CN115593415A - 一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆。本发明的一种车辆打滑保护方法，包括以下步骤：对差速器的PV值进行检核，基于PV值进行换算测试，得到基于TN值的差速器能力限值曲线；获取减速器左右轮实时转速差和实时输出扭矩；以实时转速差和实时输出扭矩根据差速器能力限值曲线对差数器使用工况进行判断，判断是否需要控制输出扭矩上限，进入保护模式；当需要进行控制输出扭矩上限，进入保护模式时，根据车辆状态判定是否进行人机提示。本发明的一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆，能够保护车辆硬件使用安全，避免出现因用户不清楚车辆极限能力，滥用所引发事故的问题，确保车辆和用户安全。

Description

一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆
技术领域
本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆。
背景技术
随着新能源汽车市场持续爆发，人们对于新能源汽车的要求越来越高，新能源汽车也越来越往高性能上发展。而大量动力电池装配，也导致车身自重越来越高，因此在遇到打滑路面时，低附侧路面更易引发轮胎飞车，车速降低，驾驶员倾向加大油门操作，虽现有新能源汽车上大多配置有牵引力控制***(TCS)等车辆稳定控制程序，但现有新能源汽车因***架构，造成车辆开始打滑到TCS实际控制轮端飞车时间往往都大于100ms,无法第一时间控制转速差和输出扭矩。而目前常用乘用车差速器中由行星齿轮和行星轴负责差速器过程扭矩和差速，且行星齿轮和行星轴之间为滑动润滑，在高速差，大扭矩下，润滑油膜极易被破坏。因此，在打滑情况下，驾驶员加大油门操作，待转速差加大并且输出扭矩未控制，持续打滑多次后极易引发减速器中差速器行星轴损坏，情况严重将引发差速器烧蚀、差速锁死、减速器壳体破裂，进而引发交通事故。
且虽然目前大部分新能源汽车均会配置TCS，但是TCS有标准验收工况，通过即可，因此用户在实际使用时并不清楚硬件极限状态，长期在极限条件下使用引发车辆损坏，对汽车制造商和用户都造成不同程度财产损失。
发明内容
本发明的目的是：旨在提供一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆，能够保护车辆硬件使用安全，避免出现因用户不清楚车辆极限能力，滥用所引发事故的问题，确保车辆和用户安全。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种车辆打滑保护方法，包括以下步骤：
S1：对差速器的PV值进行检核，基于PV值进行换算测试，得到基于TN值的差速器能力限值曲线，其中，P为压力，V为角速度，T为输出端总扭矩，N为左右输出轴转速差；
S2：获取减速器左右轮实时转速差和实时输出扭矩；
S3：以实时转速差和实时输出扭矩根据差速器能力限值曲线对差数器使用工况进行判断，判断是否需要控制输出扭矩上限，进入保护模式；
S4：当需要进行控制输出扭矩上限，进入保护模式时，根据车辆状态判定是否进行人机提示。
进一步限定，还包括步骤：
S5：当检测得到差速器左右输出轴同步时间＞限制时间即可退出保护模式。
进一步限定，所述S2步骤中实时输出扭矩＝通过电机输出扭矩*减速器速比。
进一步限定，所述S3步骤具体为：根据获取的实时转速差和实时输出扭矩进行取点，并将其和差速器能力限值曲线进行对比，当连续两个取点均在差速器能力限值曲线的右侧，则判定存在超载负荷使用工况，同时立即以后一个时序取点的实时转速差在差速器能力限值曲线进行取值，确定此转速差下最大承受输出扭矩，并在下一个通讯周期以此作为输出扭矩上限进行控制，进入保护模式。
