一种驱动扭矩分配方法、装置及汽车与流程

文档序号:17826147发布日期:2019-06-05 22:39阅读:267来源:国知局
一种驱动扭矩分配方法、装置及汽车与流程

本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种驱动扭矩分配方法、装置及汽车。



背景技术:

当前电动汽车或混合动力四驱汽车的前后轴驱动扭矩分配一般是基于电机/发动机的效率或是前后轴的轴荷来确定的,前者可以使车辆获得更好的动力性或者经济性,后者则可以尽量避免车辆发生驱动打滑的现象。这两种驱动扭矩分配方法对汽车操纵稳定性的考虑均不足,极易使车辆具备过度转向特性从而发生甩尾或侧滑,进而导致车辆失去稳定性。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种驱动扭矩分配方法、装置及汽车,以解决现有技术中驱动扭矩分配策略对汽车操纵稳定性的考虑不足,使车辆发生甩尾或侧滑导致车辆失去稳定性的问题。

本发明实施例提供一种驱动扭矩分配方法,所述方法包括:

确定整车输出驱动扭矩;

根据当前方向盘转速、当前方向盘转角以及当前车速,确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数;

根据所述整车输出驱动扭矩、所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数确定前轴参考驱动扭矩和后轴参考驱动扭矩;

根据所述前轴参考驱动扭矩、所述后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,并发送至对应的电机控制器。

通过适应性调整前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,可以在车辆紧急驱动时提高后轴驱动扭矩,保证车辆紧急转弯时的安全性能,且可以避免车辆具备过度转向特性,避免车辆甩尾或侧滑现象发生,保证车辆的操作稳性能和安全性能。

其中,所述确定整车输出驱动扭矩的步骤包括:

获取加速踏板的开度信号,根据加速踏板的开度信号计算加速踏板所需求的第一输出驱动扭矩;

获取动力电池的当前有效功率,根据动力电池的当前有效功率确定动力电池所对应的第二输出驱动扭矩;

比较所述第一输出驱动扭矩和所述第二输出驱动扭矩;

当所述第一输出驱动扭矩大于所述第二输出驱动扭矩时,确定所述第二输出驱动扭矩为所述整车输出驱动扭矩;

当所述第一输出驱动扭矩小于或者等于所述第二输出驱动扭矩时,确定所述第一输出驱动扭矩为所述整车输出驱动扭矩。

其中,所述根据当前方向盘转速、当前方向盘转角以及当前车速,确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数的步骤包括:

获取当前方向盘的转速,将当前方向盘的转速与预设转速阈值进行比较;

在当前方向盘的转速大于预设转速阈值时,在预设的第一转向工况对应的第一驱动扭矩系数配置表中,确定对应的固定前轴驱动扭矩系数和固定后轴驱动扭矩系数;

在当前方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,在预设的第二转向工况对应的第二驱动扭矩系数配置表中,查找与当前方向盘转角以及当前车速相对应的所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数;

其中,所述第一驱动扭矩系数配置表中,当方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第五预设值和第六预设值;当方向盘的转速大于预设转速阈值时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第七预设值和第八预设值;其中,所述第七预设值小于所述第五预设值,所述第八预设值大于所述第六预设值;

所述第二驱动扭矩系数配置表中,在同一方向盘转角下,当车速小于或者等于预设第一车速时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第一预设值和第二预设值;当车速大于或者等于预设第二车速时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第三预设值和第四预设值;当车速在预设第一车速和预设第二车速之间时,所述前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,所述后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小;其中,第一方向盘转角对应的预设第一车速,大于第二方向盘转角对应的预设第一车速,第一方向盘转角对应的预设第二车速,小于第二方向盘转角对应的预设第二车速,且第一方向盘转角对应的所述第一预设值等于第二方向盘转角对应的所述第一预设值,第一方向盘转角对应的所述第三预设值小于第二方向盘转角对应的所述第三预设值,第一方向盘转角对应的所述第二预设值等于第二方向盘转角对应的所述第二预设值,第一方向盘转角对应的所述第四预设值大于第二方向盘转角对应的所述第四预设值;其中,第一方向盘转角小于第二方向盘转角。

其中,所述根据所述整车输出驱动扭矩、所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数确定前轴参考驱动扭矩和后轴参考驱动扭矩的步骤包括:

计算所述整车输出驱动扭矩与所述前轴驱动扭矩系数的乘积,确定所述前轴参考驱动扭矩;

计算所述整车输出驱动扭矩与所述后轴驱动扭矩系数的乘积,确定所述后轴参考驱动扭矩。

其中,所述根据所述前轴参考驱动扭矩、所述后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,并发送至对应的电机控制器的步骤包括:

将所述前轴参考驱动扭矩与预先获取的所述前驱动扭矩限制输出值、所述后轴参考驱动扭矩与预先获取的所述后驱动扭矩限制输出值分别进行比较;

