一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法技术

本发明专利技术涉及汽车动力分配领域，更具体地，涉及一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，包括以下步骤：S1、根据加速踏板和车速值计算出驾驶员总扭矩指令Td；S2、基于系统效率最优原则进行初始扭矩分配，得出前轴初始驱动扭矩Tdf0和后轴初始驱动扭矩Tdr0；S3、对路面可利用的附着系数进行估算得出附着系数μ；S4、根据附着系数μ计算前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax；S5、根据前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax对前后轴初始扭矩分配作出调整；S6、分别计算出前轴电机扭矩指令Tmf和后轴电机扭矩指令Tmr，通过实时识别路面附着系数计算出最佳的前后轴驱动力极限值，并据此对前后轴驱动扭矩进行转移分配，进而实现最佳的动力性能，主动避免车轮滑转。

A torque distribution control method for the rear axle drive of a four drive electric vehicle

The present invention relates to the field of vehicle power distribution, more specifically, relates to a four-wheel drive electric vehicle drive shaft and torque distribution control method, which comprises the following steps: S1, according to the accelerator pedal and speed calculated from the total torque command Td driver; S2, system efficiency optimization principles based on the initial torque distribution, front axle initial drive torque the initial Tdf0 and the rear axle drive torque Tdr0; S3, the adhesion coefficient can be used to estimate the friction coefficient mu; S4, according to the calculated values of adhesion coefficient mu Turmax Tufmax front axle and rear axle drive torque limit torque limit drive; S5, according to the value of Turmax to adjust the initial front and rear axle and rear axle drive torque distribution Tufmax front axle drive torque limit torque limit; S6, calculate the motor torque and the torque command Tmf front axle rear axle motor command Tmr, through real-time identification The best front and rear axle drive power limit values are calculated by the coefficient of road surface adhesion, and the driving torque of front and rear axle is transferred and allocated accordingly, so as to achieve the best dynamic performance and avoid wheel slip.

