四驱混合动力汽车及其控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种四驱混合动力汽车及其控制系统和方法，所述控制系统包括：前电机、发动机、发动机控制模块、后电机、后电机控制器、ESP和前电机控制器，前电机控制器接收ESP获取的四个车轮的轮速和前后轴限制扭矩，并计算前后轴轴速，以及根据四个车轮的轮速和前后轴轴速计算轴间滑移率，并根据四个车轮的轮速、前后轴轴速和轴间滑移率识别车辆附着状态，并根据车辆附着状态、轴间滑移率和前后轴限制扭矩分配前后轴目标轮端扭矩，以及根据前后轴目标轮端扭矩计算前电机目标扭矩、发动机目标扭矩和后电机目标扭矩。该系统能够在车辆打滑时，根据轴间滑移率动态对前后轴目标轮端扭矩进行重新分配，以使车辆平稳顺利脱困或通过极端越野路况。

4WD hybrid vehicle and control system and method thereof

The invention discloses a 4WD hybrid electric vehicle and its control system and method, the control system includes the motor, engine, engine control module, motor, motor controller, ESP and motor controller, four wheel speed and shaft torque limits before and after the front motor controller receives the ESP acquisition, and calculation of front and rear shaft speed, and according to the four wheel speed and speed calculation of front and rear shaft shaft between the slip ratio, and according to the four wheel speed, front and rear shaft speed and axis slip identification of vehicle attachment, and vehicle according to the attached state, between the front and rear axle shaft slip and torque limit the front and rear axle wheel end torque distribution of target, and according to the front axle and the rear wheel end target torque calculation before the motor target torque, engine torque and motor torque target target. The system can redistribute the torque at the wheel end of the front axle and the rear axle according to the slip ratio between the shafts, so as to make the vehicle run smoothly and smoothly or through extreme off-road traffic.

【技术实现步骤摘要】
四驱混合动力汽车及其控制系统和方法
本专利技术涉及混合动力汽车
，特别涉及一种四驱混合动力汽车的控制系统、一种具有该控制系统的四驱混合动力汽车以及一种四驱混合动力汽车的控制方法。
技术介绍
目前，四驱汽车有两类，一类是具有中间轴的单动力源汽车，另一类是没有中间轴的多动力源汽车，其中，具有中间轴的单动力源汽车配置有多片离合器式限滑差速器，以通过控制ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)实现前后轴扭矩按比例进行分配，没有中间轴的多动力源汽车通过控制ECU来协调前后轴扭矩。对于具有三动力源且没有中间轴的混合动力汽车来说，通过调整前后轴扭矩分配来通过一些越野路况(如沙地、泥地以及低洼不平坦路面)并不常见，原因在于，当识别到车辆处于打滑状态时，车辆将由两驱模式调整为四驱模式，并且前后轴扭矩比例保持不变，由于前后轴扭矩比例不能根据轴间滑移率(打滑量)动态调整，因此，当遇到极限工况(如左后轮处于低洼泥地)时车辆将无法脱困。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种四驱混合动力汽车的控制系统，能够在车辆打滑时，根据轴间滑移率动态调整前后轴目标轮端扭矩比例，以使车辆平稳顺利脱困或通过极端越野路况。本专利技术的另一个目的在于提出一种四驱混合动力汽车。