在所述前轴参考驱动扭矩大于所述前驱动扭矩限制输出值时,确定所述前驱动扭矩限制输出值为所述前轴目标驱动扭矩,在所述前轴参考驱动扭矩小于或者等于所述前驱动扭矩限制输出值时,确定所述前轴参考驱动扭矩为所述前轴目标驱动扭矩;

在所述后轴参考驱动扭矩大于所述后驱动扭矩限制输出值时,确定所述后驱动扭矩限制输出值为所述后轴目标驱动扭矩,在所述后轴参考驱动扭矩小于或者等于所述后驱动扭矩限制输出值时,确定所述后轴参考驱动扭矩为所述后轴目标驱动扭矩;

将所述前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器、将所述后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器。

本发明实施例还提供一种驱动扭矩分配装置,所述装置包括:

第一确定模块,用于确定整车输出驱动扭矩;

第二确定模块,用于根据当前方向盘转速、当前方向盘转角以及当前车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数;

第三确定模块,用于根据所述整车输出驱动扭矩、所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数确定前轴参考驱动扭矩和后轴参考驱动扭矩;

处理模块,用于根据所述前轴参考驱动扭矩、所述后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,并发送至对应的电机控制器。

其中,所述第一确定模块包括:

第一计算子模块,用于获取加速踏板的开度信号,根据加速踏板的开度信号计算加速踏板所需求的第一输出驱动扭矩;

第一确定子模块,用于获取动力电池的当前有效功率,根据动力电池的当前有效功率确定动力电池所对应的第二输出驱动扭矩;

第一比较子模块,用于比较所述第一输出驱动扭矩和所述第二输出驱动扭矩;

第二确定子模块,用于当所述第一输出驱动扭矩大于所述第二输出驱动扭矩时,确定所述第二输出驱动扭矩为所述整车输出驱动扭矩;

第三确定子模块,用于当所述第一输出驱动扭矩小于或者等于所述第二输出驱动扭矩时,确定所述第一输出驱动扭矩为所述整车输出驱动扭矩。

其中,所述第二确定模块包括:

第二比较子模块,用于获取当前方向盘的转速,将当前方向盘的转速与预设转速阈值进行比较;

第四确定子模块,用于在当前方向盘的转速大于预设转速阈值时,在预设的第一转向工况对应的第一驱动扭矩系数配置表中,确定对应的固定前轴驱动扭矩系数和固定后轴驱动扭矩系数;

查找子模块,用于在当前方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,在预设的第二转向工况对应的第二驱动扭矩系数配置表中,查找与当前方向盘转角以及当前车速相对应的所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数;

其中,所述第一驱动扭矩系数配置表中,当方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第五预设值和第六预设值;当方向盘的转速大于预设转速阈值时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第七预设值和第八预设值;其中,所述第七预设值小于所述第五预设值,所述第八预设值大于所述第六预设值;

所述第二驱动扭矩系数配置表中,在同一方向盘转角下,当车速小于或者等于预设第一车速时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第一预设值和第二预设值;当车速大于或者等于预设第二车速时,所述前轴驱动扭矩系数和所述后轴驱动扭矩系数分别为第三预设值和第四预设值;当车速在预设第一车速和预设第二车速之间时,所述前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,所述后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小;其中,第一方向盘转角对应的预设第一车速,大于第二方向盘转角对应的预设第一车速,第一方向盘转角对应的预设第二车速,小于第二方向盘转角对应的预设第二车速,且第一方向盘转角对应的所述第一预设值等于第二方向盘转角对应的所述第一预设值,第一方向盘转角对应的所述第三预设值小于第二方向盘转角对应的所述第三预设值,第一方向盘转角对应的所述第二预设值等于第二方向盘转角对应的所述第二预设值,第一方向盘转角对应的所述第四预设值大于第二方向盘转角对应的所述第四预设值;其中,第一方向盘转角小于第二方向盘转角。

其中,所述第三确定模块包括:

第二计算子模块,用于计算所述整车输出驱动扭矩与所述前轴驱动扭矩系数的乘积,确定所述前轴参考驱动扭矩;

第三计算子模块,用于计算所述整车输出驱动扭矩与所述后轴驱动扭矩系数的乘积,确定所述后轴参考驱动扭矩。

其中,所述处理模块包括:

第三比较子模块,用于将所述前轴参考驱动扭矩与预先获取的所述前驱动扭矩限制输出值、所述后轴参考驱动扭矩与预先获取的所述后驱动扭矩限制输出值分别进行比较;

第五确定子模块,用于在所述前轴参考驱动扭矩大于所述前驱动扭矩限制输出值时,确定所述前驱动扭矩限制输出值为所述前轴目标驱动扭矩,在所述前轴参考驱动扭矩小于或者等于所述前驱动扭矩限制输出值时,确定所述前轴参考驱动扭矩为所述前轴目标驱动扭矩;

