1.一種電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,包括:
四個車輪;
四個獨(dú)立控制的電機(jī),每個所述電機(jī)對應(yīng)每個所述車輪設(shè)置;
輪速檢測模塊,所述輪速檢測模塊用于檢測所述電動車輛的輪速以生成輪速信號;
四個液壓制動器,每個所述液壓制動器對應(yīng)每個所述車輪設(shè)置;
方向盤轉(zhuǎn)角傳感器;
偏航率傳感器模組;
電池包;
電機(jī)控制器,所述電機(jī)控制器通過高壓線與所述電池包和所述四個電機(jī)分別相連;
主動安全控制器,所述主動安全控制器與所述電機(jī)控制器之間進(jìn)行相互通信,并與所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和所述偏航率傳感器模組進(jìn)行通信,以及通過制動管路與每個所述液壓制動器相連,所述主動安全控制器接收所述輪速檢測模塊發(fā)送的所述輪速信號、所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和所述偏航率傳感器模組發(fā)送的所述電動車輛的狀態(tài)信息,并根據(jù)所述輪速信號、所述電動車輛的狀態(tài)信息、所述電池包的狀態(tài)信息以及所述四個電機(jī)的狀態(tài)信息對所述四個液壓制動器進(jìn)行控制和通過所述電機(jī)控制器對所述四個電機(jī)進(jìn)行控制,以在所述電動車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制,在所述電動車輛處于所述側(cè)滑極限區(qū)間時同時利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩和回饋制動力矩、所述四個液壓制動器的制動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制。
2.如權(quán)利要求1所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,所述輪速檢測模塊包括四個輪速傳感器和/或四個旋變傳感器,其中,每個所述輪速傳感器對應(yīng)每個所述車輪設(shè)置,每個所述旋變傳感器對應(yīng)每個所述電機(jī)設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,所述偏航率傳感器模組包括橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感器和側(cè)向加速度傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,在所述電動車輛行駛過程中,所述主動安全控制器根據(jù)所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器檢測的方向盤轉(zhuǎn)角信號、所述縱向加速度傳感器檢測的縱向加速度和所述輪速信號實(shí)時計(jì)算所述電動車輛的目標(biāo)橫擺角速度,并將所述目標(biāo)橫擺角速度與所述橫擺角速度傳感器檢測的所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度進(jìn)行比較以獲得橫擺角速度差值△ψ′,同時所述主動安全 控制器根據(jù)所述輪速信號、所述方向盤轉(zhuǎn)角信號、所述縱向加速度、所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度和所述側(cè)向加速度傳感器檢測的所述電動車輛的側(cè)向加速度計(jì)算所述電動車輛的后軸側(cè)偏角,以及所述主動安全控制器根據(jù)所述目標(biāo)橫擺角速度和所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度通過利用所述電動車輛的整車轉(zhuǎn)動慣量以實(shí)時計(jì)算所述電動車輛的目標(biāo)橫擺力矩與實(shí)際橫擺力矩之間的橫擺力矩差值△M,其中,
當(dāng)所述橫擺角速度差值△ψ′大于第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于第二預(yù)設(shè)角速度或者所述后軸側(cè)偏角大于第一預(yù)設(shè)角度且小于等于第二預(yù)設(shè)角度時,所述主動安全控制器判斷所述電動車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前;
當(dāng)所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第二預(yù)設(shè)角速度或者所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度時,所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于所述側(cè)滑極限區(qū)間。
5.如權(quán)利要求4所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,
當(dāng)所述主動安全控制器利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制時,所述主動安全控制器通過利用整車動力學(xué)模型和輪胎模型,根據(jù)所述電動車輛在當(dāng)前狀態(tài)下所述四個車輪的驅(qū)動力矩計(jì)算得到第一反向橫擺力矩,并根據(jù)所述第一反向橫擺力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制以校正所述電動車輛的姿態(tài),其中,所述四個車輪的驅(qū)動力矩根據(jù)所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩得到;
當(dāng)所述主動安全控制器同時利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩和回饋制動力矩、所述四個液壓制動器的制動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制時,所述主動安全控制器通過利用所述整車動力學(xué)模型和所述輪胎模型,根據(jù)所述電動車輛在當(dāng)前狀態(tài)下所述四個車輪的驅(qū)動力矩和制動力矩計(jì)算得到第二反向橫擺力矩以抵消所述橫擺力矩差值△M,以使所述電動車輛進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),其中,所述四個車輪的制動力矩根據(jù)所述四個電機(jī)的回饋制動力矩和所述四個液壓制動器的制動力矩得到,所述四個車輪的驅(qū)動力矩根據(jù)所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩得到。