本专利技术的又一个目的在于提出一种四驱混合动力汽车的控制方法。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种四驱混合动力汽车的控制系统，包括：前电机和发动机，所述前电机和发动机对应混合动力汽车的前轴设置；发动机控制模块，所述发动机控制模块用于对所述发动机进行控制；后电机，所述后电机对应所述混合动力汽车的后轴设置；后电机控制器，所述后电机控制器用于对所述后电机进行控制；ESP(ElectronicStabilityProgram，车身电子稳定模块)，所述ESP用于获取四个车轮的轮速和所述混合动力汽车的前后轴限制扭矩；前电机控制器，所述前电机控制器与所述ESP进行通信以接收所述四个车轮的轮速和所述前后轴限制扭矩，并根据所述四个车轮的轮速计算所述混合动力汽车的前后轴轴速，以及根据所述四个车轮的轮速和所述前后轴轴速计算所述混合动力汽车的轴间滑移率，并且，所述前电机控制器还根据所述四个车轮的轮速、所述前后轴轴速和所述轴间滑移率识别所述混合动力汽车的车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态、所述轴间滑移率和所述前后轴限制扭矩分配所述混合动力汽车的前后轴目标轮端扭矩，以及根据前后轴目标轮端扭矩计算前电机目标扭矩、发动机目标扭矩和后电机目标扭矩，并通过与所述发动机控制模块进行通信以将所述发动机目标扭矩发送给所述发动机控制模块、通过与所述后电机控制器进行通信以将所述后电机目标扭矩发送给所述后电机控制器，以及根据所述前电机目标扭矩对所述前电机进行控制。根据本专利技术实施例的四驱混合动力汽车的控制系统，前电机控制器根据四个车轮的轮速、前后轴轴速和轴间滑移率识别车辆附着状态，当前电机控制器识别出车辆处于打滑状态时，前电机控制器根据车辆附着状态、轴间滑移率和前后轴限制扭矩分配前后轴目标轮端扭矩，并根据前后轴目标轮端扭矩计算前电机目标扭矩、发动机目标扭矩和后电机目标扭矩，以及根据前电机目标扭矩对前电机进行控制，同时将发动机目标扭矩发送给发动机控制模块，将后电机目标扭矩发送给后电机控制器，以对混合动力汽车进行控制，使得混合动力汽车在低速越野路况下，当车辆出现悬空或遇到低洼路面等情况时，能够根据轴间滑移率动态调整前后轴目标轮端扭矩，从而使得混合动力汽车很容易脱困或通过越野路况，而且该系统通用性好。根据本专利技术的一个实施例，所述混合动力汽车的前轴对应设置开放式差速器，所述混合动力汽车的后轴对应设置锁止式差速器。根据本专利技术的一个实施例，上述的四驱混合动力汽车的控制系统，还包括TCU(TransmissionControlUnit，自动变速箱控制单元)，所述TCU与所述前电机控制器进行通信以接收所述前电机控制器发送的所述车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态执行相应的换挡策略。根据本专利技术的一个实施例，所述ESP还通过与所述前电机控制器进行通信以接收所述前电机控制器发送的所述车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态调整所述前后轴限制扭矩。根据本专利技术的一个实施例，所述车辆附着状态包括所述混合动力汽车处于前轴打滑状态和所述混合动力汽车处于后轴打滑状态，其中，当所述四个车轮的轮速中的最小值小于等于第一预设速度、且前轴轴速大于等于后轴轴速、且所述后轴轴速大于等于第二预设速度、且左前轮的轮速和右前轮的轮速中的较小轮速大于等于所述第二预设速度、以及所述轴间滑移率大于等于第一预设值且持续预设时间时，所述前电机控制器判断所述混合动力汽车处于前轴打滑状态；当所述四个车轮的轮速中的最小值小于等于所述第一预设速度、且所述前轴轴速小于后轴轴速、且所述前轴轴速大于等于所述第二预设速度、且左后轮的轮速和右后轮的轮速中的较小轮速大于等于所述第二预设速度、以及所述轴间滑移率大于等于所述第一预设值且持续预设时间时，所述前电机控制器判断所述混合动力汽车处于后轴打滑状态。根据本专利技术的一个实施例，当所述前轴轴速大于等于所述后轴轴速时，所述前电机控制器根据以下公式计算所述轴间滑移率：S轴间＝|Vf-min{Vrl,Vrr}|/Vf×100％其中，S轴间为所述轴间滑移率，Vf为所述前轴轴速，Vrl为所述左后轮的轮速，Vrr为所述右后轮的轮速。根据本专利技术的另一个实施例，当所述前轴轴速小于所述后轴轴速时，所述前电机控制器根据以下公式计算所述轴间滑移率：S轴间＝|Vr-min{Vfl,Vfr}|/Vr×100％其中，S轴间为所述轴间滑移率，Vr为所述后轴轴速，Vfl为所述左前轮的轮速，Vfr为所述右前轮的轮速。