第六确定子模块,用于在所述后轴参考驱动扭矩大于所述后驱动扭矩限制输出值时,确定所述后驱动扭矩限制输出值为所述后轴目标驱动扭矩,在所述后轴参考驱动扭矩小于或者等于所述后驱动扭矩限制输出值时,确定所述后轴参考驱动扭矩为所述后轴目标驱动扭矩;

发送子模块,用于将所述前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器、将所述后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器。

本发明实施例还提供一种汽车,所述汽车包括上述的驱动扭矩分配装置。

本发明实施例技术方案的有益效果至少包括:

本发明技术方案,通过获取整车输出驱动扭矩,并根据方向盘转速、方向盘转角、车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,利用整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积获取前轴参考驱动扭矩、整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积获取后轴参考驱动扭矩,并根据前后轴参考驱动扭矩与前后驱动扭矩限制输出值确定出前后轴目标驱动扭矩,将确定的前后轴目标驱动扭矩发送至对应的电机控制器,能够在车辆紧急驱动时提高后轴驱动扭矩,保证车辆紧急转弯时的安全性能,且可以避免车辆具备过度转向特性,避免车辆甩尾或侧滑现象发生,保证车辆的操作稳性能和安全性能,进一步的,当驾驶员快速转动方向盘躲避前方障碍物时,可以使车辆实现快速转向,从而避免发生碰撞。

附图说明

图1表示本发明实施例一提供的驱动扭矩分配方法流程图;

图2表示本发明实施例二提供的驱动扭矩分配方法流程图;

图3表示本发明实施例二的基于方向盘转速的驱动扭矩分配曲线示意图;

图4表示本发明实施例二的基于车速的驱动扭矩分配曲线示意图;

图5表示本发明实施例二的基于方向盘转角和车速的驱动扭矩分配曲线示意图;

图6表示本发明实施例三提供的驱动扭矩分配系统框架示意图;

图7表示本发明实施例四提供的驱动扭矩分配装置示意图一;

图8表示本发明实施例四提供的驱动扭矩分配装置示意图二;

图9表示本发明实施例四提供的驱动扭矩分配装置示意图三;

图10表示本发明实施例四提供的驱动扭矩分配装置示意图四;

图11表示本发明实施例四提供的驱动扭矩分配装置示意图五。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

如图1所示,本发明实施例一提供的驱动扭矩分配方法,包括:

步骤101、确定整车输出驱动扭矩。

本发明应用于整车控制器,首先整车控制器需要根据踏板来确定一需求的整车输出驱动扭矩。这里的踏板包括制动踏板和加速踏板,当检测到制动踏板的开关信号为开时,确定制动踏板信号有效,则此时踏板对应的第一输出驱动扭矩为零,当制动踏板的开关信号为关时,则根据加速踏板的开度信号来计算第一输出驱动扭矩。同时需要获取动力电池的当前有效功率,根据动力电池的当前有效功率来确定动力电池所支持的第二输出驱动扭矩。然后将第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩中较小的一个确定为整车输出驱动扭矩。

步骤102、根据当前方向盘转速、当前方向盘转角以及当前车速,确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。

根据设置于方向盘上的方向盘转角传感器获取方向盘转角,整车控制器通过方向盘转过的角度和所用时间的比值,来计算方向盘转率,或者利用方向盘转角传感器直接获取方向盘转速。根据制动防抱死系统获取汽车当前的行驶车速。

然后根据方向盘转速、方向盘转角以及车速来确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,具体为:根据方向盘转速确定当前汽车处于正常转向工况还是紧急转向工况,在当前汽车处于正常转向工况时,根据方向盘转角以及车速在正常转向工况驱动扭矩系数表中查询前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。在当前汽车处于紧急转向工况时,在紧急转向工况驱动扭矩系数表中确定固定前轴驱动扭矩系数和固定后轴驱动扭矩系数。

需要说明的是,在正常转向工况驱动扭矩系数表中,在同一方向盘转角下,不同的车速对应不同的前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,在同一车速下,不同的方向盘转角可以对应不同的前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。

步骤103、根据整车输出驱动扭矩、前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数确定前轴参考驱动扭矩和后轴参考驱动扭矩。

在获取整车输出驱动扭矩、前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数之后,根据整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积获取前轴参考驱动扭矩,根据整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积获取后轴参考驱动扭矩。

步骤104、根据前轴参考驱动扭矩、后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,并发送至对应的电机控制器。

在获取前轴参考驱动扭矩、后轴参考驱动扭矩之后,将前轴参考驱动扭矩与预先获取的前驱动扭矩限制输出值进行比较,将后轴参考驱动扭矩与预先获取的后驱动扭矩限制输出值进行比较。当前轴参考驱动扭矩小于或者等于前驱动扭矩限制输出值时,将前轴参考驱动扭矩确定为前轴目标驱动扭矩,当前轴参考驱动扭矩大于前驱动扭矩限制输出值时,将前驱动扭矩限制输出值确定为前轴目标驱动扭矩。

