CN114537160A - 电机驱动切换方法及装置 - Google Patents

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CN114537160A CN202210243514.4A CN202210243514A CN114537160A CN 114537160 A CN114537160 A CN 114537160A CN 202210243514 A CN202210243514 A CN 202210243514A CN 114537160 A CN114537160 A CN 114537160A
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Abstract

本申请提供一种电机驱动切换方法及装置。其中方法包括根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；若所述等效扭矩需求满足切换条件，则切换至四驱模式；其中，所述切换条件包括所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率。本方案通过本方案基于等效扭矩需求，确定电机驱动切换时机，通过设定等效扭矩需求的计算权重，结合考虑了驱动切换所需的时长，从而实现两驱模式与四驱模式的切换时机预测，解决驱动切换的动力响应滞后问题，提升整车的驾驶性。

Description

电机驱动切换方法及装置
技术领域
本申请涉及电动汽车领域，尤其设计一种电机驱动切换方法及装置。
背景技术
由永磁同步电机驱动的电动汽车，为了提升整车的动力性，采用前后轴电机独立驱动的四驱型式。由于永磁同步电机，在弱磁控制电机高速运转时效率太低，因此，通常采用脱开装置，为了满足驾驶员的动力性需求及***经济性优化的要求，存在着两驱四驱的适时切换问题。
目前电动汽车由两驱进入四驱时，在脱开装置完成结合动作之后才能有动力输出，造成了动力响应滞后问题，导致出现加速度分段，整车的加速度不一致，影响整车的驾驶性。
发明内容
本申请提供一种电机驱动切换方法及装置，用来解决动力响应滞后的问题。
一方面，本申请提供一种电机驱动切换方法，包括：
根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；
基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；
若所述等效扭矩需求满足切换条件，则切换至四驱模式；其中，所述切换条件包括所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率。
在一种实施例中，所述方法还包括：
在所述第一滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第一扭矩需求原始值；
在所述第二滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第二扭矩需求原始值；其中，所述第一滤波时间常数小于所述第二滤波时间常数；
将第一扭矩需求原始值与第二扭矩需求原始值相减，得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分。
在一种实施例中，所述基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求，包括：
确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，所述第一权重基于驱动状态设定；
根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重；
根据所述第一权重和所述第二权重，对所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率进行加权求和处理，获得所述等效扭矩需求。
在一种实施例中，确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，包括：
若当前处于驱动状态，则设定所述第一权重为1。
在一种实施例中，所述根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重，包括：
确定与所述当前车速相匹配的电机转速，并计算电机调节至所述电机转速所需要的时间作为所述第一时间；
获取脱开装置执行结合动作所需要的所述第二时间；
确定第二权重系数，所述第二权重系数不小于所述第一时间与第二时间之和。
在一种实施例中，所述方法还包括：
若所述等效扭矩需求未满足所述切换条件，且等效扭矩需求下的四驱模式效率不高于后电机驱动效率，则切换至两驱模式。
另一方面，本申请提供一种电机驱动切换装置，包括：
获取模块，用于根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；
