CN109624729A - 电动汽车双电机前后扭矩的分配方法、控制系统以及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车双电机前后扭矩的分配方法、控制系统以及电动汽车。该分配方法包括以下步骤:获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号;根据获取的方向盘转角信号和获取的坡度信号以及获取的车速信号中的至少一个信号确定电动汽车当前所处的工况;根据电动汽车当前所处的工况而适应性分配电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩。根据本发明实施例的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,可以通过获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号,判断电动汽车所处工况,并且根据电动汽车当前所处的工况来分配电动汽车的前轮扭矩和后轮扭矩,保证电动汽车在不同的工况下,前、后轮扭矩分配合理,保证电动汽车行驶时的操纵性、稳定性以及经济性较好。

Description

电动汽车双电机前后扭矩的分配方法、控制系统以及电动 汽车
技术领域
本发明涉及汽车领域,具体而言,涉及一种电动汽车双电机前后扭矩的分配方法、控制系统以及使用该分配方法来分配双电机前后扭矩的电动汽车。
背景技术
目前,有些新能源电动汽车的驱动采用前、后电机驱动,其中,前电机用于驱动前轮,后电机用于驱动后轮,但是前、后电机对车轮输出的扭矩一般由驾驶员脚踩油门的开度控制,无法根据汽车行驶时的具体工况进行改变,这容易导致汽车在复杂工况下时,由于前轮、后轮扭矩相等,导致汽车的操控性以及稳定性较差,并且汽车在平直路工况上行驶时,又造成动力的浪费。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此,本发明提出一种电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,该分配方法可以使电动汽车根据具体的工况,调节前轮、后轮的输出扭矩,从而保证电动汽车的操控性、稳定性以及经济性较好。
本发明还提出了一种使用上述电动汽车双电机前后扭矩的分配方法的控制系统。
本发明还提出了一种包括上述控制系统的电动汽车。
根据本发明实施例的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,包括以下步骤:获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号;根据获取的所述方向盘转角信号和获取的所述坡度信号以及获取的所述车速信号中的至少一个信号确定电动汽车当前所处的工况;根据所述电动汽车当前所处的工况而适应性分配所述电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩。
根据本发明实施例的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,可以通过获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号,判断电动汽车所处工况,并且根据电动汽车当前所处的工况来分配电动汽车的前轮扭矩和后轮扭矩,保证电动汽车在不同的工况下,前、后轮扭矩分配合理,保证电动汽车行驶时的操纵性、稳定性以及经济性较好。
根据本发明的一些实施例,当所述方向盘转角信号不为零时,所述电动汽车处于转向工况;当所述坡度信号不为零时,所述电动汽车处于上下坡工况;当所述车速信号变化时,所述电动汽车处于加减速工况。
根据本发明的一些实施例,当所述方向盘转角信号、所述坡度信号均为零且所述车速信号不变时,所述前轮扭矩等于所述后轮扭矩。
根据本发明的一些实施例,当所述方向盘转角信号增大时,所述前轮扭矩增加,所述后轮扭矩减小;当所述方向盘转角信号减小时,所述前轮扭矩减小,所述后轮扭矩增加。
根据本发明的一些实施例,当所述坡度信号增大时,所述前轮扭矩减小,所述后轮扭矩增加;当所述坡度信号减小时,所述前轮扭矩增加,所述后轮扭矩减小。
根据本发明的一些实施例,当所述车速信号增大时,所述前轮扭矩增加,所述后轮扭矩减小;当所述车速信号减小时,所述前轮扭矩减小,所述后轮扭矩增加。
