一种车辆转矩分配装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于车辆驱动控制领域。为了解决车辆在不平路面、低附着路面行驶或翻越障碍时，各个车轮的转速难以协同一致，导致轮胎加速磨损、车辆行驶不稳定、车轮过度滑转和车辆的动力性能下降的问题，本发明专利技术提供了一种车辆转矩分配装置及方法，包括计算模块，计算模块用于计算车轮的滑转率；预测模块用于预测车轮的最优滑转率；初始转矩分配模块用于将总转矩分配给各车轮电机；转矩输出模块用于对滑转率与最优滑转率的差值进行比例积分运算得到转矩修正值，将转矩修正值与车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值。本发明专利技术降低了车轮的滑转，提高了轮毂电机驱动车辆行驶的安全性、稳定性和整车的动力性能。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆转矩分配装置及方法
本专利技术涉及车辆驱动控制领域，具体涉及一种车辆转矩分配装置及方法。
技术介绍
行驶的安全性和稳定性是轮式车辆的两项重要性能指标，为了提高行驶性能，需要采用有效手段来提高车辆行驶的安全性和稳定性。对于轮毂电机驱动车辆，例如六轮独立驱动电动车辆，每个车轮独立驱动，当车辆在不平路面、低附着路面行驶或翻越障碍时，由于各车轮所获得的路面附着力不同，导致各个车轮的转速难以协同一致，这样一方面加速了轮胎的磨损，另一方面导致车辆行驶不稳定，同时，还会使车轮过度滑转，降低车辆的动力性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种车辆转矩分配装置及方法，以解决车辆在不平路面、低附着路面行驶或翻越障碍时，各个车轮的转速难以协同一致，一方面加速了轮胎的磨损，另一方面导致车辆行驶不稳定，同时，还会使车轮过度滑转，降低车辆的动力性能的问题，降低车轮的滑转，提高轮毂电机驱动车辆行驶的安全性、稳定性和整车的动力性能。第一方面，本专利技术提供了一种车辆转矩分配装置，包括计算模块、预测模块、初始转矩分配模块和转矩输出模块；所述计算模块与所述转矩输出模块连接，用于计算车轮的滑转率，并将该滑转率发送给所述转矩输出模块；所述预测模块与所述转矩输出模块连接，用于预测车轮的最优滑转率，并将该最优滑转率发送给所述转矩输出模块；所述初始转矩分配模块与所述转矩输出模块连接，用于将总转矩分配给各车轮电机，并将各车轮电机分配得到的初始转矩发送给所述转矩输出模块；所述转矩输出模块用于求得所述滑转率与所述最优滑转率的差值，对该差值进行比例积分运算得到转矩修正值，将该转矩修正值与车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值，并将该输出转矩值输出。其中，所述预测模块用于将时出现的滑转率作为车轮的最优滑转率，其中，Tdi为第i个车轮的驱动转矩，为Tdi的导数，Iw为车轮转动惯量，为第i个车轮的角速度，为的导数。其中，所述预测模块用于当所述时出现的滑转率属于0.05-0.20的范围时，将该滑转率作为最优滑转率。其中，所述预测模块用于将0.15作为最优滑转率的初始值。其中，所述预测模块用于，当κinκi(n-1)≤0，且当前输出的滑转率属于0.05-0.20的范围时，将上一步输出的滑转率作为最优滑转率，其中，κin为当前计算值，为上一步计算值，为第i个车轮的驱动转矩的导数，Iw为车轮转动惯量，为第i个车轮的角速度的导数。其中，还包括车辆行驶模块，该车辆行驶模块与所述转矩输出模块连接，用于接收所述转矩输出模块反馈的输出转矩值；所述车辆行驶模块还分别与所述计算模块、预测模块和初始转矩分配模块连接，用于获取轮毂电机及车辆状态参数并将轮毂电机及车辆状态参数提供给所述计算模块、预测模块和初始转矩分配模块。其中，所述初始转矩分配模块包括轮荷占比计算单元和分配单元，所述轮荷占比计算单元与分配单元连接，用于计算各车轮轮荷占总轮荷的比值，所述分配单元用于根据各车轮轮荷占总轮荷的比值分配总转矩。其中，所述转矩输出模块还包括限幅单元，该限幅单元用于比较所述滑转率与所述最优滑转率，当所述滑转率大于所述最优滑转率时，则输出所述滑转率与所述最优滑转率的差值，当所述滑转率小于等于所述最优滑转率时，则不输出所述滑转率与所述最优滑转率的差值。第二方面，本专利技术还提供了一种电动车辆，包括上述任一项所述的车辆转矩分配装置。第三方面，本专利技术还提供了一种车辆转矩分配方法，包括以下步骤：S1：计算车轮的滑转率；预测车轮的最优滑转率；将总转矩分配给各车轮电机；S2：求得所述滑转率与所述最优滑转率的差值，对该差值进行比例积分运算得到转矩修正值，将该转矩修正值与车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值。本专利技术的车辆转矩分配装置及方法具有以下有益效果：本专利技术的装置及方法能够修正车辆出现滑转的车轮所对应的驱动电机的转矩，调节其转矩输出，将车轮滑转率控制在最优滑转率附近，增大车轮与地面的附着力，使车轮的驱动力与地面附着力平衡，延长了轮胎使用寿命，降低了车轮的滑转，从而提高了轮毂电机驱动车辆的行驶稳定性、安全性和整车的动力性能。本专利技术的装置能够对每个车轮进行防滑控制，实时监测每个车轮的滑转情况。