处理模块，用于基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；
切换模块，用于若所述等效扭矩需求满足切换条件，则切换至四驱模式；其中，所述切换条件包括所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率。
在一种实施例中，所述装置还包括：
所述处理模块，具体还用于扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分；
所述处理模块，具体还用于将所述高频部分作为所述扭矩需求原始值的变化率。
在一种实施例中，所述处理模块，具体还用于在所述第一滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第一扭矩需求原始值；
所述处理模块，具体还用于在所述第二滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第二扭矩需求原始值；其中，所述第一滤波时间常数小于所述第二滤波时间常数；
所述处理模块，具体还用于将第一扭矩需求原始值与第二扭矩需求原始值相减，得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分。
在一种实施例中，所述处理模块，具体还用于确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，所述第一权重基于驱动状态设定；
所述处理模块，具体还用于根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重；
所述处理模块，具体还用于根据所述第一权重和所述第二权重，对所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率进行加权求和处理，获得所述等效扭矩需求。
在一种实施例中，所述处理模块，具体还用于若当前处于驱动状态，则设定所述第一权重为1。
在一种实施例中，所述处理模块，具体还于确定与所述当前车速相匹配的电机转速，并计算电机调节至所述电机转速所需要的时间作为所述第一时间；
所述处理模块，具体还用于获取脱开装置执行结合动作所需要的所述第二时间；
所述处理模块，具体还用于确定第二权重系数，所述第二权重系数不小于所述第一时间与第二时间之和。
在一种实施例中，所述切换模块，具体还用于若所述等效扭矩需求未满足所述切换条件，且等效扭矩需求下的四驱模式效率不高于后电机驱动效率，则切换至两驱模式。
本申请提供的电机驱动切换方法及装置中，根据当前车速和油门踏板开度之间的关系函数获取扭矩需求原始值，并基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求。若所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率，则电机由两驱模式切换到四驱模式。反之，则切换到两驱模式。本方案基于等效扭矩需求，确定电机驱动切换时机，通过设定等效扭矩需求的计算权重，结合考虑了驱动切换所需的时长，从而实现两驱模式与四驱模式的切换时机预测，解决驱动切换的动力响应滞后问题，提升整车的驾驶性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为示例的整车动力传动***结构图；
图2为本申请实施例一提供的电机驱动切换方法的流程示意图；
图3为扭矩需求的原始值与油门踏板位置、车速的函数关系示意图；
图4为本申请实施例一提供的电机驱动切换装置的结构示意图；
图5为本申请实施例中提供的一种电子设备的结构示意图；
图6为根据一示例性实施例示出的一种中央控制单元的装置框图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
图1为示例的整车动力传动***结构图，如图中可以看出，整车采用前后轴电机独立驱动的型式，包括前电机、后电机与脱开装置。由所述脱开装置完成两驱模式与四驱模式的切换，通过脱开装置处于工作状态完成结合动作将汽车动力***切换到四驱模式，即前后电机共同驱动汽车的动力装置运行。脱开装置停止工作可退出四驱模式，切换至两驱模式，即仅由其中一个电机驱动汽车的动力装置。所述前后电机控制汽车动力装置的运行，提供动力输出以保障汽车的正常行驶。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，各术语应在本领域内做广义理解。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
实施例一
图2为本申请实施例一提供的电机驱动切换方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤101、根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；
步骤102、基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；
