CN108016441B - 车辆扭矩的控制方法、系统及车辆 - Google Patents

车辆扭矩的控制方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车辆扭矩的控制方法、系统及车辆，该方法包括：获取方向盘转动角度和方向盘转动速率；根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例；根据当前车速、驱动需求扭矩和所述前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩；根据所述前后轴分配扭矩对车辆进行控制。本发明的方法可以在四驱功能的车辆即使车身电子稳定系统关闭的情况下在转弯时也能有可靠的稳定性，进而提升驾驶体验。

Description

车辆扭矩的控制方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆扭矩的控制方法、系统及车辆。
背景技术
前后轴的扭矩分配是四轮驱动汽车的关键技术，通过控制前后轴间的扭矩分配可以有效提升车辆的动力性能和稳定性能。目前随着对车辆稳定性和纵向动力性的要求，四驱功能已逐渐应用到现代汽车中，在传统汽车中是通过TOD(将前桥扭矩传输到后桥的机械结构)实现后桥驱动扭矩的调节和输出，这种系统是四轮驱动系统最简单的方式，操作复杂且不能在硬地面上使用四驱模式。新能源PHEV(plug in hybrid electric vehicle)车型中采用电后桥(后桥加装驱动电机)实现后桥与前桥解耦式扭矩输出，实现四驱的功能。四驱功能通过调节前后桥扭矩的输出比例提高车辆的纵向动力性和稳定性，在恶劣路面的行驶四驱车辆性能更加优越。
针对新能源PHEV或HEV车型中的四驱功能，是通过调节发动机和后桥驱动电机的扭矩输出大小来实现的。四驱功能多数还是采用前后桥定比例扭矩输出来实现，但在车辆转弯时，仅采用前后前比例扭矩会导致车辆的稳定性差。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆扭矩的控制方法，该方法可以有效提升PHEV或HEV车型在转弯时的稳定性，进而提升驾驶体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆扭矩的控制方法，包括以下步骤：获取方向盘转动角度和方向盘转动速率；根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例；根据当前车速、驱动需求扭矩和所述前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩；根据所述前后轴分配扭矩对车辆进行控制。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例包括：当所述方向盘转动角度大于第一角度阈值且所述方向盘转动速率大于第一速率阈值时，根据第一预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当所述方向盘转动角度大于第二角度阈值并小于等于所述第一角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第二速率阈值并小于所述第一速率阈值时，根据第二预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；其中，所述第一预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当所述方向盘转动角度大于第三角度阈值并小于等于所述第二角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第三速率阈值并小于等于所述第二速率阈值时，根据第三预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；其中，所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当所述方向盘转动角度小于所述第三角度阈值且所述方向盘转动速率并小于所述第三速率阈值时，根据第四预设扭矩分配比例表确定前后轴扭矩的分配比例；其中，所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第四预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
相对于现有技术，本发明所述的车辆扭矩的控制方法具有以下优势：
本发明所述的车辆扭矩的控制方法，根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩分配比例，进而根据当前车速、驱动需求扭矩和前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩，最后根据前后轴分配扭矩对车辆进行控制，从而使四驱功能的车辆即使车身电子稳定系统关闭的情况下在转弯时也能有可靠的稳定性，进而提升驾驶体验。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆扭矩的控制系统，该系统可以有效提升PHEV或HEV车型在转弯时的稳定性，进而提升驾驶体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆扭矩的控制系统，包括：方向盘转角传感器，用于采集方向盘转动角度信息；方向盘转动计时器，用于采集方向盘转动时间信息；车速采集模块，用于采集车辆的当前车速；驱动需求扭矩确定模块，用于根据操作车辆生成的操作信号确定驱动需求扭矩；控制模块，所述控制模块用于根据所述方向盘转动角度信息和所述方向盘转动时间信息确定方向盘的转动速率，所述控制模块还用于根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例，所述控制模块还用于根据所述当前车速、所述驱动需求扭矩和所述前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩，所述控制模块还用于根据所述前后轴分配扭矩对车辆进行控制。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例包括：当所述方向盘转动角度大于第一角度阈值且所述方向盘转动速率大于第一速率阈值时，根据第一预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当所述方向盘转动角度大于第二角度阈值并小于等于所述第一角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第二速率阈值并小于所述第一速率阈值时，根据第二预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；其中，所述第一预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
进一步的，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当所述方向盘转动角度大于第三角度阈值并小于等于所述第二角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第三速率阈值并小于等于所述第二速率阈值时，根据第三预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；当所述方向盘转动角度小于所述第三角度阈值且所述方向盘转动速率并小于所述第三速率阈值时，根据第四预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
