專利名稱：：四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明有關(guān)一種車輛前后輪力矩分配方法，特別涉及一種四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法。
背景技術(shù)：
：四輪驅(qū)動混合動力車輛與普通混合動力車輛相比在冰雪和松軟(0ff_r0ad)路面可以極大提高車輛的性能。四輪驅(qū)動車輛在普通路面可以提高車輛的加速性能，減小前輪打滑的幾率。因此四輪驅(qū)動混合動力車輛與普通混合動力車輛相比具有更優(yōu)越的性能?；旌蟿恿囕v四輪驅(qū)動是依靠控制系統(tǒng)在前后輪分配車輛驅(qū)動力矩實(shí)現(xiàn)。如果前后輪力矩分配不合理，比如在高速時后輪的驅(qū)動力矩分配過多，車輛轉(zhuǎn)向失穩(wěn)的可能性將大大增加。再比如在高速時后輪動能再生制動力矩分配過多，車輛將轉(zhuǎn)向不足。這些都極大的影響車輛的安全性。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述的前后輪力矩分配問題，本發(fā)明的目的在于提供一種四輪驅(qū)動混合動力車輛的前后輪力矩分配控制方法，以使其提高車輛驅(qū)動性能和車輛安全性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明提出一種四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，該四輪驅(qū)動混合動力車輛包括發(fā)動機(jī)、用于驅(qū)動車輛前輪的前輪電機(jī)及用于驅(qū)動車輛后輪的后輪電機(jī)，所述前后輪力矩分配控制方法包括，步驟Sl至步驟S3。步驟Sl確定駕駛員請求力矩根據(jù)接收的踏板位置信號和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號確定駕駛員請求力矩。步驟S2包括同步的步驟S2A、步驟S2B及步驟2C；步驟S2A最佳效率力矩分配將步驟Sl確定的駕駛員請求力矩依據(jù)車輛動力傳動系統(tǒng)最佳效率原則在發(fā)動機(jī)和電機(jī)之間分配；步驟S2B車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配根據(jù)接收的車速信號和步驟Sl確定的駕駛員請求力矩依據(jù)車輛穩(wěn)定性動力性原則決定前后輪力矩分配，前后輪力矩分配由前后輪力矩分配比決定.根據(jù)前后輪力矩分配比和駕駛員請求力矩確定后輪力矩，根據(jù)前后輪力矩分配比和駕駛員請求力矩確定后輪力矩；步驟S2C車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配限制根據(jù)接受的方向盤轉(zhuǎn)角信息和車速信息依據(jù)車輛穩(wěn)定性動力性原則確定后輪力矩上限。步驟S3分配力矩綜合綜合步驟2A的最佳效率力矩分配、步驟2B確定的車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配、和步驟2C的車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配上限，決定發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量。本發(fā)明還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的控制方法，其中所述的步驟S2B中確定前后輪力矩分配包括，在低速時更多的力矩分配到后輪，隨著車速的增加，后輪的力矩分配減少；在大驅(qū)動力矩請求時更多的力矩分配到后輪，隨著驅(qū)動力矩的增加后輪的力矩分配增加；高速時減少后輪力矩是基于車輛安全的考慮；大驅(qū)動力矩時增加后輪力矩是基于充分利用車輛重心后移的性能。前述的控制方法，其中所述的步驟S2C后輪力矩分配限制包括，在高速時限制后輪的力矩，隨著車速的增加，后輪所允許的力矩減少；在車輛轉(zhuǎn)向時限制后輪的力矩，隨著方向盤角度的增加后輪所允許的力矩減少；高速時限制后輪力矩是基于車輛安全的考慮；大方向盤轉(zhuǎn)角限制后輪力矩也是基于車輛安全的考慮。前述的控制方法，其中所述的步驟S3分配力矩綜合包括，在小油門低速時，基于提高車輛動力傳動系統(tǒng)效率的原則在電機(jī)發(fā)動機(jī)間分配驅(qū)動力矩；在大油門時，基于提高車輛的驅(qū)動性能的原則在前后輪間分配驅(qū)動力矩在轉(zhuǎn)向或高速時，基于提高車輛的安全性能的原則在前后輪間分配驅(qū)動力矩。前述的控制方法，其中所述的四輪驅(qū)動混合動力車輛還包括混合動力控制器、發(fā)動機(jī)控制器、前輪電機(jī)控制器及后輪電機(jī)控制器，前后輪力矩分配控制方法由混合動力控制器完成，混合動力控制器將發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量分別對應(yīng)傳送給發(fā)動機(jī)控制器、前輪電機(jī)控制器及后輪電機(jī)控制器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，能夠提高車輛驅(qū)動性能，能夠減少對車輛穩(wěn)定性控制的干涉進(jìn)而提高車輛的安全性。