一种车辆及其差动转向的扭矩分配控制方法与系统与流程

本发明涉及一种车辆及其差动转向的扭矩分配控制方法与系统。
背景技术：
：轮边驱动系统采用双电机结构，较直驱电机采用单电机结构，由于双电机可以单独控制，这就为转弯过程中调整左右电机扭矩提供了可能，在转弯过程中可以通过分配左右电机的不同驱动扭矩实现差扭，从而降低驾驶员操作方向盘的强度以及转弯半径。但是该技术存在以下问题：在山区转弯爬坡过程中，由于扭矩的分配中仅考虑通过车辆横摆角速度计算出一侧电机减少的扭矩和另一侧电机增加的扭矩，遇到坡度较大需要电机大扭矩输出时，会造成由于一侧电机超过电机外特性，并未达到所需要的扭矩，而另一侧扭矩已经减小，造成车辆动力性损失；同时由于不是闭环控制，存在扭矩调节过度，造成车辆侧倾的风险，导致车辆的操稳性下降，从而危及行车安全。有中国专利申请公布号为cn109177746a的发明专利申请文件公开了一种用于轮边电机驱动车辆差动转向的控制系统及方法，该方法根据期望横摆角度和当前车辆运动状态参数确定实现差动转向所需的横摆力矩，根据期望纵向力和横摆力矩直接计算相应的扭矩对内侧电机和外侧电机进行转矩控制，但是该方法计算扭矩的方式复杂，必须得到期望纵向力和横摆力矩并得到电机扭矩值，不能根据横摆角速度和油门踏板开度实现电机扭矩的微调，计算影响因素较多，精度较差，不利于整车运行的安全。技术实现要素：本发明的目的是提供一种车辆及其差动转向的扭矩分配控制方法与系统，用以解决现有电机驱动车辆在差动转向扭矩计算复杂，不利于整车使用和运行安全的问题。为了实现上述目的，本发明提供一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法，包括以下步骤：1)获取当前横摆角速度、当前油门踏板开度、当前车速信息和方向盘转角信息，根据当前车速信息和方向盘转角信息计算理想横摆角速度；2)将当前横摆角速度与理想横摆角速度比对得到调节横摆角速度，根据调节横摆角速度与基础调节扭矩的关系表得到基础调节扭矩；3)根据基础调节扭矩和当前油门踏板开度计算得到调节扭矩，根据调节扭矩调节左侧、右侧车轮的驱动扭矩。有益效果是，根据车速和方向盘转角得到转向时的一个理想横摆角速度，采集当前横摆角速度并与之比对得到调节量，结合油门踏板开度进而确定调节扭矩，以实现左、右侧车辆的驱动扭矩调整，简单实现了差动转向时驱动扭矩调节量的计算，计算过程中影响因素较少，精度较高，实时性较好，有利于车辆转向的安全控制。进一步地，为了使调节过程中左右侧电机输出的总扭矩是不变，以保证整车的动力性不损失，当车辆向左转时，调节左侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩减去一半的所述调节扭矩，调节右侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩增加一半的所述调节扭矩；当车辆向右转时，调节左侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩增加一半的所述调节扭矩，调节右侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩减去一半的所述调节扭矩；基础驱动扭矩为根据当前车速信息和当前油门踏板开度确定。进一步地，为了防止任一侧电机超负荷运行，提高电机寿命，根据当前左侧、右侧电机转速确定对应侧的最大电机转矩，以其中的较小值作为当前电机扭矩上限，判断调节后左侧、右侧车轮的驱动扭矩是否大于所述当前电机扭矩上限，若是，则以2*(tmax-t0)为所述调节扭矩，tmax为当前电机扭矩上限，t0为基础驱动扭矩。进一步地，为了防止车辆侧倾，提高行车安全，调节左、右侧车轮的驱动扭矩后，获取质心侧倾角，判断质心侧倾角是否大于设定侧倾角，若是，则当车辆向左转时增加左侧车轮的驱动扭矩，减小右侧车轮的驱动扭矩；当车辆向右转时增加右侧车轮的驱动扭矩，减小左侧车轮的驱动扭矩。进一步地，为了简单实现车辆的防侧倾功能，降低控制复杂程度，当质心侧倾角大于设定侧倾角时，增加或者减小的扭矩值为固定值，在每一次调节驱动扭矩后还判断质心侧倾角与设定侧倾角的关系，并进行相应的调节，直至质心侧倾角小于或等于设定侧倾角。进一步地，为了保障行车安全，提早对车辆侧倾进行调整，所述设定侧倾角为设定倍数的最大侧倾角，所述设定倍数为0.8-0.9。本发明提供一种车辆差动转向的扭矩分配控制系统，包括处理器、存储器以及储存在存储器并在所述处理器中运行的程序，所述处理器运行所述程序实现上述的车辆差动转向的扭矩分配控制方法及其改进中的步骤。有益效果是，根据车速和方向盘转角得到转向时的一个理想横摆角速度，采集当前横摆角速度并与之比对得到调节量，结合油门踏板开度进而确定调节扭矩，以实现左、右侧车辆的驱动扭矩调整，简单实现了差动转向时驱动扭矩调节量的计算，计算过程中影响因素较少，精度较高，实时性较好，有利于车辆转向的安全控制。本发明提供一种车辆，包括车辆本体，以及设置在车辆本体上的电机驱动控制系统，所述电机驱动控制系统包括处理器、存储器以及储存在存储器并在所述处理器中运行的程序，所述处理器运行所述程序实现上述的车辆差动转向的扭矩分配控制方法及其改进中的步骤。有益效果是，根据车速和方向盘转角得到转向时的一个理想横摆角速度，采集当前横摆角速度并与之比对得到调节量，结合油门踏板开度进而确定调节扭矩，以实现左、右侧车辆的驱动扭矩调整，简单实现了差动转向时驱动扭矩调节量的计算，计算过程中影响因素较少，精度较高，实时性较好，有利于车辆转向的安全控制。