一种汽车差速器保护控制方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车差速器保护控制方法，包括获取车辆实时信息参数并设计差速器保护控制方法控制阈值；判断当前车速和左右驱动轮转速差值是否激活差速器保护控制；根据最大扭矩波动速率确定最终输出扭矩限值；输出扭矩限制，并判断是否满足退出差速器保护控制策略条件。本方法基于左右驱动轮转速差和车辆实时状态信息，对输出扭矩进行闭环控制，采用时间阈值和车速阈值滞环，有效提升系统控制稳健性，采用PI控制扭矩限值，控制精度较开环限扭得到大幅提升，采用扭矩波动速率限制，避免因计算产生过大扭矩控制幅度；有效弥补TCS未激活或无法激活条件下的差速器保护，降低车辆失控风险，节约成本，闭环控制也补足了开环控制的精度不足的缺陷。度不足的缺陷。度不足的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车差速器保护控制方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及一种汽车差速器保护控制方法。

技术介绍

[0002]汽车差速器是驱动桥的主要部件，其作用是将车辆动力进行减速增扭后，传递给两个半轴，同时允许两个半轴以不同的速度转动，使两侧车轮尽可能以纯滚动的形式行驶不同的距离，减少轮胎与地面的摩擦。
[0003]面对路面附着力系数多变复杂路况，如两侧轮胎附着力不同，基于差速器的物理特性，极易出现单侧轮胎转速骤增，而另一侧轮胎减速情况，在没有有效保护或者明确提醒的情况下，驾驶员为维持原行进速度，将进一步加大油门导致飞车现象更加严重。随着车辆的不断迭代发展，车辆动力上限不断提高，将有可能将差速器出现断轴、烧蚀，锁死，壳体破裂等严重情况，引发交通事故。
[0004]现有技术方案一般采用TCS等车辆动态稳定性控制系统或者开环降扭消除飞车现象，但TCS控制逻辑是基于车辆稳态控制而非差速器保护，触发条件一般较高，保护效果差。且TCS功能可被手动关闭或因故障关闭，此时一旦进入飞车工况，将无法有效对打滑现象进行限制，将对用户造成财产损失甚至人身伤害。开环降扭控制精度差，可能产生过激调控或者震荡等不良控制结果，导致车辆行驶舒适性大大降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于提供一种汽车差速器保护控制方法，以解决当前同类控制方案中的开环控制痛点，在部分工况下响应过度或响应不足甚至产生系统震荡的问题。本专利技术通过采用时间阈值和车速阈值滞环，有效提升系统控制稳健性，采用PI控制扭矩限值，控制精度较开环限扭得到大幅提升，采用扭矩波动速率限制，避免因计算产生过大扭矩控制幅度而产生的不舒适感。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种差速器保护控制方法，包括以下步骤：
[0008]A、获取车辆实时信息参数并设计差速器保护控制方法控制阈值；
[0009]其中，所述车辆实时信息参数包括车速V，当前输出扭矩T，左驱动轮转速R
左
，右驱动轮转速R
右
；所述差速器保护控制方法控制阈值包括激活车速阈值V
Act
，激活转速差阈值R
Act
，激活时间阈值t
Act
，退出车速阈值V
DeAct
，退出转速差阈值R
DeAct
，退出时间阈值t
DeAct
；
[0010]B、判断当前车速和左右驱动轮转速差值是否激活差速器保护控制；
[0011]所述左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
＝|左驱动轮转速R
左
‑
右驱动轮转速R
右
|；所述车速应当小于激活车速阈值V
Act
；驱动轮转速R
左
和右驱动轮转速R
右
的差值的绝对值需要大于预置的激活转速差阈值R
Act
，且持续时间超过激活时间阈值t
Act
，激活转速差阈值R
Act
需要通过标定确定；当上述条件被达成后，激活差速器保护控制，否则持续进行车速和转速差条件判断，直到激活条件被达成；
[0012]C、根据左右驱动轮转速差值的绝对值，插值查询比例控制参数Kp和积分控制参数Ti，确定目标扭矩限值；当激活条件被达成时，左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
查表计算扭矩限制的P项和I项参数，并根据如下方式计算目标扭矩限值：
[0013][0014]其中，e(t)为左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
；
[0015]D、根据最大扭矩波动速率T
Grad
确定最终输出扭矩限值；
[0016]所述最大扭矩波动速率T
Grad
为单位时间内最大的扭矩波动速率；最终输出的扭矩限制＝Min[T
‑
T
Grad
，T(t)]；
[0017]E、输出扭矩限制，并判断是否满足退出差速器保护控制策略条件；
[0018]经过步骤C多次循环运算后，实际输出扭矩将逐渐下降，左右驱动轮转速插值的绝对值R
