CN111688673A - 具有自动的横摆力矩平衡的扭矩矢量分配 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在具有特定于车轮的转矩分配(扭矩矢量分配驱动)的电驱动车辆中实现自动横摆力矩平衡(aGa)的方法，其中，电驱动装置包括至少两个电机，所述至少两个电机各自驱动车桥的车轮，所述方法包括：在车辆直线行驶期间检查：是否出现不为零的转向力矩，并且在出现转向力矩的情况下适配对两个电机的理论力矩要求，以消除出现的转向力矩。本发明还涉及一种用于在具有特定于车轮的转矩分配的电驱动车辆中实现自动横摆力矩平衡的***。

Description

具有自动的横摆力矩平衡的扭矩矢量分配
技术领域
本发明涉及一种用于在具有特定于车轮/因车轮而定/各车轮所专有的转矩分配(扭矩矢量分配驱动)的电驱动车辆中实现自动横摆力矩平衡(aGa)的方法和***。
背景技术
扭矩矢量分配驱动装置提供了驱动力矩在弯道外侧的和弯道内侧的车轮上的按需分配的自由度。然而对于通过两个单独的电机实现该功能的电驱动装置存在无意地施加横摆力矩的危险。其原因是，驱动力矩不是被闭环调节、而是被开环控制。根据电参数计算理论电流值，然后在闭环的电流调节回路中调节所述理论电流值。由于生产决定的电输入参数的数值分散，在对于弯道内侧的和弯道外侧的车轮的理论力矩要求相同的情况下，可能在车轮上提供不同的实际力矩。特别对于扭矩矢量分配驱动装置来说存在以下情况：一方面可对车辆和乘员的安全性、另一方面可对轮胎的磨损产生不利影响。
通过将电机在生产性末端检查之后划分等级，仅将被划分为规定等级的电机安装在扭矩矢量分配驱动装置中，可以解决由生产决定的数值分散的问题。此外存在下述可能性：通过相应地匹配软件模型的数据来使驱动装置彼此适配。然而，这两种方法都是费时和费成本的。此外，在此并未考虑在驱动装置的使用寿命期间的影响。
文献DE 10 2009 026 994 A1涉及一种具有主动差速器的侧偏角调节装置。所述侧偏角调节装置监视实际侧偏角与理论侧偏角的偏差，并通过借助于差速器施加横摆力矩来校正所述偏差。
文献DE 10 2012 024 980 A1公开了一种用于确定机动车在弯道行驶路段上行驶时的理论弯道倾角和转向角校正值的方法。当在弯道行驶路段上行驶时，机动车的理论弯道倾角和转向角校正值通过以下方式确定：根据由非光学的传感机构提供的传感器数据和/或由借助于光学探测***确定的弯道行驶路段的瞬时车道曲率确定取决于机动车的瞬时速度的机动车的瞬时横向加速度，由确定出的瞬时横向加速度可以计算机动车的瞬时理论弯道倾角，并通过用基于速度的理论弯道倾角加权系数对计算出的理论弯道倾角进行加权，可以计算出修改的瞬时理论弯道倾角，并且根据计算出的修改的瞬时理论弯道倾角和计算出的瞬时车道曲率确定机动车的转向角校正值。
由文献DE 10 2016 202 322 A1已知一种车辆的转向助力***，该机动车配备有转向辅助机构和用于右车轮和左车轮的扭矩矢量分配机构。转向助力***包括：转向辅助-力矩控制装置，其对由转向辅助机构输出的转向辅助力矩进行控制，以实现驾驶助力控制；左右制动/驱动力差的控制装置，其控制从扭矩矢量分配机构输出的、用于转向助力***的左右车轮之间的制动/驱动力差；以及控制理论值确定装置，其基于转向力矩通过驾驶员确定转向辅助力矩的理论值和用于转向助力***的制动/驱动力差的理论值。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于在具有扭矩矢量分配驱动的电驱动车辆中避免不期望的横摆力矩的更简单的方法，该方法此外还能够补偿电机在驱动装置的使用寿命期间的性能变化。
根据本发明，所述目的通过一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求9的特征的***来实现。本发明的设计方案和改进方案由从属权利要求和说明书中得出。