当后轴参考驱动扭矩小于或者等于后驱动扭矩限制输出值时,将后轴参考驱动扭矩确定为后轴目标驱动扭矩,当后轴参考驱动扭矩大于后驱动扭矩限制输出值时,将后驱动扭矩限制输出值确定为后轴目标驱动扭矩。

在确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩之后,将前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器,前轴电机控制器控制前驱动电机运转;将后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器,后轴电机控制器控制后驱动电机运转。

本发明实施例一,通过获取整车输出驱动扭矩,并根据方向盘转速、方向盘转角、车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,利用整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积获取前轴参考驱动扭矩、整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积获取后轴参考驱动扭矩,并根据前后轴参考驱动扭矩与前后驱动扭矩限制输出值确定出前后轴目标驱动扭矩,将确定的前后轴目标驱动扭矩发送至对应的电机控制器,能够在车辆紧急驱动时提高后轴驱动扭矩,保证车辆紧急转弯时的安全性能,且可以避免车辆具备过度转向特性,避免车辆甩尾或侧滑现象发生,保证车辆的操作稳性能和安全性能,进一步的,当驾驶员快速转动方向盘躲避前方障碍物时,可以使车辆实现快速转向,从而避免发生碰撞。

实施例二

如图2所示,本发明实施例二提供的驱动扭矩分配方法,包括:

步骤201、获取加速踏板的开度信号,根据加速踏板的开度信号计算加速踏板所需求的第一输出驱动扭矩。

首先整车控制器需要根据踏板来确定第一输出驱动扭矩。这里的踏板包括制动踏板和加速踏板,当检测到制动踏板的开关信号为开时,确定制动踏板信号有效,则此时踏板对应的第一输出驱动扭矩为零,当制动踏板的开关信号为关时,则根据加速踏板的开度信号来计算第一输出驱动扭矩。

步骤202、获取动力电池的当前有效功率,根据动力电池的当前有效功率确定动力电池所对应的第二输出驱动扭矩。

获取动力电池的有效功率,根据动力电池的有效功率来确定动力电池所支持的第二输出驱动扭矩。然后基于获取的第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩来执行步骤203。

步骤203、根据第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩确定整车输出驱动扭矩。

其中,根据第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩确定整车输出驱动扭矩的方式为:比较第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩;当第一输出驱动扭矩大于第二输出驱动扭矩时,确定第二输出驱动扭矩为整车输出驱动扭矩;当第一输出驱动扭矩小于或者等于第二输出驱动扭矩时,确定第一输出驱动扭矩为整车输出驱动扭矩。

即在获取踏板所需求的第一输出驱动扭矩之后,需要考虑动力电池所支持的第二输出驱动扭矩,当动力电池所支持的第二输出驱动扭矩小于踏板所需求的第一输出驱动扭矩时,此时动力电池所支持的第二输出驱动扭矩无法满足踏板的需求,可以将动力电池所支持的第二输出驱动扭矩确定为整车输出驱动扭矩。

步骤204、获取当前方向盘的转速,将当前方向盘的转速与预设转速阈值进行比较。

在确定整车输出驱动扭矩之后,需要确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。在确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数之前,需要根据方向盘的转速确定当前车辆处于何种转向工况。其中转向工况包括紧急转向状态下的第一转向工况和正常转向状态下的第二转向工况。

在获取当前方向盘的转速之后,将当前方向盘的转速与预设转速阈值进行比较,根据比较结果执行步骤205或者步骤206。

步骤205、在当前方向盘的转速大于预设转速阈值时,在预设的第一转向工况对应的第一驱动扭矩系数配置表中,确定对应的固定前轴驱动扭矩系数和固定后轴驱动扭矩系数。

在当前方向盘的转速大于预设转速阈值时,确定当前车辆处于紧急转向状态下的第一转向工况,然后在预先配置的第一转向工况对应的第一驱动扭矩系数配置表中,确定对应的固定前轴驱动扭矩系数和固定后轴驱动扭矩系数。

第一驱动扭矩系数配置表中,当方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第五预设值和第六预设值;当方向盘的转速大于预设转速阈值时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第七预设值和第八预设值;其中,第七预设值小于第五预设值,第八预设值大于第六预设值。其中第七预设值为前轴驱动扭矩系数,第八预设值为后轴驱动扭矩系数。