6.如權(quán)利要求5所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器同時利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩和回饋制動力矩、所述四個液壓制動器的制動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制時,其中,
如果所述主動安全控制器判斷橫擺控制需求制動力矩小于或等于所述回饋制動力矩,則完全利用所述回饋制動力矩得到所述四個車輪的制動力矩;
如果所述主動安全控制器判斷橫擺控制需求制動力矩大于所述回饋制動力矩,則同時利用所述回饋制動力矩和所述四個液壓制動器的制動力矩得到所述四個車輪的制動力矩。
7.如權(quán)利要求4所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于右轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生前輪側(cè)滑時,其中,
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中左后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述左后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩,同時對所述四個車輪中右后輪進(jìn)行制動控制。
8.如權(quán)利要求4所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于左轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生前輪側(cè)滑時,其中,
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中右后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述右后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩,同時對所述四個車輪中左后輪進(jìn)行制動控制。
9.如權(quán)利要求4所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于右轉(zhuǎn)過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生后輪側(cè)滑時,其中,
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第一預(yù)設(shè)角度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中右前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述右前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力,同時對所述四個車輪中左前輪進(jìn)行制動。
10.如權(quán)利要求4所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于左轉(zhuǎn)過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生后輪側(cè)滑時,其中,
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第一預(yù)設(shè)角度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中左前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控 制器控制所述左前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力,同時對所述四個車輪中右前輪進(jìn)行制動。
11.一種電動車輛,其特征在于,包括如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的電動車輛的主動安全控制系統(tǒng)。
12.一種如權(quán)利要求10所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
檢測所述電動車輛的輪速以生成輪速信號,并通過所述方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和所述偏航率傳感器模組檢測所述電動車輛的狀態(tài)信息;
所述主動安全控制器與所述電機(jī)控制器之間進(jìn)行相互通信以獲取所述電池包的狀態(tài)信息以及所述四個電機(jī)的狀態(tài)信息,并接收所述輪速信號和所述電動車輛的狀態(tài)信息;
所述主動安全控制器根據(jù)所述輪速信號、所述電動車輛的狀態(tài)信息、所述電池包的狀態(tài)信息以及所述四個電機(jī)的狀態(tài)信息對所述四個液壓制動器進(jìn)行控制和通過所述電機(jī)控制器對所述四個電機(jī)進(jìn)行控制,以在所述電動車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制,在所述電動車輛處于所述側(cè)滑極限區(qū)間時同時利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩和回饋制動力矩、所述四個液壓制動器的制動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制。
13.如權(quán)利要求12所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,所述電動車輛的狀態(tài)信息包括方向盤轉(zhuǎn)角信號、所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度和所述電動車輛的側(cè)向加速度、縱向加速度。
14.如權(quán)利要求13所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,在所述電動車輛行駛過程中,所述主動安全控制器根據(jù)所述方向盤轉(zhuǎn)角信號、所述縱向加速度和所述輪速信號實(shí)時計(jì)算所述電動車輛的目標(biāo)橫擺角速度,并將所述目標(biāo)橫擺角速度與所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度進(jìn)行比較以獲得橫擺角速度差值△ψ′,同時所述主動安全控制器根據(jù)所述輪速信號、所述方向盤轉(zhuǎn)角信號、所述縱向加速度、所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度和所述電動車輛的側(cè)向加速度計(jì)算所述電動車輛的后軸側(cè)偏角,以及所述主動安全控制器根據(jù)所述目標(biāo)橫擺角速度和所述電動車輛的實(shí)際橫擺角速度通過利用所述電動車輛的整車轉(zhuǎn)動慣量以實(shí)時計(jì)算所述電動車輛的目標(biāo)橫擺力矩與實(shí)際橫擺力矩之間的橫擺力矩差值△M,其中,
