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CN118182101A - 用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法 - Google Patents

用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法 Download PDF

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CN118182101A
CN118182101A CN202211603140.9A CN202211603140A CN118182101A CN 118182101 A CN118182101 A CN 118182101A CN 202211603140 A CN202211603140 A CN 202211603140A CN 118182101 A CN118182101 A CN 118182101A
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vehicle
bridge
drive bridge
counter
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CN202211603140.9A
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陈晓兵
林伟青
胡锋
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

本发明提出用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统，包括：第一和第二电驱桥，其上分别设置有第一和第二变速箱和对相应变速箱驱动的第一和第二电机；车辆控制器，其与第一和第二电驱桥通信，被配置为基于请求的扭矩确定驱动车辆的电驱桥的数量；以及第一和第二计数器，分别用于对第一和第二电驱桥的工作时长进行计数和累计；车辆控制器被配置为：当确定以一个电驱桥驱动车辆时，基于第一电驱桥的累计工作时长与第二电驱桥的累计工作时长间的比较，指定累计工作时长较少的电驱桥对车辆进行驱动。本发明还提出相应的扭矩分配方法及机器可读存储介质，介质上存储有被处理器执行时实施所述扭矩分配方法的指令。

Description

用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法。
背景技术
在具有双电驱桥(dual e-axles)的车辆、特别是重型商用车辆中，已知在每个电驱桥上设置相应的电机和变速箱，使得两个电驱桥能够以相对独立的方式对车辆进行驱动。对于常规的具有双电驱桥的车辆而言，驾驶员通过踩下加速踏板或制动踏板所请求的扭矩在双电驱桥上的电机之间平均分配，并且双电驱桥上的变速箱以相同的挡位工作。然而，使用上述方案具有潜在的低效率问题。特别是在驾驶员踩下踏板后由车辆控制器计算出所请求的扭矩较小的情况下，如果使两个电驱桥上的电机和变速箱都处于工作状态，可能导致每个电机和变速箱的效率较低，而增加车辆的耗能。为了增加系统的整体运行效率，当前所采用的一项改进措施是在部分负载的情况下使得仅其中一个电驱桥对车辆进行驱动。在此情况下，对车辆进行驱动的那个电驱桥通过其电机及相应的变速箱传输全部的车辆驱动力，而另一电驱桥则设置为处于将变速箱切换至空挡且电机停转的停用状态。
以上改进措施会产生新的问题，即在一个电驱桥进行驱动而另一电驱桥停用的模式中，工作的电驱桥需要提供全部的驱动力。因此，其电机和变速箱要承受更高的工作热量以及通过机械接合所造成的附加磨损。与此同时，虽然停用的另一个电驱桥具有较小的热负荷和磨损，但是同样面临由于振动所引发的局部额外应力的挑战。换言之，对于具有双电驱桥的车辆而言，需要对每个电驱桥的运行和停用阶段进行合理分配，使得两个电驱桥分享类似的损耗和应力持续时间以及具有相似的工作时长，从而提高整个系统的耐久性。
需要说明的是，“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的现有技术。在“背景技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种改进的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法，使得能够在增加双电驱桥车辆的工作效率、减少耗能的同时合理分配两个电驱桥之间的使用和停用阶段，从而增加电驱桥的使用寿命。