根据本发明另一方面实施例的分配双电机前后扭矩的控制系统,使用上述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法来分配所述前轮扭矩和所述后轮扭矩,所述分配双电机前后扭矩的控制系统包括:方向盘转角传感器,通过所述方向盘转角传感器获取所述方向盘转角信号;坡度传感器,通过所述坡度传感器获取所述坡度信号;车速传感器,通过所述车速传感器获取所述车速信号;
整车控制器,所述方向盘转角传感器、所述坡度传感器、所述车速传感器均与所述整车控制器电连接,所述整车控制器采集所述方向盘角度传感器获取的方向盘转角信号、所述坡度传感器获取的坡度信号、所述车速传感器获取的车速信号,并根据所述方向盘转角信号、所述坡度信号、所述车速信号中的至少一个信号确定所述电动汽车当前所处的工况,进而根据所述电动汽车当前所处的工况来适应性分配所述电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩。
根据本发明第三方面实施例的电动汽车,包括上述的分配双电机前后扭矩的控制系统。
进一步地,所述电动汽车还包括:前电机和后电机,所述前电机设置在所述电动汽车的前轮上,所述后电机设置在所述电动汽车的后轮上,所述前电机的扭矩即所述前轮扭矩,所述后电机的扭矩即所述后轮扭矩。
附图说明
图1是电动汽车双电机前后扭矩的分配方法的步骤示意图;
图2是前、后电机扭矩输出计算分配方法流程。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或可以互相通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1-图2详细描述根据本发明实施例的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法。
参照图1所示,根据本发明实施例的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,包括以下步骤:
S1:获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号;
S2:根据获取的方向盘转角信号和获取的坡度信号以及获取的车速信号中的至少一个信号确定电动汽车当前所处的工况;
S3:根据电动汽车当前所处的工况而适应性分配电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩。
在具体实施例中,在电动汽车双电机前后扭矩的分配方法中,整车控制器(VCU)采集电动汽车的方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号,并且根据采集的信号确定方向盘的转角大小、坡度大小以及车速的大小,经过公式综合计算后,确定电动汽车的前、后轮所输出的扭矩。
电动汽车包括前电机和后电机,前电机设置在电动汽车的前轮上,后电机设置在电动汽车的后轮上,在本发明的描述中,前轮扭矩即前电机的扭矩,后轮扭矩即后电机的扭矩。
其中,电动汽车双电机前后扭矩的计算分配方法如图2所示。根据图2中的前、后电机扭矩输出计算分配方法流程可以得出,前电机扭矩输出公式为:前电机扭矩=驾驶员需求总扭矩×(基础扭矩分配系数+转角对扭矩分配修正系数)×坡度对扭矩分配修正系数。对应的,后电机扭矩输出公式为:后电机扭矩=驾驶员需求总扭矩-前电机扭矩。
需要注意的是,当电动汽车的坡度信号为0时,此时坡度对扭矩分配修正系数取值为0,当方向盘转角信号为0时,转角对扭矩分配修正系数取值为1。
具体地,由图2所示,前、后电机扭矩输出是通过整车控制器(VCU)采集传感器信号后(包括方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号),调用“基础扭矩分配”、“转角对扭矩分配修正”、“坡度对扭矩分配修正”表格(即表1-表3)中对应的参数参与上述计算公式,最终计算出分配至前、后电机扭矩的多少,进而可以保证电动汽车可以在不同的工况下,对电动汽车的前、后轮输出相应地扭矩,保证电动汽车行驶时的操纵性、稳定性以及经济性较好。
其中,“基础扭矩分配表”是扭矩分配的基础,具体如表1所示:
表1基础扭矩分配表(系数:%)
