一种电动车辆扭矩分配方法、系统、电子设备和存储介质与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电动车辆扭矩分配方法、系统、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.随着新能源汽车的技术发展，新能源汽车市场迎来了爆发式地增长，电动四驱相较与传统四驱控制更加快速和精细，获得了很好的市场满意度。同时也由于电机的快速响应性，对控制系统也提出了更高的要求。例如在脱困和低附大油门起步时，当系统监测到打滑时，此时tcs发出降扭矩需求，在这转换过程中极易出现撞击感。普遍的脱困分配逻辑是基于轮速和参考车速的差值计算出滑移率，然后根据滑移率进行前后桥扭矩分配。
3.但在底层软件中，计算轮速的速度远低于电机转速计算速度，比如电机和车轮的传动比为10，车轮转一圈对应电机转10圈，意味着在相同时间内电机转速计算模块获得的pwm信号数量是轮速计算模块的10倍，有效的电机转速信号很快就能发出来，有效轮速信号会延迟一段时间，如图1是某车型起步时电机转速和车速的对比，车速相较于电机转速延迟时间较长，结果就是已经发生很大的滑移才判断出打滑脱困工况，脱困延迟较大，造成整车nvh效果差、低附起步顿挫等问题。
4.现有技术(cn111731109a)中公开了一种汽车扭矩的分配方法，但没有对汽车滑移率和转速变化率的分析计算，也没有将汽车滑移率与扭矩分配结合考虑，导致扭矩分配在打滑情况下无法正常分配，带来较差的行驶体验。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电动车辆扭矩分配方法，用于电动四驱新能源汽车在低附路面识别打滑，在此基础上控制扭矩输出和四驱分配，以实现快速的脱困。
6.本发明提供一种电动车辆扭矩分配方法，包括：
7.s1：根据车辆设定车速阈值、车轮转速变化率阈值和车辆滑移率阈值；
8.s2：采集车辆行驶数据，根据所述车辆行驶数据计算车轮实际转速变化率和车辆实际滑移率；
9.s3：将计算得到的所述车轮实际转速变化率、所述车辆实际滑移率和所述车轮转速变化率阈值、所述车辆滑移率阈值对比，得到车辆行驶车况；
10.s4：根据所述行驶车况和所述车辆实际滑移率分配车辆前轮和车辆后轮的扭矩占用率。
11.在本发明的一个实施例中，所述车速阈值在6-10km/h范围取值，其与低附路面大油门起步出现顿挫时的车速相关；所述车轮转速变化率阈值根据车辆在非打滑状态下的最大车轮转速变化率确定，所述车辆滑移率阈值根据车辆在非打滑状态下的最大车辆滑移率确定。
12.在本发明的一个实施例中，在所述s2中，所述车辆行驶数据包括车辆位移速度和车轮转动速度，所述车辆位移速度通过设于所述车辆底部的测速仪得到，所述车轮转动速度通过所述车辆相应的车辆电机转动速度和相应车轮的车轮半径计算得到。
13.在本发明的一个实施例中，在所述s2中，所述车轮转动速度的计算方式为：车轮转动速度＝车辆电机转动速度*车轮半径*0.377/ratio，其中ratio为所述车辆的相应电机与相应车轮的传动比。
14.在本发明的一个实施例中，在所述s2中，根据所述车辆位移速度和所述车轮转动速度分别得到前轮位移滑移率、前轮轮速滑移率、后轮位移滑移率和后轮轮速滑移率，将所述前轮位移滑移率和所述前轮轮速滑移率中最大值作为前轮滑移率，将所述后轮位移滑移率和所述后轮轮速滑移率中最大值作为后轮滑移率。
15.在本发明的一个实施例中，在所述s2中，所述车轮转动速度包括前轮轮速和后轮轮速，其中车辆位移速度作为第一参考车速，所述前轮轮速和所述后轮轮速中较小值作为第二参考车速，所述前轮轮速为所述车辆的前左轮速和前右轮速的平均值，所述后轮轮速为所述车辆的后左轮速和后右轮速的平均值。
16.在本发明的一个实施例中，所述前轮位移滑移率＝|第一参考车速-前轮轮速|/前轮轮速，所述前轮转动滑移率＝|第二参考车速-前轮轮速|/前轮轮速，所述后轮位移滑移率＝|第一参考车速-后轮轮速|/后轮轮速，所述后轮转动滑移率＝|第二参考车速-后轮轮速|/后轮轮速。
17.在本发明的一个实施例中，在所述s2中，所述车辆实际滑移率包括所述前轮滑移率和所述后轮滑移率，所述转速变化率通过计算所述车轮转动速度在单位时间内的变化率得到。
