一种纯电动四驱车扭矩分配控制方法及系统与流程

本发明涉及纯电动汽车控制，尤其是涉及一种纯电动四驱车扭矩分配控制方法。

背景技术：

1、新能源汽车的发展推动汽车从传统的硬件主导变成软件主导的移动智能终端；四驱车相比于两驱车，能够提供更好的加速性能、操纵性能和稳定性；纯电动四驱车舍弃了传统油车的传动器和分动箱，通过采用前后轴双电机的布置方式实现了前后轴的硬件解耦，能够拥有更好的四驱性能；而纯电动四驱车的扭矩分配控制成为了关键技术；

2、目前，量产的纯电动四驱车型，主要是通过电驱动系统效率最优或者几组固定分配系数的方式分配前后轴扭矩；这种方式只有在轮胎和路面发生打滑时，通过esp介入才会被动的调整前后轴扭矩；从而使得车辆无法最好的利用路面附着系数，降低了车辆的加速性能、操纵性能和稳定性；无法综合路面和车辆状态，主动调整车辆总扭矩和前后轴扭矩分配。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中存在的电动四驱车扭矩分配方法无法综合路面和车辆状态，主动调整车辆总扭矩和前后轴扭矩分配的技术问题。为此，本发明提出了一种纯电动四驱车扭矩分配控制方法及系统。

2、根据本发明第一方面实施例的一种纯电动四驱车扭矩分配控制方法，

3、获取目标车辆的当前驾驶模式以及在当前驾驶模式下的多种行驶参数，以根据所述当前驾驶模式和所述多种行驶参数计算得到驾驶员需求扭矩、前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷；

4、根据所述前轴动态垂向载荷和所述后轴动态垂向载荷获取路面附着系数，并根据所述路面附着系数获取与所述当前驾驶模型对应的路面附着等级；

5、根据所述路面附着等级从预设数据库中调取与所述路面附着等级对应的需求扭矩修正策略，以根据所述需求扭矩修正策略获取修正后的驾驶员需求扭矩，并根据所述修正后的需求扭矩计算目标车辆前后轴的需求扭矩，并以目标车辆前后轴的需求扭矩进行扭矩分配。

6、根据本发明的一种纯电动四驱车扭矩分配控制方法，首先，通过电机控制器获取目标车辆的当前驾驶模式以及在当前驾驶模式下的多种行驶参数，根据电机控制器获取到的当前驾驶模式和所述多种行驶参数计算出目标车辆的驾驶员需求扭矩、前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷；根据计算得到的前轴动态垂向载荷和所述后轴动态垂向载荷获取路面附着系数，并根据所述路面附着系数获取与所述当前驾驶模型对应的路面附着等级；根据所述路面附着等级从预设数据库中调取与所述路面附着等级对应的需求扭矩修正策略，以根据所述需求扭矩修正策略获取修正后的驾驶员需求扭矩，并根据所述修正后的需求扭矩计算目标车辆前后轴的需求扭矩，最后，电机控制器根据计算出的目标车辆前后轴的需求扭矩进行目标车辆的前后轴扭矩分配。

7、根据本发明的一些实施例，所述驾驶模式包括节能模式、常规模式和动力模式；所述多种行驶参数包括行驶速度、纵向加速度、油门踏板开度、坡度、前后轴车轮的实际速度和前后轴电机的实际扭矩，所述行驶速度和油门踏板开度用于计算所述驾驶员需求扭矩，所述纵向加速度和坡度用于计算所述前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷；

8、所述驾驶员需求扭矩的计算具体为，将所述节能模式、常规模式和动力模式分别设置一张横轴为油门开度、纵轴为行驶速度、表中元素为驾驶员需求扭矩值的二维map表，根据不同的驾驶模式选择不同的预设map表，并根据当前车速和油门踏板开度，查表得到驾驶员需求扭矩；

9、获取所述行驶速度和油门踏板开度是为了用于计算所述驾驶员需求扭矩，获取所述纵向加速度和坡度是为了用于计算所述前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷；而获取前后轴车轮的实际速度和前后轴电机的实际扭矩是为后续计算目标车辆轮胎地面力和路面附着系数做准备。

10、根据本发明的一些实施例，所述前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷计算公式如下，

11、

12、

13、其中，fzf表示前轴动态垂向载荷，fzr表示后轴动态垂向载荷，m表示整车质量，lf为前轴到质心的距离，lr为后轴到质心的距离，g为重力加速度，β为坡度角度，ax为车辆纵向加速度，hg为车辆质心离地高度。

14、根据本发明的一些实施例，所述根据所述前轴动态垂向载荷和所述后轴动态垂向载荷获取路面附着系数，具体为，分别计算目标车辆四个车轮的路面附着系数，取四个车轮的路面附着系数最小值作为路面附着系数，通过如下公式计算，

15、

16、当计算前轴轮胎地面力时，ttw等于tfr/2；当计算后轴轮胎地面力时，ttw等于trr/2；

17、其中，ttw表示轮上驱动力矩，j表示轮胎转动惯量，a表示轮胎角加速度，r表示轮胎半径，tfr为前轴电机实际输出扭矩，trr为后轴电机实际输出扭矩。

18、根据本发明的一些实施例，所述路面附着等级包括良好、低附和极低附，当所述路面附着系数大于第一标定值时，判定为良好路况，当所述路面附着系数大于第二标定值小于第三标定值时，判定为低附路况，当所述路面附着系数小于第四标定值时，判定为极低附路况；