基于方向盘转速的驱动扭矩分配曲线简图如图3所示,例如,当驾驶员紧急转动方向盘时,通常需要车辆能够有一个较大的转向幅度避让前方障碍物。此时驱动扭矩的分配应如图3所示:提高后轴的驱动力,降低前轴的驱动力。使车辆具备一个较小的不足转向特性甚至具备一定的过度转向特性。其中在方向盘转速由小于等于预设转速阈值变化至大于预设转速阈值的过程中,驱动扭矩系数随之变化,前轴驱动扭矩系数由第一固定值逐渐变化为第二固定值,后轴驱动扭矩系数由第三固定值逐渐变化为第四固定值。前轴扭矩系数减小,后轴扭矩系数增加,可以通过标定调节使车辆不至于由于扭矩突变产生抖动现象。其中第二固定值为第七预设值,也就是固定前轴驱动扭矩系数,第四固定值为第八预设值,也就是固定后轴驱动扭矩系数。如图3所示,在方向盘的转速大于预设转速阈值时,前轴驱动扭矩系数由0.6变化为0.3,后轴驱动扭矩系数由0.4变化为0.7。

需要说明的是,驱动扭矩系数变化的过程为一个逐渐变化的过程,在方向盘的转速大于预设转速阈值时,需要确定前轴的参考驱动力和后轴的参考驱动力,由于整车输出驱动扭矩为一个确定值,因此需要调节前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,来获取前轴的参考驱动力和后轴的参考驱动力。

将前轴驱动扭矩系数调整为固定前轴驱动扭矩系数,将后轴驱动扭矩系数调整为固定后轴驱动扭矩系数,汽车在实际行驶过程中前轴驱动扭矩系数逐渐变化为固定前轴驱动扭矩系数,后轴驱动扭矩系数逐渐变化为固定后轴驱动扭矩系数。

过度转向表征汽车的转向特性,过度转向特性的汽车转弯半径会越来越小,并容易发生侧滑或甩尾。不足转向表征汽车的转向特性,不足转向特性的汽车转弯半径会越来越大。

步骤206、在当前方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,在预设的第二转向工况对应的第二驱动扭矩系数配置表中,查找与当前方向盘转角以及当前车速相对应的前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。

在当前方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,确定当前车辆处于正常转向状态下的第二转向工况,然后在预先配置的第二转向工况对应的第二驱动扭矩系数配置表中,根据当前方向盘转角以及当前车速查找对应的前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。

需要说明的是,第二驱动扭矩系数配置表中包括第二转向工况下与方向盘转角和车速关联的前后驱动扭矩系数。

第二驱动扭矩系数配置表中,在同一方向盘转角下,当车速小于或者等于预设第一车速时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第一预设值和第二预设值;当车速大于或者等于预设第二车速时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第三预设值和第四预设值;当车速在预设第一车速和预设第二车速之间时,前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小;其中,第一方向盘转角对应的预设第一车速,大于第二方向盘转角对应的预设第一车速,第一方向盘转角对应的预设第二车速,小于第二方向盘转角对应的预设第二车速,且第一方向盘转角对应的第一预设值等于第二方向盘转角对应的第一预设值,第一方向盘转角对应的第三预设值小于第二方向盘转角对应的第三预设值;第一方向盘转角对应的第二预设值等于第二方向盘转角对应的第二预设值,第一方向盘转角对应的第四预设值大于第二方向盘转角对应的第四预设值;其中,第一方向盘转角小于第二方向盘转角。

基于车速的驱动扭矩分配曲线简图如图4所示,当车速小于等于预设第一车速43km/h时,前轴驱动扭矩系数为第一预设值0.6,后轴驱动扭矩系数为第二预设值0.4。当车速大于预设第一车速43km/h小于预设第二车速70km/h时,前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小。当车速达到预设第二车速70km/h时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数趋于稳定,此时前轴驱动扭矩系数为第三预设值0.75,后轴驱动扭矩系数为第四预设值0.25,其中前轴驱动扭矩系数与后轴驱动扭矩系数之和为1。

当车速较低时,驱动扭矩可以根据轴荷进行分配,以充分利用地面附着力;当车速增加时,需要逐渐增加前轴驱动扭矩,降低后轴驱动扭矩;因为汽车前轴驱动扭矩增加将增大车辆的不足转向趋势,后轴驱动增加将增大过度转向趋势。过度转向是一种危险工况,将增大车辆甩尾的风险。在转向时,前轴驱动扭矩增大则前轴侧偏角增大,汽车趋向于不足转向特性。同样,后轴驱动扭矩增大则后轮侧偏角增大,汽车趋向于过度转向。而具备过度转向特性的汽车随着车速越高,其过度转向特性越大,当车速达到临界车速ucr,转向灵敏度趋于无穷大,车辆将失去稳定性。

通常期望汽车具有一定的不足转向特性。临界车速ucr:表征过多转向量的一个参数,车速等于临界车速时,稳态横摆角速度增益趋于无穷大,此时车辆失去稳定性,即使很小的侧向力也会产生极大的横摆角速度。侧偏角表征轮胎接地印记中心线与车轮平面的夹角。

