CN112078381A - 扭矩分配控制方法、装置、驱动系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种扭矩分配控制方法、装置、驱动系统及车辆,该方法包括:获取第一轴转速和第二轴转速;其中,第一轴和第二轴各自为前轴和后轴中的一个;基于第一轴转速和第二轴转速,确定第一轴打滑;降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩;其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。本公开实施例的技术方案可在车辆存在驱动轴打滑现象时,将打滑轴的输出扭矩降低的同时,增大未打滑轴的输出扭矩,从而可在避免驱动轴打滑现象的同时,确保整车的驱动扭矩变化量较小,从而可确保车辆的动力性能变化较小,确保整车驱动力;同时,可减少TCS降扭功能激活的频次,有利于提升车辆的稳定性和平顺性。
Description
技术领域
本公开涉及电动车辆控制技术领域,尤其涉及一种扭矩分配控制方法、装置、驱动系统及车辆。
背景技术
电机(Electric machinery),俗称为“马达”,是指基于电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,电机在电路中的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。将其应用到电动车辆中,可作为驱动系统的组成部分,提供车辆行驶的动力。
现有技术中,当车辆的牵引力控制系统(Traction Control System,TCS)识别到车辆打滑时,可发送打滑轴的降扭目标值给整车控制单元(Vehicle Control Unit,VCU),以降低打滑轴输出的驱动力,抑制车轮打滑,提升车辆的行驶稳定性。但是,该抑制车轮打滑的方式,会降低车辆的驱动力,导致车辆的动力性能下降;同时,导致车辆的平顺性变差。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种扭矩分配控制方法、装置、驱动系统及车辆。
第一方面,本公开提供了一种扭矩分配控制方法,该扭矩分配控制方法包括:
获取第一轴转速和第二轴转速;其中,所述第一轴和所述第二轴各自为前轴和后轴中的一个;
基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定第一轴打滑;
降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩;
其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。
可选的,所述获取第一轴转速和第二轴转速,包括:
获取第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号;其中,所述第一电机驱动第一轴转动,所述第二电机驱动第二轴转动;
基于所述第一电机的实际转速信号、所述第二电机的实际转速信号以及转速计算公式,确定所述第一轴转速和所述第二轴转速;
其中,所述转速计算公式为:
其中,N1代表所述第一轴转速,n1代表所述第一电机的实际转速信号,i1代表第一轴减速器传动比;N2代表所述第二轴转速,n2代表所述第二电机的实际转速信号,i2代表第二轴减速器传动比。
可选的,所述第一电机的实际转速信号为第一轴传感器采集的信号,所述第二电机的实际转速信号为第二轴传感器采集的信号。
可选的,所述第一轴为前轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速与所述第二轴转速的第一转速差;
若所述第一转速差大于第一阈值,则确定前轴打滑;
其中,所述第一阈值为正常行驶时,所述前轴的转速与所述后轴的转速的转速差上限。
可选的,所述第一轴为前轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速的第一变化率;
若所述第一变化率大于第二阈值,则确定前轴打滑;
其中,所述第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的前轴转速变化率。
可选的,所述第一轴为后轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速与所述第二轴转速的第二转速差;
若所述第二转速差大于第三阈值,则确定后轴打滑;
其中,所述第三阈值为正常行驶时,所述后轴的转速与所述前轴的转速的转速差上限。
可选的,所述第一轴为后轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速的第二变化率;
若所述第二变化率大于第四阈值,则确定后轴打滑;
其中,所述第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的后轴转速变化率。
可选的,所述降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩包括:
确定扭矩转移量;
将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,降低打滑轴的输出扭矩;
将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,增大未打滑轴的输出扭矩;
若所述第一轴转速和所述第二轴转速的差值绝对值等于或大于预设转速差,则重复执行上述步骤;
直至所述第一轴转速与所述第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差。
可选的,所述确定扭矩转移量包括:
采用比例积分调节闭环控制算法计算所述扭矩转移量。
第二方面,本公开还提供了一种扭矩分配控制装置,包括:
转速获取模块,用于获取第一轴转速和第二轴转速;其中,所述第一轴和所述第二轴各自为前轴和后轴中的一个;
打滑确定模块,用于基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定第一轴打滑;
轴间扭矩转移模块,用于降低所述打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩;
其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。
可选的,所述转速获取模块,包括:
转速信号获取子模块,用于获取第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号;其中,所述第一电机驱动第一轴转动,所述第二电机驱动第二轴转动;
转速确定子模块,用于基于所述第一电机的实际转速信号、所述第二电机的实际转速信号以及转速计算公式,确定所述第一轴转速和所述第二轴转速;
其中,所述转速计算公式为:
其中,N1代表所述第一轴转速,n1代表所述第一电机的实际转速信号,i1代表第一轴减速器传动比;N2代表所述第二轴转速,n2代表所述第二电机的实际转速信号,i2代表第二轴减速器传动比。
可选的,所述转速信号获取子模块包括:
第一轴传感器,用于采集第一电机的实际转速信号;所述第一电机用于驱动所述第一轴转动;
第二轴传感器,用于采集第二电机的实际转速信号;所述第二电机用于驱动所述第二轴转动。
可选的,所述打滑确定模块包括:前轴打滑确定模块和后轴打滑确定模块;
所述第一轴为前轴时,所述前轴打滑确定模块用于基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定前轴打滑;
所述第一轴为后轴时,所述后轴打滑确定模块用于基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定后轴打滑。
可选的,所述前轴打滑确定模块包括:
第一转速差计算子模块,用于计算所述第一轴转速与所述第二轴转速的第一转速差;
前轴打滑确定子模块,用于若所述第一转速差大于第一阈值,则确定前轴打滑;其中,所述第一阈值为正常行驶时,所述前轴的转速与所述后轴的转速的转速差上限。
可选的,所述前轴打滑确定模块还包括:
第一变化率计算子模块,用于计算所述第一轴转速的第一变化率;
所述前轴打滑确定子模块,还用于若所述第一变化率大于第二阈值,则确定前轴打滑;其中,所述第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的前轴转速变化率。
可选的,所述后轴打滑确定模块包括:
第二转速差计算子模块,用于计算所述第一轴转速与所述第二轴转速的第二转速差;
后轴打滑确定子模块,用于若所述第二转速差大于第三阈值,则确定后轴打滑;其中,所述第三阈值为正常行驶时,所述后轴的转速与所述前轴的转速的转速差上限。
可选的,所述后轴打滑确定模块还包括:
第二变化率计算子模块,用于计算所述第一轴转速的第二变化率;
所述后轴打滑确定子模块,还用于若所述第二变化率大于第四阈值,则确定后轴打滑;其中,所述第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的后轴转速变化率。
可选的,所述轴间扭矩转移模块包括:
扭矩转移量确定子模块,用于确定扭矩转移量;
输出扭矩降低子模块,用于将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,降低打滑轴的输出扭矩;
输出扭矩增大子模块,用于将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,增大未打滑轴的输出扭矩;
循环确定子模块,用于若所述第一轴转速和所述第二轴转速的差值绝对值等于或大于预设转速差,则重复执行上述步骤;
直至所述第一轴转速与所述第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差。
可选的,所述扭矩转移量确定子模块具体用于:采用比例积分调节闭环控制算法计算所述扭矩转移量。
第三方面,本公开还提供了一种驱动系统,包括控制器、第一电机控制单元、第二电机控制单元、第一电机、第二电机、第一轴和第二轴;
所述第一电机控制单元用于控制所述第一电机运转,以驱动所述第一轴转动;
所述第二电机控制单元用于控制所述第二电机运转,以驱动所述第二轴转动;
所述控制器用于执行上述第一方面提供的任一种扭矩分配控制方法。
第四方面,本公开还提供了一种车辆,包括上述第三方面提供的任一种驱动系统。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本公开实施例提供的扭矩分配控制方法中,首先获取第一轴转速和第二轴转速,其中第一轴和第二轴各自为前轴和后轴中的一个;其后基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定第一轴打滑,即前轴打滑或后轴打滑;最后降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩,且降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。如此,可在车辆存在驱动轴打滑现象时,在将打滑轴的输出扭矩降低的同时,增大未打滑轴的输出扭矩,相当于实现了输出扭矩由打滑轴向未打滑轴的至少部分转移,从而可在避免驱动轴打滑现象的同时,确保整车的驱动扭矩整体变化量较小,从而确保整车驱动力不突然大幅下降,可确保车辆的动力性能变化较小;同时,可减少TCS降扭功能激活的频次,可提升车辆的稳定性和平顺性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例的一种扭矩分配控制方法的流程示意图;
图2是本公开实施例的另一种扭矩分配控制方法的流程示意图;