圖1是四輪驅(qū)動混合動力車輛結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是四輪驅(qū)動混合動力車輛的控制系統(tǒng)示意圖。圖3是四輪驅(qū)動混合動力車輛的前后輪力矩分配控制方法示意圖。圖4是前后輪力矩分配示意圖。圖5是后輪力矩限制示意圖。具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法其具體實(shí)施方式、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效詳細(xì)說明。請參閱圖1所示，是四輪驅(qū)動混合動力車輛結(jié)構(gòu)示意圖。四輪驅(qū)動混合動力車輛100包括用于驅(qū)動前輪51的前輪驅(qū)動系統(tǒng)10、用于驅(qū)動后輪53的后輪驅(qū)動系統(tǒng)20、電機(jī)逆變器33、低壓電池31及高壓電池35。所述前輪驅(qū)動系統(tǒng)10包括前輪驅(qū)動發(fā)動機(jī)11，發(fā)動機(jī)11可以是汽油機(jī)或柴油機(jī)；前輪電機(jī)13，電機(jī)13可以是永磁電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)，電機(jī)可以安裝在發(fā)動機(jī)11曲軸或在發(fā)動機(jī)11前端輪系通過皮帶驅(qū)動車輛，電機(jī)13也可能安裝在離合器前或離合器后；前輪自動變速箱15，自動變速箱15控制擋位切換和離合器的分離與結(jié)合；前差速器17，將自動變速箱15傳遞的力矩向兩側(cè)前輪51傳遞；前半軸19將差速器17力矩傳遞至前輪51。所述后輪驅(qū)動系統(tǒng)20包括后輪電機(jī)21，電機(jī)21可以是永磁電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)；后輪固定傳動比變速箱23；后差速器25，將變速箱23傳遞的力矩向兩側(cè)后輪53傳遞；后半軸27將差速器25力矩傳遞至后輪53。所述低壓電池31，為車輛12V低壓系統(tǒng)提供能源。所述電機(jī)逆變器33，把高壓電池35直流電壓和電流逆變?yōu)槿嘟涣髦绷麟妷汉碗娏鲗?shí)時驅(qū)動前輪電機(jī)13和/或后輪電機(jī)21。所述高壓電池35，在驅(qū)動時向前輪電機(jī)13和/或后輪電機(jī)21提供電能，在發(fā)電時接受前輪電機(jī)13和/或后輪電機(jī)21所產(chǎn)生電能并存儲。所述四輪驅(qū)動混合動力車輛100有不同的運(yùn)行模式。純電動模式，發(fā)動機(jī)11不工作，由后輪電機(jī)21單獨(dú)驅(qū)動車輛；串聯(lián)模式，車輛由后輪電機(jī)21單獨(dú)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)11工作，發(fā)動機(jī)11通過前輪電機(jī)13向高壓電池33充電，此時自動變速箱15處于空擋且自動變速箱離合器分離；并聯(lián)模式，發(fā)動機(jī)11工作，發(fā)動機(jī)11、前輪電機(jī)13及后輪電機(jī)21均參與驅(qū)動車輛；前輪驅(qū)動模式，后輪電機(jī)21不工作，車輛有發(fā)動機(jī)11和前輪電機(jī)13驅(qū)動。請參閱圖1、圖2所示，圖2是四輪驅(qū)動混合動力車輛的控制系統(tǒng)示意圖。四輪驅(qū)動混合動力車輛100還包括，混合動力控制器40、發(fā)動機(jī)控制器41，前輪電機(jī)控制器43、后輪電機(jī)控制器45、變速箱控制器47及高壓電池控制器49。所述混合動力控制器40是車輛動力傳動系統(tǒng)的主控制器。發(fā)動機(jī)控制器41，變速箱控制器47，前輪電機(jī)控制器43、后輪電機(jī)控制器45、和電池控制器49是車輛動力傳動系統(tǒng)的副控制器。發(fā)動機(jī)控制器41，變速箱控制器47，前輪電機(jī)控制器43、后輪電機(jī)控制器45、和電池控制器49接受混合動力控制器40的指令并執(zhí)行混合動力控制的請求?；旌蟿恿刂破?0根據(jù)車輛和動力傳動的狀態(tài)以及駕駛員的輸入，實(shí)時地在前后輪和在電機(jī)13、21與發(fā)動機(jī)11間分配驅(qū)動力矩，并向前輪電機(jī)控制器43、后輪電機(jī)控制器45和發(fā)動機(jī)控制器41發(fā)出分配后的力矩指令。混合動力控制器40根據(jù)車輛和動力傳動的狀態(tài)以及駕駛員的輸入，實(shí)時地決定車輛的運(yùn)行模式，并向變速箱控制器47發(fā)出離合器分離和結(jié)合的指令。請參閱圖1、圖2、圖3所示，圖3是四輪驅(qū)動混合動力車輛的前后輪力矩分配控制方法示意圖。本發(fā)明較佳實(shí)施例的前后輪力矩分配控制方法是由混合動力控制器40完成，包括以下步驟步驟Sl確定駕駛員請求力矩根據(jù)接收的踏板位置信號和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號通過駕駛員力矩請求表(look-uptable)確定駕駛員請求力矩。