单电机四轮驱动的电动汽车起步及行驶控制方法与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种单电机四轮驱动的电动汽车起步及行驶控制方法。

背景技术

电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。电动汽车是一种环保型车辆，它以电力代替石油作为其主要动力能源，具有碳排放低、环境友好等特点，在缓解能源危机、充分利用可再生能源，降低温室气体排放等方面具有传统内燃机汽车不可比拟的优势。但是现有的电动汽车通常采用单轴双轮驱动模式，汽车的主要动力主要集中在作为驱动轮的前轮或后轮上，易造成各车轮的受力不均，汽车的加速能力和越野能力较弱，车辆操控安全性较低，另外现有的四轮驱动模式的电动汽车通常采用双电机驱动系统，其整车重量和成本较高，并且无法在起步和行驶过程中灵活的实现两驱和四驱模式的转换，容易造成能源的浪费。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种单电机四轮驱动的电动汽车起步及行驶控制方法，能够根据车辆载重来灵活控制汽车的起步和行驶模式的切换，实现了汽车动力的优化控制；采用单电机驱动并能够实现四轮驱动模式和其他模式自动切换，大大降低整车重量和成本，能够将足够的动力传至路面，增强汽车的加速和越野能力，提高汽车的操控安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种单电机四轮驱动的电动汽车起步及行驶控制方法，所述电动汽车包括整车控制器和一个驱动电机，所述驱动电机的一端通过前离合器和前驱动减速器相连接，另一端通过后离合器和后驱动减速器相连接，所述前驱动减速器和前轮相连接，所述后驱动减速器和后轮相连接，所述前轮和后轮上均设置有轮边离合器；该方法包括以下步骤：

1）整车控制器根据电动汽车的实际载荷情况控制电动汽车的起步；

2）电动汽车起步之后，整车控制器根据电动汽车的实际载荷情况控制电动汽车的行驶模式，所述行驶模式包括前轮和后轮同时驱动模式、前轮驱动模式和后轮驱动模式。

其中一个实施方式中，所述步骤1）具体为：

当整车控制器监测到电量允许输出信号和行驶档位信号后，判断电动汽车的实际载荷是否小于载荷设定值，若是，则整车控制器控制后轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和后离合器相接合，然后在监测到加速踏板信号达到第一设定信号值后再控制驱动电机运转，驱动电机直接通过后驱动减速器驱动后轮运转而带动电动汽车起步并低速行驶；若否，则整车控制器控制后轮和其轮边离合器相接合、驱动电机和后离合器相接合、前轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和前离合器相接合，然后在监测到加速踏板信号达到第二设定信号值后再控制驱动电机运转，驱动电机通过后驱动减速器驱动后轮运转，并同时通过前驱动减速器驱动前轮运转而带动电动汽车起步。

其中一个实施方式中，所述步骤1）具体为：所述载荷设定值为电动汽车额定载荷的35%。

其中一个实施方式中，所述第一设定信号值为0～3.5v；所述第二设定信号值为3.5～5v。

其中一个实施方式中，所述步骤2）具体为：

在整车控制器监测到电动汽车的实际载荷＜额定载荷的35%，且监测到加速踏板信号＜2.5v时，电动汽车进入前轮驱动模式；

在整车控制器监测到电动汽车额定载荷的35%≤实际载荷＜额定载荷的75%，且监测到2.5v≤加速踏板信号＜3.5v时，电动汽车进入后轮驱动模式；

在整车控制器监测到电动汽车额定载荷的75%≤实际载荷≤额定载荷，且监测到3.5v≤加速踏板信号≤5v时，电动汽车进入前轮和后轮同时驱动模式。

其中一个实施方式中，所述步骤2）具体为：

在整车控制器监测到电动汽车的实际载荷＜额定载荷的35%，且电动汽车行驶至设定速度时，电动汽车进入前轮驱动模式；

在整车控制器监测到电动汽车额定载荷的35%≤实际载荷＜额定载荷的75%，且电动汽车行驶至设定速度时，电动汽车进入后轮驱动模式；

在整车控制器监测到电动汽车额定载荷的75%≤实际载荷≤额定载荷，且电动汽车行驶至设定速度时，电动汽车进入前轮和后轮同时驱动模式。

其中一个实施方式中，前轮驱动模式采用以下控制方法：整车控制器控制后轮和其轮边离合器相脱离、驱动电机和后离合器相脱离、前轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和前离合器相接合，然后控制驱动电机直接通过前驱动减速器驱动前轮运转；

