置于車體的前部。
[0020]于本發(fā)明一實施例中，電動汽車的方向盤上設置有智能控制器，智能控制器電性連接GPS導航儀、攝像頭、雷達以及整車控制器，接受GPS導航儀、攝像頭以及雷達檢測到的路況信息，經(jīng)轉換后傳遞給整車控制器。
[0021]綜上所述，本發(fā)明通過將踏板的位置劃分為調速區(qū)和制動區(qū)，通過檢測踏板的位置并判斷踏板位置的改變狀態(tài)，來轉換電機與第一電池和第二電池間的連接關系，不僅實現(xiàn)了電動汽車的啟動、加速以及制動，同時還將制動過程中所產(chǎn)生的能量進行回收。與傳統(tǒng)的設置在車把上的油門和剎車裝置相比，本發(fā)明通過踏板即可實現(xiàn)啟動、加速以及制動，不僅簡化了機械結構，同時也大大提高了能量的利用率，尤其是在頻繁制動時，該能量回收尤其顯著。
[0022]此外，為更有利于踏板位置信號的采集以及處理，以踏板的位置值來表征踏板的位置的高低。踏板處于自由狀態(tài)時，踏板位置值最大，且調速區(qū)內的踏板位置值大于制動區(qū)內的踏板位置值。整車控制器可根據(jù)該踏板位置值來控制電機的轉速，使得電機轉速與踏板位置值成正比。通過設置第二電池的輸出回路與第一電池的輸出回路并聯(lián)，在電動汽車啟動時，可進行能量存儲的第二電池首先為電機供電；當?shù)诙姵毓╇姴蛔銜r，第一電池啟動供電。兩者互相配合，合理的、有效的利用回收能量。
[0023]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1所示為本發(fā)明一實施例提供的電動汽車控制方法的流程圖。
[0025]圖2所示為本發(fā)明一實施例提供的電動汽車的結構示意圖。
[0026]圖3所示為本發(fā)明一實施例提供的電動汽車的電路結構框圖。【具體實施方式】
[0027]圖1所示為本發(fā)明一實施例提供的電動汽車控制方法的流程圖。圖2所示為本發(fā)明一實施例提供的電動汽車的結構示意圖。圖3所示為本發(fā)明一實施例提供的電動汽車的電路結構框圖。請一并參閱圖1和圖3。
[0028]如圖1所示，本實施例提供的電動汽車控制方法包括:檢測當前踏板位置(步驟S100)。根據(jù)檢測信號計算踏板的位置變化狀態(tài)(步驟S101)。首先，判斷踏板位置是否由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關是否處于打開狀態(tài)(步驟S102)。若是，電機連接到第一電池的輸出回路(步驟S103)，啟動電動汽車。若否，判斷踏板位置是否由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)(步驟S104)。若是，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，并啟動制動裝置(步驟S105);若否，整車控制器實時計算電動汽車的行駛速度(步驟
5106)。并判斷當前踏板的運動速度是否超過預設值(步驟S107)，若是，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，啟動制動裝置(步驟S105)。若否，判斷踏板是否在調速區(qū)內變化(步驟S108)。若是，判斷整車開關是否處于打開狀態(tài)(步驟S109)。若整車開關打開，根據(jù)檔位信息和踏板位置值的大小調節(jié)電機的轉向和轉速(步驟S110)。若整車開關關閉，執(zhí)行步驟S105。
[0029]該方法始于步驟S100，該步驟用以檢測踏板的具體位置。這里的檢測可以采用位置傳感器或角度傳感器來實現(xiàn)。于本實施例中，采用位置傳感器來檢測踏板的位置變化，并將位置傳感器設置于踏板。然而，本發(fā)明對此不作任何限定。于其它實施例中，也可使用角度傳感器來檢測踏板的位置。但在安裝時，將角度傳感器設置于踏板的轉軸，將轉軸角度變化轉換為踏板的位置變化。
[0030]在步驟SlOl中，整車控制器根據(jù)傳感器檢測到的信號來判斷踏板的位置變化。當踏板位置由制動區(qū)變化到調速區(qū)時，且整車控制器判斷整車開關處于打開狀態(tài)，則整車控制器輸出一控制信號至電機，使得電機與第一電池的輸出回路相連，電機啟動，電動汽車啟動，即步驟S102和步驟S103。
[0031]在步驟S104和步驟S105中，整車控制器判斷電動汽車是否由調速區(qū)變換到制動區(qū)。若是，則切斷電機與第一電池間的連接，執(zhí)行制動過程。并將電機連接到第二電池的存儲回路，將電機制動過程中的能量轉換為電能存儲在第二電池中，達到制動過程中的能量回收，大大提高了電動汽車的能量回收率。
[0032]在步驟S107和S108中，電動汽車處于行駛狀態(tài)，為防止因車速過快而出現(xiàn)的安全性問題，本實施例中，整車控制器根據(jù)檢測到的踏板位置實時計算踏板的運動速度(步驟
5107)。一旦踏板的運動速度超過預設值，執(zhí)行步驟S105，啟動制動裝置，并回收制動過程中的能量。