駕駛員力矩請求表是踏板輸入的單調(diào)增長函數(shù)，是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的單調(diào)下降函數(shù)。步驟S2，包括同步的步驟S2A、步驟S2B、步驟2C。步驟S2A最佳效率力矩分配將步驟Sl確定的駕駛員請求力矩在發(fā)動機(jī)和電機(jī)之間分配，發(fā)動機(jī)提供的力矩所占比率可以是0%至100%，電機(jī)提供的力矩所占比率也可以是0%至100%，所述電機(jī)包括前輪電機(jī)13和/或后輪電機(jī)21。最佳效率力矩分配采用離線優(yōu)化技術(shù)離線將驅(qū)動力矩在發(fā)動機(jī)和電機(jī)之間分配，分配的原則是車輛動力傳動系統(tǒng)效率的最大化。步驟S2B車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配根據(jù)接收的車速信號和步驟Sl確定的駕駛員請求力矩決定前后輪力矩分配比，根據(jù)前后輪力矩分配比和駕駛員請求力矩確定后輪力矩。前后輪力矩分配比的原則是，在車輛低速時更多的力矩分配到后輪傾向于純電動驅(qū)動；在車輛高速時更少的力矩分配到后輪，確保后輪提供轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定能力；在大驅(qū)動力矩請求(或者說駕駛員請求力矩大)時更多的力矩分配到后輪，利用車輛重心在加速時的后移提高車輛的驅(qū)動能力；在小驅(qū)動力矩請求時更少的力矩分配到后輪，增加通過優(yōu)化力矩分配提高車輛效率的機(jī)會。步驟S2C車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配限制根據(jù)接受的方向盤轉(zhuǎn)角信息和車速信息確定后輪力矩上限值。原則是在車輛轉(zhuǎn)向或高速時限制后驅(qū)力矩，以提高車輛的安全性。步驟S3分配力矩綜合綜合步驟2A的最佳效率力矩分配，步驟2B車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配，和步驟2C的車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配限制決定發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量。分配力矩綜合的原則是在小油門低速時，基于提高車輛效率的原則在電機(jī)發(fā)動機(jī)間分配驅(qū)動力矩；在大油門時，基于提高車輛的驅(qū)動性能的原則在前后輪間分配驅(qū)動力矩在轉(zhuǎn)向或高速時，基于提高車輛的安全性能的原則在前后輪間分配驅(qū)動力矩。最后，混合動力控制器40將發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量分別發(fā)送至發(fā)動機(jī)控制器、前輪電機(jī)控制器和后輪電機(jī)控制器，以控制車輛驅(qū)動。請參閱圖4所示，是步驟S2B確定車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配中前后輪力矩分配示意圖。如圖所示，隨著車速的增加，后輪的力矩分配減少；隨著驅(qū)動力矩的增加后輪的力矩分配增加。高速時減少后輪力矩是基于車輛安全的考慮。大驅(qū)動力矩時增加后輪力矩是基于充分利用車輛重心后移的性能。請參閱圖5所示，是步驟S2C車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配限制中后輪力矩限制示意圖。如圖所示，隨著車速的增加，后輪所允許的力矩減少；隨著方向盤角度的增加后輪所允許的力矩減少。高速時限制后輪力矩是基于車輛安全的考慮；大轉(zhuǎn)向角限制后輪力矩也是基于車輛安全的考慮。車輛在高速或方向盤大轉(zhuǎn)角運(yùn)行時，車輛失穩(wěn)的幾率增大。如果此時后前輪力矩分配方法不當(dāng)，例如，把過多的駕駛員請求力矩分配到后輪，后輪能夠提供的側(cè)向力就會減小。車輛轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性主要由后輪的側(cè)向力保障。因此后前輪力矩分配方法不當(dāng)將會導(dǎo)致車輛失穩(wěn)，在高速時會造成非常嚴(yán)重的后果。即使車輛裝配有車輛穩(wěn)定性控制裝置(例如ESP)，由于四輪驅(qū)動混合動力車輛前輪力矩分配方法不當(dāng)可能導(dǎo)致前輪力矩分配動態(tài)變化，將極大干涉車輛穩(wěn)定性控制裝置，最嚴(yán)重的情況導(dǎo)致車輛穩(wěn)定性控制裝置失去對車輛穩(wěn)定性的控制。本發(fā)明的后前輪力矩分配方法將提供基于車輛穩(wěn)定性前輪力矩分配，并因此減小對車輛穩(wěn)定性控制器的干涉，提高車輛安全。