步骤103、若所述等效扭矩需求满足切换条件，则切换至四驱模式；其中，所述切换条件包括所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率。
结合场景示例：电动汽车的控制***控制着电机驱动的切换，在控制***判断需要由两驱模式切换到四驱模式时，脱开装置需要执行结合动作。所述脱开装置是一种机械装置，脱开装置结合完成会使汽车进入四驱模式。但是脱开装置的机械***执行结合动作的过程通常需要超过300毫秒，恶劣情况下甚至需要1秒才能结合完成。在脱开装置完成结合动作之后，前电机驱动才会有动力的输出。为了避免因为脱开装置结合的过程时间长而导致的动力影响滞后的问题，需要判断出模式切换的最佳时机。
可选的，可以首先获取扭矩需求的原始值，所述扭矩需求的原始值就是驾驶员的需求扭矩。所述扭矩需求的原始值可以根据当前油门踏板的开度下，扭矩需求与车速的函数关系获得。图3为在不同油门踏板位置下扭矩需求的原始值与车速的函数关系示意图，所述函数关系示意图是在不同的油门踏板位置下，由所述扭矩需求原始值与当前车速拟合出的连续光滑的曲面函数。其中横轴为车速，纵轴为扭矩需求的原始值，α为油门踏板开度。其中踏板开度α在行驶过程中的可取值时一个范围，这个范围可以为0°～100°，所以不同的踏板开度取值对应不同的函数拟合曲线。需要获取当前的扭矩需求原始值时，可以先根据当前的踏板开度确定对应的拟合曲线，再根据当前车速，对应到确定的拟合曲线中得到当前的扭矩需求原始值。
在一种示例中，通过对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分；将所述高频部分作为所述扭矩需求原始值的变化率。具体的，当计算出扭矩需求的原始值之后，需要进一步获得等效扭矩需求。作为示例，所述等效扭矩需求用来和切换条件做对比，从而判断此时汽车需要切换的驱动模式。具体的，在计算等效扭矩之前需要先一步计算扭矩需求原始值的变化率。作为示例，所述扭矩需求原始值的变化率可取所述扭矩需求原始值的高频部分。在一种实施方式下，所述扭矩需求原始值的高频部分的计算可将此刻获得的所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，例如，一阶低通滤波处理可表示为：
Figure BDA0003543847240000061
k＝1，2，3...n
y(0)＝0
在上述表达式中：u(k)为k时刻的输入；y(k)为k时刻的输出；T为设定的滤波时间常数；dT为控制器处理的时间片周期，如0.01秒。其中k可取任意时刻，通过k取不同的时刻值，并通过一阶低通滤波处理，可以得到k时刻扭矩需求原始值的高频部分。
所述扭矩需求原始值的变化率就是所述扭矩需求原始值的高频部分，这是基于对信号分析处理的工具与傅立叶变换原理，可知：任何连续周期信号可以由一组适当的正弦曲线组合而成。对组成连续周期信号的这一组正弦信号进行划分，可以分成由高频正弦信号组和低频信号组，这两类信号叠加而成原始信号，低频信号可以近似认为其信号物理值的变化率很小，甚至是近似等于零；这样，反应信号物理值的变化率近似等于信号的高频部分。在另一个示例中，可通过由一段时间内原始值的变化量除以这段时间长度，来计算原始值的变化率。
上述通过低通滤波处理获得扭矩需求原始值的变化率的示例中，变化率的计算是提取需求扭矩中的高频范围内的部分，信号平滑连续，能够避免时域内直接计算的变化率信号突变大的情况，从而避免等效需求扭矩的突变，导致驱动切换时机的误判或者频繁切换，提升驱动切换的可靠性。
在一种示例中，所述通过对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分，包括：
在所述第一滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第一扭矩需求原始值；
在所述第二滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第二扭矩需求原始值；其中，所述第一滤波时间常数小于所述第二滤波时间常数；
将第一扭矩需求原始值与第二扭矩需求原始值相减，得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分。
在对扭矩需求原始值进行一阶低通滤波的处理中，取不同的滤波时间常数T，会滤除或衰减掉所述扭矩需求原始值中不同频率的成分。因此通过选择不同的时间常数，获得包含不同频率成分的扭矩请求信号。可选的，可设定较小的滤波时间常数T1作为所述第一滤波时间常数，如T1＝0.03，获得的所述第一扭矩需求原始值含有较多的高频成分。设定较大的滤波时间常数T2作为第二滤波时间常数，如T2＝0.5，获得的所述第二扭矩需求原始值含有较少的高频成分。将所述第一扭矩需求原始值与所述第二扭矩需求原始值相减，将所述相减得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分即所述扭矩需求原始值变化率。
