[發(fā)明專利]混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)及其驅(qū)動防滑控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910092871.X
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101659255A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖承林;李守波;王麗芳;陳上樓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: B60W10/18
• 分類號: B60W10/18;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/00;B60W30/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 關(guān) 玲;賈玉忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于混合動力汽車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)以及驅(qū)動防滑控制方法。

背景技術(shù)

商業(yè)化的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)TCS(Traction?Control?System)最早由瑞典Volvo汽車公 司試制生產(chǎn)，此后發(fā)展迅猛，現(xiàn)今技術(shù)已非常成熟，成為中高檔乘用車的標準配置。從車輛 行駛安全的角度講，抑制驅(qū)動輪的劇烈滑轉(zhuǎn)是非常重要的。圖1示出了輪胎的典型附著特性。 可以看到，隨著滑轉(zhuǎn)率的增大，縱向附著系數(shù)先增大再減小，側(cè)向附著系數(shù)則一直減小，并 且隨著側(cè)偏角的增大，縱向附著系數(shù)逐漸減小。因此，當(dāng)驅(qū)動輪發(fā)生嚴重滑轉(zhuǎn)時，輪胎的側(cè) 向附著能力將大大降低，從而在同樣的側(cè)向力下輪胎的側(cè)偏角變大直至達到附著極限出現(xiàn)側(cè) 滑，側(cè)偏角的增大又會減小輪胎的縱向附著能力，即驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)既會顯著降低輪胎的側(cè)向附 著能力又會對縱向附著能力造成不利影響。上述結(jié)論反映到整車上為：當(dāng)驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時 驅(qū)動軸容易出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象，車輛行駛的方向穩(wěn)定性降低，加速能力有所下降。

用于傳統(tǒng)車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)一般采用以下幾種手段抑制驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)：

1、調(diào)節(jié)發(fā)動機的節(jié)氣門開度、調(diào)節(jié)點火時間等來調(diào)節(jié)發(fā)動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；

2、對滑轉(zhuǎn)車輪實施主動制動；

3、采用一些特殊的機械結(jié)構(gòu)，比如防滑差速器、差速器鎖等。

在能源和環(huán)境的雙重壓力下，經(jīng)濟性更好并更加環(huán)保的混合動力汽車快速實現(xiàn)商業(yè)化， 年銷量已非常可觀(2008年全球年銷量約為50萬輛)。混合動力汽車一般都包括電機和蓄電 池，電機既可提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩又可提供制動轉(zhuǎn)矩。一般來說發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速條件下能提供的轉(zhuǎn) 矩較小，但是電機在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)就可提供較大的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所以在低速時混合動力汽車比 傳統(tǒng)車輛更容易出現(xiàn)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。用于混合動力汽車的TCS可以參照傳統(tǒng)車的TCS系統(tǒng)， 但是也有很大的不同，主要體現(xiàn)在對電機的驅(qū)制動控制上。

美國專利US005450324A中提出了一種既包括制動防抱死功能又包括驅(qū)動防滑功能的系 統(tǒng)及控制方法。所述系統(tǒng)包括電機、電機轉(zhuǎn)速傳感器、電池、壓力傳感器、加速踏板開度傳 感器、輪速傳感器和主缸壓力傳感器。通過調(diào)節(jié)制動輪缸中的制動壓力和電機制動轉(zhuǎn)矩來實 現(xiàn)制動防抱死和驅(qū)動防滑，但不涉及到發(fā)動機的控制。

美國專利US006263267B1中提出了一種用于混合動力汽車的驅(qū)動防滑系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包 括發(fā)動機、電機驅(qū)動單元、變速器和控制器，當(dāng)檢測到車輪滑轉(zhuǎn)時通過降低電機的輸出轉(zhuǎn)矩 來抑制滑轉(zhuǎn)，但不調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。

現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動防滑系統(tǒng)和方法大部分都是用于傳統(tǒng)車的，在混合動力汽車上實施驅(qū)動 防滑時，如果能夠加入對電機的控制，則可以較大程度地改善驅(qū)動防滑的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不適用于混合動力汽車的缺點，提供一種用于混合動力汽 車的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)，以及驅(qū)動防滑控制方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

所述驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)包括電機控制器、電子節(jié)氣門、輪速傳感器、整車控制器和制動 控制器。輪速傳感器連接至制動控制器，并向其發(fā)送輪速信號；整車控制器連接至制動控制 器，并向其發(fā)送節(jié)氣門開度參考值信號；制動控制器與電子節(jié)氣門相連接，并向其發(fā)送節(jié)氣 門開度命令值信號，控制其開度；制動控制器與電機控制器相連接，并向其發(fā)送電機轉(zhuǎn)矩命 令值，控制電機轉(zhuǎn)矩的大小。

采用本發(fā)明的所述驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的驅(qū)動防滑控制方法為：所述制動控制器從所述整 車控制器接收節(jié)氣門開度參考值信號和電機轉(zhuǎn)矩參考值信號，并根據(jù)所述輪速傳感器測得的 各個車輪的轉(zhuǎn)速確定節(jié)氣門開度的命令值和電機轉(zhuǎn)矩的命令值，并將節(jié)氣門開度的命令值和 電機轉(zhuǎn)矩的命令值分別發(fā)送至所述電子節(jié)氣門和電機控制器。

所述制動控制器的功能為：

(1)根據(jù)四個車輪的輪速判斷驅(qū)動輪是否出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象；

(2)當(dāng)檢測到滑轉(zhuǎn)時，通過控制電子節(jié)氣門的開度來調(diào)節(jié)發(fā)動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，并協(xié)調(diào) 控制電機的驅(qū)制動轉(zhuǎn)矩以使驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率穩(wěn)定在最優(yōu)值附近。

附圖說明

圖1輪胎的附著能力典型曲線；

圖2應(yīng)用本發(fā)明的混合動力汽車的典型結(jié)構(gòu)，圖中：21發(fā)動機，22電機，23離合器， 24傳動機構(gòu)總成；

圖3本發(fā)明的驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，圖中：31輪速傳感器、32制動控制器、 33電子節(jié)氣門、34電機控制器、35整車控制器；