CN112659918A - 电驱动双桥及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车 - Google Patents

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胡胜利
郑梦瑶
石雅清
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Abstract

本发明实施例提供一种电驱动双桥及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车，涉及车桥领域。该双桥轴间差速控制方法可以用于电驱动双桥，电驱动双桥包括中桥电机和后桥电机；该双桥轴间差速控制方法包括：获取中桥电机的第一转速、以及后桥电机的第二转速；根据第一转速和第二转速，计算中桥电机和后桥电机的转速差异；根据转速差异，控制中桥电机和后桥电机的扭矩分配。本发明实施例可以调整中后桥的扭矩分配，达到轴差限滑的目的。

Description

电驱动双桥及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车
技术领域
本发明涉及车桥领域，具体而言，涉及一种电驱动双桥及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车。
背景技术
在重型商用车车桥技术中，中桥驱动桥的轴间差速器可以将来自输入轴的扭矩传递到中桥的从动圆柱齿轮和贯通轴中，并且还能产生差速使车辆正常运行。
轴间差速器的工作原理：输入轴前端接收传动轴传递过来的扭矩，在输入轴前、后轴承支撑下，通过花键连接将转矩传递给十字轴；装配在十字轴上的行星轮及轴差外壳、挡油环都会随着十字轴一同转动；而行星轮除了可以随着十字轴转动以外，还可以在十字轴上进行自转，使与其进行啮合而实现一同绕输入轴转动的主动圆柱齿轮和后半轴轮实现转速差，即实现差速功能。也就是说，当该结构总成与主动圆柱齿轮和后半轴轮所连接件的负载大小相同时，行星轮无自转，而当负载大小不同时行星轮会发生自转，带动主动圆柱齿轮和后半轴轮实现转速差，实现差速功能。
但是这种差速结构只能实现转速差速，使得两半轴齿轮输出扭矩相等。如果当汽车在上坡时，前轮的附着力小，与前轮连接的半轴齿轮的驱动力小，使后轮的驱动力也变小，从而影响汽车的正常行驶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱动双桥及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车，其可以调整中后桥的扭矩分配，达到轴差限滑的目的，从而保证汽车的正常行驶。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种双桥轴间差速控制方法，用于电驱动双桥，所述电驱动双桥包括中桥电机和后桥电机，所述双桥轴间差速控制方法包括：
获取所述中桥电机的第一转速、以及所述后桥电机的第二转速；
根据所述第一转速和所述第二转速，计算所述中桥电机和所述后桥电机的转速差异；
根据所述转速差异，控制所述中桥电机和所述后桥电机的扭矩分配。
在可选的实施方式中，所述根据所述转速差异，控制所述中桥电机和所述后桥电机的扭矩分配的步骤包括：
若所述转速差异表示所述第一转速大于所述第二转速，且超过第一阈值，则控制所述中桥电机的扭矩减小、所述后桥电机的扭矩增大。
在可选的实施方式中，所述根据所述转速差异，控制所述中桥电机和所述后桥电机的扭矩分配的步骤包括：
若所述转速差异表示所述第一转速小于所述第二转速，且超过第二阈值，则控制所述中桥电机的扭矩增大、所述后桥电机的扭矩减小。
在可选的实施方式中，在所述获取所述中桥电机的第一转速、以及所述后桥电机的第二转速的步骤之前，所述双桥轴间差速控制方法还包括：
控制所述中桥电机的扭矩与所述后桥电机的扭矩相同。
第二方面，本发明提供一种双桥轴间差速控制装置，用于电驱动双桥，所述电驱动双桥包括中桥电机和后桥电机，所述双桥轴间差速控制方法包括：
获取模块：用于获取所述中桥电机的第一转速、以及所述后桥电机的第二转速；
计算模块：用于根据所述第一转速和所述第二转速，计算所述中桥电机和所述后桥电机的转速差异；
控制模块：用于根据所述转速差异，控制所述中桥电机和所述后桥电机的扭矩分配。
在可选的实施方式中，所述控制模块还用于：若所述转速差异表示所述第一转速大于所述第二转速，且超过第一阈值，则控制所述中桥电机的扭矩减小、所述后桥电机的扭矩增大。
在可选的实施方式中，所述控制模块还用于：若所述转速差异表示所述第一转速小于所述第二转速，且超过第二阈值，则控制所述中桥电机的扭矩增大、所述后桥电机的扭矩减小。