图3是本公开实施例的又一种扭矩分配控制方法的流程示意图;
图4是本公开实施例的又一种扭矩分配控制方法的流程示意图;
图5是图1所示扭矩分配控制方法中,S130的细化流程图;
图6是本公开实施例的又一种扭矩分配控制方法的流程示意图;
图7是本公开实施例的一种扭矩分配控制装置的结构示意图;
图8是本公开实施例的另一种控制装置的结构示意图;
图9是本公开实施例的一种驱动系统的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
本公开实施例提供的技术方案,提供一种防止驱动轴打滑的扭矩分配控制方法、装置、驱动系统及车辆,可由整车控制单元或车辆中的其他控制单元执行,该方法中,获取第一轴转速和第二轴转速,并基于第一轴转速和第二轴转速确定存在驱动轴打滑现象时,可降低打滑轴的输出扭矩,并同时提高未打滑轴的输出扭矩,相当于将至少部分降低的输出扭矩转移到未打滑轴,从而可在避免驱动轴打滑的同时,减少整车驱动扭矩的减少量,从而可确保车辆的驱动力变化较小,其驱动性能较好;同时,可减少TCS降扭功能激活的频次,可提升车辆的稳定性和平顺性。
下面结合图1-图9对本公开实施例提供的扭矩分配控制方法、装置、驱动系统及车辆进行示例性说明。
示例性地,图1是是本公开实施例的一种扭矩分配控制方法的流程示意图。参见图1,该方法包括以下步骤:
S110、获取第一轴转速和第二轴转速。
其中,第一轴和第二轴各自为前轴和后轴中的一个,用于分别对应的驱动前轮和后轮转动。
示例性地,以第一轴为前轴,第二轴为后轴为例,车辆的前轮由车辆的第一轴带动而转动,车辆的后轮由车辆的第二轴带动而转动。由此,车辆的前轮转速可与第一轴转速相等,车辆的后轮转速可与第二轴转速相等。当车辆出现打滑现象时,前轮空转或后轮空转;对应地,前轮转速异常或后轮转速异常,也即会存在第一轴转速异常或第二轴转速异常的现象。基于此,该步骤中获取第一轴转速和第二轴转速,为S120中判断是否存在轴打滑现象做准备。
示例性地,该步骤可包括直接获取第一轴转速和第二轴转速,例如在两驱动轴附近的位置处设置测量转速用的传感器,以直接测量测到第一轴转速和第二轴转速;也可包括间接获取第一轴转速和第二轴转速,例如首先获取其他相关参量(例如转速信号),后通过计算间接得到第一轴转速和第二轴转速,下文中结合图2进行示例性说明。
S120、基于第一轴转速和第二轴转速,确定第一轴打滑。
其中,当第一轴打滑时,会出现第一轴转速过大,而导致二者的转速差过大;或者第一轴转速在短时间内的转速变化量,即第一轴转速的转速变化率较大的现象。基于此,可基于S110中获取的第一轴转速和第二轴转速,反演确定是否存在第一轴打滑现象。
示例性地,根据第一轴转速和第二轴转速确定第一轴打滑的具体可选方式在下文中分别结合图3和图4进行示例性说明。
S130、降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩。
其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。该预设值可为确保驱动力不大幅降低的一扭矩值,可根据车辆的驱动需求,车辆的扭矩分配控制方法设置,本公开实施例对此不限定。
其中,降低打滑轴的输出扭矩,可降低对应打滑车轮的转速,避免打滑车轮空转的现象;增大未打滑轴的输出扭矩,可增加未打滑车轮的转速,从而有利于提高该驱动轴的驱动力,即有利于确保车辆整体的驱动性能较好。
该步骤还可表述为“降低第一轴的输出扭矩,且增大第二轴的输出扭矩”。
在其他实施方式中,当S120表述为“基于第一轴转速和第二轴转速,确定第二轴打滑”时,该步骤对应的可表述为“降低第二轴的输出扭矩,且增大第一轴的输出扭矩”。
本公开实施例提供的扭矩分配控制方法,在基于获取到的第一轴转速和第二轴转速,确定出现驱动轴打滑现象时,在降低打滑轴的输出扭矩的同时,增加未打滑轴的输出扭矩,设置降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。相当于实现了输出扭矩由打滑轴向未打滑轴的至少部分转移,从而可在避免驱动轴打滑现象的同时,确保整车的驱动扭矩整体变化量较小,从而确保整车驱动力不突然大幅下降,可确保车辆的动力性能变化较小。
同时,现有技术中,TCS通常通过轮心速度和参考车速计算滑移率,后根据滑移率识别车辆打滑现象。而本公开实施例提供的扭矩分配控制方法中,无需计算滑移率,仅基于第一轴转速和第二轴转速对是否存在驱动轴打滑现象进行判断,在驱动轴发生打滑前识别出其打滑趋势,及早地进行输出扭矩的轴间转移,有效抑制了驱动轴打滑现象,从而大大降低TCS降扭功能激活的频次,避免了TCS降扭产生的动力突然下降和行驶平顺性差的问题。
此外,本公开实施例提供的扭矩分配控制方法可由软件程序实现,从而无需增加硬件成本,可确保驱动系统以及车辆具有较低的成本。
在上述实施方式中,可基于转速信号间接确定第一轴转速和第二轴转速,下面结合图2进行示例性说明。
在一些实施例中,图2是本公开实施例的另一种扭矩分配控制方法的流程示意图。在图1的基础上,参照图2,S110可包括:
S111、获取第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号。
其中,第一电机驱动第一轴转动,第二电机驱动第二轴转动。第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号分别与第一轴转速和第二轴转速正相关,且二者之间相差一个比例系数。基于此,通过获取第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号,经过计算,即可得到第一轴转速和第二轴转速。
示例性地,第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号可分别对应地在第一电机的转速信号输出线和第二电机的转速信号输出线上获取,或采用本领域技术人员可知的其他方式获取,本公开实施例对此不赘述也不限定。