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术车辆转矩分配装置的结构示意图；图2为图1所示的车辆转矩分配装置的流程图；图3为本专利技术车辆转矩分配装置的一种优选结构示意图；图4为图3所示的车辆转矩分配装置的流程图；图5为本专利技术车辆转矩分配装置的初始转矩分配模块的结构示意图；图6为本专利技术车辆转矩分配装置的转矩输出模块的结构示意图；图7为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下车速对比；图8为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下车身加速度对比；图9为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下第一轮纵向滑转率对比；图10为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下第二轮纵向滑转率对比；图11为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下第三轮纵向滑转率对比；图12为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下第四轮纵向滑转率对比；图13为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下第五轮纵向滑转率对比；图14为使用了本专利技术车辆转矩分配装置和未使用本专利技术车辆转矩分配装置两种情况下第六轮纵向滑转率对比。具体实施方式下面结合附图介绍本专利技术的实施例。如图1所示，本专利技术车辆转矩分配装置包括计算模块11、预测模块12、初始转矩分配模块13和转矩输出模块10。计算模块11与转矩输出模块10连接，用于计算车轮的滑转率，并将计算得出的滑转率发送给转矩输出模块10。预测模块12与转矩输出模块10连接，用于预测车轮的最优滑转率，并将预测的最优滑转率发送给转矩输出模块10。初始转矩分配模块13与转矩输出模块10连接，用于将总转矩分配给各车轮电机，并将各车轮电机分配得到的初始转矩发送给转矩输出模块10。转矩输出模块10用于求得计算模块11发送的滑转率与预测模块12发送的最优滑转率的差值，对该差值进行比例积分运算得到转矩修正值，将转矩修正值与车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值，并将该输出转矩值输出。如图2所示，图1中的车辆转矩分配装置的工作流程包括：步骤S11，计算车轮的滑转率；步骤S12，预测车轮的最优滑转率；步骤S13，将预先给定的总转矩分配给各车轮电机；步骤S2，计算步骤S11得到的滑转率与步骤S12得到的最优滑转率的差值，对该差值进行比例积分运算,得到转矩修正值，将转矩修正值与步骤S13中车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值。其中，步骤S11、S12和S13的顺序可以互换，步骤S11、S12和S13也可以同时进行。步骤S2中，采用比例积分(proportionalintegral，PI)控制算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆转矩分配装置，其特征在于，包括计算模块、预测模块、初始转矩分配模块和转矩输出模块；所述计算模块与所述转矩输出模块连接，用于计算车轮的滑转率，并将该滑转率发送给所述转矩输出模块；所述预测模块与所述转矩输出模块连接，用于预测车轮的最优滑转率，并将该最优滑转率发送给所述转矩输出模块；所述初始转矩分配模块与所述转矩输出模块连接，用于将总转矩分配给各车轮电机，并将各车轮电机分配得到的初始转矩发送给所述转矩输出模块；所述转矩输出模块用于求得所述滑转率与所述最优滑转率的差值，对该差值进行比例积分运算得到转矩修正值，将该转矩修正值与车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值，并将该输出转矩值输出。

【技术特征摘要】
1.一种车辆转矩分配装置，其特征在于，包括计算模块、预测模块、初始转矩分配模块和转矩输出模块；所述计算模块与所述转矩输出模块连接，用于计算车轮的滑转率，并将该滑转率发送给所述转矩输出模块；所述预测模块与所述转矩输出模块连接，用于预测车轮的最优滑转率，并将该最优滑转率发送给所述转矩输出模块；所述初始转矩分配模块与所述转矩输出模块连接，用于将总转矩分配给各车轮电机，并将各车轮电机分配得到的初始转矩发送给所述转矩输出模块；所述转矩输出模块用于求得所述滑转率与所述最优滑转率的差值，对该差值进行比例积分运算得到转矩修正值，将该转矩修正值与车轮电机分配得到的初始转矩叠加得到输出转矩值，并将该输出转矩值输出。2.根据权利要求1所述的车辆转矩分配装置，其特征在于，所述预测模块用于将时出现的滑转率作为车轮的最优滑转率，其中，Tdi为第i个车轮的驱动转矩，为Tdi的导数，Iw为车轮转动惯量，为第i个车轮的角速度，为的导数。3.根据权利要求2所述的车辆转矩分配装置，其特征在于，所述预测模块用于当所述时出现的滑转率属于0.05-0.20的范围时，将该滑转率作为最优滑转率。4.根据权利要求1所述的车辆转矩分配装置，其特征在于，所述预测模块用于将0.15作为最优滑转率的初始值。5.根据权利要求1所述的车辆转矩分配装置，其特征在于，所述预测模块用于，当κinκi(n-1)≤0，且当前输出的滑转率属于0.05-0.20的范围时，将上一步输出的滑转率作为最优滑转率，其中，κin为当前计算值，κi(n-1)为上一步计算值，为第i个车轮的驱动转矩的导数，Iw为车轮转动惯量，为第i个车轮的角速度的导数。6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆转矩分配装置，其特征在于，还包括车辆行驶模块，该车辆行驶模块与所述转矩输出模块连接，用于接收所述转矩输出模块反馈的输出转矩值；所述车辆行驶模块还分别与所述计算模块、预测模块和初始转矩分配模块连接，用于获取轮毂电机及车辆状态参数并将轮毂电机及车辆状态参数提供给所述计算模块、预测模块和初始转矩分配模块。7.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆转矩分配装置，其特征在于，所述初始转矩分配模块包括轮荷占比计算单元和分配单元，所述轮荷占比计算单元与分配单元连接，用于计算各车轮轮荷占总轮荷的比值，所述分配单元用于根据各车轮轮荷占总轮荷的比值分配总转矩。8.根据权利要求1-5中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马越，项昌乐，李晓弘，梁红杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11