其中一个实施方式中，后轮驱动模式采用以下控制方法：整车控制器控制前轮和其轮边离合器相脱离、驱动电机和前离合器相脱离、后轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和后离合器相接合，然后控制驱动电机直接通过后驱动减速器驱动后轮运转；

其中一个实施方式中，前轮和后轮同时驱动模式采用以下控制方法：整车控制器控制前轮和其轮边离合器相接合、驱动电机和前离合器相接合、后轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和后离合器相接合，然后控制驱动电机直接通过前驱动减速器驱动前轮运转，并同时通过后驱动减速器驱动后轮运转。

其中一个实施方式中，当整车控制器判断出电动汽车的实际载荷小于载荷设定值时，整车控制器需要在接收到驻车制动解除信号后，再控制后轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和后离合器相接合；

当整车控制器判断出电动汽车的实际载荷大于或等于载荷设定值时，整车控制器需要在接收到驻车制动解除信号后，再控制后轮和其轮边离合器相接合、驱动电机和后离合器相接合、前轮和其轮边离合器相接合，以及控制驱动电机和前离合器相接合。

本发明具有以下有益效果：本发明能够根据车辆载重来灵活控制汽车的起步和行驶，实现了汽车动力的优化控制，具有较好的经济性和操控稳定性，使得汽车能源得以优化利用；采用单电机驱动并能够实现四轮驱动模式和其他模式自动切换，大大降低了整车重量和成本，能够更好地将足够的动力传至路面，增强了汽车的加速和越野能力。

附图说明

图1是本发明的电动汽车的结构示意图；

图2是本发明的电动汽车的驱动系统结构图；

图中：1、轮边离合器，2、前轮，3、传动轴，4、前驱动减速器，5、前离合器，6、驱动电机，7、后离合器，8、后驱动减速器，9、后轮，10、动力电池，11、整车控制器，12、电机控制器，13、制动踏板，14、加速踏板，15、档位器，16、驻车制动控制装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参阅图1-图2，，一种单电机四轮驱动的电动汽车起步及行驶控制方法，电动汽车包括整车控制器11和一个驱动电机6，驱动电机6的一端通过前离合器5和前驱动减速器4相连接，另一端通过后离合器7和后驱动减速器8相连接，前驱动减速器4和前轮2通过相应的传动轴3相连接，后驱动减速器8和后轮9通过相应的传动轴3相连接，前轮2和后轮9上均设置有轮边离合器1；该控制方法包括以下步骤：

1）整车控制器11根据电动汽车的实际载荷情况控制电动汽车的起步；

当整车控制器11监测到电量允许输出信号和行驶档位信号后，判断电动汽车的实际载荷是否小于载荷设定值，载荷设定值为电动汽车额定载荷的35%；

若电动汽车的实际载荷小于载荷设定值，并在在接收到驻车制动解除信号后，整车控制器11控制后轮9和其相应的轮边离合器1相接合，以及控制驱动电机6和后离合器7相接合，然后在监测到加速踏板信号（电压信号）达到第一设定信号值后再控制驱动电机6运转，驱动电机6直接通过后驱动减速器8驱动相应的传动轴3运转而带后轮9运转，从而带动电动汽车起步并低速行驶；

其中第一信号设定值为0～3.5v；

若电动汽车的实际载荷大于或等于载荷设定值时，并在接收到驻车制动解除信号后，整车控制器11控制后轮9和其相应的轮边离合器1相接合、驱动电机6和后离合器8相接合、前轮5和其相应的轮边离合器1相接合，以及控制驱动电机6和前离合器5相接合，然后在监测到加速踏板信号达到第二设定信号值后再控制驱动电机6运转，驱动电机6通过后驱动减速器8驱动相应的传动轴3运转而带动后轮9运转，并同时通过前驱动减速器4驱动相应的传动轴3运转而带动前轮2运转，从而带动电动汽车加速起步，也即使得电动汽车在四驱模式下实现起步。

其中第二信号设定值为3.5～5v。

2）电动汽车起步之后，整车控制器11再重新根据电动汽车的实际载荷情况控制电动汽车的行驶模式，行驶模式包括前轮和后轮同时驱动模式、前轮驱动模式和后轮驱动模式。

前轮驱动模式采用以下控制方法：整车控制器11控制后轮9和其相应的轮边离合器1相脱离、驱动电机6和后离合器7相脱离、前轮2和其相应的轮边离合器1相接合，以及控制驱动电机6和前离合器5相接合，然后控制驱动电机6直接通过前驱动减速器4驱动相应的传动轴3运转而带动前轮2运转；

