一种扭矩分配方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明实施例涉及汽车动力分配技术领域，尤其涉及一种扭矩分配方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

随着汽车电子技术的飞速发展，四驱动力系统能够提供更好的动力性能和操纵性，越来越多的新能源电动汽车采用四驱结构的动力系统。

与传统电动两驱汽车相比，四轮驱动电动汽车前后轴的驱动力和制动力(包含能量回收强度)理论上可以任意分配，现有技术中，通常在不违背“i”曲线的情况下，即保证车辆不失稳的情况下对前后轴的扭矩进行随机分配。

然而，上述分配方式仅考虑了电动四驱汽车的稳定性，对前后轴的扭矩进行随机分配的方法会导致整车的电效率较低，从而影响到电动汽车的续航能力和经济性能。

技术实现要素：

本发明提供一种扭矩分配方法、装置、设备和存储介质，以提高车辆的电效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种扭矩分配方法，应用于四驱双电机车辆中，包括：

确定车辆所需的总扭矩；所述总扭矩等于前轴所需的扭矩与后轴所需的扭矩之和；

根据前后电机的转速以及所述总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率；

根据前后轴扭矩的边界值以及所述前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定所述前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过所述目标分配比例为前后轴分配扭矩。

第二方面，本发明实施例还提供了一种扭矩分配装置，配置于四驱双电机车辆中，包括：

总扭矩确定模块，用于确定车辆所需的总扭矩；所述总扭矩等于前轴所需的扭矩与后轴所需的扭矩之和；

电效率确定模块，用于根据前后电机的转速以及所述总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率；

目标分配比例确定模块，用于根据前后轴扭矩的边界值以及所述前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定所述前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过所述目标分配比例为前后轴分配扭矩。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一所述的扭矩分配方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的扭矩分配方法。

本发明提供了一种应用于四驱双电机车辆中的扭矩分配方法，首先确定车辆所需的总扭矩，进而根据前后电机的转速以及总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，根据前后轴扭矩的边界值以及前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过目标分配比例为前后轴分配扭矩。本发明实施例提供的技术方案，在考虑前后扭矩的边界值的基础上，还结合整车的电效率来确定前后轴扭矩的分配比例，提高了车辆的电效率，进而提高了车辆的续航能力和经济性能。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种扭矩分配方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种扭矩分配方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种扭矩分配装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种扭矩分配方法的流程图，本实施例可适用于在车辆行进过程中对车辆前后轴进行扭矩分配的情况，典型的，该方法可应用于四驱双电机的电动汽车中，该类型的电动汽车包括前电机、后电机，其中，前电机通过差速器连接至前轴，后电机通过差速器连接至后轴。该方法可以由扭矩分配装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现。具体包括如下步骤：

s110、确定车辆所需的总扭矩；所述总扭矩等于前轴所需的扭矩与后轴所需的扭矩之和。

本实施例中，通过根据驾驶员踏板意图来解析出车辆当前所需的总扭矩。示例性的，车辆当前所需的总扭矩可由整车控制器根据加速踏板信号、制动踏板信号、档位以及车速信号等信息计算得到。假设当前车辆所需的总扭矩为tqn总＝tqn前+tqn后，其中，tqn总为车辆所需的总扭矩，tqn前为前轴所需的扭矩，tqn后为后轴所需的扭矩。

s120、根据前后电机的转速以及所述总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率。

本实施例中，前后电机的转速可以实时的获取，也可以由实时车速和转动比计算得到，因为车速是可以实时获取的，同时传动比是固定不变的，所以根据实时车速和传动比可以实时的计算出前后电机的转速。

根据前电机的转速以及前电机的扭矩tqn前可以从前电机的电效率map区间中确定出前电机在当前转速和扭矩的情况下，前电机的电效率。同理，根据后电机的转速和后电机的扭矩tqn后，从后电机的电机效率map区间中确定出后电机在当前转速和扭矩的情况下，后电机的电效率。根据前电机电效率以及后电机电效率的平均值来确定整车的电效率。

本实施例中，在保证前轴扭矩与后轴扭矩之和等于车辆所需的总扭矩的前提下，为前后轴分配不同比例的扭矩，进而计算不同分配比例下整车的电效率。

s130、根据前后轴扭矩的边界值以及所述前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定所述前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过所述目标分配比例为前后轴分配扭矩。