根据本发明的一个方面，提出一种用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统，包括：第一电驱桥，其上设置有第一变速箱和驱动所述第一变速箱的第一电机；第二电驱桥，其上设置有第二变速箱和驱动所述第二变速箱的第二电机；车辆控制器，其与所述第一电驱桥和所述第二电驱桥通信，所述车辆控制器被配置为基于请求的扭矩确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量。
根据本发明的另一个方面，提出一种用于车辆双电驱桥的扭矩分配方法，包括以下步骤：由车辆控制器获得请求的扭矩；以及判断所述请求的扭矩是否应该在双电驱桥中的第一电驱桥和第二电驱桥之间分配，其中：当所述请求的扭矩大于第一电驱桥或第二电驱桥单独运行所能提供的最大扭矩时，确定同时使用第一电驱桥和第二电驱桥对车辆进行驱动；以及当所述请求的扭矩不超过第一电驱桥或第二电驱桥单独运行所能提供的最大扭矩时，将所述第一电驱桥和所述第二电驱桥共同提供所述请求的扭矩时二者的工作效率与所述第一电驱桥和所述第二电驱桥各自提供所述请求的扭矩时相应电驱桥的工作效率进行比较，根据选择更高的电驱桥工作效率的方式确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量。
本发明还提出一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被处理器执行时实施根据本发明的扭矩分配方法。
附图说明
下面将结合附图来更彻底地理解并认识本发明的上述和其它方面，其中：
图1示出根据本发明的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统的示意性框图；
图2示出根据当前车速和请求的扭矩查找电驱桥的工作效率的曲线图；
图3示出根据本发明的用于车辆双电驱桥的扭矩分配方法的流程图；
图4示出图3中利用车辆控制器确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量这一步骤的具体子流程图。
附图标记说明
100 扭矩分配系统
110 第一电驱桥
111 第一变速箱
112 第一变速箱控制器
113 第一换挡执行器
114 第一电机
115 第一电机控制器
116 第一计数器
120 第二电驱桥
121 第二变速箱
122 第二变速箱控制器
123 第二换挡执行器
124 第二电机
125 第二电机控制器
126 第二计数器
130 车辆控制器
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。
图1示出根据本发明的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统100的示意性框图。该扭矩分配系统100例如应用于具有双电驱桥的车辆中，其中所述车辆可为纯电动车、燃料电池车或串联式混动车辆。该扭矩分配系统100包括第一电驱桥110和第二电驱桥120，其可以分别是重型商用车辆的两个后电驱桥。第一电驱桥110上设置有第一变速箱111和驱动第一变速箱111的第一电机114，第二电驱桥120上设置有第二变速箱121和驱动第二变速箱121的第二电机124。
另外，第一变速箱控制器112被附接到第一变速箱111并且用于确定第一变速箱111所使用的挡位，第一换挡执行器113被附接到第一变速箱111并且用于将第一变速箱111的挡位执行为由第一变速箱控制器112所确定的挡位。第一电机控制器115用于将电源的直流电转换为输入第一电机114的三相交流电，并且用于控制第一电机114的转速和扭矩。第一电机控制器115可以是逆变器并且可以例如通过高压电线电连接到第一电机114。对应地，第二变速箱控制器122被附接到第二变速箱121并且用于确定第二变速箱121所使用的挡位，第二换挡执行器123被附接到第二变速箱121并且用于将第二变速箱121的挡位执行为由第二变速箱控制器112所确定的挡位。第二电机控制器125用于将电源的直流电转换为输入第二电机124的三相交流电，并且用于控制第二电机124的转速和扭矩。第二电机控制器125可以是逆变器并且可以例如通过高压电线电连接到第二电机124。
扭矩分配系统100还包括车辆控制器130，其可与以上各变速箱控制器、各换挡执行器以及各电机控制器通信，例如，通过CAN总线通信。车辆控制器130、各变速箱控制器、各换挡执行器以及各电机控制器的构造在本领域中是已知的，因此不在此赘述，并且这些部件可由车辆电源供电，在此未示出。