Diff
亦将逐渐下降；当左右驱动轮转速插值的绝对值R
Diff
小于退出转速差阈值R
DeAct
，且持续时间t1>退出时间阈值t
DeAct
后，退出差速器主动保护控制。
[0019]进一步地，步骤A，所述车速V信号由ESP系统获取并提供，对于未匹配ESP系统的车辆，由相关替代零部件提供车速V信号值；所述当前输出扭矩由发动机控制单元提供，对于混合动力车型和纯电动车型，该扭矩由整车控制器提供。
[0020]进一步地，步骤A，所述车辆为电动汽车、混合动力汽车或燃油动力汽车。
[0021]进一步地，步骤A，所述左右驱动轮转速信号可以是前轮信号，也可以是后轮信号；所述车辆包括前驱车辆和后驱车辆，对于前驱车辆，获取左前、右前两个轮的转速信号进行计算，对于后驱车辆，获取左后、右后的两个轮的转速信号进行计算。
[0022]进一步地，步骤B，从整车驾驶性安全考虑，当车速足够高时，整车的安全策略应当基于车辆稳定性和驾乘人员安全考虑，当车速高于一定值以后，非ESP系统的扭矩限制应当被慎重的考虑，激活车速阈值V
Act
可被标定。
[0023]进一步地，步骤B，标定过程需要考虑差速器设计时的许用差速转速，激活时间阈值t
Act
需要通过标定确定，标定过程需要考虑系统敏捷性。
[0024]进一步地，步骤C，比例控制参数Kp和积分控制参数Ti的标定应该参考差速器零部件设计特性，具体的数值通过实车标定确定，防止对车辆正常通过弯道造成负面影响，比例控制参数Kp和积分控制参数Ti的标定表格可以如下表所示，其坐标轴为左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
。
[0025]进一步地，步骤E，退出转速差阈值R
DeAct
由实车标定确定，且标定值小于激活转速差阈值R
Act
，并合理设置滞环。
[0026]进一步地，步骤E，退出时间阈值t
DeAct
需要通过标定确定，标定过程需要考虑系统敏捷性。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术汽车差速器保护控制方法，基于左右驱动轮转速差和车辆实时状态信息，对输出扭矩进行闭环控制，采用时间阈值和车速阈值滞环，有效提升系统控制稳健性，采用PI控制扭矩限值，控制精度较开环限扭得到大幅提升，采用扭矩波动速率限制，避免因计算产生过大扭矩控制幅度而产生的不舒适感；能够有效弥补TCS未激活或无法激活的条件下
的差速器保护，降低了车辆失控风险，节约了维修成本，闭环控制也补足了开环控制的精度不足的缺陷。
附图说明
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车差速器保护控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、获取车辆实时信息参数并设计差速器保护控制方法控制阈值；其中，所述车辆实时信息参数包括车速V，当前输出扭矩T，左驱动轮转速R
左
，右驱动轮转速R
右
；所述差速器保护控制方法控制阈值包括激活车速阈值V
Act
，激活转速差阈值R
Act
，激活时间阈值t
Act
，退出车速阈值V
DeAct
，退出转速差阈值R
DeAct
，退出时间阈值t
DeAct
；B、判断当前车速和左右驱动轮转速差值是否激活差速器保护控制；所述左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
＝|左驱动轮转速R
左
‑
右驱动轮转速R
右
|；所述车速应当小于激活车速阈值V
Act
；驱动轮转速R
左
和右驱动轮转速R
右
的差值的绝对值需要大于预置的激活转速差阈值R
Act
，且持续时间超过激活时间阈值t
Act
，激活转速差阈值R
Act
需要通过标定确定；当上述条件被达成后，激活差速器保护控制，否则持续进行车速和转速差条件判断，直到激活条件被达成；C、根据左右驱动轮转速差值的绝对值，插值查询比例控制参数Kp和积分控制参数Ti，确定目标扭矩限值；当激活条件被达成时，左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
查表计算扭矩限制的P项和I项参数，并根据如下方式计算目标扭矩限值：其中，e(t)为左右驱动轮转速差值的绝对值R
Diff
；D、根据最大扭矩波动速率T
Grad
确定最终输出扭矩限值；所述最大扭矩波动速率T
Grad
为单位时间内最大的扭矩波动速率；最终输出的扭矩限制＝Min[T
‑
T
Grad
，T(t)]；E、输出扭矩限制，并判断是否满足退出差速器保护控制策略条件；经过步骤C多次循环运算后，实际输出扭矩将逐渐下降，左右驱动轮转速插值的绝对值R
Diff
亦将逐渐下降；当左右驱动轮转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，钱辛，汪禄刚，余彩耀，安杰，
申请(专利权)人：一汽奔腾轿车有限公司，
类型：发明
国别省市：