基于方向盘转角和车速的驱动扭矩分配曲线简图如图5所示,0%方向盘转角对应的预设第一车速为43km/h,30%方向盘转角对应的预设第一车速为40km/h;0%方向盘转角对应的预设第二车速为70km/h,30%方向盘转角对应的预设第二车速为72km/h。在0%方向盘转角的情况下,对应的车速在预设第一车速43km/h与预设第二车速70km/h之间时,前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小。在30%方向盘转角的情况下,对应的车速在预设第一车速40km/h与预设第二车速72km/h之间时,前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小。

在车速小于40km/h时,30%转角和0%转角对应的前轴驱动扭矩系数为0.6,30%转角和0%转角对应的后轴驱动扭矩系数为0.4。

当车速大于40km/h时,针对前轴驱动扭矩系数而言,30%转角对应的前轴驱动扭矩系数开始增加,当车速大于43km/h时,0%转角对应的前轴驱动扭矩系数开始增加,在车速达到70km/h时,0%转角对应的前轴驱动扭矩系数趋于稳定,在车速达到72km/h时,30%转角对应的前轴驱动扭矩系数趋于稳定,且当车速大于40km/h时,30%转角对应的前轴驱动扭矩系数大于0%转角对应的前轴驱动扭矩系数。

当车速大于40km/h时,针对后轴驱动扭矩系数而言,30%转角对应的后轴驱动扭矩系数开始减小,当车速大于43km/h时,0%转角对应的后轴驱动扭矩系数开始减小,在车速达到70km/h时,0%转角对应的后轴驱动扭矩系数趋于稳定,在车速达到72km/h时,30%转角对应的后轴驱动扭矩系数趋于稳定,且当车速大于40km/h时,30%转角对应的后轴驱动扭矩系数小于0%转角对应的后轴驱动扭矩系数。

具体的,当车速较低时,驱动扭矩根据轴荷进行分配,以充分利用地面附着力;当车速提高到一定值,在0%方向盘转角的驱动扭矩分配基础上进一步增大前轴驱动扭矩,降低后轴驱动扭矩;因为如果后驱驱动扭矩过大,将进一步增大后轴的侧偏角,产生过度转向趋势。

其中,第二驱动扭矩系数配置表为横轴代表车速,纵轴代表方向盘转角的一个二维表。这样每个车速和方向盘转角均对应一个扭矩分配系数。实际计算时直接查表即可。表格的总体变化趋势是:车速越高,前轴驱动扭矩越大,方向盘转角越大,前轴驱动扭矩越大。

步骤207、计算整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积,确定前轴参考驱动扭矩。

在确定前轴驱动扭矩系数之后,根据计算得到的整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积,获得前轴参考驱动扭矩。

步骤208、计算整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积,确定后轴参考驱动扭矩。

在确定后轴驱动扭矩系数之后,根据计算得到的整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积,获得后轴参考驱动扭矩。

步骤209、根据前轴参考驱动扭矩、后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,并发送至对应的电机控制器。

在获取前轴参考驱动扭矩、后轴参考驱动扭矩之后,需要根据前轴参考驱动扭矩、后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值来执行下述过程:

将前轴参考驱动扭矩与预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后轴参考驱动扭矩与预先获取的后驱动扭矩限制输出值分别进行比较;

在前轴参考驱动扭矩大于前驱动扭矩限制输出值时,确定前驱动扭矩限制输出值为前轴目标驱动扭矩,在前轴参考驱动扭矩小于或者等于前驱动扭矩限制输出值时,确定前轴参考驱动扭矩为前轴目标驱动扭矩;

在后轴参考驱动扭矩大于后驱动扭矩限制输出值时,确定后驱动扭矩限制输出值为后轴目标驱动扭矩,在后轴参考驱动扭矩小于或者等于后驱动扭矩限制输出值时,确定后轴参考驱动扭矩为后轴目标驱动扭矩;

将前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器、将后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器。

在将前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器、后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器之后,前轴电机控制器根据接收到的前轴目标驱动扭矩控制前驱动电机输出前轴目标驱动扭矩,后轴电机控制器根据接收到的后轴目标驱动扭矩控制后驱动电机输出后轴目标驱动扭矩。

本发明实施例二,通过获取整车输出驱动扭矩,并根据方向盘转速、方向盘转角、车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,利用整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积获取前轴参考驱动扭矩、整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积获取后轴参考驱动扭矩,并根据前后轴参考驱动扭矩与前后驱动扭矩限制输出值确定出前后轴目标驱动扭矩,将确定的前后轴目标驱动扭矩发送至对应的电机控制器,能够在车辆紧急驱动时提高后轴驱动扭矩,保证车辆紧急转弯时的安全性能,且可以避免车辆具备过度转向特性,避免车辆甩尾或侧滑现象发生,保证车辆的操作稳性能和安全性能,进一步的,当驾驶员快速转动方向盘躲避前方障碍物时,可以使车辆实现快速转向,从而避免发生碰撞。