根据本专利技术的一个实施例，当所述混合动力汽车处于前轴打滑状态时，所述前电机控制器获取整车实际分配扭矩，并对所述轴间滑移率进行判断，其中，如果所述轴间滑移率大于等于所述第一预设值且小于等于第二预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和预设的线性关系获取前轴目标轮端扭矩以分配给前轴，并将剩余整车实际分配扭矩和后轴限制扭矩中的较小扭矩分配给后轴；如果所述轴间滑移率大于所述第二预设值且小于等于第三预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和所述第二预设值获取前轴目标轮端扭矩以分配给前轴，并将剩余整车实际分配扭矩和后轴限制扭矩中的较小扭矩分配给后轴；如果所述轴间滑移率大于所述第三预设值，所述前电机控制器分配给前轴的前轴目标轮端扭矩为0，并将剩余整车实际分配扭矩和后轴限制扭矩中的较小扭矩分配给后轴，同时通过调整分配到后轴的后轴目标轮端扭矩以控制所述前轴轴速小于等于第三预设速度。根据本专利技术的另一个实施例，当所述混合动力汽车处于后轴打滑状态时，所述前电机控制器获取整车实际分配扭矩，并对所述轴间滑移率进行判断，其中，如果所述轴间滑移率大于等于所述第一预设值且小于等于第二预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和预设的线性关系获取后轴目标轮端扭矩以分配给后轴，并将剩余整车实际分配扭矩和前轴限制扭矩中的较小扭矩分配给前轴；如果所述轴间滑移率大于所述第二预设值且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，包括：前电机和发动机，所述前电机和发动机对应混合动力汽车的前轴设置；发动机控制模块，所述发动机控制模块用于对所述发动机进行控制；后电机，所述后电机对应所述混合动力汽车的后轴设置；后电机控制器，所述后电机控制器用于对所述后电机进行控制；车身电子稳定模块ESP，所述ESP用于获取四个车轮的轮速和所述混合动力汽车的前后轴限制扭矩；前电机控制器，所述前电机控制器与所述ESP进行通信以接收所述四个车轮的轮速和所述前后轴限制扭矩，并根据所述四个车轮的轮速计算所述混合动力汽车的前后轴轴速，以及根据所述四个车轮的轮速和所述前后轴轴速计算所述混合动力汽车的轴间滑移率，并且，所述前电机控制器还根据所述四个车轮的轮速、所述前后轴轴速和所述轴间滑移率识别所述混合动力汽车的车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态、所述轴间滑移率和所述前后轴限制扭矩分配所述混合动力汽车的前后轴目标轮端扭矩，以及根据前后轴目标轮端扭矩计算前电机目标扭矩、发动机目标扭矩和后电机目标扭矩，并通过与所述发动机控制模块进行通信以将所述发动机目标扭矩发送给所述发动机控制模块、通过与所述后电机控制器进行通信以将所述后电机目标扭矩发送给所述后电机控制器，以及根据所述前电机目标扭矩对所述前电机进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，包括：前电机和发动机，所述前电机和发动机对应混合动力汽车的前轴设置；发动机控制模块，所述发动机控制模块用于对所述发动机进行控制；后电机，所述后电机对应所述混合动力汽车的后轴设置；后电机控制器，所述后电机控制器用于对所述后电机进行控制；车身电子稳定模块ESP，所述ESP用于获取四个车轮的轮速和所述混合动力汽车的前后轴限制扭矩；前电机控制器，所述前电机控制器与所述ESP进行通信以接收所述四个车轮的轮速和所述前后轴限制扭矩，并根据所述四个车轮的轮速计算所述混合动力汽车的前后轴轴速，以及根据所述四个车轮的轮速和所述前后轴轴速计算所述混合动力汽车的轴间滑移率，并且，所述前电机控制器还根据所述四个车轮的轮速、所述前后轴轴速和所述轴间滑移率识别所述混合动力汽车的车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态、所述轴间滑移率和所述前后轴限制扭矩分配所述混合动力汽车的前后轴目标轮端扭矩，以及根据前后轴目标轮端扭矩计算前电机目标扭矩、发动机目标扭矩和后电机目标扭矩，并通过与所述发动机控制模块进行通信以将所述发动机目标扭矩发送给所述发动机控制模块、通过与所述后电机控制器进行通信以将所述后电机目标扭矩发送给所述后电机控制器，以及根据所述前电机目标扭矩对所述前电机进行控制。2.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，所述混合动力汽车的前轴对应设置开放式差速器，所述混合动力汽车的后轴对应设置锁止式差速器。3.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，还包括自动变速箱控制单元TCU，所述TCU与所述前电机控制器进行通信以接收所述前电机控制器发送的所述车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态执行相应的换挡策略。4.根据权利要求1所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，所述ESP还通过与所述前电机控制器进行通信以接收所述前电机控制器发送的所述车辆附着状态，并根据所述车辆附着状态调整所述前后轴限制扭矩。5.