此外，在本发明的扭矩分配系统100中还分别为第一电驱桥110和第二电驱桥120设置了各自的计数器，即设置在第一变速箱控制器112中的第一计数器116和设置在第二变速箱控制器122中的第二计数器126，用于对相应的电驱桥的工作时长进行计数并累计以大致反映该电驱桥总计的工作时长。
在电驱桥上的电机、电机控制器和变速箱的工作过程中，存在能量的损耗，因此，申请人对其工作效率进行了考虑。本文中，电机、电机控制器和变速箱的工作效率是指其各自的输出功率与输入功率之比。举例来说，电机控制器的工作过程中存在开关和导通等方面的功率损失，其效率被考虑为其输出的三相交流电的电功率与其接收的电池电功率之比。上述工作效率的计算对于本领域技术人员来说是已知的，因此不在此赘述。
在本申请的上下文中，第一电驱桥110的工作效率是考虑到设置在第一电驱桥110上的第一电机114、第一电机控制器115和第一变速箱111的各自输出功率与输入功率之比的综合工作效率。对应地，第二电驱桥120的工作效率是考虑到设置在第二电驱桥120上的第二电机124、第二电机控制器125和第二变速箱121的各自输出功率与输入功率之比的综合工作效率。本文中，综合工作效率可以被计算为电驱桥上的电机、电机控制器和变速箱各自的工作效率的平均值或加权平均值。
在本发明中，第一电机114和第一电机控制器115的工作效率可由嵌入第一电机控制器115的芯片中的软件模块计算并存储在该第一电机控制器115的芯片中，而第一变速箱111的工作效率可由嵌入第一变速箱控制器112的芯片中的软件模块计算并存储在该第一变速箱控制器112的芯片中。对应地，第二电机124和第二电机控制器125的工作效率可由嵌入第二电机控制器125的芯片中的软件模块计算并存储在该第二电机控制器115的芯片中，而第二变速箱121的工作效率可由嵌入第二变速箱控制器122的芯片中的软件模块计算并存储在该第二变速箱控制器122的芯片中。上述各工作效率也可被存储在车辆控制器130中等，本发明不限于此。
如前述背景技术部分的记载，在常规的具有双电驱桥的车辆、特别是具有双后电驱桥的重型商用车辆中，驾驶员通过踩下加速踏板或制动踏板所请求的扭矩通常在两个电驱桥之间平均分配。在所请求的扭矩较小的情况下，电驱桥的工作效率可能较低。
图2示意性示出了根据当前车速和请求的扭矩查找电驱桥的工作效率的曲线图。申请人通过实验获取该曲线图，其中，横轴是电驱桥的转速(单位：rpm)，该转速与当前车速相关；而纵轴是请求的扭矩T(单位：Nm)。该图示出了在不同车速和请求的扭矩的情况下电驱桥的工作效率，即电驱桥上的电机、电机控制器和变速箱的综合工作效率。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板时，车辆控制器依据当前车速和踏板位置计算出请求的扭矩，进而由该图可以得知电驱桥的工作效率。
由该图可以看出，对应于同样的车速、即同样的电驱桥转速(横坐标)，在请求的扭矩(纵坐标)较小的情况下，如果请求的扭矩增加，电驱桥的效率会明显增加。举例来说，由该图可以看出，在电驱桥的转速为8000rpm的情况下，如果两个电驱桥上的电机都以25Nm分配的扭矩工作，则整个系统的工作效率为89.6％。而同样在电驱桥的转速为8000rpm的情况下，如果仅有一个电驱桥上的电机以50Nm分配的扭矩工作，则整个系统的工作效率提升至94.6％。根据以上数据可知，在请求的扭矩较小的情况下，如果按照常规的双电驱桥车辆中那样使扭矩在两个电驱桥上的电机之间平均分配，电驱桥的工作效率可能难以让人满意。而如果仅让其中一个电驱桥上的电机处于工作状态，而另一个电驱桥上的电机停转(对应地，变速箱处于空挡)，即让该电机以相当于扭矩平均分配的情况下两倍的扭矩工作，则电驱桥效率明显提高，例如可提高4-5％。
因此，本发明提出，在具有双电驱桥的车辆中，不是按照常规车辆那样直接将所请求的扭矩在两个电驱桥之间平均分配，而是先计算当请求的扭矩在两个电驱桥之间平均分配时电驱桥的工作效率以及当两个电驱桥其中之一提供请求的扭矩时该电驱桥的工作效率，比较两种效率的大小，并根据选择更高的电驱桥工作效率的方式确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量。换言之，在根据本发明的双电驱桥系统中，在运行时首先会根据请求的扭矩而在两种驱动模式(即单电驱桥驱动模式或双电驱桥驱动模式)之间进行判断以选择工作效率更高的那一种模式对车辆进行驱动。
具体来说，依据图2所示的电驱桥的工作效率的曲线图，可预先建立当前车速和请求的扭矩与对车辆进行驱动的电驱桥的优选数量之间的映射关系，从而依据该映射关系从当前车速和请求的扭矩得出对车辆进行驱动的电驱桥的数量。该映射关系可以实现为查找表或函数等形式。例如，可以将该映射关系制作为查找表并预先存储在所述扭矩分配系统中。