【技术实现步骤摘要】
一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法
本专利技术涉及汽车动力分配领域，更具体地，涉及一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法。
技术介绍
目前，随着环保知识的普及，环保节能逐渐得到了人们的重视，一些新能源设备也逐渐的取代了传统能源设备，其中，新能源电动汽车由于具有节能和环保的优点，被人们所热衷。在节能和环保的基础上，通过四驱动力系统能够提供更好的动力性能和操纵性能，因此，越来越多的新能源电动汽车也采用了四驱结构的动力系统，其中，比较常见的四驱动力系统是通过前后轴分别采用独立的电机，并分别通过前后差减总成，将动力传递至前后半轴进行驱动，然而，与两驱电动汽车不同，四驱电动汽车需要在前后轴进行扭矩分配，需要有效的扭矩分配控制算法才能充分发挥四驱动力系统的优势，具有一定的控制复杂性。四驱电动汽车由于需要在前后车轮之间，进行合理的分配驱动扭矩，才能充分发挥四驱动力系统的优势，当分配时，需要考虑提高系统的运转效率、也需要充分利用路面的附着系数来实现驱动防滑等控制技术，但是，从该
的现状看，公开文献多从提高系统效率的角度考虑前后轴驱动扭矩分配，也有通过切换两驱和四驱的方式，提高车辆通过性的控制方法，在驱动防滑方面有与电子稳定性控制单元协调实现驱动防滑的文献，但是，尚未见公开从提高路面附着系数利用率的角度对前后轴扭矩进行分配的文献，本专利技术涉及四驱电动汽车前后轴扭矩分配控制方法，从充分利用路面附着系数的角度对前后轴驱动扭矩进行有效的分配，减少无效扭矩分配，避免车轮滑转。在现有中国专利文献中，公告号为CN201710001686.X，公开了一种基于系统效率最优原则的四驱电动汽车前后轴扭矩分配控制方法，通过离线计算得到系统效率最优扭矩分配表，根据当前车速和总扭矩需求查表计算出最佳的扭矩分配系数，该方法可以实现较好的经济性，但是没有考虑到汽车的动力性，而在公开号为CN201610663212.7的中国专利文献中，公开了一种根据电机效率实时切换四驱和后驱模式的控制方法，但是仍是没有考虑到汽车的动力性。而在公告号为CN201510446261.0的中国专利文献中，公开了一种接收电子稳定性干预信号，进而前后轴扭矩分配进行调整的控制方法，实现了被动的驱动防滑功能，采用上述文献的技术可以优化四驱电动汽车的经济性，并实现被动防滑功能，但是，由于都没有考虑到路面的附着情况，因而都不能够按照前后轴驱动力极限值对前后轴扭矩进行限制和调整，不能实现最佳的动力性能，也不能实现主动实现驱动防滑功能。在现有技术中，通过系统效率最优的原则分配前后轴驱动扭矩，虽然可在一定程度上实现较优的经济性，但不能保证最大程度的发挥车辆的动力性能，尤其是在低附着系数的路面，还可能发生驱动车轮滑转的情况，而切换两驱和四驱的技术方案，也只能在有限的情况下提高车辆的通过性能，并不能随时实现最佳的扭矩分配控制，而通过电子稳定性控制单元协调实现驱动防滑控制的技术方案，只能在车轮发生滑转之后进行防滑控制，不能提前避免车轮滑转。总之，现有技术方案因为没有考虑如何充分利用路面附着系数，不能获得最佳的动力性能，车辆甚至会出现车轮滑转，引起纵向加速性能和侧向稳定性下降,影响车辆安全性，因此，提出一种解决上述问题的四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法实为必要。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，包括以下步骤：S1、根据加速踏板和车速值计算出驾驶员总扭矩指令Td；S2、基于系统效率最优原则进行初始扭矩分配，得出前轴初始驱动扭矩Tdf0和后轴初始驱动扭矩Tdr0；S3、对路面可利用的附着系数进行估算得出附着系数μ；S4、根据附着系数μ计算前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax；S5、根据前轴驱动扭矩极限值Turmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax对前后轴初始扭矩分配作出调整；S6、分别计算出前轴电机扭矩指令Tmf和后轴电机扭矩指令Tmr。进一步的，所述步骤S1中，包括以下步骤：S11，根据加速踏板和车速值，查驾驶员扭矩需求二维表格得到驾驶员总扭矩需求；S12，对驾驶员总扭矩需求进行驾驶性滤波，得到驾驶员总扭矩指令Td。更进一步的，所述步骤S2中，包括以下步骤：S21，根据前后轴驱动电机的效率图，离线计算和匹配出轴间扭矩分配二维表；S22，根据车速值和驾驶员总扭矩指令Td，查轴间扭矩分配二维表得出前轴驱动扭矩占总驱动扭矩的比例η；S23，根据公式Tdf0＝η·Td，计算出前轴初始驱动扭矩Tdf0；S24，根据公式Tdr0＝(1-η)·Td，计算出后轴初始驱动扭矩Tdr0。进一步的，所述步骤S3中，包括以下步骤：S31、根据每个车轮的轮速和参考车速计算出每个车轮的滑转率；S32、根据路面模型二维表格查表确定每种路面下的附着系数μ；S33、根据动态垂直载荷和附着系数μ计算每个车轮的实际纵向驱动力；S34、根据车辆动力学模型得出每种路面下的纵向加速度；S35、根据纵向加速度与实际纵向加速度进行带遗忘因子的最小二乘计算，求取与实际纵向加速度最近的模型加速度，取相应路面类型的峰值附着系数μ作为路面峰值附着系数的估算结果。更进一步的，所述步骤S4中，包括以下步骤；S41、根据车速，通过在前一段时间Δt内对车速信号求斜率，通过公式a＝Δv/Δt获得当前的车辆的纵向加速度a，其中，Δv为Δt时间内车速的变化量；S42、计算前轴和后轴的动态垂直载荷；S43、计算出前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax。更进一步的，所述步骤S5中，若前轴初始驱动扭矩Tdf0超过前轴驱动扭矩极限值Tufmax，则调整前轴驱动扭矩Tdf1为前轴驱动扭矩极限值Tufmax，若不超过，则前轴驱动扭矩Tdf1保持前轴初始驱动扭矩Tdf0值不变。进一步的，所述步骤S5中，若前轴驱动扭矩Tdr1分配之后的剩余扭矩超出路面峰值附着系数决定的后轴驱动扭矩极限值Turmax，则调整后轴驱动扭矩Tdr1为Turmax，若不超过，则调整后轴驱动扭矩Tdr1为前轴驱动扭矩分配之后的剩余扭矩Tdf0+Tdr0-Tdf1。更进一步的，所述步骤S6中，所述前轴电机扭矩指令通过Tmf＝Tdf1/if得出，后轴电机扭矩指令通过Tmr＝Tdr1/ir得出，其中，if为前轴主减速器速比，ir为后轴主减速器速比。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术公开的四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，提供的控制方法通过实时识别路面附着系数，从而根据车辆动力学模型实时计算最佳的前后轴驱动力极限值，并据此在必要时对前后轴驱动扭矩进行转移分配，进而实现最佳的动力性能，主动避免车轮滑转，而采用本文所述的控制方法，对于四驱电动汽车，在路面附着情况良好的情况下，仍能够保证经济性；在路面附着情况较差的情况下，优先保证车辆动力性能和操纵安全性，综上，采用本文所述的控制方法，可以充分发挥四驱车辆的动力性和操纵性优势，由于本专利技术方法具有实用性强、技术效果显著等优点，因此值得进行推广和应用。附图说明图1是本专利技术中整车系统架构图的结构示意图。图2是本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据加速踏板和车速值计算出驾驶员总扭矩指令Td；S2、基于系统效率最优原则进行初始扭矩分配，得出前轴初始驱动扭矩Tdf0和后轴初始驱动扭矩Tdr0；S3、对路面可利用的附着系数进行估算得出附着系数μ；S4、根据附着系数μ计算前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax；S5、根据前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax对前后轴初始扭矩分配作出调整；S6、分别计算出前轴电机扭矩指令Tmf和后轴电机扭矩指令Tmr。