实施例三

如图6所示,本发明实施例三提供的驱动扭矩分配系统架构包括:

整车控制器600,与整车控制器600的输入端电连接的制动踏板601、加速踏板602;

与整车控制器600的输入端通过CAN总线连接的制动防抱死系统603、方向盘转角传感器604和电池管理系统605;以及

与整车控制器600的输出端通过CAN总线连接的前轴电机控制器606和后轴电机控制器607,其中前轴电机控制器606与前驱动电机608连接,后轴电机控制器607与后驱动电机609连接。

具体的,整车控制器600检测到制动踏板601的开关信号为开时,确定制动踏板601的信号有效,则此时踏板对应的第一输出驱动扭矩为零,当制动踏板601的开关信号为关时,则根据加速踏板602的开度信号来计算第一输出驱动扭矩。整车控制器600同时也需要获取电池管理系统605提供的动力电池的有效功率,根据动力电池的有效功率来确定动力电池所支持的第二输出驱动扭矩,根据第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩中较小的一个来确定整车输出驱动扭矩。

整车控制器600接收方向盘转角传感器604发送的方向盘转角以及方向盘转速,接收制动防抱死系统603发送的车速,根据方向盘转角、方向盘转速以及车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数。

然后整车控制器600计算整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积,获得前轴参考驱动扭矩;计算整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积,获得后轴参考驱动扭矩。

将前轴参考驱动扭矩与预先获取的前驱动扭矩限制输出值进行比较,在前轴参考驱动扭矩大于前驱动扭矩限制输出值时,确定前驱动扭矩限制输出值为前轴目标驱动扭矩,在前轴参考驱动扭矩小于或者等于前驱动扭矩限制输出值时,确定前轴参考驱动扭矩为前轴目标驱动扭矩。

将后轴参考驱动扭矩与预先获取的后驱动扭矩限制输出值进行比较;在后轴参考驱动扭矩大于后驱动扭矩限制输出值时,确定后驱动扭矩限制输出值为后轴目标驱动扭矩,在后轴参考驱动扭矩小于或者等于后驱动扭矩限制输出值时,确定后轴参考驱动扭矩为后轴目标驱动扭矩。

整车控制器600将前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器606、将后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器607。前轴电机控制器606根据接收到的前轴目标驱动扭矩控制前驱动电机608输出前轴目标驱动扭矩,后轴电机控制器607根据接收到的后轴目标驱动扭矩控制后驱动电机609输出后轴目标驱动扭矩。本发明对车辆的结构改动很小,在车辆原有零部件基础上进行设计。

本发明实施例三,通过获取整车输出驱动扭矩,并根据方向盘转速、方向盘转角、车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,利用整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积获取前轴参考驱动扭矩、整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积获取后轴参考驱动扭矩,并根据前后轴参考驱动扭矩与前后驱动扭矩限制输出值确定出前后轴目标驱动扭矩,将确定的前后轴目标驱动扭矩发送至对应的电机控制器,能够在车辆紧急驱动时提高后轴驱动扭矩,保证车辆紧急转弯时的安全性能,且可以避免车辆具备过度转向特性,避免车辆甩尾或侧滑现象发生,保证车辆的操作稳性能和安全性能,进一步的,当驾驶员快速转动方向盘躲避前方障碍物时,可以使车辆实现快速转向,从而避免发生碰撞。

实施例四

如图7所示,本发明实施例四提供的驱动扭矩分配装置包括:

第一确定模块10,用于确定整车输出驱动扭矩;

第二确定模块20,用于根据当前方向盘转速、当前方向盘转角以及当前车速,确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数;

第三确定模块30,用于根据整车输出驱动扭矩、前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数确定前轴参考驱动扭矩和后轴参考驱动扭矩;

处理模块40,用于根据前轴参考驱动扭矩、后轴参考驱动扭矩以及预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后驱动扭矩限制输出值确定前轴目标驱动扭矩和后轴目标驱动扭矩,并发送至对应的电机控制器。

其中,如图8所示,第一确定模块10包括:

第一计算子模块11,用于获取加速踏板的开度信号,根据加速踏板的开度信号计算加速踏板所需求的第一输出驱动扭矩;

第一确定子模块12,用于获取动力电池的当前有效功率,根据动力电池的当前有效功率确定动力电池所对应的第二输出驱动扭矩;

第一比较子模块13,用于比较第一输出驱动扭矩和第二输出驱动扭矩;

第二确定子模块14,用于当第一输出驱动扭矩大于第二输出驱动扭矩时,确定第二输出驱动扭矩为整车输出驱动扭矩;

