CN110843551A - 一种四驱扭矩分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车联网技术领域，提供了一种四驱扭矩分配方法，所述方法具体包括如下步骤：S1、计算整车的总扭矩需求值T；S2、计算系统效率最优的扭矩分配系数K，扭矩分配系数K表示后电机扭矩分配值与总扭矩需求的比值；S3、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求值T进行分配，将总扭矩需求值T分配给前电机及后电机。提出了一种基于电机系统的最优系统效率的扭矩分配方法，使得整车具有更高的效率，因而续航里程更长。

Description

一种四驱扭矩分配方法
技术领域
本发明涉及扭矩分配技术领域，提供了一种四驱扭矩分配方法。
背景技术
纯电动车汽车由于其零排放、动力响应迅速、驱动系统高效等优异特性，具有广阔的应用前景，也是国家大力扶持的行业方向之一。
基于双电机的纯电动四驱相比传统四驱汽车，具有零排放，机械结构简单等优点；但纯电动车由于其续驶里程不够高，充电时间较慢等，引起了人们的里程焦虑。
发明内容
本发明提供了一种四驱扭矩分配方法，提出了一种基于电机系统的最优系统效率的扭矩分配方法，使得整车具有更高的效率，因而续航里程更长。
本发明是这样实现的，一种四驱扭矩分配方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、计算整车的总扭矩需求值T；
S2、计算系统效率最优的扭矩分配系数K，扭矩分配系数K表示后电机扭矩分配值与总扭矩需求的比值；
S3、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求值T进行分配，将总扭矩需求值T分配给前电机及后电机。
进一步的，所述步骤S1具体包括如下步骤：
S11、基于油门踏板深度-车速-扭矩映射表来获取当前油门踏板深度及车速下的扭矩需求值T1；
S12、基于动力电池当前的最大放电功率计算能分配给电机系统的最大功率P，基于最大功率P来计算电机系统的当前能输出的最大扭矩值T2，所述电机系统由前电机及后电机组成；
S13、将扭矩值T1及扭矩值T2中的最小值作为总扭矩需求值T。
进一步的，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、基于效率函数了计算最优系统效率下的前电机输出扭矩Tf及前电机输出扭矩Tr，效率函数表示如下：
Figure BDA0002289491910000021
其中，η为电机系统的系统效率，T为总扭矩需求值，n为电机转速，前电机和后电机的转速相同，ηf(Tf,n)为前电机的效率输出函数，是基于前电机输出扭矩Tf、转速与输出效率ηf的映射关系拟拟合而成，ηr(Tr,n)为后电机的效率输出函数，是基于后电机输出扭矩Tr、转速与输出效率ηr的映射关系拟拟合而成；
S22、前电机输出扭矩Tf及前电机输出扭矩Tr来计算扭矩分配系数K，其中K＝Tr/Tf+Tr。
进一步的，所述步骤S3具体包括如下步骤：
S41、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求值T进行分配，获取前电机的扭矩分配初始值T3和后电机扭矩分配初始值T4；
S42、基于前电机的最大输出扭矩T1M及后电机的最大输出扭矩T2M对扭矩分配初始值T3和后电机扭矩分配初始值T4进行修正，获取前电机扭矩分配值T5和后电机扭矩分配值T6。
进一步的，若前电机的扭矩分配初始值T3大于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4小于后电机的最大输出扭矩T2M，则将T3与T1M的扭矩差值转移至后电机，后电机的扭矩分配值修正为T4+(T3-T1M)，检测后电机的扭矩分配值T4+(T3-T1M)是否大于T2M，若检测结果为是，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M，若检测结果为否，则后电机的扭矩分配值T6修正为T4+(T3-T1M)，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M。
进一步的，若前电机的扭矩分配初始值T3小于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4大于后电机的最大输出扭矩T2M，则将T4与T2M的扭矩差值转移至前电机，前电机的扭矩分配值修正为T3+(T4-T2M)，检测前电机的扭矩分配值T3+(T4-T2M)是否大于T1M，若检测结果为是，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M，若检测结果为否，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T3+(T4-T2M)。
进一步的，若前电机的扭矩分配初始值T3大于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4大于后电机的最大输出扭矩T2M，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M。