第三方面，本发明提供一种电驱动双桥，包括控制器、中桥电机和后桥电机，所述控制器与所述中桥电机和所述后桥电机电连接，所述控制器上存储有双桥轴间差速控制程序，所述双桥轴间差速控制程序执行时，实现如前述实施方式中任一项所述的双桥轴间差速控制方法。
在可选的实施方式中，所述控制器包括主控制器、第一控制器和第二控制器，所述主控制器与所述第一控制器和所述第二控制器电连接，所述第一控制器与所述中桥电机电连接，用于控制所述中桥电机的扭矩，所述第二控制器与所述后桥电机电连接，用于控制所述后桥电机的扭矩，所述主控制器上存储有所述双桥轴间差速控制程序。
第四方面，本发明提供一种汽车，包括如前述实施方式所述的电驱动双桥。
本发明实施例提供的电驱动双桥及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车：本发明实施例通过获取中桥电机的第一转速以及后桥电机的第二转速，并根据两者的差异来重新分配中桥电机和后桥电机的扭矩，具有步骤简单、易于控制和实现的特点。本发明实施例可以调整中后桥的扭矩分配，达到轴差限滑的目的，从而保证汽车的正常行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的电驱动双桥的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的双桥轴间差速控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种电驱动双桥的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种电驱动双桥的结构示意图。
图标：100-电驱动双桥；110-控制器；111-主控制器；112-第一控制器；113-第二控制器；120-中桥电机；130-后桥电机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种双桥轴间差速控制方法，可以调整中后桥的扭矩分配，达到轴差限滑的目的，从而保证汽车的正常行驶；该双桥轴间差速控制方法是一种电子差速器的控制方法。该控制方法可以控制中桥电机120和后桥电机130的扭矩，从而保证汽车的正常行驶。
需要指出的是，本发明实施例提供的双桥轴间差速控制方法，可以用于电驱动双桥100，如图1所示，该电驱动双桥100包括控制器110、中桥电机120和后桥电机130，控制器110与中桥电机120和后桥电机130连接，用于控制中桥电机120和后桥电机130的扭矩在本发明实施例中，电驱动双桥100包括控制器110、中桥电机120和后桥电机130，控制器110与中桥电机120和后桥电机130电连接，控制器110上存储有双桥轴间差速控制程序，双桥轴间差速控制程序执行时，实现如图2所示的双桥轴间差速控制方法。
请参阅图3和图4，在可选的实施方式中，上述的控制器110可以包括主控制器111、第一控制器112和第二控制器113，主控制器111与第一控制器112和第二控制器113电连接，第一控制器112与中桥电机120电连接，用于控制中桥电机120的扭矩，第二控制器113与后桥电机130电连接，用于控制后桥电机130的扭矩，主控制器111上存储有双桥轴间差速控制程序，从而分别向第一控制器112和第二控制器113发送控制指令，实现对中桥电机120和后桥电机130的控制。
其中，图3示出的是主控制器111与第一控制器112电连接，第一控制器112与第二控制器113电连接，主控器的控制指令先到达第一控制器112，再由第一控制器112发送至第二控制器113。而图4中示出的是，主控制器111分别与第一控制器112和第二控制器113电连接，主控制器111发送的控制指令分别到达第一控制器112和第二控制器113，实现对中桥电机120和后桥电机130的扭矩进行控制。
如图2所示，本发明提供一种双桥轴间差速控制方法包括以下步骤。
步骤S100：获取中桥电机120的第一转速、以及后桥电机130的第二转速。
需要指出的是，在步骤S100中，获取的是中桥电机120和后桥电机130的转速，获取的方式可以通过电机的编码器或者其他传感器获得。此外，还需要说明的是，可以控制中桥电机120和后桥电机130以相同扭矩运行，再执行步骤S100，以监控中桥电机120和后桥电机130在运行过程中的转速变化。
在本发明实施例中，通过获取中桥电机120的第一转速以及后桥电机130的第二转速，并根据两者的差异来重新分配中桥电机120和后桥电机130的扭矩，具有步骤简单、易于控制和实现的特点。
步骤S200：根据第一转速和第二转速，计算中桥电机120和后桥电机130的转速差异。