也就是说，预先通过实验得出在对应的车速和请求的扭矩的情况下一个电驱桥工作和两个电驱桥共同工作的情况下电驱桥的工作效率分别为多少，比较两种情况下的工作效率，并将工作效率较高的模式存储在查找表中。因此，当请求的扭矩变化时，仅需依据当前车速和请求的扭矩对查找表进行检索就可以确定接下来是选择单电驱桥驱动模式还是双电驱桥驱动模式。在单电驱桥驱动模式中，仅其中一个电驱桥运行以提供请求的扭矩，而另一个电驱桥的电机停转且对应的变速箱处于空挡；而在双电驱桥驱动模式中，两个电驱桥如现有的驱动方式一样共同运行以提供请求的扭矩。可以理解的是，在双电驱桥驱动模式中，请求的扭矩既可以在两个电驱桥之间平均分配，也可以根据需要以不同的比例在两个电驱桥之间进行分配。
如上所述，通过预先建立的映射关系，可以更快地判断车辆应该采用的电驱桥驱动模式。该映射关系可以被预先存储在车辆控制器130中，或者可以被存储在第一变速箱控制器112、第二变速箱控制器122、第一电机控制器115、第二电极控制器125中的任一个的芯片中。或者，也可以设置单独的查找表存储模块，其可以与车辆控制器130通信，本发明不限于此。
进一步地，在车辆控制器130确定以单电驱桥驱动模式运行的情况下，如果只是任意指定第一电驱桥110和第二电驱桥120中的一个工作或是默认让第一电驱桥110和第二电驱桥120中的一个工作，会造成两个电驱桥相对于彼此的使用和停用阶段分配的不平衡从而影响电驱桥的使用寿命。为此，需要通过从第一计数器116和第二计数器126中调用能够反映各电驱桥工作时长的数据信息并加以比较，从而确保选择更合适的那个电驱桥以单电驱桥驱动模式操作。
以下参照图3及图4所示的用于车辆双电驱桥的扭矩分配方法对本发明的优选实施例进行详细地描述。其中，图3所示的方法流程图包括以下步骤：
S101：开始
在步骤S102，确定是否应该将车辆的驱动模式设置为单电驱桥驱动模式。在该步骤中包括由车辆的车辆控制器获得请求的扭矩；以及判断所述请求的扭矩是否应该在双电驱桥中的第一电驱桥和第二电驱桥之间分配。结合前述对扭矩分配的描述，该步骤可细化为如图4所示的若干子步骤，包括：在S1021，当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板时，接收踏板位置；在S1022，依据当前车速和所述踏板位置计算出请求的扭矩，其可由车辆控制器执行。此处需要特别说明的是，在上述方法子步骤中，针对的目标车辆是人工驾驶的车辆，即所请求的扭矩是通过车辆控制器(ECU)基于车辆的踏板位置和当前车速计算得出。然而本领域技术人员也容易想到，对于自动驾驶车辆(即在驾驶过程中无需驾驶员对车辆踏板进行踩踏操作甚至是没有设置车辆踏板的车辆)而言，所请求的扭矩可以由车辆的整车控制器(VCU)基于车辆的实时状况(例如选择的驾驶路线、实际的车况、路况等因素)计算得出后传递给车辆控制器。在S1023，确定所述请求的扭矩是否大于第一电驱桥或第二电驱桥单独运行所能提供的最大扭矩，若结果为是，则转向步骤S1024直接确定采用双电驱桥驱动模式，且计算出两个电驱桥上的变速箱的目标挡位，以及请求的扭矩在两个电驱桥上的电机之间平均分配；若结果为否，则转向步骤S1025，将由两个电驱桥其中之一提供所请求的扭矩时该电驱桥的工作效率与由两个电驱桥共同提供所请求的扭矩时二者的工作效率进行比较，其中电驱桥的工作效率是考虑电驱桥上的电机、电机控制器和变速箱的各自输出功率与输入功率之比的综合工作效率，综合工作效率被计算为电驱桥上的电机、电机控制器和变速箱各自的工作效率的平均值或加权平均值。若比较结果显示两个电驱桥其中之一工作的情况下电驱桥的工作效率更高，则转向步骤S1026确定采用单电驱桥驱动模式。反之，若比较结果显示两个电驱桥共同工作的情况下电驱桥的工作效率更高，则转向前述步骤S1024，即确定采用双电驱桥驱动模式且计算出两个电驱桥上的变速箱的目标挡位。
上接在步骤S102中所获得的其中一结果，即在子步骤S1026中确定采用单电驱桥驱动模式，接下来在步骤S103中确定第一电驱轴110的累计工作时长是否小于第二电驱轴120的累计工作时长。如上述对双电驱桥系统的介绍，第一计数器116和第二计数器126用于分别对第一电驱桥110和第二电驱桥120的工作时长进行计数并累计。以第一电驱桥110举例，当车辆以该电驱桥在单电驱桥驱动模式下运行时，若车辆正在向前行进或向后倒车(换言之，车速不为零)，则第一计数器116将启动以将第一电驱桥110的工作时长进行累计。相应地，在第一电驱桥110上的第一变速箱111的挡位被切换至空挡、或者车速为零、或者车辆状态被切换至驻车的情况下，第一计数器116将停止对工作时长进行累计。