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然并非用以限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，依據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書及說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，該四輪驅(qū)動混合動力車輛包括發(fā)動機(jī)、用于驅(qū)動車輛前輪的前輪電機(jī)及用于驅(qū)動車輛后輪的后輪電機(jī)，其特征在于前后輪力矩分配控制方法包括以下步驟步驟Si確定駕駛員請求力矩根據(jù)接收的踏板位置信號和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號確定駕駛員請求力矩；步驟S2包括同步的步驟S2A、步驟S2B及步驟2C，其中步驟S2A最佳效率力矩分配將步驟Sl確定的駕駛員請求力矩依據(jù)車輛動力傳動系統(tǒng)最佳效率原則在發(fā)動機(jī)和電機(jī)之間分配；步驟S2B車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配根據(jù)接收的車速信號和步驟Sl確定的駕駛員請求力矩依據(jù)車輛穩(wěn)定性動力性原則決定前后輪力矩分配，前后輪力矩分配由前后輪力矩分配比.(根據(jù)前后輪力矩分配比和駕駛員請求力矩確定后輪力矩)；步驟S2C車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配限制根據(jù)接受的方向盤轉(zhuǎn)角信息和車速信息依據(jù)車輛穩(wěn)定性動力性原則確定后輪力矩上限；以及步驟S3分配力矩綜合綜合步驟2A的最佳效率力矩分配、步驟2B車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配和步驟2C的車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配上限，決定發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量。2.如權(quán)利要求1所述的四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，其特征在于步驟S2B中確定前后輪力矩分配包括，在低速時更多的力矩分配到后輪，隨著車速的增加，后輪的力矩分配減少；在大驅(qū)動力矩請求時更多的力矩分配到后輪，隨著驅(qū)動力矩的增加后輪的力矩分配增加；高速時減少后輪力矩是基于車輛安全的考慮；大驅(qū)動力矩時增加后輪力矩是基于充分利用車輛重心后移的性能。3.如權(quán)利要求1所述的四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，其特征在于其中所述的步驟S2C后輪力矩分配限制包括，在高速時限制后輪的力矩，隨著車速的增加，后輪所允許的力矩減少；在車輛轉(zhuǎn)向時限制后輪的力矩，隨著方向盤角度的增加后輪所允許的力矩減少；高速時限制后輪力矩是基于車輛安全的考慮；大方向盤轉(zhuǎn)角限制后輪力矩也是基于車輛安全的考慮。4.如權(quán)利要求1所述的四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，其特征在于其中所述的步驟S3分配力矩綜合包括，在小油門低速時，基于提高車輛動力傳動系統(tǒng)效率的原則在電機(jī)發(fā)動機(jī)間分配驅(qū)動力矩；在大油門時，基于提高車輛的驅(qū)動性能的原則在前后輪間分配驅(qū)動力矩在轉(zhuǎn)向或高速時，基于提高車輛的安全性能的原則在前后輪間分配驅(qū)動力矩。5.如權(quán)利要求1所述的四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，其特征在于其中所述的四輪驅(qū)動混合動力車輛還包括混合動力控制器、發(fā)動機(jī)控制器、前輪電機(jī)控制器及后輪電機(jī)控制器，前后輪力矩分配控制方法由混合動力控制器完成，混合動力控制器將發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量分別對應(yīng)傳送給發(fā)動機(jī)控制器、前輪電機(jī)控制器及后輪電機(jī)控制器。全文摘要本發(fā)明是有關(guān)一種四輪驅(qū)動混合動力車輛前后輪力矩分配控制方法，包括步驟S1確定駕駛員請求力矩。步驟S2包括同步的步驟S2A、步驟S2B及步驟2C；步驟S2A依據(jù)車輛動力傳動系統(tǒng)最佳效率原則將駕駛員請求力矩在發(fā)動機(jī)和電機(jī)間分配；步驟S2B依據(jù)車輛穩(wěn)定性原則將駕駛員請求力矩在前后輪間分配；步驟S2C依據(jù)車輛穩(wěn)定性原則限制后輪力矩分配。步驟S3綜合步驟2A的最佳效率力矩分配、步驟2B確定的車輛穩(wěn)定性前后輪力矩分配、和步驟2C的車輛穩(wěn)定性后輪力矩分配上限，決定發(fā)動機(jī)力矩請求量、前輪電機(jī)力矩請求量和后輪電機(jī)力矩請求量。本發(fā)明能夠提高車輛驅(qū)動性能、能夠減少對車輛穩(wěn)定性控制的干涉進(jìn)而提高車輛的安全性。文檔編號B60W10/10GK102463986SQ201110109519公開日2012年5月23日申請日期2011年4月29日優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日發(fā)明者申水文,胡建華,蔣奕申請人:申水文,胡建華,蔣奕