18.在本发明的一个实施例中，在所述s3中，当所述车辆的车速小于所述车速阈值时为起步车况，当所述车轮实际转速变化率大于所述车轮转速变化率阈值时为打滑车况，当所述车辆实际滑移率大于所述车辆滑移率阈值时为打滑车况。
19.在本发明的一个实施例中，在所述s4中，根据所述车辆前轮和所述车辆后轮的打滑情况分配扭矩，当所述前轮为所述打滑车况时，根据所述前轮滑移率大小向所述车辆的后桥分配扭矩；当所述后轮为所述打滑车况时，根据所述后轮滑移率大小向所述车辆的前桥分配扭矩。
20.本发明还提供一种电动车辆扭矩分配系统，包括：
21.采集模块：所述采集模块采集车辆行驶数据，所述车辆行驶数据包括车辆位移速度和车轮转动速度；
22.处理模块：将所述车辆行驶数据处理得到前轮滑移率和后轮滑移率；
23.分配模块：将所述前轮滑移率和所述后轮滑移率与车辆滑移率阈值对比，判定是否出现车轮打滑，并根据所述前轮滑移率和所述后轮滑移率的大小分配前轮和后轮的扭矩占用比例。
24.在本发明的一个实施例中，所述处理模块中的前轮滑移率包括前轮位移滑移率和前轮轮速滑移率，所述后轮滑移率包括后轮滑移率和后轮轮速滑移率，取所述前轮位移滑移率和所述前轮轮速滑移率中的最大值作为所述前轮滑移率，取所述后轮位移滑移率和所述后轮轮速滑移率中的最大值作为所述后轮滑移率。
25.在本发明的一个实施例中，其特征在于，所述分配模块中，所述车辆滑移率阈值根据所述采集模块收集的历史数据确定。
26.本发明还提供一种电子设备，包括：
27.一个或多个处理器；
28.存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或对个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述任一项所述的方法。
29.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述任一项所述的方法。
30.本发明提供一种电动车辆扭矩分配方法、系统、电子设备和存储介质，其能够实现对车辆滑移率和速度变化率的计算。
31.进一步地，本发明的扭矩分配方法，根据计算得到的车辆滑移率和速度变化率进行车况判断，并根据滑移率进行扭矩分配。
32.通过本发明的扭矩分配方法可以快速识别打滑车况并智能分配扭矩占比，让打滑车辆快速脱困。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
34.图1为本发明方法的步骤流程图；
35.图2为本发明一实施例的流程图；
36.图3为本发明在一实施例中车辆正常行驶时电机转速、车轮转速和电机输出的扭矩的变化图；
37.图4为本发明在一实施例中车辆打滑时电机转速、车轮转速和电机输出的扭矩的变化图。
38.图5为本发明系统的系统架构图。
具体实施方式
39.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
40.需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
41.请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实
施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
42.本发明提供一种电动车辆扭矩分配方法，可以实现滑移率的计算并基于此分配扭矩输出，以实现车辆的快速脱困。具体的，本发明的电动车辆扭矩分配方法包括：s1、s2、s3和s4。s1根据车辆设定车速阈值、车轮转速变化率阈值和车辆滑移率阈值；s2采集车辆行驶数据，根据后轮轮速车辆行驶数据计算车轮实际转速变化率和车辆实际滑移率；s3将计算得到的后轮轮速车轮实际转速变化率、后轮轮速车辆实际滑移率和后轮轮速车轮转速变化率阈值、后轮轮速车辆滑移率阈值对比，得到车辆行驶车况；s4根据后轮轮速行驶车况和车辆实际滑移率分配车辆前轮和车辆后轮的扭矩占用率。
43.如图1所示，本案的扭矩分配方式包括四个步骤，分别是：s1设定各项阈值、s2收集行驶数据并以此计算实际转速变化率和实际滑移率、s3将实际转速变化和实际滑移率与阈值对比得到行驶车况和根据行驶车况和s4实际滑移率分配前轮和后轮的扭矩。