本实施例中，车辆在行驶过程中为了满足稳定性的需求，前后轴的扭矩需要在一定的边界值内。通常情况下，可以先根据当前车辆的轮胎侧向力、路面附着系数、轮胎载荷以及轮胎滑移率等车辆信息计算出车辆失稳边界“i”曲线，从计算得到的“i”曲线中可以得到前后轴扭矩的边界值，结合前后扭矩在不同分配比例时的电效率，从不同的分配比例中选择满足前后轴扭矩边界值的分配比例且电效率最高的分配方式来作为目标分配比例，通过该目标分配比例为前后轴分配比例。

本实施例的技术方案，首先确定车辆所需的总扭矩，再根据前后电机的转速以及总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，根据前后轴扭矩的边界值以及前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过目标分配比例为前后轴分配扭矩。本发明实施例提供的技术方案，在考虑前后扭矩的边界值的基础上，还结合整车的电效率来确定前后轴扭矩的分配比例，提高了车辆的电效率，进而提高了车辆的续航能力和经济性能。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种扭矩分配方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上，对s120以及s130进行的进一步细化。参见图2，该方法具体包括：

s210、确定车辆所需的总扭矩；所述总扭矩等于前轴所需的扭矩与后轴所需的扭矩之和。

s220、根据所述总扭矩，确定前后轴扭矩的不同分配比例。

本实施例中，首先确定车辆当前所需的总扭矩，在满足前后轴的扭矩之和为总扭矩的前提下，分别用不同的分配比例来为前后轴分配扭矩。

s230、根据前后电机的转速以及前后轴扭矩的不同分配比例，从前后电机的电效率图中分别确定前后电机的电效率。

具体的，针对每种不同分配比例下的前后轴的扭矩，再结合前后电机的转速，从前后电机的电效率图中分别确定前后电机的电效率。

可以采用穷举的方法为前后轴分别分配不同的扭矩，进而根据前后电机的转速以及电效率图来确定前后电机的电效率。

具体的，假设当前车辆所需要的总扭矩为100nm，当前轴的扭矩为1nm且后轴的扭矩为99nm时，分别将前后轴的扭矩以及前后轴对应的扭矩代入前后电机的电效率图中，来确定前电机的电效率和后电机的电效率。以此类推，可以确定前轴扭矩为2-99nm时，对应后轴扭矩为98-1nm时，对应的前后电机的电效率。

s240、根据所述前后电机的电效率，确定整车的电效率。

具体的，根据所述前后电机的电效率，确定整车的电效率，包括：确定前电机的电效率与后电机的电效率的平均值，将所述平均值作为整车的电效率。

示例性的，若前轴的电效率为90％，后轴的电效率为70％，则整车的电效率为80％。

在计算出前后轴扭矩在不同分配比例下整车的电效率时，可以按照电效率从高到低的顺序排列出前后轴扭矩的不同分配比例。

s250、根据前后轴扭矩的边界值，将超出所述前后轴扭矩的边界值的前后轴扭矩分配比例滤除。

本实施例中，在考虑车辆不失稳的前提下，以“i”曲线在当前路面下扭矩的分配比例边界作为前后轴扭矩分配的比例边界，根据整车荷载计算出前后轴可承受扭矩的最大值tqn前max和tqn后max。进一步的，若前轮或者后轮存在侧向力，则其扭矩失稳边界遵循三角关系，前轴扭矩的最大值的计算公式如下：后轴扭矩的最大值的计算公式为：

根据上述计算得到的前后轴扭矩分配的边界值，将超出边界值的前后轴扭矩的分配比例滤除。示例性的，若计算出此时前轴可承受扭矩的最大值和后轴可承受扭矩的最大轴都为80nm，继续以车辆所需的总扭矩为100nm为例，将前后轴的扭矩大于80nm时对应的分配比例滤除掉。

s260、从滤除后剩余的前后轴扭矩分配比例中选择整车的电效率最大时对应的前后轴扭矩分配比例作为目标分配比例，用于通过所述目标分配比例为前后轴分配扭矩。

本实施例中，滤除后剩余的前后扭矩的分配比例都符合车辆稳定性要求，从剩余的分配方式中选取整车电效率最大时对应的前后轴扭矩分配比例作为目标分配比例，通过该分配比例为前后轴分配扭矩，该扭矩分配方式够既保证车辆的稳定行驶，也可提高车辆的电效率和续航里程的经济性。