对于中桥电机120和后桥电机130的转速差异存在至少三种情况：其一、第一转速等于第二转速，此时，中桥电机120和后桥电机130的转速不存在差异，而不需要重新分配中桥电机120和后桥电机130的扭矩；其二、第一转速大于第二转速，即中桥电机120的转速大于后桥电机130的转速；其三、第三转速小于第二转速，即，中桥电机120的转速小于后桥电机130的转速。在下述说明书，对于后两种情况的扭矩分配情况进行具体说明。在该步骤S200中，可以通过对比实现对中桥电机120和后桥电机130的转速差异的计算。
步骤S300：根据转速差异，控制中桥电机120和后桥电机130的扭矩分配。
进一步地，步骤S300可以包括以下子步骤。
子步骤S310：若转速差异表示第一转速大于第二转速，且超过第一阈值，则控制中桥电机120的扭矩减小、后桥电机130的扭矩增大。
可选地，上述的第一阈值的取值与汽车轮胎的滑移率有关，对于不同的汽车轮胎，其滑移率可能不同，因而第一阈值的取值也不同。本发明实施例对于第一阈值的具体取值不做要求，可以根据实际情况的滑移率计算得到，第一阈值的设定可以防止中桥电机120和后桥电机130的转速差距过大引起车辆无法正常行驶的情况。
需要说明的是，当车辆上坡时，中轮的附着力小，摩檫力减小，中轮的转速增加，从而使得中桥电机120的转速大于后桥电机130的转速，即上述的第一转速大于第二转速，当第一转速和第二转速之间的差异大于第一阈值时，则执行上述的子步骤S310。具体可以通过主控制器111发送调整扭矩指令，该指令的内容为减少发给中桥电机120的扭矩，增大发给后桥电机130的扭矩，从而增大后桥电机130的扭矩，使两个电机的转速值相差不大，防止中桥车轮速度过快而打滑。
子步骤S320：若转速差异表示第一转速小于第二转速，且超过第二阈值，则控制中桥电机120的扭矩增大、后桥电机130的扭矩减小。
应当理解的是，第二阈值的取值与汽车轮胎的滑移率有关，对于不同的汽车轮胎，其滑移率可能不同，因而第二阈值的取值也不同。本发明实施例对于第二阈值的具体取值不做要求，可以根据实际情况的滑移率计算得到，第二阈值的设定可以防止中桥电机120和后桥电机130的转速差距过大引起车辆无法正常行驶的情况。
需要指出的是，当车辆下坡时，后车轮的附着力小，与之的摩檫力也减小，从而使得后桥电机130的转速大于中桥电机120的转速，即上述的第一转速小于第二转速，当第一转速和第二转速的差值达到或超过第二阈值，主控制器111调整扭矩指令，增加发给中桥电机120的扭矩，减少发给后桥电机130的扭矩指令，从而减少后桥电机130的扭矩，使两个电机的转速值相差不大，防止后桥车轮速度过快。
在可选的实施方式中，在获取中桥电机120的第一转速、以及后桥电机130的第二转速的步骤之前，双桥轴间差速控制方法还包括：控制中桥电机120的扭矩与后桥电机130的扭矩相同。比如，在当车辆水平正常行驶时，主控制器111将扭矩控制指令发给第一控制器112和第二控制器113，将扭矩均分分给中桥电机120和后桥电机130；当然，主控制器111的控制指令也可以先发送至第一控制器112，再通孔第一控制器112将指令进一步地发送至第二控制器113，本发明实施例对此不做具体要求和限定。
需要说明的是，控制器110中包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述控制器110中或固化在服务器的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述控制器110用于执行存储于其中的可执行模块，例如所述电驱动双桥100所包括的软件功能模块及计算机程序等。
控制器110可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器110可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器。控制器110也可以是任何常规的处理器等。
控制器110上烧录有控制程序，当控制器110接收到执行指令后，执行该控制程序，并实现上述的控制方法。
本发明提供一种双桥轴间差速控制装置，包括：获取模块、计算模块和控制模块，其中，获取模块：用于获取中桥电机120的第一转速、以及后桥电机130的第二转速；计算模块：用于根据第一转速和第二转速，计算中桥电机120和后桥电机130的转速差异；控制模块：用于根据转速差异，控制中桥电机120和后桥电机130的扭矩分配。
本发明提供一种汽车，包括如前述实施方式的电驱动双桥100，该电机可以为新能源汽车、燃油车等。