附图说明图1是本发明的方法实施例1的一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法的流程图；图2是本发明的方法实施例2的一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法的流程图；图3是本发明的方法实施例3的一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。方法实施例1：本发明提供一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法，如图1所示，包括以下步骤：1)获取当前横摆角速度、当前油门踏板开度、当前车速信息和方向盘转角信息。车辆当前横摆角速度ω1是通过角速度传感器模块采集得到，在当前横摆角速度|ω1|＞1°/s时开启角速度传感器模块进行采集，作为其他实施方式，角速度传感器模块也可以与车辆启动的步调一致。2)根据当前车速信息和方向盘转角信息计算理想横摆角速度。转向时，理想横摆角速度的计算公式如下：式中，v为当前车速，δ为方向盘转角，l为车辆轴距，k为车辆稳定系数，m为车轮转角比。l、k、m均为车辆的已知参数。3)将当前横摆角速度与理想横摆角速度比对得到调节横摆角速度，根据调节横摆角速度与基础调节扭矩的关系表得到基础调节扭矩。调节横摆角速度ω2＝ω1-ω，根据调节横摆角速度ω2查表得到基础调节扭矩t5，例如表1：表1调节横摆角速度ω2-ωcωb-ωa0ωaωbωc基础调节扭矩t5abcdefg该调节横摆角速度与基础调节扭矩的关系表为实车标定得到，标定过程中，主要参考调节横摆角速度的大小以及调试后调节横摆角速度是否变小。基础调节扭矩和调节横摆角速度之间的关系：随着调节横摆角速度的增加，需要的基础调节扭矩越大。4)根据基础调节扭矩和当前油门踏板开度计算得到调节扭矩，根据调节扭矩调节左侧、右侧车轮的驱动扭矩。根据当前油门踏板开度对应的到油门踏板开度系数k1，再根据基础调节扭矩得到调节扭矩为t1＝k1*t5；油门踏板开度及其系数对应关系，主要是油门踏板开度越大，系数越大，如表2所示：表2具体的左右侧车轮驱动扭矩的调节如下：1、根据当前车速信息和当前油门踏板开度确定当前车轮的基础驱动扭矩t0，即得到车辆在没有转向工况下的左、右两侧车轮的驱动扭矩。2、当车辆向左转时，调节左侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩减去调节扭矩的一半即t2＝t0-(t1)/2，调节右侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩增加调节扭矩的一半即t3＝t0+(t1)/2。如图1所示，以左转为例。3、当车辆向右转时，调节左侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩增加调节扭矩的一半即t2＝t0+(t1)/2，调节右侧车轮的驱动扭矩为基础驱动扭矩减去调节扭矩的一半即t3＝t0-(t1)/2。方法实施例2：本发明提供一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法，如图2所示，在方法实施例1的基础上，为了防止电机超负荷运转，还根据当前左侧电机转速确定左侧电机的最大电机扭矩tmax1，根据当前右侧电机转速确定右侧电机的最大电机转矩tmax2，以tmax1、tmax2中的较小值作为当前电机扭矩上限tmax。当调节后驱动扭矩即t0+(t1)/2大于当前电机扭矩上限tmax时，以2*(tmax-t0)为调节扭矩，避免了电机的超负荷运转。当车辆左转时，输出左侧电机扭矩t2＝2t0-tmax,右侧电机扭矩t3＝tmax；右转时，输出左侧电机扭矩t2＝tmax,右侧电机扭矩t3＝2t0-tmax。当调节后驱动扭矩即t0+(t1)/2小于当前电机扭矩上限tmax时，以t1为调节扭矩，仍以方法实施例1中的调节扭矩运行。方法实施例3：本发明提供一种车辆差动转向的扭矩分配控制方法，如图3所示，获取质心侧倾角，当质心侧倾角大于0.9α0，且车辆左转时，则增加左侧车轮的驱动扭矩即t2+t4，减小右侧车轮的驱动扭矩t3-t4。在每一次调节驱动扭矩后还判断质心侧倾角与0.9α0的关系，并进行相应的调节，直至质心侧倾角小于或等于0.9α0；其中，α0为最大侧倾角。当车辆向右转时增加右侧车轮的驱动扭矩t3+t4，减小左侧车轮的驱动扭矩t2-t4。本实施例中，增加或者减小的扭矩值为固定值t4，该固定值是一个较小的扭矩，此参数设置应考虑整个过程的调节时间，同时需要避免调节过量；作为其他实施方式，该增加或者减小的扭矩值也可以根据车速等条件实时调节。本实施例中，设定侧倾角为0.9α0，作为其他实施方式，也可以是0.8α0，可根据车辆的不同具体设置。系统实施例：本发明提供一种车辆差动转向的扭矩分配控制系统，包括处理器、存储器以及储存在存储器并在处理器中运行的程序，处理器运行程序实现方法实施例1、方法实施例2和方法实施例3中的步骤，具体内容不再赘述。车辆实施例：本发明提供一种车辆，包括车辆本体，以及设置在车辆本体上的扭矩分配控制系统，电机驱动控制系统包括处理器、存储器以及储存在存储器并在处理器中运行的程序，处理器运行程序实现方法实施例1、方法实施例2和方法实施例3中的步骤，具体内容不再赘述。以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。当前第1页12