S112、基于第一电机的实际转速信号、第二电机的实际转速信号以及转速计算公式,确定第一轴转速和第二轴转速。
其中,转速计算公式为:
其中,N1代表第一轴转速,n1代表第一电机的实际转速信号,i1代表第一轴减速器传动比;N2代表第二轴转速,n2代表第二电机的实际转速信号,i2代表第二轴减速器传动比。
其中,第一电机的实际转速信号与第一轴转速之间的比例系数为第一轴减速器传动比,第二电机的实际转速信号与第二轴转速之间的比例系数为第二轴减速器传动比。基于此,通过将第一电机的实际转速信号与第一轴减速器传动比作比,可确定第一轴转速;将第二电机的实际转速信号与第二轴减速器传动比作比,可确定第二轴转速。
至此,获取到了第一轴转速和第二轴转速。
示例性地,将该方法应用到车辆中时,整车控制器可接收第一电机控制单元(Front Motor Control Unit,FMCU)发送的第一电机的实际转速信号,以及接收第二电机控制单元(Rear Motor Control Unit,RMCU)发送的第二电机的实际转速信号,其后,根据上述转速计算公式,计算得到第一轴转速和第二轴转速。
在本实施例中,第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号可由对应的传感器监测得到。
在一些实施例中,第一电机的实际转速信号为第一轴传感器采集的信号,即第一轴传感器采集量,第二电机的实际转速信号为第二轴传感器采集的信号,即第二轴传感器采集量。
其中,第一轴传感器采集量的大小与第一电机的输出扭矩及路面附着情况有关,一般:输出扭矩越大,路面摩擦力越小时,第一轴传感器采集量(即第一电机的实际转速信号)越大,此时可能发生第一轴打滑现象。
其中,第二轴传感器采集量的大小与第二电机的输出扭矩及路面附着情况有关,同理:输出扭矩越大,路面摩擦力越小时,第二轴传感器采集量(即第二电机的实际转速信号)越大,此时可能发生第二轴打滑现象。
在其他实施方式中,还可采用本领域技术人员可知的其他方法获取第一转速信号和第二转速信号,本公开实施例对此不赘述也不限定。
在上述实施方式中,以图1为例,S120中的确定第一轴打滑,可包括确定前轴打滑,或确定后轴打滑。
基于此,在一些实施例中,图1中的S120可包括:基于第一轴转速和第二轴转速,确定前轴打滑。下文中结合图3进行示例性说明。
或者,在一些实施例中,图1中的S120可包括:基于第一轴转速和第二轴转速,确定后轴打滑。下文中结合图4进行示例性说明。
在一些实施例中,图3是本公开实施例的又一种扭矩分配控制方法的流程示意图,示出了第一轴为前轴时,如何基于第一轴转速和第二轴转速,确定前轴打滑的细化流程。参照图3,该方法可包括:
S310、获取第一轴转速和第二轴转速。
S320、基于第一轴转速和第二轴转速,确定第一轴打滑。
S330、降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩。
其中,S310和S330可参照图1中对S110和S130的解释说明进行理解,此处不赘述。下面对S320进行细化说明。
示例性地,S320可包括:
S3211、计算第一轴转速与第二轴转速的第一转速差。
即,计算前轴转速和后轴转速的第一转速差。
其中,当车辆正常行驶而不处于前轴打滑状态时,前轴转速和后轴转速在误差允许范围(即下文中的第一阈值)内相等。基于此,若前轴转速过快,则表明前轴打滑。该步骤中通过计算第一转速差,为S3212中确定前轴打滑做准备。
示例性地,该步骤可包括:利用前轴转速减去后轴转速,得到第一转速差。
S3212、若第一转速差大于第一阈值,则确定前轴打滑。
其中,第一阈值为正常行驶时,第一轴转速(即前轴的转速,也称为前轴转速)与第二轴转速(即后轴的转速,也称为后轴转速)的转速差的上限。基于此,第一转速差超过第一阈值时,则表明前轴转速过快,出现了前轴打滑现象。
示例性地,将该方法应用到车辆中时,第一阈值的大小可基于控制介入的时机确定。例如,若可能出现的打滑程度较小时即介入控制,则第一阈值较小,例如可为200转;若可能出现的打滑程度较大时,才介入控制,则第一阈值较大,例如可为500转;第一阈值还可为300转、400转或其他数值,可根据扭矩分配控制方法的需求设置,本公开实施例对此不限定。
由此,可基于第一轴转速、第二轴转速以及第一阈值,实现对前轴打滑的判定。
在一些实施例中,继续参照图3,S320还可包括:
S3221、计算第一轴转速的第一变化率。
即,计算前轴转速的第一变化率。
其中,当车辆正常行驶而不处于前轴打滑状态时,前轴转速的变化率较稳定。基于此,当前轴转速变化过快时,则表明前轴打滑。该步骤中通过计算第一变化率,为S3222中确定前轴打滑做准备。
示例性地,该步骤可包括:利用单位时间的结束时刻的前轴转速与起始时刻的前轴转速的差值,作为前轴转速的第一变化率。
S3222、若第一变化率大于第二阈值,则确定前轴打滑。
其中,第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的前轴转速变化率。基于此,第一变化率超过第二阈值时,则表明前轴转速过快,出现了前轴打滑现象。
由此,可基于前轴转速和第二阈值,实现对前轴打滑的判定。
需要说明的是,图3中示出了两种确定前轴打滑的流程,其一包括:S3211和S3212,另一包括:S3221和S3222。实际应用该方法时,两流程可择一执行,也可以先执行其中一流程,后执行另一流程,本公开实施例对此不限定。
上述以图3为例,示例性地说明了对前轴打滑的判定流程,下面结合图4示例性地说明对后轴打滑的判定流程。
在一些实施例中,图4是本公开实施例的又一种扭矩分配控制方法的流程示意图,示出了第一轴为后轴时,如何基于第一轴转速和第二轴转速,确定后轴打滑的细化流程。参照图4,该方法可包括:
S410、获取第一轴转速和第二轴转速。
S420、基于第一轴转速和第二轴转速,确定第二轴打滑。