在一种示例中，所述基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求，包括：
确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，所述第一权重基于驱动状态设定；
根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重；
根据所述第一权重和所述第二权重，对所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率进行加权求和处理，获得所述等效扭矩需求。
具体的，等效扭矩需求的获得，可通过上述得到的所述扭矩需求原始值，及所述扭矩需求原始值的变化率，进一步加权求和计算得到。基于不同状态下(如：不同的车速下)，脱开装置执行结合动作所需的时间不同，而不同的状态下，都需要给脱开装置的执行结合动作预留充足的时间，因此可以通过调节权重系数，调节对等效需求扭矩的计算，等效需求扭矩的计算决定着两驱四驱切换的时机，适时的切换时机选择，从而保证了两驱四驱切换的平顺性。其中第一权重系数可具体根据当前汽车的去当状态来确定，第二权重系数具体由前电机转速与输出轴转速相匹配所需要的时间与脱开装置执行结合动作所需要的时间来确定。
其中，若当前处于驱动状态，则设定所述第一权重为1。所述扭矩需求原始值对应第一权重系数factor1，汽车大致分为正处于驱动状态和非驱动状态。当汽车处于非驱动状态时不需要计算对应的等效扭矩需求。当汽车正处于驱动状态时，需要确定扭矩需求原始值对应第一权重系数factor1。所述驱动状态指汽车正处于运行状态，此时可选的，所述第一权重系数factor1在汽车驱动状态下可选为1。
所述根据调节当前电机转速与输出轴转速相匹配所需要的时间与脱开装置执行结合动作所需要的时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重，包括：
通过电机的转速控制模式主动调节电机的转速与输出轴转速相匹配，根据当前的车速，电机转速与输出轴转速之间需要调节的转速差，确定所需要调节的第一时间；
通过实际测量获得脱开装置执行结合动作所需要的第二时间；
确定第二权重系数，所述第二权重系数的选择应不小于所述第一时间与第二时间之和。
所述扭矩需求原始值的变化率对应第二权重系数factor2，所述第二权重系数factor2的确定需要借助于当前车速获得。具体的，首先根据当前车速v与第一函数f确定出当前脱开装置的执行结合动作时间Ts，车速影响着脱开装置的执行结合动作时间。
实际场景下汽车在行驶过程中，电机的输出轴转速反映当前汽车的行驶速度，但是在汽车进入四驱驱动之前，前电机并没有工作，前电机的转速为零。当汽车由两驱进入四驱时，电机转速与输出轴转速之间有一个需要调节的转速差，调节转速差所需的时间为所述第一时间。当电机转速与输出轴转速之间不存在转速差时，脱开装置将进行结合，结合所需的时间为所述第二时间，所述第二时间可通过实际的测量获得。
在一个示例中，驱动切换的执行时间Ts由两部分组成，分别为第一时间与第二时间，即所述Ts为第一时间与第二时间之和。因为驱动切换的执行时间Ts受当前车速的影响(当前车速影响电机调节转速差所需的时间Ts1)，所以可定义驱动切换的执行时间Ts与所述当前车速构成函数关系Ts＝f(v)。具体的，根据当前车速得到第一时间Ts1；获取脱开装置的执行结合动作时间Ts2，脱开装置执行结合动作所需要的时间为机械执行机构动作所需的时间，故实际应用中可以预先通过实际测量得到Ts2。相应的，为了预测驱动切换时机，所述第二权重系数factor2设定为不小于所述脱开装置的执行结合动作时间Ts。故驱动切换的执行时间Ts影响第二权重系数factor2，所以可定义驱动切换的执行时间Ts与所述第二权重系数factor2之间可构成函数关系factor2＝g(Ts)。以上所述两个函数关系，均可以通过实车标定数据确定具体的数值，在控制***的软件中用一维查表的方式进行描述。
通过上述得到的所述扭矩需求原始值、扭矩需求原始值的变化率、第一权重系数与第二权重系数，可以得到汽车的等效扭矩需求。具体的，由所述扭矩需求原始值对应所述第一权重系数，所述扭矩需求原始值的变化率对应第二权重系数进行加权求和计算得到所述汽车的等效扭矩需求。
将上述得到的汽车的等效扭矩需求与后电机扭矩能力比较，判断是否需要进入四驱模式。具体的，当计算的等效扭矩需求，超出后电机扭矩能力时，则可进入四驱模式；另外当计算的等效扭矩需求，采用前后电机配合的最高***效率，高于后电机单独驱动的***效率时，也可进入四驱模式。需要说明的是，上述切换判定的条件可以单独或结合实施，比如，满足其中任一则执行切换，或者满足两者方执行切换。
其中，前、后电机扭矩能力的计算具体包括：(1)基于整车需求选配的电机功率等级的要求(例如：X车型，前电机峰值功率选为100Kw、后电机峰值功率200Kw)。(2)电机运行过程中，会基于以下条件进行降额保护，分别是：电机温度、IGBT温度、冷却水温度、母线电压、高压电池分配给前后电机的可用功率与基于电机转速降额等等。可综合以上的保护和限制条件，实时计算前、后电机的扭矩能力。