进一步限定，所述S4步骤具体为：
S41：当车辆进入保护模式后，如果车辆未失稳则正常行驶，如果车辆继续失稳则进一步判断车辆是否触发TCS；
S42：若触发TCS，则判断十个信号周期车速情况，如果车速≤0km/h，则进行人机提示，提示用户车辆故障状态，如果车速＞0km/h，则车辆可在当前状态继续使用。
此外，本发明还公开了用于实现上述车辆打滑保护方法的车辆打滑保护装置，包括电驱动装置，所述电驱动装置的左、右输出轴上分别安装有转速传感器，用于采集并计算得到车辆左右轮实时转速差和实时输出扭矩；
车辆稳定控制器，用于对车辆行驶稳定性进行监控和控制；
整车控制器，用于对车辆各控制器状态进行控制；
所述电驱动装置与车辆稳定控制器、整车控制器均信号连接，所述车辆稳定控制器和整车控制器信号连接，所述整车控制器还信号连接中控车机仪表台。
进一步限定，所述电驱动装置包括减速器，以及分别安装于减速器两侧的驱动电机和电机控制器，两个所述转速传感器分别安装于减速器的差速器输出端的两侧，两个所述转速传感器与电机控制器信号连接，所述电机控制器与车辆稳定控制器、整车控制器信号连接。
本发明还公开了一种车辆，包括上述的车辆打滑保护装置。
进一步限定，所述车辆为前驱车辆、后驱车辆、四驱车辆中的任意一种。
进一步限定，所述车辆为纯电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆中的任意一种。
采用上述技术方案的发明，具有如下优点：
本发明的一种车辆打滑保护方法，首次从最基础滑动润滑条件入手，基于实时转速差值进行判断是否对驱动电机输出扭矩进行限制，并且在电机控制器进入输出扭矩限制及启动保护模式期间，对传动机械硬件运行工况进行判断，能够有效降低车辆因极限使用下的异常损坏，从而保证车辆的使用寿命。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明的一种车辆打滑保护装置的结构原理示意图；
图2为本发明一种车辆打滑保护装置中差速器的结构示意图；
图3为本发明一种车辆打滑保护装置中差速器能力限值曲线的示意图；
图4为本发明一种车辆打滑保护方法的流程图；
图5为本发明一种车辆打滑保护方法车辆行驶过程中作用原理流程图；
主要元件符号说明如下：1-右输出轴转速传感器、2-左输出轴转速传感器、3-驱动电机、4-减速器、5-电机控制器、6-车辆稳定控制器、7-整车控制器、8-中控/仪表台。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。
实施例
如图1～图2所示，本发明的一种车辆打滑保护装置，包括电驱动装置，电驱动装置的左、右输出轴上分别安装有转速传感器，分别记为右输出轴转速传感器1、左输出轴转速传感器2，用于采集并计算得到车辆左右轮实时转速差和实时输出扭矩。具体的，本实施例的电驱动装置包括减速器4，以及分别安装于减速器4两侧的驱动电机3和电机控制器5，右输出轴转速传感器1、左输出轴转速传感器2分别安装于减速器4的差速器输出端的右、左两侧，右输出轴转速传感器1、左输出轴转速传感器2均与电机控制器5信号连接，以此将左右输出轴的转速实时同步到电机控制器5，然后通过电机控制器5进行实时左右输出轴实时转速差计算，并基于驱动电机3实时输出扭矩对实时轮端输出扭矩进行计算，实时输出扭矩＝通过电机输出扭矩*减速器速比，电驱动装置不限于三合一或多合一形式，只要能够实现相应的功能即可；还包括车辆稳定控制器6，用于对车辆行驶稳定性进行监控和控制，具备实时采集轮端各车辆实时车速，并实时计算车轮滑移率，通过控制不同车辆上的轮端扭矩/牵引力来保证车辆安全，具备多种底盘控制功能；整车控制器7，用于对车辆各控制器状态进行控制，以满足用户驾驶需求，并作为仲裁中枢确保车辆和用户安全；电驱动装置与车辆稳定控制器6、整车控制器7均信号连接，具体的，电机控制器5与车辆稳定控制器6、整车控制器7信号连接，车辆稳定控制器6和整车控制器7信号连接，整车控制器7还信号连接中控车机仪表台8，中控车机仪表台8作为直接和用户交互的媒介，用户可通过展示信息清楚车辆是够运行正常。