[0033]當車輛處于調速區(qū)內，整車控制器判斷整車開關是否打開(步驟S109)，若打開，則整車控制器根據(jù)踏板位置值的大小來控制輸出至電機的功率，使得電機的轉速與踏板位置值成正比。具體而言，當踏板處于自由位置(未被駕駛員踩下時的狀態(tài))時，其位置值最大，相應的電機的轉速也將越快。當踏板位置低于自由狀態(tài)處于調速區(qū)時，電機的轉速低于踏板處于自由狀態(tài)下的電機的轉速，而制動區(qū)踏板的位置值低于調速區(qū)的踏板位置值。
[0034]上述控制步驟僅僅是本實施例給出的一種控制順序。然而，本發(fā)明對上述順序不作任何限定。于其它實施例中，用戶可設置各步驟的優(yōu)先級順序，從而形成不同的控制順序。
[0035]與上述電動汽車控制方法相對應的，本實施例提供一種電動汽車，包括踏板1、傳感器2、整車控制器3、第一電池4、第二電池5、電機6以及制動裝置7。其中，傳感器2用于檢測當前踏板I的位置。整車控制器3電性連接傳感器2和電機6，根據(jù)傳感器2檢測到的踏板I的位置信號計算踏板I的位置變化狀態(tài)以及運動速度，并根據(jù)位置變化狀態(tài)以及運動速度控制電機6的連接狀態(tài)。
[0036]當踏板I的位置由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關處于打開狀態(tài)時，電機6連接到第一電池4的輸出回路。當踏板I的位置由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)時，切斷電機6與第一電池4的輸出回路間的連接，并將電機6連接到第二電池5的存儲回路，并啟動制動裝置7。當踏板I的運動速度超過預設值，切斷電機6與第一電池4的輸出回路間的連接，并將電機6連接到第二電池5的存儲回路，啟動制動裝置7。當踏板I處于調速區(qū)內變化，且整車開關處于打開狀態(tài)時，根據(jù)檔位信息和踏板I的位置值的大小調節(jié)電機6的轉向和轉速。
[0037]在電機制動過程中，將電機6連接入第二電池5的存儲回路。將電機在制動過程的能量轉換為電能存儲于第二電池5中。于本實施例中，第二電池5為可反復充電的超級電容電池，且第二電池5的輸出回路與第一電池4的輸出回路并聯(lián)。在電機啟動過程中，可反復充電的第二電池5首先為電機6供電，當?shù)诙姵?供電不足的情況下，第一電池4為電機6供電。首先使用第二電池5回收的能量來啟動電機6，不僅節(jié)約了能量同時也大大的增加了第一電池4的使用壽命，解決現(xiàn)有電動車電池使用壽命短的問題。
[0038]于本實施例中，電動汽車還包括設置于車頂上的太陽能電池8，太陽能電池8的輸出回路也與第一電池4的輸出回路并聯(lián)。太陽能電池8將太陽能轉換為電能后為電動汽車供電。具體而言，當?shù)诙姵?供電不足時，太陽能電池8為電機6供電，當太陽能電池8供電不足時才啟動第一電池4供電，進一步提高了第一電池4的工作壽命。
[0039]于本實施例中，電動汽車的底盤采用四輪驅動結構，且車速和底盤間通過懸掛裝置連接，且其頂部為封閉式結構。四輪驅動結構，使得本實施例提供的電動汽車更容易保持平衡，增強了電動汽車的穩(wěn)定性和安全性，駕駛這種電動汽車將更加舒適簡單。同時，懸掛裝置的使用有效的緩沖了路面不平引起的顛簸，使駕駛員乘坐這種電動汽車更加舒適安全。而封閉式的結構，在電動汽車行駛過程中避免了外界環(huán)境對駕駛員的影響。因此，本發(fā)明的電動汽車可在雨雪、暴曬、寒冷等惡劣天氣下使用。
[0040]于本實施例中，電動汽車還包括GPS導航儀11、攝像頭9以及雷達10，攝像頭9設置于車體的頂部，雷達10設置于車體的前部。同時，電動汽車的方向盤上設置有智能控制器12，智能控制器12電性連接GPS導航儀11、攝像頭9、雷達10以及整車控制器3。智能控制器12接受GPS導航儀11、攝像頭9以及雷達10檢測到的路況信息，經(jīng)轉換后傳遞給整車控制器3。
[0041]由于存在智能控制器12，本電動汽車可實現(xiàn)人工駕駛和自動駕駛。智能控制器12接收GPS導航儀11、攝像頭9以及雷達10采集到的路況信息并將其顯示。在人工駕駛模式下，智能控制器12以聲音的形式和圖像的行駛輔助駕駛員駕駛。而在自動模式下智能控制器12根據(jù)GPS導航儀11提供的路徑規(guī)劃、攝像頭9檢測到的道路檢測結果和雷達10檢測到的障礙物檢測結果形成控制策略，將控制策略轉換成整車控制器3能執(zhí)行的指令并將指令發(fā)送給整車控制器3，從而控制電動汽車自動駕駛。
[0042]綜上所述，本發(fā)明通過將踏板I的位置劃分為調速區(qū)和制動區(qū)，通過檢測踏板I的位置并判斷踏板I的位置的改變狀態(tài)，來轉換電機6與第一電池4和第二電池5間的連接關系，不僅實現(xiàn)了電動汽車的啟動、加速以及制動，同時還將制動過程中所產(chǎn)生的能量進行回收。與傳統(tǒng)的設置在車把上的油門和剎車裝置相比，本發(fā)明通過踏板I即可實現(xiàn)啟動、加速以及制動，不僅簡化了機械結構，同時也大大提高了能量的利用率，尤其是在頻繁制動時，該能量回收尤其顯著。
