一种纯电动汽车稳定性控制系统和方法

摘要

本发明揭示了一种纯电动汽车稳定性控制系统，电动汽车的ABS驱动四轮制动器，并获取四轮轮速信号，电动汽车的动机电池为电机供电并通过集成单机减速器驱动动力轮转动，VCU根据获取的车速信号、以及连接ABS获取的四轮轮速信号输出扭矩调节信号至MCU，所述MCU驱动电机调节输出扭矩。由于本发明纯电动汽车稳定性控制系统基于ABS系统，通过VCU软件主动控制驱动扭矩，解决了只配置ABS系统的车辆行驶的稳定性，无需对制动系统进行改造，结构简单，效果明显，成本低。

说明书

技术领域

本发明属于纯电动控制领域。

背景技术

随着社会进步，人们环保意识增强，“低碳，环保，绿色”的出行方式逐渐引起高度关注。高效、环保、安全的纯电动汽车已经引起了世界各汽车厂商的高度关注。

目前低配的电动汽车中，因为成本因素，一般未配备ESP，这使得车辆的行驶稳定性具有一定隐患，当电动汽车驱动轮大扭矩驱动过程中易出现打滑现象，造成车身不稳，同时车辆转弯大扭矩驱动也会带来甩尾的问题，影响驾驶安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种在未配备ESP的电动汽车上，通过简单易行的监控四轮轮速，判断车辆稳定性，通过控制驱动系统实现车辆稳定性控制的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种纯电动汽车稳定性控制系统，电动汽车的ABS驱动四轮制动器，并获取四轮轮速信号，电动汽车的动机电池为电机供电并通过集成单机减速器驱动动力轮转动，VCU根据获取的车速信号、以及连接ABS获取的四轮轮速信号输出扭矩调节信号至MCU，所述MCU驱动电机调节输出扭矩。

所述VCU通过CAN通讯线路获取车速信号，所述VCU通过CAN通讯线路连接ABS和MCU。

所述动力电池设有BMS，所述BMS通过CAN通讯线路连接VCU。

基于权利要求1-3所述纯电动汽车稳定性控制系统的控制方法，其特征在于：

当满足下面四个条件之一，则判定车辆运行不稳定：

条件1、同侧轮速的滑转率大于设定值；

条件2、动力轮轮速差值小于设定值，且从动轮轮速差值大于设定值；

条件3、动力轮的平均轮速与从动轮的平均轮速之差大于设定值；

条件4、动力轮轮速差值大于设定值，或者从动轮轮速差值大于设定值；

当车辆出现运行不稳定情况时限制或降低电机输出扭矩。

当车辆出现运行不稳定情况时，VCU降低驱动扭矩，并增加扭矩下降梯度快速响应。

所述条件1中，VCU时刻监控ABS的轮速信号，当同侧轮速的滑转率大于不处于2％至28％范围时，认为发生了驱动打滑；

滑转率(％)＝(驱动轮速-从动轮速)/max(1,驱动轮速)；

所述条件2中，从动轮轮速差大于3.5kph，且动力轮小于1.5kph时，认为转向时，发生了甩尾工况

所述条件3中，动力轮的平均轮速与从动轮的平均轮速之差大于3.5kph时，认为车辆工况不稳定；

平均车速＝(左轮车速+右轮车速)/2；

所述条件4中、动力轮轮速差值大于7kph时，或者从动轮轮速差值大于8kph时，认为车辆工况不稳定。

当车辆出现运行不稳定情况为条件1或3时，VCU计算当前的滑转率，并以滑转率作为控制目标，进行PI调节，限制驱动扭矩；

当车辆出现运行不稳定情况为条件2或4时，VCU以当前驱动扭矩为基础，进行扭矩的递减，递减梯度与请求扭矩有关。

当车辆出现运行不稳定情况为条件1或3时，VCU直接在当前驱动扭矩的基础上进行扭矩的限制，扭矩梯度与当前驱动扭矩相关，驱动扭矩越大，扭矩下降梯度变大，驱动扭矩越小，扭矩下降梯度变小；

当车辆出现运行不稳定情况为条件2或4时，当车速大于30kph时，设定滑转率目标为25％；当车速小于10kph时，设定滑转率目标为15％；否则保持前一时刻目标滑转率。

本发明的优点在于通过比对四轮轮速之间的关系，滑转率的计算，识别车辆不稳定工况。当车辆出现不稳定工况时，主动控制驱动系统降扭矩，同时控制驱动系统的扭矩实现滑转率的闭环控制，最大限度的使用驱动系统的驱动能力，实现车辆在低附路面上的稳定运行。

由于本发明纯电动汽车稳定性控制系统基于ABS系统，通过VCU软件主动控制驱动扭矩的思想，解决了只配置ABS系统的车辆行驶的稳定性；无需对制动系统进行改造，结构简单，效果明显，成本低。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为纯电动汽车控制原理图；

图2为主动降扭示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明通过监控四轮轮速，判断车辆稳定性，通过控制驱动系统实现车辆稳定性控制的方法。电动汽车的动力轮由驱动电机，一体化单级减速机构组成的后轮驱动纯电动汽车，基本控制逻辑为，由整车控制器(VCU)检测驾驶员的驾驶意图(油门，档位，制动等)，计算当前驾驶员的扭矩请求，发送给电驱动控制器(MCU)，由MCU控制电机实现扭矩输出，满足整车的驱动需求；当检测到驾驶员有滑行或者制动工况时，VCU控制MCU进入发电状态，实现制动能量回收功能；当车辆在驱动过程中，出现车辆状态不稳定时，由VCU控制降低驱动扭矩，实现车辆的平稳运行。

以下四种条件判断结果任一满足，认为车辆的运行不稳定，需要通过下述方案对驱动系统的扭矩进行限制，调整车辆状态至稳定。

条件1、VCU时刻监控ABS的轮速信号，当左边轮(或右边轮)滑转率大于不处于2％至28％范围时，认为发生了驱动打滑。滑转率按照如下的公式计算：

滑转率(％)＝(驱动轮速-从动轮速)/max(1,驱动轮速)；

条件2、根据车辆在最大转角情况下不同车速下，左右轮速差的仿真参数，通过标定，确定左右前轮轮速差大于3.5kph，后轮轮速差小于1.5kph时，认为转向时，发生了甩尾工况，需要对驱动扭矩进行限制，实现车辆的平稳转向；

条件3、当前轮平均车速与后轮平均车速大于3.5kph时，认为车辆工况不稳定。平均车速计算按照如下公式：

平均车速＝(左轮车速+右轮车速)/2

条件4、前轮轮速差大于设定值8kph，或者后轮轮速差大于设定值7kph时。

上述条件1-4为车辆稳定性判断的条件，同时需要考虑，四轮速的有效性，轮速有效性为判断车辆状态的必要条件。上述4个条件任一满足，认为车辆状态不稳定。当不稳定工况发生后，整车控制模块需要快速的降低驱动扭矩，增加扭矩下降梯度快速响应，满足车辆稳定性。

具体控制方法如下：

当车辆状态不稳定(上述2或4条件成立)时，VCU通过PI控制驱动扭矩来达到目标滑转率，目标滑转率的计算方法如下：

当车速大于30kph时，设定滑转率目标为25％；当车速小于10kph时，设定滑转率目标为15％；否则保持前一时刻目标滑转率；

当车辆状态不稳定(上述1或3条件成立)时，VCU直接在当前驱动扭矩的基础上进行扭矩的限制，扭矩梯度与当前驱动扭矩相关。基本思想：驱动扭矩越大，扭矩下降梯度变大，反之亦然。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。