本发明的电机控制器5工作指令由整车控制器7基于用户需求通过信号传递，电机控制器5负责执行，同理，车辆稳定控制器6、中控仪表控制器也需要实时基于整车控制进行信号交互。特别地，本发明提供的车辆***还可以实现车辆稳定控制器6直接和电机控制器5进行信号交互，紧急情况下，可直接由车辆稳定控制器6对电机控制器5进行需求控制；本发明中车辆稳定控制器6除了和电机控制器5可单独信息交户，还可以通过整车控制器7进行和电机控制器5进行交互，为保证和用户的实时交互，本发明中的整车控制器7还能与中控车技和仪表进行实时交互。
如图3～图5所示，本发明的另一个实施例公开了利用上述车辆打滑保护装置进行车辆打滑保护的方法，具体包括为：
S1：差速器在进行集成前，对差速器的PV值进行检核，基于PV值进行换算测试，得到基于TN值的差速器能力限值曲线，其中，P为压力，V为角速度，T为输出端总扭矩，N为左右输出轴转速差。
S2：获取减速器4左右轮实时转速差和实时输出扭矩；
具体的，位于减速器4差速器两侧的右输出轴转速传感器1、左输出轴转速传感器2实时监控转速差，并实时同步至电机控制器5，电机控制器5根据实时输出扭矩＝通过电机输出扭矩*减速器速比进行实时计算，从而得到减速器4左右轮的实时转速差和实时输出扭矩。
S3：以实时转速差和实时输出扭矩根据差速器能力限值曲线对差数器使用工况进行判断，判断是否需要控制输出扭矩上限，进入保护模式；
具体为，根据获取的实时转速差和实时输出扭矩进行取点，并将其和差速器能力限值曲线进行对比，当取点在差速器能力限值曲线左侧区域时，则认为是符合差速器使用能力的点，当取点在差速器能力限值曲线右侧区域时，则认为是超过差速器使用能力的点，基于连续判断的结果，判断是否超过差速器能力限值，即当连续两个取点均在差速器能力限值曲线的右侧，则判定存在超载负荷使用工况，同时立即以后一个时序取点的实时转速差在差速器能力限值曲线进行取值，并将基于取点结果，得到实时输出扭矩限值，确定此转速差下最大承受输出扭矩，电机控制器5立即在下一个通讯周期以此作为输出扭矩上限进行控制，同时向车身稳定控制器发送进行保护状态标志位，进入保护模式，在执行期间任何由整车控制器7基于用户油门踏板开度对应换算来的扭矩将会限制在此限值内。
S4：当需要进行控制输出扭矩上限，进入保护模式时，根据车辆状态判定是否进行人机提示，具体包括：
S41：当车身稳定控制器收到电机控制器5所发送保护标志位，车辆进入保护模式后，立即对实时车速进行监控，如果车辆未失稳则正常行驶，如果车辆继续失稳则进一步判断车辆是否触发TCS。
S42：若触发TCS，则判断十个信号周期车速情况，如果车速≤0km/h，即表明，车辆目前无法前进或者正在倒退，证明此时车辆在保护模式下无法执行行驶功能，特别针对打滑坡道，因车辆最大输出扭矩被限制后，如果无法获得足够牵引力，车辆将无法继续爬坡，甚至后溜，而在车辆出现无法行驶或者溜坡式，用户会尝试加大油门尝试脱困，但此举将加大车辆侧滑和溜坡故障，继续按此条件使用，将会带来安全隐患，需立即终止此使用场景，保护用户和车辆，因此此时则进行人机提示，车辆稳定控制器6发出报警标志位，整车控制器7接收到后，立即发出点亮故障灯标识位提示用户车辆故障状态，并利用文字/语音提示用户车辆能力限制，提示用户车辆故障状态，用户在接受此信息后将会有意识放小油门或者退下坡道，保护了自己和车辆，如果车速＞0km/h，则车辆在此模式下，能够执行行驶功能，无需干预，车辆可在当前状态继续使用。
S5：当检测得到差速器左右输出轴同步时间＞限制时间即可退出保护模式。