请结合参阅图1至图4，本发明实施例提供的电驱动双桥100及其双桥轴间差速控制方法、装置和汽车：本发明实施例通过获取中桥电机120的第一转速以及后桥电机130的第二转速，并根据两者的差异来重新分配中桥电机120和后桥电机130的扭矩，具有步骤简单、易于控制和实现的特点。本发明实施例可以调整中后桥的扭矩分配，达到轴差限滑的目的，从而保证汽车的正常行驶。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种双桥轴间差速控制方法，用于电驱动双桥(100)，所述电驱动双桥(100)包括中桥电机(120)和后桥电机(130)，其特征在于，所述双桥轴间差速控制方法包括：
获取所述中桥电机(120)的第一转速、以及所述后桥电机(130)的第二转速；
根据所述第一转速和所述第二转速，计算所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)的转速差异；
根据所述转速差异，控制所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)的扭矩分配。
2.根据权利要求1所述的双桥轴间差速控制方法，其特征在于，所述根据所述转速差异，控制所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)的扭矩分配的步骤包括：
若所述转速差异表示所述第一转速大于所述第二转速，且超过第一阈值，则控制所述中桥电机(120)的扭矩减小、所述后桥电机(130)的扭矩增大。
3.根据权利要求1所述的双桥轴间差速控制方法，其特征在于，所述根据所述转速差异，控制所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)的扭矩分配的步骤包括：
若所述转速差异表示所述第一转速小于所述第二转速，且超过第二阈值，则控制所述中桥电机(120)的扭矩增大、所述后桥电机(130)的扭矩减小。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的双桥轴间差速控制方法，其特征在于，在所述获取所述中桥电机(120)的第一转速、以及所述后桥电机(130)的第二转速的步骤之前，所述双桥轴间差速控制方法还包括：
控制所述中桥电机(120)的扭矩与所述后桥电机(130)的扭矩相同。
5.一种双桥轴间差速控制装置，其特征在于，用于电驱动双桥(100)，所述电驱动双桥(100)包括中桥电机(120)和后桥电机(130)，其特征在于，所述双桥轴间差速控制装置包括：
获取模块：用于获取所述中桥电机(120)的第一转速、以及所述后桥电机(130)的第二转速；
计算模块：用于根据所述第一转速和所述第二转速，计算所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)的转速差异；
控制模块：用于根据所述转速差异，控制所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)的扭矩分配。
6.根据权利要求5所述的双桥轴间差速控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于：若所述转速差异表示所述第一转速大于所述第二转速，且超过第一阈值，则控制所述中桥电机(120)的扭矩减小、所述后桥电机(130)的扭矩增大。
7.根据权利要求5所述的双桥轴间差速控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于：若所述转速差异表示所述第一转速小于所述第二转速，且超过第二阈值，则控制所述中桥电机(120)的扭矩增大、所述后桥电机(130)的扭矩减小。
8.一种电驱动双桥，其特征在于，包括控制器(110)、中桥电机(120)和后桥电机(130)，所述控制器(110)与所述中桥电机(120)和所述后桥电机(130)电连接，所述控制器(110)上存储有双桥轴间差速控制程序，所述双桥轴间差速控制程序执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的双桥轴间差速控制方法。
9.根据权利要求8所述的电驱动双桥，其特征在于，所述控制器(110)包括主控制器(111)、第一控制器(112)和第二控制器(113)，所述主控制器(111)与所述第一控制器(112)和所述第二控制器(113)电连接，所述第一控制器(112)与所述中桥电机(120)电连接，用于控制所述中桥电机(120)的扭矩，所述第二控制器(113)与所述后桥电机(130)电连接，用于控制所述后桥电机(130)的扭矩，所述主控制器(111)上存储有所述双桥轴间差速控制程序。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的电驱动双桥(100)。
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