44.如图2所示，首先保证车辆实际车速小于预设车速再进行打滑车况的判定，预设车速在本实施例中设置为100km/h。确保车速小于预设车速后，分别计算车辆转速变化率、车轮转速滑移率和车辆位移滑移率。当车辆转速变化率或车辆位移滑移率大于预设值时，确定车辆处于打滑车况。此时车辆降低扭矩上升梯度，取车轮转速滑移率和车辆位移滑移率中最大值作为车辆实际滑移率，并根据车辆实际滑移率的大小确定扭矩分配系数。
45.如图1、2所示，在步骤s1中，首先设定三个阈值，分别是车速阈值、转速变化率阈值和滑移率阈值。车速阈值一般为6-10km/h，用于判定车辆是否处于起步车况，当车辆车速小于车速阈值时，判定车辆为起步车况；车速阈值根据车辆在低附路面上大油门启动有顿挫感时的速度决定。车轮转速变化率为车辆在单位时间内的速度变化量，车速变化率阈值一般根据车辆实际性能决定。因为车辆在正常行驶过程中，最大加速度不变，当实际加速度大于该最大加速度时，很有可能是车轮打滑造成的该速度变化率，故当车辆实际速度变化率大于车辆速度变化率阈值时，判定为车辆打滑。转速变化率的阈值一般根据车辆起步时的最大变化率确定，且转速变化率阈值需大于车辆起步时的最大变化率，不然容易出现误判。其中车轮转速变化率是根据收集车辆电机转速信息计算得到的，与车辆实际位移速度无关。车辆实际滑移率包括前轮滑移率和后轮滑移率，滑移率的计算需要精确到前轮滑移率和后轮滑移率，分别计算前、后轮的滑移率用以扭矩的分配。当前轮滑移率大于滑移率阈值时，则前轮打滑；当后轮滑移率大于滑移率阈值时，则后轮打滑。滑移率阈值同样也是根据车辆实际性能得到的，属于根据不同车辆灵活调整的常数。
46.在步骤s2中，需要分别收集车辆位移速度和车轮转动速度并进行计算。车辆位移速度的收集来源于车辆底盘的速度采集装置，车轮转动速度包括前轮轮速和后轮轮速，基于车轮半径和车轮传动比再结合电机转速可以计算得到车轮转动速度，计算过程为：前轮轮速＝前轮电机转动速度*前轮车轮半径*0.377/ratio，后轮轮速＝后轮电机转动速度*后轮车轮半径*0.377/ratio，其中ratio为车轮传动比。前轮轮速为前左轮速和前右轮速的平均值，后轮轮速为后左轮速和后右轮速的平均值。
47.进一步地，在得到前轮轮速和后轮轮速后可以结合车辆位移速度计算得到前轮转动滑移率和后轮转动滑移率，其中前轮轮速的后轮轮速中较小值作为第二参考车速，计算过程为：前轮转动滑移率＝|第二参考车速-前轮轮速|/前轮轮速；后轮转动滑移率＝|第二参考车速-后轮轮速|/后轮轮速。同时，通过计算车辆位移速度、前轮轮速和后轮轮速可以得到前轮位移滑移率、后轮位移滑移率，其中车辆位移速度作为第一参考车速，计算过程为：前轮位移滑移率＝|第一参考车速-前轮轮速|/前轮轮速；后轮位移滑移率＝|第一参考车速-后轮轮速|/后轮轮速。其中，前轮位移滑移率和前轮转动滑移率中取最大值作为前轮滑移率，后轮位移滑移率和后轮转动滑移率中取最大值作为后轮滑移率。车轮实际转速变化率的为车轮转动速度在单位时间内的变化量。
48.在步骤s3中，将计算得到的车轮实际转速变化率、前轮滑移率和后轮滑移率与步骤s1中的转速变化率阈值和滑移率阈值作对比，可以判定车辆是否打滑。当确定车辆打滑时，车辆开启打滑脱困模式，同时降低扭矩上升梯度。降低扭矩上升梯度可以减少相同时间内扭矩的增加量，最终降低轮端扭矩。在tcs(牵引力控制系统或驱动防滑系统)介入后轮端扭矩被强制执行为tcs发出的扭矩，在这个转换过程中容易出现扭矩跳变造成顿挫，需要做的是在tcs降扭需求发出之前降低扭矩，避免突变，抑制顿挫。之后根据步骤s2中计算得到的前轮滑移率和后轮滑移率进行扭矩分配。当判定前轮打滑时，根据实际滑移率大小向后桥分配扭矩；当判定后轮打滑时，根据实际滑移率大小向前桥分配扭矩。具体分配量根据不同车辆实际性能智能调整。