第三确定子模块15,用于当第一输出驱动扭矩小于或者等于第二输出驱动扭矩时,确定第一输出驱动扭矩为整车输出驱动扭矩。

其中,如图9所示,第二确定模块20包括:

第二比较子模块21,用于获取当前方向盘的转速,将当前方向盘的转速与预设转速阈值进行比较;

第四确定子模块22,用于在当前方向盘的转速大于预设转速阈值时,在预设的第一转向工况对应的第一驱动扭矩系数配置表中,确定对应的固定前轴驱动扭矩系数和固定后轴驱动扭矩系数;

查找子模块23,用于在当前方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,在预设的第二转向工况对应的第二驱动扭矩系数配置表中,查找与当前方向盘转角以及当前车速相对应的前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数;

其中,第一驱动扭矩系数配置表中,当方向盘的转速小于或者等于预设转速阈值时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第五预设值和第六预设值;当方向盘的转速大于预设转速阈值时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第七预设值和第八预设值;其中,第七预设值小于第五预设值,第八预设值大于第六预设值;

第二驱动扭矩系数配置表中,在同一方向盘转角下,当车速小于或者等于预设第一车速时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第一预设值和第二预设值;当车速大于或者等于预设第二车速时,前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数分别为第三预设值和第四预设值;当车速在预设第一车速和预设第二车速之间时,前轴驱动扭矩系数随车速的增加而增加,后轴驱动扭矩系数随车速的增加而减小;其中,第一方向盘转角对应的预设第一车速,大于第二方向盘转角对应的预设第一车速,第一方向盘转角对应的预设第二车速,小于第二方向盘转角对应的预设第二车速,且第一方向盘转角对应的第一预设值等于第二方向盘转角对应的第一预设值,第一方向盘转角对应的第三预设值小于第二方向盘转角对应的第三预设值,第一方向盘转角对应的第二预设值等于第二方向盘转角对应的第二预设值,第一方向盘转角对应的第四预设值大于第二方向盘转角对应的第四预设值;其中,第一方向盘转角小于第二方向盘转角。

其中,如图10所示,第三确定模块30包括:

第二计算子模块31,用于计算整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积,确定前轴参考驱动扭矩;

第三计算子模块32,用于计算整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积,确定后轴参考驱动扭矩。

其中,如图11所示,处理模块40包括:

第三比较子模块41,用于将前轴参考驱动扭矩与预先获取的前驱动扭矩限制输出值、后轴参考驱动扭矩与预先获取的后驱动扭矩限制输出值分别进行比较;

第五确定子模块42,用于在前轴参考驱动扭矩大于前驱动扭矩限制输出值时,确定前驱动扭矩限制输出值为前轴目标驱动扭矩,在前轴参考驱动扭矩小于或者等于前驱动扭矩限制输出值时,确定前轴参考驱动扭矩为前轴目标驱动扭矩;

第六确定子模块43,用于在后轴参考驱动扭矩大于后驱动扭矩限制输出值时,确定后驱动扭矩限制输出值为后轴目标驱动扭矩,在后轴参考驱动扭矩小于或者等于后驱动扭矩限制输出值时,确定后轴参考驱动扭矩为后轴目标驱动扭矩;

发送子模块44,用于将前轴目标驱动扭矩发送至前轴电机控制器、将后轴目标驱动扭矩发送至后轴电机控制器。

本发明实施例四,通过上述模块获取整车输出驱动扭矩,并根据方向盘转速、方向盘转角、车速确定前轴驱动扭矩系数和后轴驱动扭矩系数,利用整车输出驱动扭矩与前轴驱动扭矩系数的乘积获取前轴参考驱动扭矩、整车输出驱动扭矩与后轴驱动扭矩系数的乘积获取后轴参考驱动扭矩,并根据前后轴参考驱动扭矩与前后驱动扭矩限制输出值确定出前后轴目标驱动扭矩,将确定的前后轴目标驱动扭矩发送至对应的电机控制器,能够在车辆紧急驱动时提高后轴驱动扭矩,保证车辆紧急转弯时的安全性能,且可以避免车辆具备过度转向特性,避免车辆甩尾或侧滑现象发生,保证车辆的操作稳性能和安全性能,进一步的,当驾驶员快速转动方向盘躲避前方障碍物时,可以使车辆实现快速转向,从而避免发生碰撞。

需要说明的是,本发明实施例提供的驱动扭矩分配装置是应用上述方法的装置,则上述方法的所有实施例均适用于该装置,且均能达到相同或相似的有益效果。

本发明实施例还提供一种汽车,所述汽车包括上述实施例四所述的驱动扭矩分配装置,所述汽车还包括实施例三所述的驱动扭矩分配系统架构,且汽车采用如实施例一至实施例二所述的驱动扭矩分配方法进行驱动扭矩分配。

以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

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