进一步的，若前电机的扭矩分配初始值T3小于或等于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4小于或等于后电机的最大输出扭矩T2M，则后电机的扭矩分配值T6即为后电机的扭矩分配初始值T4，前电机的扭矩分配值T5即为前电机的扭矩分配初始值T3。
本发明提出了一种基于电机系统的最优系统效率的扭矩分配方法，使得整车具有更高的效率，因而续航里程更长。
附图说明
图1为本发明实施例提供的四驱扭矩分配方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的四驱扭矩分配方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、计算整车的总扭矩需求值T；
在本发明实施例中，总扭矩需求值T的计算方法具体包括如下步骤：
S11、基于油门踏板深度-车速-扭矩映射表来获取当前油门踏板深度及车速下的扭矩值T1，油门踏板深度-车速-扭矩映射表基于试验参数形成。
S12、基于动力电池当前的最大放电功率计算能分配给电机系统的最大功率P，基于最大功率P来计算电机系统当前能输出的最大扭矩值T2；
在本发明实施例中，将电池当前最大放电功率减去车上其他电器件(除去前电机及后电机之外的电器件)的实时功率，所得的功率即为电机系统的最大功率P，该电机系统由前电机及后电机组成，T2＝9550*P*β/n，其中，β为电机系统的转化效率，n为电机系统中的电机当前转速。
S13、将扭矩值T1及扭矩值T2中的最小值作为总扭矩需求值T。
S2、计算系统效率最优的扭矩分配系数K，扭矩分配系数表示后电机扭矩需求与总扭矩需求的比值；
在本发明实施例中，扭矩分配系数K的计算方法具体如下：
S21、基于效率函数了计算最优系统效率下的前电机输出扭矩Tf及前电机输出扭矩Tr，效率函数表示如下：
Figure BDA0002289491910000051
其中，η为电机系统的系统效率，T为总扭矩需求值，n为电机系统中的电机转速，设定前电机和后电机的转速相同，ηf(Tf,n)为前电机的效率输出函数，是基于前电机输出扭矩Tf、转速与输出效率ηf的映射关系拟拟合而成，ηr(Tr,n)为后电机的效率输出函数，是基于后电机输出扭矩Tr、转速与输出效率ηr的映射关系拟拟合而成，前电机的输出扭矩Tf、转速与输出效率ηf的映射关系及后电机的输出扭矩Tr、转速与输出效率ηr的映射关系为电机出厂时，电机厂商给出的。
S22、前电机输出扭矩Tf及前电机输出扭矩Tr来计算扭矩分配系数K，其中K＝Tr/Tf+Tr。
S3、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求T进行分配，将总扭矩需求T分配给前电机及后电机。
在本发明实施例中，总扭矩需求的分配方法具体如下：
S41、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求T进行分配，获取前电机的扭矩分配初始值T3和后电机扭矩分配初始值T4；
S42、基于前电机的最大输出扭矩T1M及后电机的最大输出扭矩T2M对扭矩分配初始值T3和后电机扭矩分配初始值T4进行修正，获取前电机扭矩分配值T5和后电机扭矩分配值T6，其修正过程具体如下：
若前电机的扭矩分配初始值T3大于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4小于后电机的最大输出扭矩T2M，则将T3与T1M的扭矩差值转移至后电机，后电机的扭矩分配值修正为T4+(T3-T1M)，检测后电机的扭矩分配值T4+(T3-T1M)是否大于T2M，若检测结果为是，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M，若检测结果为否，则后电机的扭矩分配值T6修正为T4+(T3-T1M)，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M；
若前电机的扭矩分配初始值T3小于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4大于后电机的最大输出扭矩T2M，则将T4与T2M的扭矩差值转移至前电机，前电机的扭矩分配值修正为T3+(T4-T2M)，检测前电机的扭矩分配值T3+(T4-T2M)是否大于T1M，若检测结果为是，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M，若检测结果为否，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T3+(T4-T2M)；
若前电机的扭矩分配初始值T3大于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4大于后电机的最大输出扭矩T2M，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M；
若前电机的扭矩分配初始值T3小于或等于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4小于或等于后电机的最大输出扭矩T2M，则后电机的扭矩分配值T6即为后电机的扭矩分配初始值T4，前电机的扭矩分配值T5即为前电机的扭矩分配初始值T3。