随着车辆最终被熄火，第一计数器116的计数结果将被存储在对应控制器的存储器(例如EPROM)中以供下次累计时进行调用。第二计数器126的操作原理与第一计数器116类似，在此不再赘述。在该步骤S103中，首先从控制器的EPROM中调用上次车辆运行结束后第一计数器116和第二计数器126所保存的各自的计数结果并将二者进行比较，其比较结果能够基本上反映出每个电驱桥的使用损耗程度。例如若比较结果显示第一电驱轴的累计工作时长小于第二电驱轴的累计工作时长，则说明在日常的使用中，第一电驱桥的损耗较小，因此在确定采用单电驱桥驱动模式的情况下，更适于单独使用第一电驱桥来提供所请求的扭矩。为此，所述方法运行至步骤S105，即指定第一电驱桥提供请求的扭矩，并计算出第一电驱桥上的变速箱的目标挡位，此时未被指定的第二电驱桥上的电机停转，并且其上的变速箱被切换至空挡(换言之，此时将未被指定的第二电驱桥设置为停用状态)。反之，若比较结果显示第一电驱轴的累计工作时长大于等于第二电驱轴的累计工作时长，此时则判断适于单独使用第二电驱桥来提供所请求的扭矩。此时所述方法运行至步骤S106，即指定第二电驱桥提供请求的扭矩，并计算出第二电驱桥上的变速箱的目标挡位，此时未被指定的第一电驱桥上的电机停转，并且其上的变速箱处于空挡(换言之，此时将未被指定的第一电驱桥设置为停用状态)。
如图所示，在步骤S103与S105和S106之间，可选地存在对各电驱桥的实际损耗程度进行检查的步骤。例如，当经步骤S103中的比较确定第一电驱轴110的累计工作时长小于第二电驱桥120的累计工作时长时，跳转至步骤S1041对第一电驱桥110的实际损耗程度进行检查以确定第一电驱桥110是否真正适合于以单电驱桥驱动模式对车辆进行驱动。若结果为是，则跳转至之前所述的步骤S105，以指定第一电驱桥提供请求的扭矩，并计算出第一电驱桥上的变速箱的目标挡位，此时未被指定的第二电驱桥上的电机停转，并且其上的变速箱处于空挡。反之，若结果为否，则转向步骤S1042对第二电驱桥120的实际损耗程度进行检查以确定第二电驱桥是否适于以单电驱桥驱动模式对车辆进行驱动同时在步骤S1043中输出第一电驱轴错误的报告；在此基础上，若第二电驱桥通过实际损耗程度检查，则跳转至之前所述的步骤S106，以指定第二电驱桥提供请求的扭矩，并计算出第二电驱桥上的变速箱的目标挡位，此时未被指定的第一电驱桥上的电机停转，并且其上的变速箱处于空挡。若第二电驱桥也未通过实际损耗程度检查，则转向步骤S1043输出第二电驱轴错误的报告。在第一电驱轴和第二电驱轴都未通过实际损耗程度检查并各自输出错误报告的情况下，系统则会提醒驾驶员对车辆电驱桥进行维修或更换以避免使用中的安全隐患。另一方面，当经步骤S103中的比较确定第一电驱轴110的累计工作时长并非小于(即大于或等于)第二电驱桥120的累计工作时长时，所述方法则从步骤S103跳转至步骤S1042对第二电驱桥120的实际损耗程度进行检查，后续步骤与前述类似，在此不再赘述。
在此需要特别说明的是，在本文所描述的优选实施例中，由各计数器计时并累计的工作时长为对应电驱轴的实际工作时长。能够理解的是，在实际工作时长相同的情况下，出于各种因素(例如车速、电驱桥所提供的实际扭矩与其最大可提供扭矩之比、过高或过低的温度、不同的路面状况等等)的影响对电驱桥所造成的实际损耗可能不尽相同。为了能更清楚地反映电驱桥在不同的工作环境下所造成的实际损耗程度，上述工作时长可以被统计为各电驱桥的加权工作时长，其中不同因素的加权系数可通过试验方式获得并存储在计数器的芯片中。
进一步地，在已经具体指定哪一个电驱桥单独提供所请求的扭矩以及计算出该电驱桥的变速箱的目标挡位之后，所述系统可选地执行如下步骤，即判断所指定的电驱桥的变速箱的当前挡位是否与目标挡位相同。如果在步骤S105或S106中计算出所指定的那个电驱桥的变速箱的当前挡位与目标挡位相同，则被指定的那个电驱桥的变速箱以当前挡位工作，被指定的那个电驱桥的电机以请求的扭矩工作，并重新进入步骤S102；如果在步骤S105或S106中计算出所指定的那个电驱桥的变速箱的当前挡位与目标挡位不同，则将指定的那个电驱桥的变速箱换挡为目标挡位，被指定的那个电驱桥的电机以请求的扭矩工作，并重新进入步骤S102。
进一步地，本发明的方法在步骤S105或S106之后可选地包括步骤S107。在该步骤，实时地判断单电驱桥驱动模式下对车辆进行驱动的那个电驱桥的累计工作时长是否超过停用的电驱桥的累计工作时长一最小时长阈值，若结果为是则返回步骤S102重新判断是否应选用单电驱桥驱动模式，若结果为否则保持当前采用的模式(如图中虚线所示)继续对车辆进行驱动。通过设置上述最小时长阈值，能够避免在两个电驱桥的累计工作时长彼此相对接近的情况下在短时间内频繁交替更换，从而更有利于延长系统的使用寿命。