在本发明的另一个实施例中，还提供了一种车辆，包括上述车辆打滑保护装置。其中车辆可以是前驱车辆、后驱车辆、四驱车辆中的任意一种，或者为纯电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆中的任意一种。
以上对本发明提供的一种车辆打滑保护方法及其装置、车辆进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆打滑保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：对差速器的PV值进行检核，基于PV值进行换算测试，得到基于TN值的差速器能力限值曲线，其中，P为压力，V为角速度，T为输出端总扭矩，N为左右输出轴转速差；
S2：获取减速器左右轮实时转速差和实时输出扭矩；
S3：以实时转速差和实时输出扭矩根据差速器能力限值曲线对差数器使用工况进行判断，判断是否需要控制输出扭矩上限，进入保护模式；
S4：当需要进行控制输出扭矩上限，进入保护模式时，根据车辆状态判定是否进行人机提示。
2.根据权利要求1所述的一种车辆打滑保护方法，其特征在于：还包括步骤：
S5：当检测得到差速器左右输出轴同步时间＞限制时间即可退出保护模式。
3.根据权利要求1所述的一种车辆打滑保护方法，其特征在于：所述S2步骤中实时输出扭矩＝通过电机输出扭矩*减速器速比。
4.根据权利要求1所述的一种车辆打滑保护方法，其特征在于：所述S3步骤具体为：根据获取的实时转速差和实时输出扭矩进行取点，并将其和差速器能力限值曲线进行对比，当连续两个取点均在差速器能力限值曲线的右侧，则判定存在超载负荷使用工况，同时立即以后一个时序取点的实时转速差在差速器能力限值曲线进行取值，确定此转速差下最大承受输出扭矩，并在下一个通讯周期以此作为输出扭矩上限进行控制，进入保护模式。
5.根据权利要求1所述的一种车辆打滑保护方法，其特征在于：所述S4步骤具体为：
S41：当车辆进入保护模式后，如果车辆未失稳则正常行驶，如果车辆继续失稳则进一步判断车辆是否触发TCS；
S42：若触发TCS，则判断十个信号周期车速情况，如果车速≤0km/h，则进行人机提示，提示用户车辆故障状态，如果车速＞0km/h，则车辆可在当前状态继续使用。
6.一种车辆打滑保护装置，其特征在于，包括电驱动装置，所述电驱动装置的左、右输出轴上分别安装有转速传感器，用于采集并计算得到车辆左右轮实时转速差和实时输出扭矩；
车辆稳定控制器，用于对车辆行驶稳定性进行监控和控制；
整车控制器，用于对车辆各控制器状态进行控制；
所述电驱动装置与车辆稳定控制器、整车控制器均信号连接，所述车辆稳定控制器和整车控制器信号连接，所述整车控制器还信号连接中控车机仪表台。
7.根据权利要求6所述的一种车辆打滑保护装置，其特征在于：所述电驱动装置包括减速器，以及分别安装于减速器两侧的驱动电机和电机控制器，两个所述转速传感器分别安装于减速器的差速器输出端的两侧，两个所述转速传感器与电机控制器信号连接，所述电机控制器与车辆稳定控制器、整车控制器信号连接。
8.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求7或8所述的车辆打滑保护装置。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于：所述车辆为前驱车辆、后驱车辆、四驱车辆中的任意一种。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于：所述车辆为纯电动车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆中的任意一种。
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