當(dāng)所述橫擺角速度差值△ψ′大于第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于第二預(yù)設(shè)角速度或者所述后軸側(cè)偏角大于第一預(yù)設(shè)角度且小于等于第二預(yù)設(shè)角度時,所述主動安全控制器判斷所述電動車輛發(fā)生側(cè)滑且處于側(cè)滑極限區(qū)間之前;
當(dāng)所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第二預(yù)設(shè)角速度或者所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度時,所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于所述側(cè)滑極限區(qū)間。
15.如權(quán)利要求14所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,
當(dāng)所述主動安全控制器利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制時,所述主動安全控制器通過利用整車動力學(xué)模型和輪胎模型,根據(jù)所述電動車輛在當(dāng)前狀態(tài)下所述四個車輪的驅(qū)動力矩計(jì)算得到第一反向橫擺力矩,并根據(jù)所述第一反向橫擺力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制以校正所述電動車輛的姿態(tài),其中,所述四個車輪的驅(qū)動力矩根據(jù)所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩得到;
當(dāng)所述主動安全控制器同時利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩和回饋制動力矩、所述四個液壓制動器的制動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制時,所述主動安全控制器通過利用所述整車動力學(xué)模型和所述輪胎模型,根據(jù)所述電動車輛在當(dāng)前狀態(tài)下所述四個車輪的驅(qū)動力矩和制動力矩計(jì)算得到第二反向橫擺力矩以抵消所述橫擺力矩差值△M,以使所述電動車輛進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),其中,所述四個車輪的制動力矩根據(jù)所述四個電機(jī)的回饋制動力矩和所述四個液壓制動器的制動力矩得到,所述四個車輪的驅(qū)動力矩根據(jù)所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩得到。
16.如權(quán)利要求15所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器同時利用所述四個電機(jī)的驅(qū)動力矩和回饋制動力矩、所述四個液壓制動器的制動力矩對所述電動車輛進(jìn)行橫擺控制時,其中,
如果所述主動安全控制器判斷橫擺控制需求制動力矩小于或等于所述回饋制動力矩,則完全利用所述回饋制動力矩得到所述四個車輪的制動力矩;
如果所述主動安全控制器判斷橫擺控制需求制動力矩大于所述回饋制動力矩,則同時利用所述回饋制動力矩和所述四個液壓制動器的制動力矩得到所述四個車輪的制動力矩。
17.如權(quán)利要求14所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于右轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生前輪側(cè)滑時,其中,
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中左后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述左后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩,同時對所述四個車輪中右后輪 進(jìn)行制動控制。
18.如權(quán)利要求14所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于左轉(zhuǎn)向不足狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生前輪側(cè)滑時,其中,
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第一預(yù)設(shè)角速度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中右后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述橫擺角速度差值△ψ′大于所述第二預(yù)設(shè)角速度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述右后輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩,同時對所述四個車輪中左后輪進(jìn)行制動控制。
19.如權(quán)利要求14所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于右轉(zhuǎn)過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生后輪側(cè)滑時,其中,
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第一預(yù)設(shè)角度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中右前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述右前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力,同時對所述四個車輪中左前輪進(jìn)行制動。
20.如權(quán)利要求14所述的電動車輛的主動安全控制方法,其特征在于,當(dāng)所述主動安全控制器判斷所述電動車輛處于左轉(zhuǎn)過度轉(zhuǎn)向狀態(tài)且所述電動車輛發(fā)生后輪側(cè)滑時,其中,
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第一預(yù)設(shè)角度且小于等于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述四個車輪中左前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力矩;
如果所述后軸側(cè)偏角大于所述第二預(yù)設(shè)角度,所述主動安全控制器通過所述電機(jī)控制器控制所述左前輪對應(yīng)的電機(jī)增加驅(qū)動力,同時對所述四個車輪中右前輪進(jìn)行制動。