此外，为了避免在单电驱桥驱动模式下由于振动等原因对长期停用的那个电驱桥上的变速箱内的传动结构所造成的负面影响，优选的是在车辆运行期间每隔一段时间(例如10分钟)使停用的那个电驱桥的对应电机旋转5至10度，以减小变速箱内传动结构的损耗，从而有利于延长系统的使用寿命。
其中，上述方法可进一步包括预先建立当前车速和请求的扭矩与对车辆进行驱动的电驱桥的数量之间的映射关系，依据该映射关系从当前车速和请求的扭矩得出对车辆进行驱动的电驱桥的数量。该预先建立的映射关系可以实现为预先存储的查找表。也就是说，预先通过实验得出在对应的车速和请求的扭矩的情况下一个电驱桥工作和两个电驱桥共同工作的情况下电驱桥的工作效率分别为多少，比较两种情况下的工作效率，并将工作效率较高的模式存储在查找表中。因此，每次驾驶员踩下加速踏板或制动踏板时，仅需依据当前车速和踏板位置(对应于请求的扭矩)检索查找表就可以确定应该让两个电驱桥共同工作使得两个电驱桥一起提供请求的扭矩，还是应该让两个电驱桥其中之一工作使其提供请求的扭矩，而让另一个电驱桥上的电机停转并且其上的变速箱处于空挡。
此外，前面针对用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统描述的各个特征同样适用于上述方法，在此不再重复叙述。
本发明还提出一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时可实施上述扭矩分配方法。
以上对于本发明的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法进行了描述，但是，本发明并不限于以上描述的实施例，而是可以存在多种变型。
例如，在以上的描述中，第一电驱桥110和第二电驱桥120上分别包括一个电机、一个电机控制器和一个变速箱。然而，依据车辆的实际负载情况和扭矩需求，每个电驱桥上可以设置两个或更多的电机、电机控制器以及变速箱。
其次，在图1所示的实施例中，显示为第一计数器116设置在第一变速箱控制器112中以及第二计数器126设置在第二变速箱控制器122中。然而，本领域技术人员可以理解的是，所述第一计数器和第二计数器也可以分别设置在第一电机控制器115和第二电机控制器125中，或者一起设置在车辆控制器130中。而且，在本发明中，第一变速箱控制器112与第一电机控制器115可以被实施为同时具备二者功能并在其中设置有所述第一计数器的一个单独的控制器；类似地，第二变速箱控制器122与第二电机控制器125也可以被实施为同时具备二者功能并在其中设置有所述第二计数器的一个单独的控制器。
其次，在以上的描述中，当两个电驱桥共同工作时，请求的扭矩在第一电驱桥110与第二电驱桥120之间平均分配。然而，请求的扭矩也可以以不同的比例在第一电驱桥110与第二电驱桥120之间分配。本发明中使请求的扭矩在第一电驱桥110与第二电驱桥120之间平均分配的优点在于，一方面可以便于比较两个电驱桥共同工作和仅一个电驱桥工作的情况下电驱桥的工作效率，因此便于建立映射关系，以及便于运行操作。另一方面，申请人通过实验发现，在请求的扭矩较小的情况下，让一个电驱桥提供请求的扭矩与两个电驱桥共同提供请求的扭矩相比，可以较大程度地提高电驱桥的工作效率，然而，让两个电驱桥以相同比例提供请求的扭矩与以不同比例提供请求的扭矩的情况相比，电驱桥的工作效率之间的差异并不明显。因此，出于简便性的考虑，优选地是当两个电驱桥共同工作时，请求的扭矩在两个电驱桥之间平均分配。
再次，本发明中的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法主要适用于具有双后电驱桥的商用车辆，其考虑的是商用车辆在工作中具有较大的负载变化范围，并且具有较大的请求的扭矩的变化范围。因此，在某些情况下，仅让一个电驱桥工作，可以获得与总是需要两个电驱桥共同工作的现有车辆相比显著提升的电驱桥工作效率。然而，本发明的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法也可适用于其他类型的车辆，例如具有前电驱桥和后电驱桥的轿车，甚至应用于具有双电驱桥的其它类型的交通工具。
应该理解，如本文所用的术语“控制器”指的是被配置为执行本公开的技术的至少一部分的任何合适的控制装置或多个控制装置的集合。非限制性示例包括专用集成电路(ASIC)、一个或更多个处理器和在其上存储有指令的非暂时性存储器，当由一个或更多个处理器执行时，导致控制器执行对应于本公开的技术的至少一部分的一组操作。一个或更多个处理器可以是单个处理器或在并行或分布式架构中运行的两个或更多个处理器。