S430、降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩。
其中,S410和S430可参照图1中对S110和S130的解释说明进行理解,此处不赘述。下面对S420进行细化说明。
示例性地,S420可包括:
S4211、计算第一轴转速与第二轴转速的第二转速差。
即,计算后轴转速与前轴转速的第二转速差。
其中,当车辆正常行驶而不处于后轴打滑状态时,后轴转速和前轴转速在误差允许范围(即下文中的第三阈值)内相等。基于此,若后轴转速过快,则表明后轴打滑。该步骤中通过计算第二转速差,为S4212中确定后轴打滑做准备。
示例性地,该步骤可包括:利用后轴转速减去前轴转速,得到第二转速差。
S4212、若第二转速差大于第三阈值,则确定后轴打滑。
其中,第三阈值为正常行驶时,后轴转速与前轴转速的转速差的上限。基于此,第二转速差超过第三阈值时,则表明后轴转速过快,出现了后轴打滑现象。
示例性地,将该方法应用到车辆中时,与上述第一阈值的确定方式同理,第三阈值的大小也可基于控制介入的实际确定。例如,若可能出现的打滑程度较小时即介入控制,则第三阈值较小,例如可为200转;若可能出现的打滑程度较大时,才介入控制,则第三阈值较大,例如可为500转;第三阈值还可为300转、400转或其他数值,可根据扭矩分配控制方法的需求设置,本公开实施例对此不限定。
由此,可基于第一轴转速、第二轴转速以及第三阈值,实现对后轴打滑的判定。
需要说明的是,第三阈值和第一阈值可相等,也可不等,可根据扭矩分配控制方法的需求设置,本公开实施例对此不限定。
在一些实施例中,继续参照图4,S420可包括:
S4221、计算第二轴转速的第二变化率。
即,计算后轴转速的第二变化率。
其中,当车辆正常行驶而不处于后轴打滑状态时,后轴转速的变化率较稳定。基于此,当后轴转速变化过快时,则表明后轴打滑。该步骤中通过计算第二变化率,为S4222中确定后轴打滑做准备。
示例性地,该步骤可包括:利用单位时间的结束时刻的后轴转速与起始时刻的后轴转速的差值,作为后轴转速的第二变化率。
S4222、若第二变化率大于第四阈值,则确定后轴打滑。
其中,第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的后轴转速变化率。基于此,第二变化率超过第四阈值时,则表明后轴转速过快,出现了后轴打滑现象。
由此,可基于第二轴转速和第四阈值,实现对后轴打滑的判定。
需要说明的是,图4中示出了两种确定后轴打滑的流程,其一包括:S4211和S4212,另一包括:S4221和S4222。该方法的实际应用过程中,两流程可择一执行,也可以先执行其中一流程,后执行另一流程,本公开实施例对此不限定。
需要说明的是,第四阈值和第二阈值可相等,也可不等,可根据扭矩分配控制方法的需求设置,本公开实施例对此不限定。
在一些实施例中,为了避免车辆的动力性能下降,使车辆具有较好的动力性、稳定性和平顺性,还可将打滑轴的输出扭矩的减少量全部转移至未打滑轴,即打滑轴的输出扭矩的变化量与未打滑轴的输出扭矩的变化量相等,如此实现整车的输出扭矩不变。下面结合图5对图1中S130的细化流程进行示例性说明。
示例性地,图5是图1所示扭矩分配控制方法中,S130的细化流程图。结合图1和图5,S130可包括:
S131、确定扭矩转移量。
其中,扭矩转移量即为需要由打滑轴降低,且增加至未打滑轴的输出扭矩的变化量。
示例性地,可基于第一轴转速和第二轴转速,采用比例积分调节(ProportionIntegral,PI)闭环控制算法计算扭矩转移量。
在其他实施方式中,也可采用本领域技术人员可知的其他方式确定,本公开实施例对此不赘述也不限定。
S132、将扭矩转移量作为扭矩变化量,降低打滑轴的输出扭矩。
其中,打滑轴的输出扭矩降低量可由扭矩转移量表征。
S133、将扭矩转移量作为扭矩变化量,增大未打滑轴的输出扭矩。
其中,未打滑轴的输出扭矩增加量也可由扭矩转移量表征。
如此,打滑轴的输出扭矩的减少量等于未打滑轴的输出扭矩的增加量,相当于将打滑轴的输出扭矩的减少量全部转移到了未打滑轴的输出扭矩上,实现了输出扭矩的无损失转移。从而,在驱动轴(连带着车轮)打滑前对输出扭矩进行轴间转移,既保证了车辆动力性能不损失,又能提升车辆行驶的平顺性;且无硬件成本增加。
示例性地,当前轴的输出扭矩和后轴的输出扭矩之和为100N·m时,未打滑状态下,前轴的输出扭矩和后轴的输出扭矩可均为50N·m。当可能出现前轴打滑时,前轴的输出扭矩可由50N·m降低至40N·m,其扭矩变化量为10N·m;该10N·m可增加至后轴的输出扭矩上,即后轴的扭矩变化量也为10N·m,后轴的输出扭矩由50N·m增加为60N·m。此仅为示例性地说明,在其他实施方式中,还可设置输出扭矩以及被转移的扭矩差量为其他数值,可根据扭矩分配控制方法的需求设置,本公开实施例对此不限定。
S134、若第一轴转速和第二轴转速的差值绝对值等于或大于预设转速差,则重复执行上述步骤;直至第一轴转速与第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差。
示例性地,当判断前轴打滑状态时,预设转速差可为上文中的第一阈值;当判断后轴打滑状态时,预设转速差可为上文中的第三阈值。
其中,在S133之后,继续对第一轴转速和第二轴转速的差值绝对值进行判断,若二者的差值绝对值仍较大,等于或大于预设转速差,则仍存在驱动轴打滑的现象,此时,重复执行上述扭矩转移过程,直至两驱动轴均不打滑为止。
其中,第一轴转速与第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差时,表明前轴和后轴均不打滑,此时可终止扭矩转移过程。
即,经过输出扭矩的分配和转移,可使第一轴转速和第二轴转速基于相同,从而避免TCS降扭功能激活导致的动力下降和平顺性变差的问题。
在上述实施方式的基础上,图6是本公开实施例的又一种扭矩分配控制方法的流程示意图,示出了判断驱动轴打滑的流程。参照图6,该方法可包括:
S200、开始。
该步骤可包括:启动驱动轴打滑判定步骤对应的软件程序。
S210、判断是否满足前轴转速与后轴转速的差值大于第一阈值。
若是(Y),则转至S212,该段程序结束。
若否(N),则执行S220,执行进一步判断。
S220、判断是否满足前轴转速的变化率大于第二阈值。
若是(Y),则转至S212,该段程序结束。
S212、前轴打滑。
若否(N),则进行后轴打滑的判定。
S230、判断是否满足后轴转速与前轴转速的差值大于第三阈值。
若是(Y),则转至S234,该段程序结束。
若否(N),则执行S240,执行进一步判断。
S240、判断是否满足后轴转速的变化率大于第四阈值。
若是(Y),则转至S234,该段程序结束。
S234、后轴打滑。
若否(N),则执行S250。
S250、结束。
即该段程序结束,且不存在驱动轴打滑现象。
至此,实现了对是否存在驱动轴打滑的判定。
在其他实施方式中,也可先执行S230和S240,后执行S210和S220,本公开实施例对此不限定。
本公开实施例提供的扭矩分配控制方法,在基于获取到的前轴转速和后轴转速,确定出现轴打滑现象时,在降低打滑轴的输出扭矩的同时,增加未打滑轴的输出扭矩,相当于实现了输出扭矩由打滑轴向未打滑轴的转移,从而可在避免驱动轴打滑现象的同时,确保整车的驱动扭矩整体变化量较小,从而确保整车驱动力不突然大幅下降,可确保车辆的动力性能变化较小。
同时,本公开实施例提供的扭矩分配控制方法中,无需计算滑移率,仅基于前轴转速和后轴转速对是否存在驱动轴打滑现象进行判断,在驱动轴发生打滑前识别出其打滑趋势,及早地进行输出扭矩的轴间转移,有效抑制了驱动轴打滑现象,从而大大降低TCS降扭功能激活的频次,避免了TCS降扭产生的动力突然下降和行驶平顺性差的问题。
在上述实施方式的基础上,本公开还提供了一种扭矩分配控制装置,该扭矩分配控制装置可用于执行上述实施方式提供的任一种扭矩分配控制方法。因此,该扭矩分配控制装置也具有上述实施方式提供的扭矩分配控制方法所具有的有益效果,相同之处可参照上文中对扭矩分配控制方法的解释说明进行理解,下文中不再赘述。
下面结合图7-图8,对本公开实施例提供的扭矩分配控制装置进行示例性说明。
示例性地,图7是本公开实施例的一种扭矩分配控制装置的结构示意图。参照图7,该扭矩分配控制装置包括:转速获取模块710,用于获取第一轴转速和第二轴转速;其中,第一轴和第二轴各自为前轴和后轴中的一个;打滑确定模块720,用于基于第一轴转速和第二轴转速,确定第一轴打滑;轴间扭矩转移模块730,用于降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩;其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。
本公开实施例提供的扭矩分配控制装置中,转速获取模块710可获取第一轴转速和第二轴转速;打滑确定模块720可基于第一轴转速和第二轴转速,确定第一轴打滑;轴间扭矩转移模块730可降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩,同时设置降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。相当于实现了输出扭矩由打滑轴向未打滑轴的至少部分转移,从而可在避免驱动轴打滑现象的同时,确保整车的驱动扭矩整体变化量较小,从而确保整车驱动力不突然大幅下降,可确保车辆的动力性能变化较小。同时,无需计算滑移率,仅基于第一轴转速和第二轴转速对是否存在驱动轴打滑现象进行判断,在驱动轴发生打滑前识别出其打滑趋势,及早地进行输出扭矩的轴间转移,有效抑制了驱动轴打滑现象,从而大大降低TCS降扭功能激活的频次,避免了TCS降扭产生的动力突然下降和行驶平顺性差的问题。
在一些实施例中,图8是本公开实施例的另一种控制装置的结构示意图。在图7的基础上,参照图8,转速获取模块710可包括:转速信号获取子模块711,用于获取第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号;转速确定子模块712,用于基于第一电机的实际转速信号、第二电机的实际转速信号以及转速计算公式,确定第一轴转速和第二轴转速。
其中,第一电机驱动第一轴转动,第二电机驱动第二轴转动。
其中,转速计算公式为:
其中,N1代表第一轴转速,n1代表第一电机的实际转速信号,i1代表第一轴减速器传动比;N2代表第二轴转速,n2代表第二电机的实际转速信号,i2代表第二轴减速器传动比。
如此,可利用转速信号获取子模块711和转速确定子模块712,获取电机转速信号(包括第一电机的实际转速信号和第二电机的实际转速信号),并利用电机转速信号和转速计算公式,计算得到第一轴转速和第二轴转速。
在一些实施例中,转速信号获取子模块711包括第一轴传感器和第二轴传感器,第一轴传感器用于采集第一电机的实际转速信号,即第一转速信号为第一轴传感器的第一轴传感器采集量;第二轴传感器用于采集第二电机的实际转速信号,即第二转速信号为第二轴传感器的第二轴传感器采集量。
如此,可实时获取第一电机和第二电机的实际转速信号。
在一些实施例中,继续参照图8,打滑确定模块720可包括:前轴打滑确定模块721,用于基于第一轴转速和第二轴转速,确定前轴打滑;以及后轴打滑确定模块722,用于基于第一轴转速和第二轴转速,确定后轴打滑。
如此,可利用前轴打滑确定模块721和后轴打滑确定模块722判定驱动轴打滑。
在一些实施例中,继续参照图8,前轴打滑确定模块721可包括:第一转速差计算子模块7211,用于计算前轴转速与后轴转速的第一转速差;前轴打滑确定子模块7213,用于在第一转速差大于第一阈值时,确定前轴打滑。
其中,第一阈值为正常行驶时,前轴转速与后轴转速的转速差的上限。
如此,可利用第一转速差计算子模块7211和前轴打滑确定子模块7213,计算第一轴转速与第二轴转速的转速差,并将其与第一阈值比较,判定前轴打滑。