根据本发明的方法能实现自动的横摆力矩平衡，其中，考虑车辆转向装置的转向力矩传感器的数据和位置传感器的数据，以便消除不期望的横摆力矩，例如通过在闭环的调节回路中进行配平/找平。
本发明的主题是一种用于在具有电驱动装置的车辆中实现自动横摆力矩平衡的方法，所述电驱动装置具有特定于车轮的转矩分配(扭矩矢量分配驱动)，所述电驱动装置包括至少两个电机，该至少两个电机各自驱动车桥的车轮。所述方法包括：在车辆直线行驶期间检查是否出现不为零的转向力矩，并且在出现转向力矩的情况下适配对两个电机的理论力矩要求/目标力矩要求，以消除出现的转向力矩。在一个实施方式中，额外检查：在直线行驶时的行驶加速度是否超过预先给定的阈值，即在检查是否出现不为零的转向力矩之前，电机是否产生显著的驱动力矩。
在所述方法的一个实施方式中，具有特定于车轮的转矩分配的驱动装置包括四个电机，这些电机分别驱动车辆的车轮中的一个。在所述方法的一个实施方式中，电机支承在车架(Fahrzeugplattform)上。在一个实施方式中，电机是中央驱动装置，在另一个实施方式中，电机是靠近车轮的驱动装置。
如果驱动装置的电机具有极其不同的电性能，则由对电机的相同的理论力矩要求产生不同的实际力矩。在以这样一组电机直线行驶时，在中性的方向盘位置的情况下出现不为零的转向力矩。该***确定车辆技术方面的错误行为。基于转向力矩的符号，该***可以确定，为了消除转向力矩，必须降低对于驱动轴的两个电机中的哪个的理论值要求。在所述方法的一种实施方式中，在随后的适配循环/闭环适配中，随后逐步地适配所识别的电机的理论力矩要求，直至取消在直线行驶时的转向力矩。
根据本发明的方法也可以确定电机在使用寿命期间的性能变化并且消除其对车辆直线行驶的影响。此外，根据本发明的方法提供了用于具有电动扭矩矢量分配驱动装置的车辆的直线行驶的安全功能。
本发明的主题还在于一种用于在具有电驱动装置的车辆中实现自动横摆力矩平衡的***，所述电驱动装置具有特定于车轮的转矩分配(扭矩矢量分配驱动)，所述电驱动装置包括至少两个电机，所述至少两个电机各自驱动车桥的车轮。
该***包括用于检测转向角和转向力矩的装置和设置用于对至少两个电机提出理论力矩要求的控制单元。此外，控制单元还被设置用于接收和评估关于所检测的转向角和转向力矩的数据，并且这样适配对所述至少两个电机提出的理论力矩要求，使得所测量的转向力矩在车辆直线行驶时消失，也就是说在中性转向角的情况下出现的转向力矩为零。
在一个实施方式中，该***还包括用于检测行驶加速度的装置、例如加速度传感器。
在现代化车辆中，通常已经存在至少一些所需的硬件和软件组件。因此，它们通常包括转向角传感器、转向力矩传感器以及加速度传感器。具有扭矩矢量分配驱动装置的电驱动车辆具有控制器，该控制器单独地控制电机并且为其预先给定理论力矩/目标力矩。
根据本发明，关于转向力矩和转向角的信息必须通过车辆网络传输给控制器。控制器必须被配置为用于，评估关于转向力矩和转向角的信息，并且这样适配对电机的理论力矩要求，使得所测量的转向力矩在车辆直线行驶时消失。在一个实施方式中，根据本发明的方法的过程以软件功能的形式在控制器中实施，该软件功能一直适应或适配力矩要求，直至所测量的转向力矩在直线行驶时消失。
根据本发明的方法和***的优点包括车辆安全性的改进以及在车辆生产和驱动装置研发中的时间节省和成本节省。
本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得出。
显而易见的是，前面所述的和后面还要阐述的特征只要不离开本发明的范围不仅可以在分别说明的组合中、而且也可以在其它组合中或者单独地使用。
附图说明
根据一个实施方式在附图中示意性地示出并且参考附图进一步描述本发明。附图中示出：
图1示出用于自动的横摆力矩平衡(aGa)的功能的一个实施方式的流程图。
具体实施方式
图1示出在具有两个电机的扭矩矢量分配驱动装置中的自动横摆力矩平衡(aGa)的功能的一个实施方式的流程图10。