其中，所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例，所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第四预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
所述的车辆扭矩的控制系统与上述的车辆扭矩的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以提升PHEV或HEV车型在转弯时的稳定性，进而提升驾驶体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，设置有如上述实施例所述的车辆扭矩的控制系统。
所述的车辆与上述的车辆扭矩的控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的车辆扭矩的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的车辆扭矩的控制方法中前后轴扭矩的分配比例随方向盘转动角度和方向盘转动速率变化的示意图；
图3为本发明实施例所述的车辆扭矩的控制系统的结构框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明一个实施例的车辆扭矩的控制方法的流程图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的车辆扭矩的控制方法，包括如下步骤：
S1：获取方向盘转动角度和方向盘转动速率。
具体地，由方向盘转角传感器得到方向盘转动角度信息，并通过方向盘转角计时器采集的方向盘转动时间信息，进而通过在单位时间内的转动角度信息和转动时间信息得到方向盘转动速率。
S2：根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例。
当车辆转弯时，方向盘转动角度和方向盘转动速率表示转弯越急，此时需要分配给前轴相对于更多的扭矩，以避免转弯时车轮打滑，偏离路口造成事故。在本发明的一个实施例中，当方向盘转动角度大于第一角度阈值且方向盘转动速率大于第一速率阈值时，根据第一预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。
图2为本发明实施例所述的车辆扭矩的控制方法中前后轴扭矩的分配比例随方向盘转动角度和方向盘转动速率变化的示意图。如图2所示，第一预设扭矩分配曲线为图2中的曲线4，曲线4是根据车辆具体的配置和性能进行相应的设定。当方向盘转动角度大于第一角度阈值且方向盘转动速率大于第一速率阈值时，达到了预设的最急最大转弯的情况，此时需要按照曲线4确定前后轴扭矩的分配比例，从而防止车辆打滑。
在本发明的一个实施例中，当方向盘转动角度大于第二角度阈值并小于等于第一角度阈值、且方向盘转动速率大于第二速率阈值并小于第一速率阈值时，根据第二预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。其中，第一预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
具体地，第二预设扭矩分配曲线为图2中的曲线3，曲线3是根据车辆具体的配置和性能进行相应的设定。当方向盘转动角度在大于第二速率阈值并小于第一速率阈值时，达到了预设的第二类转弯的情况，此时需要按照曲线3确定前后轴扭矩的分配比例，从而防止车辆打滑。
在本发明的一个实施例中，当方向盘转动角度大于第三角度阈值并小于等于第二角度阈值、且方向盘转动速率大于第三速率阈值并小于等于第二速率阈值时，根据第三预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。其中，第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
具体地，第三预设扭矩分配曲线为图2中的曲线2，曲线2是根据车辆具体的配置和性能进行相应的设定。当方向盘转动角度在大于第二速率阈值并小于第一速率阈值时，达到了预设的第三类转弯的情况，此时需要按照曲线2确定前后轴扭矩的分配比例，从而防止车辆打滑。
在本发明的一个实施例中，当方向盘转动角度小于第三角度阈值且方向盘转动速率并小于第三速率阈值时，根据第四预设扭矩分配比例表确定前后轴扭矩的分配比例。其中，第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第四预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
具体地，第四预设扭矩分配曲线为图2中的曲线1，曲线1是根据车辆具体的配置和性能进行相应的设定。当方向盘转动角度小于第三角度阈值且方向盘转动速率并小于第三速率阈值时，达到了预设的第四类转弯的情况，此时需要按照曲线1确定前后轴扭矩的分配比例，从而防止车辆打滑。
需要说明的是，本发明实施例中根据方向盘转动角度和方向盘转动速率分为四条扭矩分配曲线，但并不限于四条扭矩分配曲线。本领域技术人员在针对具体车型设定扭矩分配曲线时，可以设置为一条或多条扭矩分配曲线，也可以设置一个或多个扭矩分配表，每个扭矩分配表中对应一个或多个扭矩分配比例。
S3：根据当前车速、驱动需求扭矩和前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩。
在本发明的一个实施例中，通过加速踏板处安装的传感器采集到的加速踏板信号计算得到驱动需求扭矩。然后根据当前车速、驱动需求扭矩和前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩。
S4：根据前后轴分配扭矩对车辆进行控制。
具体地，将前轴距分配扭矩分别发送给前轴扭矩控制机构和后轴扭矩控制机构，通过前轴扭矩控制机构和后轴扭矩控制机构控制车辆运行。在本发明的一个实施例中，使用发动机控制输出前轴的扭矩，使用后桥驱动电机控制输出后轴的扭矩。
根据本发明实施例的车辆扭矩的控制方法，根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩分配比例，进而根据当前车速、驱动需求扭矩和前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩，最后根据前后轴分配扭矩对车辆进行控制，从而使四驱功能的车辆即使车身电子稳定系统关闭的情况下在转弯时也能有可靠的稳定性，进而提升驾驶体验。
图3是根据本发明一个实施例的车辆扭矩的控制系统的结构框图。如图3所示，根据本发明一个实施例的车辆扭矩的控制系统，包括：方向盘转角传感器210、方向盘转动计时器220、车速采集模块230、驱动需求扭矩确定模块240和控制模块250。
其中，方向盘转角传感器210用于采集方向盘转动角度信息。方向盘转动计时器220用于采集方向盘转动时间信息。车速采集模块230用于采集车辆的当前车速。驱动需求扭矩确定模块240用于根据操作车辆生成的操作信号确定驱动需求扭矩。控制模块250用于根据方向盘转动角度信息和方向盘转动时间信息确定方向盘的转动速率，控制模块250还用于根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例，控制模块250还用于根据当前车速、驱动需求扭矩和前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩，控制模块250还用于根据前后轴分配扭矩对车辆进行控制。
根据本发明实施例的车辆扭矩的控制系统，根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩分配比例，进而根据当前车速、驱动需求扭矩和前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩，最后根据前后轴分配扭矩对车辆进行控制，从而使四驱功能的车辆即使车身电子稳定系统关闭的情况下在转弯时也能有可靠的稳定性，进而提升驾驶体验。