19、所述预设数据库为，

20、当路面附着等级为良好时，修正驾驶员需求扭矩直接等于驾驶员需求扭矩，tu＝ti；

21、当路面附着等级为低附时，修正驾驶员需求扭矩都等于驾驶员需求扭矩乘以低附修正系数k1，tu＝k1*ti；

22、当路面附着等级为极低附时，修正驾驶员需求扭矩都等于驾驶员需求扭矩乘以极低附修正系数k2，tu＝k2*ti；

23、其中，tu为修正后的驾驶员需求扭矩，ti为驾驶员需求扭矩，k1为低附修正系数，k2为极低附修正系数，k1和k2是根据预设的一维对照表调整的；该表的输入为驾驶员需求扭矩ti值，输出为修正系数。

24、根据本发明的一些实施例，所述根据所述修正后的需求扭矩计算目标车辆前后轴扭矩，具体为，根据所述修正后的驾驶员需求扭矩、驾驶模式计算基础的前后轴扭矩分配系数；根据所述路面附着等级和所述行驶参数主动调整前后轴扭矩分配系数，并根据所述修正后的驾驶员需求扭矩和调整后的前后轴扭矩分配系数计算前后轴扭矩。

25、根据本发明的一些实施例，所述根据所述修正后的驾驶员需求扭矩、驾驶模式计算基础的前后轴扭矩分配系数，具体为，

26、当驾驶模式为节能模式时，根据驾驶员需求扭矩和车速，计算出前后电机电损耗之和最小的分配系数；

27、当驾驶模式为常规模式或动力模式时，计算好一张二维map表，所述map表横轴为行驶速度，纵轴为驾驶员需求扭矩，表中元素为前轴扭矩分配系数ktf；前轴扭矩分配系数ktf和后电机分配系数ktr之和为1；

28、按照固定分配系数的方式计算基础的前轴扭矩分配系数和后轴扭矩分配系数。

29、根据本发明的一些实施例，所述根据所述路面附着等级和所述行驶参数主动调整前后轴扭矩分配系数，并根据所述修正后的驾驶员需求扭矩和调整后的前后轴扭矩分配系数计算前后轴扭矩，具体为，

30、当路面附着等级为良好时，ktfx＝ktf+cfk+crh，ktrx＝1-ktfx，

31、当路面附着等级为低附时，ktfx＝ktf+cfk+crm，ktrx＝1-ktfx，

32、当路面附着等级为低附时，ktfx＝ktf+cfk+crl，ktrx＝1-ktfx，

33、cfk＝1-fzr/fzf，

34、tf＝ktfx*tu，

35、tr＝ktrx*tu，

36、其中，tf为前轴扭矩，tr为后轴扭矩，tu为修正后的驾驶员需求扭矩，ktfx为调整后的前轴扭矩分配系数，ktrx为调整后的后轴扭矩分配系数，ktf为前轴扭矩分配系数，cfk为垂向载荷转移系数比，fzf为前轴动态垂向载荷，fzr为后轴动态垂向载荷，crh为第一预设值，crm为第二预设值，crl为第三预设值，所述crh、crm和crl通过预设的一维map表获取；

37、通过预设值和垂向载荷转移系数比共同调整目标车辆的前后轴扭矩分配系数，进行目标车辆前后轴扭矩分配系数的精确调整，从而为目标车辆的前后轴扭矩分配做准备。

38、根据本发明第二方面实施例的一种纯电动四驱车扭矩分配控制系统，所述系统包括，

39、数据采集模块，用于采集目标车辆的驾驶状态以及在当前驾驶状态下的行驶参数；

40、数据预设模块，用于输入和存储系统所需的预设数据库；

41、数据预处理模块，用于根据数据采集模块采集的驾驶状态和在当前驾驶状态下的行驶参数计算得到驾驶员需求扭矩、前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷；

42、数据处理模块，用于根据所述预处理模块计算得到的前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷计算路面附着系数；并根据所述路面附着系数获取与所述当前驾驶模型对应的路面附着等级；

43、数据调整模块，用于根据所述数据处理模块获取的路面附着等级从所述预设数据库中调取与所述路面附着等级对应的需求扭矩修正策略，根据所述需求扭矩修正策略进行目标车辆的前后轴扭矩调整。

44、根据本发明的一种纯电动四驱车扭矩分配控制系统，首先通过数据采集模块采集目标车辆的驾驶模式以及当前驾驶模式时的目标车辆行驶参数，所述驾驶模式包括节能模式、常规模式和动力模式，所述行驶参数具体包括行驶速度、纵向加速度、油门踏板开度、坡度、前后轴车轮的实际速度和前后轴电机的实际扭矩，将采集到的目标车辆行驶参数发送至数据预处理模块，数据预处理模块根据数据采集模块发送的驾驶状态和在当前驾驶状态下的行驶参数计算得到驾驶员需求扭矩、前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷，将所述驾驶员需求扭矩、前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷发送至数据处理模块，数据处理模块根据所述前轴动态垂向载荷和后轴动态垂向载荷计算路面附着系数；并根据所述路面附着系数获取与所述当前驾驶模型对应的路面附着等级，所述路面等级分为三个等级，不同的等级对应不同的需求扭矩调整策略，并将所述路面等级发送到数据调整模块，数据调整模块根据所述路面附着等级调用所述数据预设模块中的预设数据库进行目标车辆前后轴扭矩的调整和分配，将分配结果下发至目标车辆电机控制器执行。

45、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。