若所述等效扭矩需求未满足所述切换条件，且等效扭矩需求下的四驱模式效率不高于后电机驱动效率，则切换至两驱模式。
具体的，当计算等效扭矩需求没有超过后电机扭矩能力时，即没有动力性需求进入四驱模式。并且，四驱模式下前后电机配合的最高***效率低于后电机单独驱动的***效率时，则会退出四驱模式，进入两驱模式。
本实施例根据当前车速和油门踏板开度之间的关系函数获取扭矩需求原始值，并基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求。若所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率，则电机由两驱模式切换到四驱模式。反之，则切换到两驱模式。本方案基于等效扭矩需求，确定电机驱动切换时机，通过设定等效扭矩需求的计算权重，结合考虑了驱动切换所需的时长，从而实现两驱模式与四驱模式的切换时机预测，解决驱动切换的动力响应滞后问题，提升整车的驾驶性。
实施例二
图4为本申请实施例一提供的电机驱动切换装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：
获取模块21，用于根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；
处理模块22，用于基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；
切换模块23，用于基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求。
结合场景示例：电动汽车的控制***控制着电机驱动的切换，在控制***判断需要由两驱模式切换到四驱模式时，脱开装置需要执行结合动作。所述脱开装置是一种机械装置，脱开装置结合完成会使汽车进入四驱模式。但是脱开装置的机械***执行结合动作的过程通常需要超过300毫秒，恶劣情况下甚至需要1秒才能结合完成。在脱开装置完成结合动作之后，前电机驱动才会有动力的输出。为了避免因为脱开装置结合的过程时间长而导致的动力影响滞后的问题，需要判断出模式切换的最佳时机。
可选的，获取装置21可以首先获取扭矩需求的原始值，所述扭矩需求的原始值就是驾驶员的需求扭矩。所述扭矩需求的原始值可以根据当前油门踏板的开度下，扭矩需求与车速的函数关系获得。在不同的油门踏板位置下，所述扭矩需求原始值与当前车速可以拟合出的连续光滑的曲面函数。其中踏板开度在行驶过程中的可取值是一个范围，这个范围可以为0°～100°，所以不同的踏板开度取值对应不同的函数拟合曲线。需要获取当前的扭矩需求原始值时，处理模块22可以先根据当前的踏板开度确定对应的拟合曲线，再根据当前车速，对应到确定的拟合曲线中得到当前的扭矩需求原始值。
在一种示例中，所述处理模块22，具体还用于扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分。
所述处理模块22，具体还用于将所述高频部分作为所述扭矩需求原始值的变化率。
具体的，当处理模块22计算出扭矩需求的原始值之后，需要进一步获得等效扭矩需求。作为示例，所述等效扭矩需求用来和切换条件做对比，从而判断此时汽车需要切换的驱动模式。具体的，在计算等效扭矩之前需要先一步计算扭矩需求原始值的变化率。作为示例，所述扭矩需求原始值的变化率可取所述扭矩需求原始值的高频部分。在一种实施方式下，所述扭矩需求原始值的高频部分的计算可将此刻获得的所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，所述扭矩需求原始值的变化率就是所述扭矩需求原始值的高频部分，这是基于对信号分析处理的工具与傅立叶变换原理，可知：任何连续周期信号可以由一组适当的正弦曲线组合而成。对组成连续周期信号的这一组正弦信号进行划分，可以分成由高频正弦信号组和低频信号组，这两类信号叠加而成原始信号，低频信号可以近似认为其信号物理值的变化率很小，甚至是近似等于零；这样，反应信号物理值的变化率近似等于信号的高频部分。在另一个示例中，可通过由一段时间内原始值的变化量除以这段时间长度，来计算原始值的变化率。
上述通过低通滤波处理获得扭矩需求原始值的变化率的示例中，变化率的计算是提取需求扭矩中的高频范围内的部分，信号平滑连续，能够避免时域内直接计算的变化率信号突变大的情况，从而避免等效需求扭矩的突变，导致驱动切换时机的误判或者频繁切换，提升驱动切换的可靠性。
在一种实例中，所述处理模块22，具体还用于在所述第一滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第一扭矩需求原始值；
所述处理模块22，具体还用于在所述第二滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第二扭矩需求原始值；其中，所述第一滤波时间常数小于所述第二滤波时间常数；