本发明实施例的技术方案提供了一种扭矩分配方式的具体实现方式，通过选择前后扭矩边界值范围内整车电效率最高是对应的扭矩分配比例，在满足稳定性的基础上，为车辆选择电效率最优的扭矩分配方式，进一步提高了车辆的经济性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还包括：根据前后轴扭矩的边界值，从预设的整车的电效率图中确定前后轴扭矩的取值范围；根据前后电机的转速和车辆所需的总扭矩，将所述前后轴扭矩的取值范围中整车的电效率最大时对应的前后轴扭矩作为车辆当前的前后轴扭矩。

其中，预设的整车的电效率图为利用离线算法计算出一个电效率最优的扭矩分配map表，通过该表可以直接根据前后电机的车速以及车辆所需的总扭矩直接获取电效率最大时对应的前后轴扭矩。通过该方式来替代在线的实时计算，直接通过查表以及和“i”曲线进行比较的方式来得出实时的最优电效率扭矩分配比例，提高了前后轴扭矩确定的过程以及车辆的电效率和经济性。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种扭矩分配装置的结构示意图，本实施例所提供的一种扭矩分配装置可以执行上述实施例中任一所述的一种扭矩分配方法。参见图3，该装置包括总扭矩确定模块310、电效率确定模块320以及目标分配比例确定模块330。

其中，总扭矩确定模块310，用于确定车辆所需的总扭矩；所述总扭矩等于前轴所需的扭矩与后轴所需的扭矩之和；

电效率确定模块320，用于根据前后电机的转速以及所述总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率；

目标分配比例确定模块330，用于根据前后轴扭矩的边界值以及所述前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定所述前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过所述目标分配比例为前后轴分配扭矩。

具体的，所述电效率确定模块320包括分配比例确定子单元、前后电机的电效率确定子单元和整车的电效率确定子单元。

分配比例确定子单元，用于根据所述总扭矩，确定前后轴扭矩的不同分配比例；

前后电机的电效率确定子单元，用于根据前后电机的转速以及前后轴扭矩的不同分配比例，从前后电机的电效率图中分别确定前后电机的电效率；

整车的电效率确定子单元，用于根据所述前后电机的电效率，确定整车的电效率。

具体的，前后电机的电效率确定子单元具体用于：将前电机的转速以及前后轴的不同分配比例对应的前轴扭矩与前电机的电效率图中的电机转速和扭矩进行匹配，以及将后电机的转速以及前后轴的不同分配比例对应的后轴扭矩与后电机的电效率图中的电机转速和扭矩进行匹配，确定前后电机在不同分配比例下对应的电效率。

整车的电效率确定子单元具体用于：确定前电机的电效率与后电机的电效率的平均值，将所述平均值作为整车的电效率。

具体的，目标分配比例确定模块330具体用于：根据前后轴扭矩的边界值，将超出所述前后轴扭矩的边界值的前后轴扭矩分配比例滤除；

从滤除后剩余的前后轴扭矩分配比例中选择整车的电效率最大时对应的前后轴扭矩分配比例作为目标分配比例。

可选的，在上述实施例的基础上，该装置还包括取值范围确定子单元和前后轴扭矩确定子单元。

其中，取值范围确定子单元用于根据前后轴扭矩的边界值，从预设的整车的电效率图中确定前后轴扭矩的取值范围。

后轴扭矩确定子单元用于根据前后电机的转速和车辆所需的总扭矩，将所述前后轴扭矩的取值范围中整车的电效率最大时对应的前后轴扭矩作为车辆当前的前后轴扭矩。

本发明实施例所提供的扭矩分配装置可执行本发明任意实施例所提供的扭矩分配方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备12的框图。图4显示的设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，设备12以通用计算设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。

设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信，和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种扭矩分配方法。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的扭矩分配方法，其中，该方法包括：

确定车辆所需的总扭矩；所述总扭矩等于前轴所需的扭矩与后轴所需的扭矩之和；

根据前后电机的转速以及所述总扭矩，确定前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率；

根据前后轴扭矩的边界值以及所述前后轴扭矩在不同分配比例时整车的电效率，确定所述前后轴扭矩的目标分配比例，用于通过所述目标分配比例为前后轴分配扭矩。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。