由表1中的基础扭矩分配表所示,系数代表分配到前电机的扭矩占比(取值范围在0~100%),在具体实施例中,当电动汽车以车速100km/h速度行驶,并且油门开度为50%时,根据表1对应的基础扭矩分配系数为“50%”,假设驾驶员需求总扭矩为1Trq(Torque-扭矩),整车控制器根据前电机扭矩输出公式,可以得出前电机扭矩为:1Trq×50%=0.5Trq,根据后电机扭矩输出公式,可以得出后电机扭矩为:1Trq-0.5Trq=0.5Trq,即在没有坡度和方向盘转角的情况下,前、后电机平均分配驾驶员需求总扭矩,从而合理分配前、后电机的输出扭矩。
如图2所示,车速大小影响基础扭矩分配系数,车速越快,基础扭矩分配系数越大,车速越慢,基础扭矩分配系数越小。表1中仅以车速为100km/h为例来进行说明,对于其他车速对应的基础扭矩分配系数,这里不再一一列举。
根据本发明实施例的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,可以通过获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号,判断电动汽车所处工况,并且根据电动汽车当前所处的工况来分配电动汽车的前轮扭矩和后轮扭矩,保证电动汽车可以在不同的工况下,对电动汽车的前、后轮扭矩分配合理,进而保证电动汽车行驶时的操纵性、稳定性以及经济性较好。
具体地,当方向盘转角信号不为零时,电动汽车双电机前后扭矩的分配方法可以判断出电动汽车处于转向工况;当坡度信号不为零时,电动汽车双电机前后扭矩的分配方法可以判断出电动汽车处于上下坡工况;当车速信号变化时,电动汽车双电机前后扭矩的分配方法可以判断出电动汽车处于加减速工况。从而根据电动汽车所处的综合工况,由电动汽车双电机前后扭矩的分配方法计算出前、后轮的输出扭矩,保证电动汽车的前、后轮输出扭矩满足当前工况下电动汽车所需。
在第一方面实施例中,当方向盘转角信号、坡度信号均为零且车速信号不变时(即电动汽车处于平直路路况下以匀速行驶工况),如表1所示的基础扭矩分配表所示,其基础扭矩分配系数为“50%”,再根据前电机扭矩输出公式以及后电机扭矩输出公式计算可知,前轮扭矩等于后轮扭矩,从而可以保证电动汽车的前、后轮的转矩相同,保证了电动汽车行驶时的稳定性较好。
“转角对扭矩分配修正表”具体由表2所示,修正系数会根据方向盘转角的变化而变化。
表2转角对扭矩分配修正表
“坡度对扭矩分配修正表”具体由表3所示,修正系数会根据坡度的变化而变化。
表3坡度对扭矩分配修正表
坡度(度) 0 5 10 15 20 25 30 40
修正系数 1 1 1 08 0.6 0.4 0.2 0
在具体实施例中,当电动汽车以匀速行驶,坡度检测信号为0,且转角检测信号为360°时,根据表1-表3所示可知,基础扭矩分配系数为“50%”,转角对扭矩分配修正系数为“30%”,坡度对扭矩分配修正系数为1,根据整车控制器根据前电机扭矩输出公式,可以得出前电机扭矩为:1Trq×(50%+30%)×1=0.8Trq,根据后电机扭矩输出公式,可以得出后电机扭矩为:1Trq-0.8Trq=0.2Trq。且由表2可以得出,当方向盘转角信号增大时,转角对扭矩分配修正系数增大,前轮扭矩增加,后轮扭矩减小,从而减少电动汽车的打滑现象;当方向盘转角信号减小时,转角对扭矩分配修正系数减小,前轮扭矩减小,后轮扭矩增加,保证方向盘转向回正的阻力较小。
在具体实施例中,当电动汽车以匀速行驶,方向盘转角信号为360°,且坡度检测信号为20°时,根据表1、表2以及表3所示可知,基础扭矩分配系数为“50%”,转角对扭矩分配修正系数为“30%”,坡度对扭矩分配修正系数为0.6,整车控制器根据前电机扭矩输出公式,可以得出前电机扭矩为:1Trq×(50%+30%)×0.6=0.48Trq,根据后电机扭矩输出公式,可以得出后电机扭矩为:1Trq-0.48Trq=0.52Trq。由此可以得出,当坡度信号增大时,坡度对扭矩分配修正系数减小,前轮扭矩减小,后轮扭矩增加,从而增大电动汽车的爬坡能力;当坡度信号减小时,坡度对扭矩分配修正系数增大,前轮扭矩增加,后轮扭矩减小,保证电动汽车的行驶稳定性。
当车速信号增大时,前轮扭矩增加,后轮扭矩减小,从而提升电动汽车的动力,保证汽车的操作性较好;当车速信号减小时,前轮扭矩减小,后轮扭矩增加,保证电动汽车的行驶稳定性较好。