根据权利要求1-4中任一项所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，所述车辆附着状态包括所述混合动力汽车处于前轴打滑状态和所述混合动力汽车处于后轴打滑状态，其中，当所述四个车轮的轮速中的最小值小于等于第一预设速度、且前轴轴速大于等于后轴轴速、且所述后轴轴速大于等于第二预设速度、且左前轮的轮速和右前轮的轮速中的较小轮速大于等于所述第二预设速度、以及所述轴间滑移率大于等于第一预设值且持续预设时间时，所述前电机控制器判断所述混合动力汽车处于前轴打滑状态；当所述四个车轮的轮速中的最小值小于等于所述第一预设速度、且所述前轴轴速小于后轴轴速、且所述前轴轴速大于等于所述第二预设速度、且左后轮的轮速和右后轮的轮速中的较小轮速大于等于所述第二预设速度、以及所述轴间滑移率大于等于所述第一预设值且持续预设时间时，所述前电机控制器判断所述混合动力汽车处于后轴打滑状态。6.根据权利要求5所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述前轴轴速大于等于所述后轴轴速时，所述前电机控制器根据以下公式计算所述轴间滑移率：S轴间＝|Vf-min{Vrl,Vrr}|/Vf×100％其中，S轴间为所述轴间滑移率，Vf为所述前轴轴速，Vrl为所述左后轮的轮速，Vrr为所述右后轮的轮速。7.根据权利要求5所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述前轴轴速小于所述后轴轴速时，所述前电机控制器根据以下公式计算所述轴间滑移率：S轴间＝|Vr-min{Vfl,Vfr}|/Vr×100％其中，S轴间为所述轴间滑移率，Vr为所述后轴轴速，Vfl为所述左前轮的轮速，Vfr为所述右前轮的轮速。8.根据权利要求5所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述混合动力汽车处于前轴打滑状态时，所述前电机控制器获取整车实际分配扭矩，并对所述轴间滑移率进行判断，其中，如果所述轴间滑移率大于等于所述第一预设值且小于等于第二预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和预设的线性关系获取前轴目标轮端扭矩以分配给前轴，并将剩余整车实际分配扭矩和后轴限制扭矩中的较小扭矩分配给后轴；如果所述轴间滑移率大于所述第二预设值且小于等于第三预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和所述第二预设值获取前轴目标轮端扭矩以分配给前轴，并将剩余整车实际分配扭矩和后轴限制扭矩中的较小扭矩分配给后轴；如果所述轴间滑移率大于所述第三预设值，所述前电机控制器分配给前轴的前轴目标轮端扭矩为0，并将剩余整车实际分配扭矩和后轴限制扭矩中的较小扭矩分配给后轴，同时通过调整分配到后轴的后轴目标轮端扭矩以控制所述前轴轴速小于等于第三预设速度。9.根据权利要求5所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述混合动力汽车处于后轴打滑状态时，所述前电机控制器获取整车实际分配扭矩，并对所述轴间滑移率进行判断，其中，如果所述轴间滑移率大于等于所述第一预设值且小于等于第二预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和预设的线性关系获取后轴目标轮端扭矩以分配给后轴，并将剩余整车实际分配扭矩和前轴限制扭矩中的较小扭矩分配给前轴；如果所述轴间滑移率大于所述第二预设值且小于等于第三预设值，所述前电机控制器根据所述整车实际分配扭矩和所述第二预设值获取后轴目标轮端扭矩以分配给后轴，并将剩余整车实际分配扭矩和前轴限制扭矩中的较小扭矩分配给前轴；如果所述轴间滑移率大于所述第三预设值，所述前电机控制器分配给后轴的后轴目标轮端扭矩为0，并将剩余整车实际分配扭矩和前轴限制扭矩中的较小扭矩分配给前轴，同时通过调整分配到前轴的前轴目标轮端扭矩以控制所述后轴轴速小于等于第三预设速度。10.根据权利要求8或9所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，分配到前轴的前轴目标轮端扭矩由所述前电机和所述发动机共同提供，其中，当所述发动机输出的扭矩达到当前最大允许扭矩时，余下的前轴目标轮端扭矩由所述前电机补充。11.根据权利要求5-10中任一项所述的四驱混合动力汽车的控制系统，其特征在于，当所述四个车轮的轮速中的最大值与所述四个车轮的轮速中的最小值的差值小于或等于第四预设速度、且所述前轴轴速大于或等于第五预设速度、且所述后轴轴速大于或等于第六预设速度时，所述前电机控制器控制所述混合动力汽车退出扭矩转移。12.一种四驱混合动力汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的四驱混合动力汽车的控制系统。13.一种四驱混合动力汽车的控制方法，其特征在于，所述四驱混合动力汽车的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄思文，周小伟，棘文建，黄孝清，文旭，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44