所述处理模块22，具体还用于将第一扭矩需求原始值与第二扭矩需求原始值相减，得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分。
处理模块22在对扭矩需求原始值进行一阶低通滤波的处理中，取不同的滤波时间常数T，会滤除或衰减掉所述扭矩需求原始值中不同频率的成分。因此通过选择不同的时间常数，获得包含不同频率成分的扭矩请求信号。可选的，可设定较小的滤波时间常数T1作为所述第一滤波时间常数，如T1＝0.03，获得的所述第一扭矩需求原始值含有较多的高频成分。设定较大的滤波时间常数T2作为第二滤波时间常数，如T2＝0.5，获得的所述第二扭矩需求原始值含有较少的高频成分。将所述第一扭矩需求原始值与所述第二扭矩需求原始值相减，将所述相减得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分即所述扭矩需求原始值变化率。
在一种示例中，所述处理模块22，具体还用于确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，所述第一权重基于驱动状态设定；
所述处理模块22，具体还用于根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重；
所述处理模块22，具体还用于根据所述第一权重和所述第二权重，对所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率进行加权求和处理，获得所述等效扭矩需求。
具体的，等效扭矩需求的获得，处理模块22可通过上述得到的所述扭矩需求原始值，及所述扭矩需求原始值的变化率，进一步加权求和计算得到。基于不同状态下(如：不同的车速下)，脱开装置执行结合动作所需的时间不同，而不同的状态下，都需要给脱开装置的执行结合动作预留充足的时间，因此可以通过调节权重系数，调节对等效需求扭矩的计算，等效需求扭矩的计算决定着两驱四驱切换的时机，适时的切换时机选择，从而保证了两驱四驱切换的平顺性。其中第一权重系数可具体根据当前汽车的去当状态来确定，第二权重系数具体由前电机转速与输出轴转速相匹配所需要的时间与脱开装置执行结合动作所需要的时间来确定。
其中，所述处理模块22，还用于若当前处于驱动状态，则设定所述第一权重为1。所述扭矩需求原始值对应第一权重系数factor1，汽车大致分为正处于驱动状态和非驱动状态。当汽车处于非驱动状态时不需要计算对应的等效扭矩需求。当汽车正处于驱动状态时，需要确定扭矩需求原始值对应第一权重系数factor1。所述驱动状态指汽车正处于运行状态，此时可选的，所述第一权重系数factor1在汽车驱动状态下可选为1。
所述处理模块22，具体还于确定与所述当前车速相匹配的电机转速，并计算电机调节至所述电机转速所需要的时间作为所述第一时间；
所述处理模块22，具体还用于获取脱开装置执行结合动作所需要的所述第二时间；
所述处理模块22，具体还用于确定第二权重系数，所述第二权重系数不小于所述第一时间与第二时间之和。
所述扭矩需求原始值的变化率对应第二权重系数factor2，所述第二权重系数factor2的确定需要借助于当前车速获得。具体的，处理模块22首先根据当前车速v与第一函数f确定出当前脱开装置的执行结合动作时间Ts，车速影响着脱开装置的执行结合动作时间。
实际场景下汽车在行驶过程中，电机的输出轴转速反映当前汽车的行驶速度，但是在汽车进入四驱驱动之前，前电机并没有工作，前电机的转速为零。当汽车由两驱进入四驱时，电机转速与输出轴转速之间有一个需要调节的转速差，调节转速差所需的时间为所述第一时间。当电机转速与输出轴转速之间不存在转速差时，脱开装置将进行结合，结合所需的时间为所述第二时间，所述第二时间可通过实际的测量获得。
在一个示例中，驱动切换的执行时间Ts由两部分组成，分别为第一时间与第二时间，即所述Ts为第一时间与第二时间之和。因为驱动切换的执行时间Ts受当前车速的影响(当前车速影响电机调节转速差所需的时间Ts1)，所以可定义驱动切换的执行时间Ts与所述当前车速构成函数关系Ts＝f(v)。具体的，根据当前车速得到第一时间Ts1；获取脱开装置的执行结合动作时间Ts2，脱开装置执行结合动作所需要的时间为机械执行机构动作所需的时间，故实际应用中可以预先通过实际测量得到Ts2。相应的，为了预测驱动切换时机，所述第二权重系数factor2设定为不小于所述脱开装置的执行结合动作时间Ts。故驱动切换的执行时间Ts影响第二权重系数factor2，所以可定义驱动切换的执行时间Ts与所述第二权重系数factor2之间可构成函数关系factor2＝g(Ts)。以上所述两个函数关系，均可以通过实车标定数据确定具体的数值，在控制***的软件中用一维查表的方式进行描述。
通过上述得到的所述扭矩需求原始值、扭矩需求原始值的变化率、第一权重系数与第二权重系数，可以得到汽车的等效扭矩需求。具体的，由所述扭矩需求原始值对应所述第一权重系数，所述扭矩需求原始值的变化率对应第二权重系数进行加权求和计算得到所述汽车的等效扭矩需求。