49.如图3、4所示，从上到下依次是车辆的车辆位移速度、轮速和扭矩的变化图示。其中图3为车辆正常行驶过程各项数值的变化趋势，轮速在0-2.5s内变化量为60km/h，电机转速在0-2.5s内的变化率约为800rpm/s，且根据车辆车轮半径和传动比可以计算得到滑移率低于0.1，故扭矩分配在约0.3s后稳定在380。图4为后轮打滑时对应的变化趋势图，在刚开始打滑时(约0.3s处)电机转速变化率约为4000～8000rpm/s(转每秒/秒)，滑移率大概在0.5以上。电机转速的更新速度快于轮速，按照本发明逻辑计算车辆实际转速滑移率判断打滑。通过扭矩变化趋势看出，在tcs介入后扭矩存在较大突变，在这之前通过电机转速变化率提前识别出打滑，然后减缓扭矩上升过程，减小甚至消除tcs介入后造成的扭矩突然减小，抑制顿挫感。
50.进一步地，由图4可以清楚看到，车辆在约0.25s时出现打滑车况，若不采用本方案的扭矩分配方法扭矩将大幅下降或保持不变导致车辆失控，但此时扭矩缓慢下降并趋于平稳，待车辆脱离打滑车况并开始加速时，扭矩恢复初始分配量并保持稳定。
51.如图5所示，本发明还提供一种用于电动四驱车辆的动力扭矩分配和输出系统，包括采集模块、处理模块和分配模块。采集模块采集车辆行驶数据，车辆行驶数据包括车辆位移速度和车轮转动速度；处理模块将车辆行驶数据处理得到前轮滑移率和后轮滑移率；分配模块将前轮滑移率和后轮滑移率与车辆滑移率阈值对比，判定是否出现车轮打滑，并根据前轮滑移率和后轮滑移率的大小分配前轮和后轮的扭矩占用比例。
52.其中，车速阈值在6-10km/h范围取值，其与低附路面大油门起步出现顿挫时的车速相关；车辆滑移率阈值由车辆自身性能决定，车辆滑移率阈值的取值一般略大于车辆在非打滑车况下的最大车辆滑移率；转速变化率阈值同样也有车辆自身性能决定，转速变化率阈值的取值一般略大于车辆在非打滑车况下的最大转速变化率。三项阈值都由处理模块
确定。
53.本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或对个程序被一个或多个处理器执行时，使得电子设备实现如上述的方法。
54.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述的方法。
55.本发明提供一种电动车辆扭矩分配方法、系统、电子设备和存储介质，设计了滑移率的计算方法以及根据滑移率判定车况的基本信息，再根据滑移率进行前后轮的扭矩分配。
56.因此，通过本发明的一种电动车辆扭矩分配方法，可以实现在低附路面识别打滑，通过分析车辆滑移率得出打滑工况，并在此基础上控制扭矩输出和四驱分配，以实现快速的脱困的目的。
57.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，包括：s1：设定车速阈值、车轮转速变化率阈值和车辆滑移率阈值；s2：采集车辆行驶数据，根据所述车辆行驶数据计算车轮实际转速变化率和车辆实际滑移率；s3：将计算得到的所述车轮实际转速变化率、所述车辆实际滑移率分别和所述车轮转速变化率阈值、所述车辆滑移率阈值对比，确定车辆行驶车况；s4：根据所述车辆行驶车况和所述车辆实际滑移率分配车辆前轮和车辆后轮的扭矩占用比例。2.根据权利要求1所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s1中，所述车速阈值在6-10km/h范围取值，其与低附路面大油门起步出现顿挫时的车速相关；所述车轮转速变化率阈值根据所述车辆在非打滑状态下的最大车轮转速变化率确定，所述车辆滑移率阈值根据所述车辆在非打滑状态下的最大车辆滑移率确定。3.根据权利要求2所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s2中，所述车辆行驶数据包括车辆位移速度和车轮转动速度，所述车辆位移速度通过设于所述车辆底部的测速仪得到，所述车轮转动速度通过所述车辆相应的车辆电机转动速度和相应车轮的车轮半径计算得到。4.根据权利要求3所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s2中，所述车轮转动速度的计算公式为：车轮转动速度＝车辆电机转动速度*车轮半径*0.377/ratio，其中ratio为所述车辆的相应电机与相应车轮的传动比。5.根据权利要求4所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s2中，根据所述车辆位移速度和所述车轮转动速度分别得到前轮位移滑移率、前轮轮速滑移率、后轮位移滑移率和后轮轮速滑移率，将所述前轮位移滑移率和所述前轮轮速滑移率中的最大值作为前轮滑移率，将所述后轮位移滑移率和所述后轮轮速滑移率中的最大值作为后轮滑移率。