在本发明的一个实施例中，根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例包括：当方向盘转动角度大于第一角度阈值且方向盘转动速率大于第一速率阈值时，根据第一预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。
在本发明的一个实施例中，根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当方向盘转动角度大于第二角度阈值并小于等于第一角度阈值、且方向盘转动速率大于第二速率阈值并小于第一速率阈值时，根据第二预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。其中，第一预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
在本发明的一个实施例中，根据方向盘转动角度和方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：当方向盘转动角度大于第三角度阈值并小于等于第二角度阈值、且方向盘转动速率大于第三速率阈值并小于等于第二速率阈值时，根据第三预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；当方向盘转动角度小于第三角度阈值且方向盘转动速率并小于第三速率阈值时，根据第四预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例。其中，第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例，第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第四预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
需要说明的是，本发明实施例的车辆扭矩的控制系统的具体实现方式与本发明实施例的车辆扭矩的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述任意一个实施例中的车辆扭矩的控制系统。该车辆即使车身电子稳定系统关闭的情况下在转弯时也能有可靠的稳定性，进而可以提升车辆的驾驶体验。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车辆扭矩的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取方向盘转动角度和方向盘转动速率；
根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例；
根据当前车速、驱动需求扭矩和所述前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩；
根据所述前后轴分配扭矩对车辆进行控制；
所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例包括：
当所述方向盘转动角度大于第一角度阈值且所述方向盘转动速率大于第一速率阈值时，根据第一预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
当所述方向盘转动角度大于第二角度阈值并小于等于所述第一角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第二速率阈值并小于所述第一速率阈值时，根据第二预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
其中，所述第一预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
2.根据权利要求1所述的车辆扭矩的控制方法，其特征在于，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：
当所述方向盘转动角度大于第三角度阈值并小于等于所述第二角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第三速率阈值并小于等于所述第二速率阈值时，根据第三预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
其中，所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
3.根据权利要求2所述的车辆扭矩的控制方法，其特征在于，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：
当所述方向盘转动角度小于所述第三角度阈值且所述方向盘转动速率并小于所述第三速率阈值时，根据第四预设扭矩分配比例表确定前后轴扭矩的分配比例；
其中，所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于第四预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
4.一种车辆扭矩的控制系统，其特征在于，包括：
方向盘转角传感器，用于采集方向盘转动角度信息；
方向盘转动计时器，用于采集方向盘转动时间信息；
车速采集模块，用于采集车辆的当前车速；
驱动需求扭矩确定模块，用于根据操作车辆生成的操作信号确定驱动需求扭矩；
控制模块，所述控制模块用于根据所述方向盘转动角度信息和所述方向盘转动时间信息确定方向盘的转动速率，所述控制模块还用于根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例，所述控制模块还用于根据所述当前车速、所述驱动需求扭矩和所述前后轴扭矩分配比例确定前后轴分配扭矩，所述控制模块还用于根据所述前后轴分配扭矩对车辆进行控制；
所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例包括：
当所述方向盘转动角度大于第一角度阈值且所述方向盘转动速率大于第一速率阈值时，根据第一预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
当所述方向盘转动角度大于第二角度阈值并小于等于所述第一角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第二速率阈值并小于所述第一速率阈值时，根据第二预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
其中，所述第一预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
5.根据权利要求4所述的车辆扭矩的控制系统，其特征在于，所述根据所述方向盘转动角度和所述方向盘转动速率确定前后轴扭矩的分配比例还包括：
当所述方向盘转动角度大于第三角度阈值并小于等于所述第二角度阈值、且所述方向盘转动速率大于第三速率阈值并小于等于所述第二速率阈值时，根据第三预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
当所述方向盘转动角度小于所述第三角度阈值且所述方向盘转动速率并小于所述第三速率阈值时，根据第四预设扭矩分配曲线确定前后轴扭矩的分配比例；
其中，所述第二预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例，所述第三预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例大于所述第四预设扭矩分配曲线中前轴扭矩与后轴扭矩的分配比例。
6.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求4-5任一项所述的车辆扭矩的控制系统。
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