[发明专利]一种机动车电子四驱系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于混合动力汽车控制领域，涉及一种电子四驱混合动力汽车的系统协调控制技术，具体涉及一种机动车电子四驱系统及其控制方法。

背景技术

随着能源危机和环境恶化的进一步加剧，节能和环保已经成为现代汽车发展的主题。传统四驱汽车虽然具有比常规两轮驱动汽车更好的动力性和越野性能，但是其油耗和排放也相对较多，已不能适应现代汽车节能减排的发展要求，因此各大汽车厂商开始争相研制四轮驱动混合动力汽车来取代传统四驱汽车。

目前较先进的四驱混合动力汽车一般利用发动机或发动机与ISG电机共同驱动前轮，利用驱动电机驱动后轮，前、后轴制动力可以实时自由分配，在爬坡、低附着路面等行驶条件下具有一定的优势，但是由于前驱、后驱及四驱模式转向特性的差别，在转向过程中容易引起转向过度或转向不足，影响行车安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机动车电子四驱系统及其控制方法，实现四驱混合动力汽车各种驱动模式下前、后轴扭矩的合理分配，保证车辆的操纵稳定性；优化四驱汽车的工作模式，使之具有更高的经济性。

具体技术方案如下：

一种机动车电子四驱系统，包括整车系统，动力控制系统和ESP模块；其中，所述ESP模块通过整车CAN总线控制连接所述整车系统和动力控制系统；所述动力控制系统包括发动机管理系统EMS、电池管理系统BMS、后驱电机控制器TM、电机控制器MCU和变速箱控制单元TCU，其用于与整车系统交互并采集整车系统的状态信息，并经过判断处理后，输出控制指令，控制整车系统工作；所述整车系统包括后驱电机、高压电池、ISG电机、发动机和变速箱。

进一步地，所述发动机管理系统EMS、电池管理系统BMS、后驱电机控制器TM、电机控制器MCU和变速箱控制单元TCU均连接至整车CAN总线，所述发动机管理系统EMS控制连接发动机，所述电池管理系统BMS控制连接高压电池，所述后驱电机控制器TM控制连接后驱电机，所述电机控制器MCU控制连接ISG电机，所述变速箱控制单元TCU控制连接变速箱。

进一步地，所述动力控制系统还包括整车管理系统VMS，其通过整车CAN总线连接至ESP模块和整车系统。

进一步地，所述发动机设置在整车前轴，所述ISG电机与发动机同轴相连，所述后驱电机安装在整车后轴上，所述ISG电机与后驱电机分别通过第一逆变器和第二逆变器与高压电池相连。

上述机动车电子四驱系统的控制方法，采用如下步骤：

(1)动力控制系统检测并获得混动工作模式信号、档位信号、加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、前后轴实际输出扭矩信号、制动压力信号以及整车系统反馈的方向盘转向角度信号、轮速信号、横摆角速度信号、侧向加速度信号；

(2)动力控制系统将上述信号发送至ESP模块；

(3)ESP模块接收上述信号并进行综合判断处理；

(4)ESP模块判断处理得到前、后轴输出扭矩限制值、增降扭请求信号、四驱模式禁止、四驱模式请求、再生制动模式请求、再生制动模式禁止信号；

(5)ESP模块发送步骤(4)中所述信号至动力控制系统；

(6)动力控制系统接受步骤(4)中所述信号，并在扭矩限制值范围内为车辆分配扭矩，并根据要求实现增扭、降扭和驱动模式的切换。

进一步地，机动车电子四驱系统的驱动模式包括纯电动模式、串联模式和并联模式，该并联模式包括前驱ISG混动模式和四轮驱动模式；并采用如下控制方法：

(a)当在纯电动模式时：前驱断开，高压电池通过逆变器为后驱电机提供动力，后驱电机驱动车辆；

(b)当在串联模式时：前驱离合器断开，ISG电机作为发电机使用，其发出的电能和高压电池的电能耦合后为后驱电机提供动力；

(c)在并联模式的ISG前驱混动模式时：后驱电机断开，高压电池为ISG提供动力，由发动机和ISG电机共同为车辆提供驱动力；

(d)在并联模式的四轮驱动模式时：高压电池通过逆变器分别为后驱电机和ISG电机提供动力，驱动力由发动机、ISG电机、后驱电机共同提供。

进一步地，在(a)、(b)两种情况下，当整车出现再生制动时，能量的回收由后驱电机实现；在(c)情况下，当整车出现再生制动时，由ISG电机回收能量；在(d)情况下，当整车出现再生制动时，后驱电机和ISG电机都是作为发电机使用，共同回收制动能量。