根据本发明第二方面实施例的分配双电机前后扭矩的控制系统,使用上述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法来分配前轮扭矩和后轮扭矩,该分配双电机前后扭矩的控制系统包括:方向盘转角传感器、坡度传感器、车速传感器和整车控制器,通过方向盘转角传感器获取方向盘转角信号,通过坡度传感器获取坡度信号,通过车速传感器获取车速信号,方向盘转角传感器、坡度传感器、车速传感器均与整车控制器电连接,整车控制器采集方向盘角度传感器获取的方向盘转角信号、坡度传感器获取的坡度信号、车速传感器获取的车速信号,并根据方向盘转角信号、坡度信号、车速信号中的至少一个信号确定电动汽车当前所处的工况,进而根据电动汽车当前所处的工况来适应性分配电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩,由此,有利于提升电动汽车的操控性、稳定性、节能性。
根据本发明第三方面实施例的电动汽车,包括上述的分配双电机前后扭矩的控制系统。
进一步地,电动汽车还可以包括:前电机和后电机,前电机设置在电动汽车的前轮上,前电机用于为前轮提供扭矩,后电机设置在电动汽车的后轮上,后电机用于为后轮提供扭矩,前电机的扭矩即前轮扭矩,后电机的扭矩即后轮扭矩。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取方向盘转角信号、坡度信号以及车速信号;
根据获取的所述方向盘转角信号和获取的所述坡度信号以及获取的所述车速信号中的至少一个信号确定电动汽车当前所处的工况;
根据所述电动汽车当前所处的工况而适应性分配所述电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩。
2.根据权利要求1所述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,其特征在于,当所述方向盘转角信号不为零时,所述电动汽车处于转向工况;当所述坡度信号不为零时,所述电动汽车处于上下坡工况;当所述车速信号变化时,所述电动汽车处于加减速工况。
3.根据权利要求2所述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,其特征在于,当所述方向盘转角信号、所述坡度信号均为零且所述车速信号不变时,所述前轮扭矩等于所述后轮扭矩。
4.根据权利要求2所述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,其特征在于,当所述方向盘转角信号增大时,所述前轮扭矩增加,所述后轮扭矩减小;当所述方向盘转角信号减小时,所述前轮扭矩减小,所述后轮扭矩增加。
5.根据权利要求2所述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,其特征在于,当所述坡度信号增大时,所述前轮扭矩减小,所述后轮扭矩增加;当所述坡度信号减小时,所述前轮扭矩增加,所述后轮扭矩减小。
6.根据权利要求2所述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法,其特征在于,当所述车速信号增大时,所述前轮扭矩增加,所述后轮扭矩减小;当所述车速信号减小时,所述前轮扭矩减小,所述后轮扭矩增加。
7.一种分配双电机前后扭矩的控制系统,其特征在于,使用如权利要求1-6中任一项所述的电动汽车双电机前后扭矩的分配方法来分配所述前轮扭矩和所述后轮扭矩,所述控制系统包括:
方向盘转角传感器,通过所述方向盘转角传感器获取所述方向盘转角信号;
坡度传感器,通过所述坡度传感器获取所述坡度信号;
车速传感器,通过所述车速传感器获取所述车速信号;
整车控制器,所述方向盘转角传感器、所述坡度传感器、所述车速传感器均与所述整车控制器电连接,所述整车控制器采集所述方向盘角度传感器获取的方向盘转角信号、所述坡度传感器获取的坡度信号、所述车速传感器获取的车速信号,并根据所述方向盘转角信号、所述坡度信号、所述车速信号中的至少一个信号确定所述电动汽车当前所处的工况,进而根据所述电动汽车当前所处的工况来适应性分配所述电动汽车的前轮扭矩以及后轮扭矩。
8.一种电动汽车,其特征在于,包括根据权利要求7所述的分配双电机前后扭矩的控制系统。
9.根据权利要求8所述的电动汽车,其特征在于,还包括:前电机和后电机,所述前电机设置在所述电动汽车的前轮上,所述后电机设置在所述电动汽车的后轮上,所述前电机的扭矩即所述前轮扭矩,所述后电机的扭矩即所述后轮扭矩。
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