将上述得到的汽车的等效扭矩需求与后电机扭矩能力比较，判断是否需要进入四驱模式。具体的，当计算的等效扭矩需求，超出后电机扭矩能力时，则可进入四驱模式；另外当计算的等效扭矩需求，采用前后电机配合的最高***效率，高于后电机单独驱动的***效率时，也可进入四驱模式。需要说明的是，上述切换判定的条件可以单独或结合实施，比如，满足其中任一则执行切换，或者满足两者方执行切换。
其中，前、后电机扭矩能力的计算具体包括：(1)基于整车需求选配的电机功率等级的要求(例如：X车型，前电机峰值功率选为100Kw、后电机峰值功率200Kw)。(2)电机运行过程中，会基于以下条件进行降额保护，分别是：电机温度、IGBT温度、冷却水温度、母线电压、高压电池分配给前后电机的可用功率与基于电机转速降额等等。可综合以上的保护和限制条件，实时计算前、后电机的扭矩能力。
所述切换模块23，具体还用于若所述等效扭矩需求未满足所述切换条件，且等效扭矩需求下的四驱模式效率不高于后电机驱动效率，则切换至两驱模式
具体的，当计算等效扭矩需求没有超过后电机扭矩能力时，即没有动力性需求进入四驱模式。并且，四驱模式下前后电机配合的最高***效率低于后电机单独驱动的***效率时，切换模块23会从四驱模式切换到两驱模式。
本实施例的获取模块21根据当前车速和油门踏板开度之间的关系函数获取扭矩需求原始值，处理模块22并基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求。若所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率，则切换模块23将电机由两驱模式切换到四驱模式。反之，则切换到两驱模式。本方案基于等效扭矩需求，确定电机驱动切换时机，通过设定等效扭矩需求的计算权重，结合考虑了驱动切换所需的时长，从而实现两驱模式与四驱模式的切换时机预测，解决驱动切换的动力响应滞后问题，提升整车的驾驶性。
实施例三
图5为本申请实施例中提供的一种电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备包括：
处理器(processor)291，电子设备还包括了存储器(memory)292；还可以包括通信接口(Communication Interface)293和总线294。其中，处理器291、存储器292、通信接口293、可以通过总线294完成相互间的通信。通信接口293可以用于信息传输。处理器291可以调用存储器294中的逻辑指令，以执行上述实施例的方法。
此外，上述的存储器292中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器292作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本申请实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器291通过运行存储在存储器292中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器292可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器292可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
本申请实施例提供一种非临时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如前述实施例所述的方法。
实施例四
图6是根据一示例性实施例示出的一种中央控制单元的装置框图，该装置可以是计算机，终端，消息收发设备，平板设备，操作控制台等。该装置可用于执行前述实施例中所述的并网控制方法。
装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。
可选的，多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜***或具有焦距和光学变焦能力。
可选的，音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和***接口模块之间提供接口，上述***接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (14)

1.一种电机驱动切换方法，其特征在于，包括：
根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；
基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；
若所述等效扭矩需求满足切换条件，则切换至四驱模式；其中，所述切换条件包括所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分；
将所述高频部分作为所述扭矩需求原始值的变化率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分，包括：