以上借助于附图详细描述了根据本发明的用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法的可行但非限制性的实施方式。对本领域普通技术人员来说，在不偏离如下权利要求书阐述的本公开的范围和实质的情况下，对技术和结构的修改和补充以及对各实施例中的特征的重新组合都应视为包括在本发明的范围内。因此，在本发明的教导下所能够设想到的这些修改和补充都应被视为本公开的一部分。本公开的范围通过以下所附的权利要求限定，并且包括在本公开的申请日时已知的等效技术和尚未预见的等效技术。

Claims (15)

1.一种用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统(100)，包括：
第一电驱桥(110)，其上设置有第一变速箱(111)和驱动所述第一变速箱(111)的第一电机(114)；
第二电驱桥(120)，其上设置有第二变速箱(121)和驱动所述第二变速箱(121)的第二电机(124)；
车辆控制器(130)，其与所述第一电驱桥(110)和所述第二电驱桥(120)通信，所述车辆控制器(130)被配置为基于请求的扭矩确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量。
2.根据权利要求1所述的扭矩分配系统(100)，其中所述请求的扭矩是由所述车辆控制器(130)基于车辆的踏板位置和当前车速计算得出；或者是由车辆的整车控制器基于车辆的实时状况计算得出后传递给所述车辆控制器(130)，
其中当所述车辆控制器(130)确定所述第一电驱桥(110)和所述第二电驱桥(120)共同对车辆进行驱动时，所述请求的扭矩在所述第一电驱桥(110)与所述第二电驱桥(120)之间平均分配。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩分配系统(100)，其中所述车辆控制器(130)被配置为：当所述请求的扭矩大于第一电驱桥(110)或第二电驱桥(120)单独运行所能提供的最大扭矩时，确定同时使用第一电驱桥(110)和第二电驱桥(120)对车辆进行驱动；以及当所述请求的扭矩不超过第一电驱桥(110)或第二电驱桥(120)单独运行所能提供的最大扭矩时，将所述第一电驱桥(110)和所述第二电驱桥(120)共同提供所述请求的扭矩时二者的工作效率与所述第一电驱桥(110)和所述第二电驱桥(120)各自提供所述请求的扭矩时相应电驱桥的工作效率进行比较，根据选择更高的电驱桥工作效率的方式确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量。
4.根据权利要求3所述的扭矩分配系统(100)，其中所述第一电驱桥(110)上设置有用于确定所述第一变速箱(111)的第一目标挡位的第一变速箱控制器(112)和用于将所述第一变速箱(111)的挡位执行为所述第一目标挡位的第一换挡执行器(113)，以及控制所述第一电机(114)的转速和扭矩的第一电机控制器(115)，并且
所述第二电驱桥(120)上设置有用于确定所述第二变速箱(121)的第二目标挡位的第二变速箱控制器(122)和用于将所述第二变速箱(121)的挡位执行为所述第二目标挡位的第二换挡执行器(123)，以及控制所述第二电机(124)的转速和扭矩的第二电机控制器(125)，
其中所述第一电驱桥(110)和/或所述第二电驱桥(120)的工作效率是考虑到设置在所述第一电驱桥(110)和/或所述第二电驱桥(120)上的相应的电机、电机控制器和变速箱控制器的各自输出功率与输入功率之比的综合工作效率。
5.根据权利要求1或2所述的扭矩分配系统(100)，其中所述扭矩分配系统被配置为预先建立当前车速和所述请求的扭矩与对车辆进行驱动的电驱桥的数量之间的映射关系，从而依据所述映射关系从所述当前车速和所述请求的扭矩得出对车辆进行驱动的电驱桥的数量。
6.根据权利要求4所述的扭矩分配系统(100)，还包括第一计数器(116)和第二计数器(126)，分别用于对第一电驱桥(110)和第二电驱桥(120)的工作时长进行计数和累计；
其中所述车辆控制器(130)被进一步配置为：当确定以单独一个电驱桥对车辆进行驱动时，基于第一电驱桥(110)的来自于第一计数器(116)的累计工作时长与第二电驱桥(120)的来自于第二计数器(126)的累计工作时长之间的比较，指定累计工作时长较少的电驱桥对车辆进行驱动。
7.根据权利要求6所述的扭矩分配系统(100)，其中所述第一计数器(116)和所述第二计数器(126)以如下任一种方式设置：
所述第一计数器(116)设置在所述第一变速箱控制器(112)中，以及所述第二计数器(126)设置在所述第二变速箱控制器(122)中；