在该方法开始时，检测转向角11并且检查31，转向角是否为零，即是否存在直线行驶。如果不是这种情况，则中断20该方法。
如果存在直线行驶，则随后检测12行驶加速度a并且检查32，行驶加速度a是否大于预先给定的阈值。如果不是这种情况，则中断20该方法。
如果行驶加速度a大于阈值，也就是说电机产生显著的驱动力矩，则随后检测13转向力矩M并且检查33，转向力矩M是否不为零。如果转向力矩M等于零，则到达方法的终点20。
如果确定出，存在不为零的转向力矩M，则开始适配循环40。如果转向力矩M小于零，则减小14左侧电机的理论力矩。如果转向力矩M大于零，则减小15右侧电机的理论力矩。在一个未示出的另选的实施方案中，基于制造商所特有的定向，使出现的转向力矩的符号相反。在这种情况下，在转向力矩小于零时减小右侧电机的理论力矩，而在转向力矩大于零时减小左侧电机的理论力矩。
随后重新检测13转向力矩M。执行该循环40，直到转向力矩M被配平、也就是说具有零值。转向力矩M为零意味着，各电机的实际力矩是相同的。将电机的实际力矩相同时的理论力矩的比例保存并且在操控电机时用作校正因数。
附图标记列表：
10 用于自动横摆力矩平衡的功能
11 检测转向角
12 检测行驶加速度a
13 检测转向力矩M
14 减小左侧电机的理论力矩
15 减小右侧电机的理论力矩
20 功能结束
31 检查：转向角是中性的？
32 检查：行驶加速度a大于阈值？
33 检查：转向力矩M等于零？
40 适配循环

Claims (10)

1.一种用于在具有电驱动装置的车辆中实现自动横摆力矩平衡的方法，所述电驱动装置具有特定于车轮的转矩分配，所述电驱动装置包括至少两个电机，所述至少两个电机各自驱动车桥的车轮，所述方法包括：在车辆直线行驶期间检查：是否出现不为零的转向力矩，并且在出现转向力矩的情况下适配对两个电机的理论力矩要求，以消除出现的转向力矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在检查是否出现不为零的转向力矩之前，检查行驶加速度是否超过预先给定的阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过适配循环来适配对所述两个电机的理论力矩要求，以消除出现的转向力矩。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，具有特定于车轮的转矩分配的电驱动装置包括两个电机，所述两个电机各自驱动车辆的同一车桥的一个车轮。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，具有特定于车轮的转矩分配的电驱动装置包括四个电机，所述四个电机各自驱动车辆的一个车轮。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，电机支承在车架上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，电机布置在车轮附近。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，电机居中地布置在车架上。
9.一种用于在具有电驱动装置的车辆中实现自动横摆力矩平衡的***，所述电驱动装置具有特定于车轮的转矩分配，所述电驱动装置包括至少两个电机，所述至少两个电机各自驱动车桥的车轮，所述***包括用于检测转向角和转向力矩的装置和设置用于对所述至少两个电机提出理论力矩要求的控制单元，其中，控制单元还设置用于接收和评估关于所检测的转向角和转向力矩的数据并且这样适配对所述至少两个电机的理论力矩要求，使得所测量的转向力矩在车辆直线行驶时消失。
10.根据权利要求9所述的***，该***附加地包括用于检测行驶加速度的装置。
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