在所述第一滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第一扭矩需求原始值；
在所述第二滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第二扭矩需求原始值；其中，所述第一滤波时间常数小于所述第二滤波时间常数；
将第一扭矩需求原始值与第二扭矩需求原始值相减，得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求，包括：
确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，所述第一权重基于驱动状态设定；
根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重；
根据所述第一权重和所述第二权重，对所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率进行加权求和处理，获得所述等效扭矩需求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，包括：
若当前处于驱动状态，则设定所述第一权重为1。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重，包括：
确定与所述当前车速相匹配的电机转速，并计算电机调节至所述电机转速所需要的时间作为所述第一时间；
获取脱开装置执行结合动作所需要的所述第二时间；
确定第二权重系数，所述第二权重系数不小于所述第一时间与第二时间之和。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述等效扭矩需求未满足所述切换条件，且等效扭矩需求下的四驱模式效率不高于后电机驱动效率，则切换至两驱模式。
8.一种电机驱动切换装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于根据当前车速和当前油门踏板开度，获取扭矩需求原始值；
处理模块，用于基于所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率，通过加权求和计算，获得等效扭矩需求；
切换模块，用于若所述等效扭矩需求满足切换条件，则切换至四驱模式；其中，所述切换条件包括所述等效扭矩需求超出后电机扭矩能力，或在所述等效扭矩需求下的四驱模式效率高于后电机驱动效率。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体还用于扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得所述扭矩需求原始值的高频部分；
所述处理模块，具体还用于将所述高频部分作为所述扭矩需求原始值的变化率。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体还用于在所述第一滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第一扭矩需求原始值；
所述处理模块，具体还用于在所述第二滤波时间常数下，对所述扭矩需求原始值进行一阶低通滤波处理，获得第二扭矩需求原始值；其中，所述第一滤波时间常数小于所述第二滤波时间常数；
所述处理模块，具体还用于将第一扭矩需求原始值与第二扭矩需求原始值相减，得到的结果作为所述扭矩需求原始值的高频部分。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体还用于确定所述扭矩需求原始值对应的第一权重，所述第一权重基于驱动状态设定；
所述处理模块，具体还用于根据电机调节至匹配当前车速所需要的第一时间与脱开装置执行结合动作所需要的第二时间，确定所述扭矩需求原始值的变化率对应的第二权重；
所述处理模块，具体还用于根据所述第一权重和所述第二权重，对所述扭矩需求原始值及所述扭矩需求原始值的变化率进行加权求和处理，获得所述等效扭矩需求。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体还用于若当前处于驱动状态，则设定所述第一权重为1。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体还于确定与所述当前车速相匹配的电机转速，并计算电机调节至所述电机转速所需要的时间作为所述第一时间；
所述处理模块，具体还用于获取脱开装置执行结合动作所需要的所述第二时间；
所述处理模块，具体还用于确定第二权重系数，所述第二权重系数不小于所述第一时间与第二时间之和。
14.根据权利要求8-13任一项所述的装置，其特征在于，
所述切换模块，具体还用于若所述等效扭矩需求未满足所述切换条件，且等效扭矩需求下的四驱模式效率不高于后电机驱动效率，则切换至两驱模式。
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