本发明提出了一种基于电机系统的最优系统效率的扭矩分配方法，使得整车具有更高的效率，因而续航里程更长。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种四驱扭矩分配方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、计算整车的总扭矩需求值T；
S2、计算系统效率最优的扭矩分配系数K，扭矩分配系数K表示后电机扭矩分配值与总扭矩需求的比值；
S3、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求值T进行分配，将总扭矩需求值T分配给前电机及后电机。
2.如权利要求1所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：
S11、基于油门踏板深度-车速-扭矩映射表来获取当前油门踏板深度及车速下的扭矩需求值T1；
S12、基于动力电池当前的最大放电功率计算能分配给电机系统的最大功率P，基于最大功率P来计算电机系统的当前能输出的最大扭矩值T2，所述电机系统由前电机及后电机组成；
S13、将扭矩值T1及扭矩值T2中的最小值作为总扭矩需求值T。
3.如权利要求1所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、基于效率函数了计算最优系统效率下的前电机输出扭矩Tf及前电机输出扭矩Tr，效率函数表示如下：
Figure FDA0002289491900000011
其中，η为电机系统的系统效率，T为总扭矩需求值，n为电机转速，前电机和后电机的转速相同，ηf(Tf,n)为前电机的效率输出函数，是基于前电机输出扭矩Tf、转速与输出效率ηf的映射关系拟拟合而成，ηr(Tr,n)为后电机的效率输出函数，是基于后电机输出扭矩Tr、转速与输出效率ηr的映射关系拟拟合而成；
S22、前电机输出扭矩Tf及前电机输出扭矩Tr来计算扭矩分配系数K，其中K＝Tr/Tf+Tr。
4.如权利要求1所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：
S41、基于扭矩分配系数K对总扭矩需求值T进行分配，获取前电机的扭矩分配初始值T3和后电机扭矩分配初始值T4；
S42、基于前电机的最大输出扭矩T1M及后电机的最大输出扭矩T2M对扭矩分配初始值T3和后电机扭矩分配初始值T4进行修正，获取前电机扭矩分配值T5和后电机扭矩分配值T6。
5.如权利要求4所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，若前电机的扭矩分配初始值T3大于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4小于后电机的最大输出扭矩T2M，则将T3与T1M的扭矩差值转移至后电机，后电机的扭矩分配值修正为T4+(T3-T1M)，检测后电机的扭矩分配值T4+(T3-T1M)是否大于T2M，若检测结果为是，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M，若检测结果为否，则后电机的扭矩分配值T6修正为T4+(T3-T1M)，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M。
6.如权利要求4所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，若前电机的扭矩分配初始值T3小于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4大于后电机的最大输出扭矩T2M，则将T4与T2M的扭矩差值转移至前电机，前电机的扭矩分配值修正为T3+(T4-T2M)，检测前电机的扭矩分配值T3+(T4-T2M)是否大于T1M，若检测结果为是，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M，若检测结果为否，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T3+(T4-T2M)。
7.如权利要求4所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，若前电机的扭矩分配初始值T3大于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4大于后电机的最大输出扭矩T2M，则后电机的扭矩分配值T6修正为T2M，前电机的扭矩分配值T5修正为T1M。
8.如权利要求4所述四驱扭矩分配方法，其特征在于，若前电机的扭矩分配初始值T3小于或等于前电机的最大输出扭矩T1M，且后电机的扭矩分配初始值T4小于或等于后电机的最大输出扭矩T2M，则后电机的扭矩分配值T6即为后电机的扭矩分配初始值T4，前电机的扭矩分配值T5即为前电机的扭矩分配初始值T3。
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