所述第一计数器(116)设置在所述第一电机控制器(115)中，以及所述第二计数器(126)设置在所述第二电机控制器(125)中；或者
所述第一计数器(116)和所述第二计数器(126)都设置在所述车辆控制器(130)中。
8.根据权利要求6所述的扭矩分配系统(100)，其中所述第一计数器(116)和所述第二计数器(126)各自被配置为：
当车辆被由第一计数器或第二计数器所对应的那个电驱桥进行驱动时，在车速不为零的情况下，相应的计数器启动计数以对该电驱桥的工作时长进行累计，其中所述第一电驱桥(110)和所述第二电驱桥(120)各自的累计工作时长为实际工作时长或加权工作时长；
当第一计数器或第二计数器所对应的那个电驱桥上的变速箱的挡位被切换至空挡、或者车速为零、或者车辆状态被切换至驻车的情况下，相应的计数器停止对该电驱桥的工作时长进行累计；以及
当车辆熄火时，相应的计数器的计数结果被存储在车辆控制器的存储器中。
9.一种用于车辆双电驱桥的扭矩分配方法，包括以下步骤：
由车辆的车辆控制器获得请求的扭矩；以及
判断所述请求的扭矩是否应该在双电驱桥中的第一电驱桥和第二电驱桥之间分配，其中：当所述请求的扭矩大于第一电驱桥或第二电驱桥单独运行所能提供的最大扭矩时，确定同时使用第一电驱桥和第二电驱桥对车辆进行驱动；以及当所述请求的扭矩不超过第一电驱桥或第二电驱桥单独运行所能提供的最大扭矩时，将所述第一电驱桥和所述第二电驱桥共同提供所述请求的扭矩时二者的工作效率与所述第一电驱桥和所述第二电驱桥各自提供所述请求的扭矩时相应电驱桥的工作效率进行比较，根据选择更高的电驱桥工作效率的方式确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量。
10.根据权利要求9所述的扭矩分配方法，其中所述请求的扭矩是由所述车辆控制器基于车辆的踏板位置和当前车速计算得出；或者是由车辆的整车控制器基于车辆的实时状况计算得出后传递给所述车辆控制器，
其中当所述车辆控制器确定所述第一电驱桥和所述第二电驱桥共同对车辆进行驱动时，所述请求的扭矩在所述第一电驱桥与所述第二电驱桥之间平均分配。
11.根据权利要求9或10所述的扭矩分配方法，其中当确定以单独一个电驱桥对车辆进行驱动时，首先从根据权利要求6所述的扭矩分配系统中的第一计数器调用所述第一电驱桥的累计工作时长，以及从所述扭矩分配系统中的第二计数器调用所述第二电驱桥的累计工作时长，并且基于所述第一电驱桥的累计工作时长与所述第二电驱桥的累计工作时长之间的比较，指定累计工作时长较少的电驱桥对车辆进行驱动。
12.根据权利要求11所述的扭矩分配方法，其中还包括如下步骤：在利用累计工作时长较少的电驱桥对车辆进行驱动之前，对该电驱桥的实际损耗程度进行检查以确定其是否适合于单独对车辆进行驱动；
其中在累计工作时长较少的电驱桥未通过所述检查的情况下，输出错误报告的同时对另一个电驱桥的实际损耗程度进行检查以确定其是否适合于单独对车辆进行驱动；以及
其中在累计工作时长较少的电驱桥通过所述检查的情况下，依据当前车速和踏板位置计算出该电驱桥上的变速箱的目标挡位，当所述变速箱的当前挡位不同于所述目标挡位时，将所述变速箱换挡为所述目标挡位；以及将另一个电驱桥设置为停用状态，并且
其中在车辆运行过程中，每隔一段时间，使得被设置为停用状态的那一个电驱桥中的对应电机旋转5至10度。
13.根据权利要求12所述的扭矩分配方法，还包括如下步骤：在车辆运行过程中，实时判断对车辆进行驱动的电驱桥的累计工作时长是否超过停用的电驱桥的累计工作时长一最小时长阈值，若达到所述最小时长阈值则返回至确定对车辆进行驱动的电驱桥的数量的步骤；否则便保持当前的驱动方式继续对车辆进行驱动。
14.根据权利要求11所述的扭矩分配方法，其中所述第一计数器和所述第二计数器各自被配置为：
当车辆被由第一计数器或第二计数器所对应的那个电驱桥进行驱动时，在车速不为零的情况下，相应的计数器启动计数以对该电驱桥的工作时长进行累计，其中所述第一电驱桥和所述第二电驱桥各自的累计工作时长为实际工作时长或加权工作时长；
当第一计数器或第二计数器所对应的那个电驱桥上的变速箱的挡位被切换至空挡、或者车速为零、或者车辆状态被切换至驻车的情况下，相应的计数器停止对该电驱桥的工作时长进行累计；以及
当车辆熄火时，相应的计数器的计数结果被存储在车辆控制器的存储器中。
15.一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被处理器执行时实施根据权利要求9至14中任一所述的扭矩分配方法。
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