[發明專利]一種四輪直驅電動汽車用綜合控制系統

在審

• 申請號: 201410549612.6
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104401226A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李紅;張琪
• 申請（專利權）人: 張琪
• 主分類號: B60K17/16
• 分類號: B60K17/16;B60K17/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于電動汽車技術領域，尤其是采用四輪直驅式行走機構的電動汽車實現電子差速控制。

背景技術

目前，所有的汽車的動力傳動方式都是經過離合器、變速箱、傳動軸、后橋和差速器才能最終驅動車輪旋轉，這種動力傳遞方式不僅結構復雜、重量大、生產制造成本高、有噪音、易震動，而且耗能巨大；而車輛在制動時都是采用接觸式能耗制動，因此傳統汽車在制動時都會產生噪音和機件磨損，大量的慣性能量消耗在制動裝置上而產生有害的噪音和熱能。

四輪直驅式電動汽車是由安裝在四個車輪上的四個輪轂電機直接驅動車輪旋轉和制動，它革除了傳統的動力傳遞系統和制動系統，如此不僅使電動汽車結構更加簡單，整車重量減少，生產制造成本降低，可使用空間增大，更重要的是使電動汽車有限的能源得到高效的轉換，汽車運動的慣性能量被轉換成電能儲存起來，使電動汽車的續駛里程增加。但如此以來卻出現了新的問題，由于輪轂電機在中央處理器的統一指揮下以同樣的角速度旋轉，而車輛在行駛過程中由于路面結構狀況的復雜性，四個車輪與路面的附著力時時刻刻都在變化，再加上車輛轉向時對四輪的要求，將會產生汽車轉向困難，部分車輪與地面摩擦力加大，加速輪胎的磨損甚至會對輪轂電機產生損害。

本發明所要解決技術問題是，提供一種四輪直驅式電動汽車專用的包括電子差速控制、慣性發電控制和包含ABS的非接觸制動控制系統，保證四輪直驅式電動汽車在行駛過程中始終保持四輪與路面具有最佳的附著力和滾動性能，制動時能將巨大的慣性能量高效地轉換成電能儲存起來，強制制動時能將車輛制動在有效的距離內而不出現側劃和甩尾事故，從而延長電動汽車輪胎壽命，使電動汽車有限的能量高效循環和利用。

本發明采用的技術方案如下：

一種四輪直驅電動汽車用綜合控制系統，它包括裝置在四輪上的扁平驅動、發電、制動多功能高效錐形轉子電機，轉向角位移傳感器、車輪角速度傳感器、駐車制動機構、車體壓力傳感器和閉環電機控制器、中央處理器單元，剎車傳感器、加速傳感器、巡航開關，風洞發電系統控制單元，變形翼控制單元和能量緩沖池控制ECU；所述的轉向角位移傳感器、車輪角速度傳感器、和駐車機構直接連接在閉環電機控制器的相關端子上，剎車傳感器、加速傳感器、巡航開關，風洞門位置傳感器，變形翼位置傳感器分別連接到中央處理器的相關端子上。

中央處理單元的功能如下：對剎車傳感器、加速傳感器、巡航開關的信號進行采集整理，以確定當前車輛的狀態，并通過總線以廣播的方式向四個閉環電機控制器下達有關指令，以詢問的方式查看四輪閉環電機控制器控制的當前四個車輪的角速度、角位移和車體壓力數據，發現異常情況可以報警并將車輛在兩輪驅動和四輪驅動間轉換，同時將有關數據送車輛監控中心的LCD顯示屏顯示，并依據四輪車體壓力數據命令變形翼穩定系統分別產生壓力、升力和阻力；當檢測到巡航開關閉合信號后，可以立即下達命令使車輛進入具有AGC功能的全自動巡航狀態，當檢測到剎車踏板有信號時，中央處理器首先向風洞發電控制單元發出打開風洞發電風門，然后向四個閉環電機控制器下達剎車發電命令，隨著剎車踏板的位移增加，四輪電機發電量越大，當檢測到車輪速度低到設定下限或剎車踏板已經到極限位置時，則向閉環電機控制器下達強制剎車命令。

閉環電機控制器是由閉環電機控制器主ECU、外轉子驅動模式開關、外轉子發電、制動模式開關，電磁制動定子開關、發電模式電壓輸出開關、驅動模式調速器組成，所述的驅動模式調速器可以是直流調速系統或者是變頻交流調速系統；外轉子發電、制動模式開關，電磁制動定子開關是一種能夠控制電流大小的可調開關。ECU通過總線接受來自中央處理器的命令，通過外轉子驅動模式開關、外轉子發電、制動模式開關，電磁制動定子開關、發電模式電壓輸出開關、驅動模式調速器控制車輪分別進入正常行駛、發電制動和電磁強制制動三種方式，同時采集轉向角位移傳感器、車輪角速度傳感器、駐車機構和車體壓力傳感器的信號進行運算，產生最佳的車輪轉速控制信號、發電勵磁信號和電磁制動控制電壓信號，同時將當前本車輪的角速度、角位移和車體壓力數據上傳至中央處理器。

風洞發電控制單元接收到發電命令后，依據當前的車速控制風洞風門的開度，以達到最大的風阻和發電量。

能量緩沖池控制ECU接受制動發電和風洞發電的輸入，該ECU可以檢測輸入電壓的高低，并按照設定的門限電壓將輸入導向充電回路或是能量緩沖池。

變形翼穩定系統接受中央控制單元的命令，控制變形翼執行機構對車輛產生壓力、升力和阻力，達到平穩車輛運行，節約能源的目的。