[0043]此外，為更有利于踏板I位置信號的采集以及處理，以踏板I的位置值來表征踏板I的位置高低。踏板I處于自由狀態(tài)時，踏板I的位置值最大，且調速區(qū)內的踏板I的位置值大于制動區(qū)內的踏板I的位置值。整車控制器3可根據(jù)該踏板I的位置值來控制電機6的轉速，使得電機6的轉速與踏板I的位置值成正比。通過設置第二電池5的輸出回路與第一電池4的輸出回路并聯(lián)，在電動汽車啟動時，可進行能量存儲的第二電池5首先為電機6供電；當?shù)诙姵?供電不足時，第一電池4啟動供電。兩者互相配合，合理的、有效的利用回收能量。
[0044]雖然本發(fā)明已由較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟知此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所要求保護的范圍為準。
【權利要求】
1.一種電動汽車控制方法,其特征在于,包括: 檢測當前踏板位置； 根據(jù)檢測信號計算踏板的位置變化狀態(tài)以及運動速度； 當踏板位置由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關處于打開狀態(tài)時，電機連接到第一電池的輸出回路； 當踏板位置由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)時，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，并啟動制動裝置； 當踏板的運動速度超過預設值，斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，啟動制動裝置； 當踏板處于調速區(qū)內變化，且整車開關處于打開狀態(tài)時，根據(jù)檔位信息和踏板位置值的大小調節(jié)電機的轉向和轉速。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車控制方法，其特征在于，所述調速區(qū)內踏板的位置值大于所述制動區(qū)內踏板的位置值，且在所述調速區(qū)內電機的轉速與踏板位置值成正比。
3.—種電動汽車，其特征在于，包括: 踏板； 傳感器，用于檢測當前踏板的位置； 整車控制器，電性連接所述傳感器和電機，根據(jù)所述傳感器檢測到的踏板的位置信號計算踏板的位置變化狀態(tài)以及運動速度，并根據(jù)所述位置變化狀態(tài)以及運動速度控制電機的連接狀態(tài): 當踏板位置由制動區(qū)變?yōu)檎{速區(qū)且整車開關處于打開狀態(tài)時，電機連接到第一電池的輸出回路； 當踏板位置由調速區(qū)變?yōu)橹苿訁^(qū)時，切斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，并啟動制動裝置； 當踏板的運動速度超過預設值，斷電機與第一電池的輸出回路間的連接，并將電機連接到第二電池的存儲回路，啟動制動裝置； 當踏板處于調速區(qū)內變化，且整車開關處于打開狀態(tài)時，根據(jù)檔位信息和踏板位置值的大小調節(jié)電機的轉向和轉速。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車，其特征在于，所述傳感器為位置傳感器，所述位置傳感器設置于所述踏板。
5.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車，其特征在于，所述傳感器為角度傳感器，所述角度傳感器設置于踏板轉軸，以踏板轉軸的轉動角度來表征踏板的位置值。
6.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車，其特征在于，所述第二電池為可反復充電的超級電容電池。
7.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車，其特征在于，所述第二電池的輸出回路與所述第一電池的輸出回路并聯(lián)。
8.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車，其特征在于，所述電動汽車的底盤采用四輪結構，且車身和底盤間通過懸掛裝置連接。
9.根據(jù)權利要求3所述的電動汽車，其特征在于，所述電動汽車還包括GPS導航儀、攝像頭以及雷達，所述攝像頭設置于車體的頂部，雷達設置于車體的前部。
10.根據(jù)權利要求9所述的電動汽車，其特征在于，電動汽車的方向盤上設置有智能控制器，所述智能控制器電性連接所述GPS導航儀、攝像頭、雷達以及整車控制器，接受所述GPS導航儀、攝像頭以及雷達檢測到的 路況信息，經(jīng)轉換后傳遞給所述整車控制器。
【文檔編號】B60L15/20GK103935261SQ201410099914
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2014年3月18日
【發(fā)明者】楊國青, 李紅, 張正鋒, 吳朝暉 申請人:浙江大學