后轮驱动模式采用以下控制方法：整车控制器11控制前轮2和其相应的轮边离合器1相脱离、驱动电机6和前离合器5相脱离、后轮9和其相应的轮边离合器1相接合，以及控制驱动电机6和后离合器7相接合，然后控制驱动电机6直接通过后驱动减速器8驱动相应的传动轴3运转而带动后轮9运转；

前轮和后轮同时驱动模式（四轮驱动）采用以下控制方法：整车控制器11控制前轮2和其相应的轮边离合器1相接合、驱动电机6和前离合器5相接合、后轮9和其相应的轮边离合器1相接合，以及控制驱动电机6和后离合器7相接合，然后控制驱动电机6直接通过前驱动减速器4驱动相应的传动轴3运转而带动前轮2运转；，并同时通过后驱动减速器8驱动相应的传动轴3运转而带动后轮9运转。

在其中一个实施方式中，步骤2）具体为：

在整车控制器11监测到电动汽车的实际载荷小于额定载荷的35%，且监测到加速踏板信号小于2.5v时，则电动汽车进入前轮驱动模式；

在整车控制器11监测到：电动汽车额定载荷的35%≤电动汽车的实际载荷＜额定载荷的75%，且2.5v≤加速踏板信号＜3.5v时，则电动汽车进入后轮驱动模式；

在整车控制器11监测到：电动汽车额定载荷的75%≤电动汽车的实际载荷≤额定载荷，且3.5v≤加速踏板信号≤5v时，则电动汽车进入前轮和后轮同时驱动模式。

在另外一个实施方式中，步骤2）具体为：

在整车控制器11监测到电动汽车的实际载荷小于额定载荷的35%，且电动汽车行驶至设定速度时，电动汽车进入前轮驱动模式；

在整车控制器11监测到电动汽车额定载荷的35%≤电动汽车的实际载荷＜额定载荷的75%，且电动汽车行驶至设定速度时，电动汽车进入后轮驱动模式；

在整车控制器11监测到电动汽车额定载荷的75%≤实际载荷≤额定载荷，且电动汽车行驶至设定速度时，电动汽车进入前轮和后轮同时驱动模式。

在其中一个实施方式中，还可以同时根据行驶速度和加速踏板信号来进行前轮和后轮同时驱动模式、前轮驱动模式和后轮驱动模式的切换。例如在整车控制器11监测到电动汽车的实际载荷小于额定载荷的35%，并满足电动汽车行驶至设定速度且监测到加速踏板信号小于2.5v时，电动汽车进入前轮驱动模式；在整车控制器11监测电动汽车额定载荷的35%≤电动汽车的实际载荷＜额定载荷的75%，，并满足电动汽车行驶至设定速度且监测到2.5v≤加速踏板信号＜3.5v时，电动汽车进入后轮驱动模式；在整车控制器11监测到电动汽车额定载荷的75%≤实际载荷≤额定载荷，并满足电动汽车行驶至设定速度且监测到3.5v≤加速踏板信号≤5v时，电动汽车进入前轮和后轮同时驱动模式。

本实施例的电动汽车采用单电机驱动，通过一个驱动电机6及其与前离合器5、后离合器7的结合/脱离来直接控制驱动电机6与前驱动减速器4、后驱动减速器8的结合/脱离，从而直接控制前轮2或后轮9的运转，控制可靠，并使得整车重量和成本大大降低；另外能够实现四轮驱动，以利用汽车的全部重量作为附着压力，使得汽车的附着力显著增加，扩展了汽车的牵引力极限，能够更好地将驱动电机6的动力分别传至各个车轮，减少了每一驱动轮的驱动力负担，从而能够在不超过轮胎摩擦极限(不发生车轮打滑)的情况下，保证将足够的动力传至路面，使得汽车具有很强的加速和越野能力，并使得轮胎的磨损更加均匀，有利于延长轮胎的使用寿命，提高汽车的操控安全性。

本实施例能够根据车辆载重来灵活控制汽车的起步和行驶，并通过车辆实际载重和行驶速度自动进行两驱或四驱模式的切换，实现了汽车动力的优化控制，具有较好的经济性，提高了车辆的操控稳定性，使得汽车能量能够得到更加合理的利用。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。