在一些实施例中,继续参照图8,第一轴打滑确定模块721还可包括:第一变化率计算子模块7212,用于计算第一轴转速的第一变化率;前轴打滑确定子模块7213,还用于在第一变化率大于第二阈值时,确定前轴打滑。
其中,第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的前轴转速变化率。
如此,可利用第一变化率计算子模块7212和前轴打滑确定子模块7213计算前轴转速的变化率,并将其与第二阈值比较,判定前轴打滑。
在一些实施例中,继续参照图8,后轴打滑确定模块722可包括:第二转速差计算子模块7221,用于计算第一轴转速与第二轴转速的第二转速差;后轴打滑确定子模块7223,用于在第二转速差大于第三阈值时,确定后轴打滑。
其中,第三阈值为正常行驶时,后轴转速与前轴转速的转速差的上限。
如此,可利用第二转速差计算子模块7221和后轴打滑确定子模块7223,计算后轴转速与前轴转速的转速差,并将其与第三阈值比较,判定后轴打滑。
在一些实施例中,继续参照图8,第二轴打滑确定模块722还可包括:第二变化率计算子模块7222,用于计算第一轴转速的第二变化率;后轴打滑确定子模块7223,还用于在第二变化率大于第四阈值时,确定后轴打滑。
其中,第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的后轴转速变化率。
如此,可利用第二变化率计算子模块7222和后轴打滑确定子模块7223计算后轴转速的变化率,并将其与第四阈值比较,判定后轴打滑。
在一些实施例中,继续参照图8,轴间扭矩转移模块730可包括:扭矩转移量确定子模块731,用于确定扭矩转移量;输出扭矩降低子模块732,用于将扭矩转移量作为扭矩变化量,降低打滑轴的输出扭矩;输出扭矩增大子模块733,用于将扭矩转移量作为扭矩变化量,增大未打滑轴的输出扭矩;循环确定子模块734,用于若第一轴转速和第二轴转速的差值绝对值等于或大于预设转速差,则重复执行上述步骤;直至第一轴转速与第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差。
在一些实施例中,扭矩转移量确定子模块731具体用于:采用比例积分调节闭环控制算法计算所述扭矩转移量。
如此,可利用输出扭矩降低子模块732和输出扭矩增大子模块733将打滑轴的输出扭矩减少量全部转移至未打滑轴上,可确保整车动力性能。
在上述实施方式的基础上,本公开实施例还提供了一种驱动系统,该驱动系统包括控制器,控制器可用于执行上述实施方式中的任一种扭矩分配控制方法。因此,该驱动系统也具有上述实施方式中的扭矩分配控制方法所具有的有益效果,相同之处可参照上文中对扭矩分配控制方法的解释说明进行理解,下文中不再赘述。
下面结合图9对本公开实施例提供的驱动系统进行示例性说明。
示例性地,图9是本公开实施例的一种驱动系统的结构示意图。参照图9,该驱动系统可包括控制器910、第一电机控制单元921、第二电机控制单元931、第一电机922、第二电机932、第一轴923和第二轴933;第一电机控制单元921用于控制第一电机922运转,以驱动第一轴923转动;第二电机控制单元931用于控制第二电机932运转,以驱动第二轴933转动;控制器910用于执行上述实施方式提供的任一种扭矩分配控制方法。
其中,控制器910可为整车控制器,其执行的方法步骤可包括:
首先,控制器910接收第一电机控制器921发送的第一电机转速信号(即上文中的第一转速信号)和第二电机控制器931发送的第二电机转速信号(即上文中的第二转速信号),并根据上文中的转速计算公式计算第一轴转速和第二轴转速。
其后,控制器910根据上一步骤获取的第一轴转速和第二轴转速,以监测第一轴转速和第二轴转速的变化,判断驱动轴的打滑状态。
其中,该判断过程可由驱动轴打滑判断模块911执行。
若第一轴转速与第二轴转速的差值大于第一阈值,则判定为第一轴打滑。或者,若单位时间内第一轴转速的变化率大于第二阈值,则判定为第一轴打滑。
若第二轴转速与第一轴转速的差值大于第三阈值,则判定为第二轴打滑。或者,若单位时间内第二轴转速的变化率大于第四阈值,则判定为第二轴打滑。
其后,若存在驱动轴打滑,控制器910中的轴间扭矩转移计算模块912根据第一轴与第二轴的打滑状态,通过PI闭环控制计算需要转移的输出扭矩的大小。
其中,如果判定为第一轴打滑,则控制器910降低第一电机目标扭矩,同时将降低的扭矩转移到第二电机。
如果判定为第二轴打滑,则控制器910降低第二电机目标扭矩,同时将降低的扭矩转移到第一电机。
如此,经过扭矩分配的转移,使第一轴转速与第二轴转速趋于相同,从而避免TCS降扭功能激活导致的动力下降与平顺性差的问题。
在其他实施方式中,驱动系统还可包括本领域技术人员可知的其他结构部件或功能部件,本公开实施例对此不赘述,也不限定。
在上述实施方式的基础上,本公开实施例还提供了一种车辆,该车辆可包括上述实施方式提供的任一种驱动系统。因此,该车辆也具有上述实施方式提供的扭矩分配控制方法、装置以及驱动系统所具有的有益效果,相同之处可参照上文中对扭矩分配控制方法、装置以及驱动系统的解释说明进行理解,下文中不再赘述。
本公开实施例提供的车辆,通过对驱动轴转速的计算和监测,在驱动轴发生打滑前识别出其打滑趋势,及早地进行扭矩的轴间转移,有效抑制了驱动轴打滑现象,从而大大降低TCS降扭功能激活的频次,避免了TCS降扭产生的动力突然下降和行驶平顺性差的问题。由此,在避免车辆打滑的同时,既保证了车辆动力性能不损失,又能提升车辆行驶的平顺性,且无硬件成本增加。
在其他实施方式中,车辆还可包括驾舱热管理系统、影音系统、驾舱光线调节系统以及本领域技术人员可知的其他结构或功能构件,本公开实施例对此不赘述也不限定。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种扭矩分配控制方法,其特征在于,包括:
获取第一轴转速和第二轴转速;其中,所述第一轴和所述第二轴各自为前轴和后轴中的一个;
基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑;
降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩;
其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。
3.根据权利要求2所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述第一电机的实际转速信号为第一轴传感器采集的信号,所述第二电机的实际转速信号为第二轴传感器采集的信号。
4.根据权利要求1所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述第一轴为前轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速与所述第二轴转速的第一转速差;
若所述第一转速差大于第一阈值,则确定前轴打滑;
其中,所述第一阈值为正常行驶时,所述前轴的转速与所述后轴的转速的转速差上限。
5.根据权利要求1所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述第一轴为前轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速的第一变化率;
若所述第一变化率大于第二阈值,则确定前轴打滑;
其中,所述第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的前轴转速变化率。
6.根据权利要求1所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述第一轴为后轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速与所述第二轴转速的第二转速差;
若所述第二转速差大于第三阈值,则确定后轴打滑;
其中,所述第三阈值为正常行驶时,所述后轴的转速与所述前轴的转速的转速差上限。
7.根据权利要求1所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述第一轴为后轴时,所述基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定所述第一轴打滑包括:
计算所述第一轴转速的第二变化率;
若所述第二变化率大于第四阈值,则确定后轴打滑;
其中,所述第二阈值的上限为车辆以最大驱动扭矩加速时产生的后轴转速变化率。
8.根据权利要求1所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述降低打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩包括:
确定扭矩转移量;
将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,降低打滑轴的输出扭矩;
将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,增大未打滑轴的输出扭矩;
若所述第一轴转速和所述第二轴转速的差值绝对值等于或大于预设转速差,则重复执行上述步骤;
直至所述第一轴转速与所述第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差。
9.根据权利要求8所述的扭矩分配控制方法,其特征在于,所述确定扭矩转移量包括:
采用比例积分调节闭环控制算法计算所述扭矩转移量。
10.一种扭矩分配控制装置,其特征在于,包括:
转速获取模块,用于获取第一轴转速和第二轴转速;其中,所述第一轴和所述第二轴各自为前轴和后轴中的一个;
打滑确定模块,用于基于所述第一轴转速和所述第二轴转速,确定第一轴打滑;
轴间扭矩转移模块,用于降低所述打滑轴的输出扭矩,且增大未打滑轴的输出扭矩;
其中,降低的输出扭矩的变化量与增大的输出扭矩的变化量之间的差值小于预设值。
11.根据权利要求10所述的扭矩分配控制装置,其特征在于,所述转速获取模块包括转速信号获取子模块;
所述转速信号获取子模块包括:
第一轴传感器,用于采集第一电机的实际转速信号;所述第一电机用于驱动所述第一轴转动;
第二轴传感器,用于采集第二电机的实际转速信号;所述第二电机用于驱动所述第二轴转动。
12.根据权利要求10所述的扭矩分配控制装置,其特征在于,所述轴间扭矩转移模块包括:
扭矩转移量确定子模块,用于确定扭矩转移量;
输出扭矩降低子模块,用于将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,降低打滑轴的输出扭矩;
输出扭矩增大子模块,用于将所述扭矩转移量作为扭矩变化量,增大未打滑轴的输出扭矩;
循环确定子模块,用于若所述第一轴转速和所述第二轴转速的差值绝对值等于或大于预设转速差,则重复执行上述步骤;
直至所述第一轴转速与所述第二轴转速的差值绝对值小于预设转速差。
13.根据权利要求12所述的扭矩分配控制装置,其特征在于,所述扭矩转移量确定子模块具体用于:采用比例积分调节闭环控制算法计算所述扭矩转移量。
14.一种驱动系统,其特征在于,包括控制器、第一电机控制单元、第二电机控制单元、第一电机、第二电机、第一轴和第二轴;
所述第一电机控制单元用于控制所述第一电机运转,以驱动所述第一轴转动;
所述第二电机控制单元用于控制所述第二电机运转,以驱动所述第二轴转动;
所述控制器用于执行权利要求1-9任一项所述的扭矩分配控制方法。
15.一种车辆,其特征在于,包括权利要求14所述的驱动系统。
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