6.根据权利要求5所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s2中，所述车轮转动速度包括前轮轮速和后轮轮速，其中所述车辆位移速度作为第一参考车速，所述前轮轮速和所述后轮轮速中的较小值作为第二参考车速，所述前轮轮速为所述车辆的前左轮速和前右轮速的平均值，所述后轮轮速为所述车辆的后左轮速和后右轮速的平均值。7.根据权利要求6所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，所述前轮位移滑移率＝|第一参考车速-前轮轮速|/前轮轮速，所述前轮转动滑移率＝|第二参考车速-前轮轮速|/前轮轮速，所述后轮位移滑移率＝|第一参考车速-后轮轮速|/后轮轮速，所述后轮转动滑移率＝|第二参考车速-后轮轮速|/后轮轮速。8.根据权利要求6所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s2中，所述车辆实际滑移率包括所述前轮滑移率和所述后轮滑移率，所述转速变化率通过计算所述车轮转动速度在单位时间内的变化率得到。9.根据权利要求1所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s3中，当所述车辆的车速小于所述车速阈值时为起步车况，当所述车轮实际转速变化率大于所述车轮转速变化率阈值时为打滑车况，当所述车辆实际滑移率大于所述车辆滑移率阈值时为打滑车况。10.根据权利要求9所述的电动车辆扭矩分配方法，其特征在于，在所述s4中，根据所述
车辆前轮和所述车辆后轮的打滑情况分配扭矩，当所述前轮为所述打滑车况时，根据所述前轮滑移率大小向所述车辆后桥分配扭矩；当所述后轮为所述打滑车况时，根据所述后轮滑移率大小向所述车辆前桥分配扭矩。11.一种使用权利要求1-10中任一项的电动车辆扭矩分配系统，其特征在于，包括：采集模块，所述采集模块采集车辆行驶数据，所述车辆行驶数据包括车辆位移速度和车轮转动速度；处理模块，所述处理模块将所述车辆行驶数据处理得到前轮滑移率和后轮滑移率；分配模块，所述分配模块将所述前轮滑移率和所述后轮滑移率与车辆滑移率阈值对比，判定是否出现车轮打滑，并根据所述前轮滑移率和所述后轮滑移率的大小分配前轮和后轮的扭矩占用比例。12.根据权利要求11所述的电动车辆扭矩分配系统，其特征在于，所述处理模块中的前轮滑移率包括前轮位移滑移率和前轮轮速滑移率，所述后轮滑移率包括后轮滑移率和后轮轮速滑移率，取所述前轮位移滑移率和所述前轮轮速滑移率中的最大值作为所述前轮滑移率，取所述后轮位移滑移率和所述后轮轮速滑移率中的最大值作为所述后轮滑移率。13.根据权利要求12所述的电动车辆扭矩分配系统，其特征在于，所述分配模块中，所述车辆滑移率阈值根据所述采集模块收集的历史数据确定。14.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或对个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1-10中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供一种电动车辆扭矩分配方法，包括：S1、S2、S3和S4。S1根据车辆设定车速阈值、车轮转速变化率阈值和车辆滑移率阈值；S2采集车辆行驶数据，根据车辆行驶数据计算车轮实际转速变化率和车辆实际滑移率；S3将计算得到的车轮实际转速变化率、车辆实际滑移率和车轮转速变化率阈值、车辆滑移率阈值对比，得到车辆行驶车况；S4根据行驶车况和车辆实际滑移率分配车辆前轮和车辆后轮的扭矩占用率。本发明的电动车辆扭矩分配方法可以实现滑移率的计算并基于此分配扭矩输出，以实现车辆的快速脱困。以实现车辆的快速脱困。以实现车辆的快速脱困。


技术研发人员：白强 杜向斌 钟川 严钦山
受保护的技术使用者：重庆长安新能源汽车科技有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/6/28