【技术特征摘要】
1.一种四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据加速踏板和车速值计算出驾驶员总扭矩指令Td；S2、基于系统效率最优原则进行初始扭矩分配，得出前轴初始驱动扭矩Tdf0和后轴初始驱动扭矩Tdr0；S3、对路面可利用的附着系数进行估算得出附着系数μ；S4、根据附着系数μ计算前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax；S5、根据前轴驱动扭矩极限值Tufmax和后轴驱动扭矩极限值Turmax对前后轴初始扭矩分配作出调整；S6、分别计算出前轴电机扭矩指令Tmf和后轴电机扭矩指令Tmr。2.根据权利要求1所述的四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，包括以下步骤：S11，根据加速踏板和车速值，查驾驶员扭矩需求二维表格得到驾驶员总扭矩需求；S12，对驾驶员总扭矩需求进行驾驶性滤波，得到驾驶员总扭矩指令Td。3.根据权利要求1所述的四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，包括以下步骤：S21，根据前后轴驱动电机的效率图，离线计算和匹配出轴间扭矩分配二维表；S22，根据车速值和驾驶员总扭矩指令Td，查轴间扭矩分配二维表得出前轴驱动扭矩占总驱动扭矩的比例η；S23，根据公式Tdf0＝η·Td，计算出前轴初始驱动扭矩Tdf0；S24，根据公式Tdr0＝(1-η)·Td，计算出后轴初始驱动扭矩Tdr0。4.根据权利要求1所述的四驱电动汽车前后轴驱动扭矩分配控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，包括以下步骤：S31、根据每个车轮的轮速和参考车速计算出每个车轮的滑转率；S32、根据路面模型二维表格查表确定每种路面下的附着系数μ；S33、根据动态垂直载荷和附着系数μ计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊华，郭俊，肖恺，
申请(专利权)人：广州领世汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44