技术领域
[0001] 本
发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种双电机电动汽车的转速协调控制方法。
背景技术
[0002] 降低汽车底盘高度可降低汽车的
重心，让
车身更加稳定，抓地
力更强，同时转向时不易侧倾，因此操纵
稳定性更强，转向时安全性更高。
[0003] 多轴驱动可充分利用地面的附着条件，提高车辆的动力性。此外，对与电动汽车，分用两个电机相比于用单个电机，可通过制定控制策略显著提高经济性。
[0004] 传统的电动汽车采用单电机驱动，由于电机的体积限制，汽车底盘的高度不能进一步降低，且动力作用于单轴，不能充分利用附着条件。
[0005] 当分用多个小电机于不同轴时，电
机体积减小，底盘降低，且可利用多个
驱动轴的
附着力。但电机的主要控制策略为转矩开环控制，即根据
油门踏板等
信号综合得出前、后电机目标转矩值，再通过MTPA计算直轴和交轴
电流，然后分别对直轴和交轴电流进行闭环控制。这种控制方法比较简单且符合驾驶员的操作逻辑，理想情况下，各电机的实际输出转矩不协调会自动平衡，输出转矩过剩的电机会拉或推动转矩不足的电机，从而转速达到一致。但是实际运行发现，尤其是低转速高转矩的工况，转矩过剩的桥会使转矩不足的桥产生滑移，造成磨胎和动力损失。
发明内容
[0007] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种双电机电动汽车的转速协调控制方法，可根据电动汽车的运行状况来主动调节前轴电机的目标转矩，使前后
车轮转速差减小，以避免磨胎和动力损失。
[0008] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
[0009] 一种双电机电动汽车的转速协调控制方法，包括如下步骤：
[0010] 监测电动汽车的行驶速度并判断所述电动汽车的行驶速度是否超过第一预设值；
[0011] 当所述电动汽车的行驶速度超过第一预设值时，由整车
控制器生成两个目标转矩信号并分别输送至前轴电机控制器和后轴电机控制器中，使前轴电机和后轴电机均进入转矩开环控
制模式；
[0012] 当所述电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值且前轴和后轴的转速差的绝对值没有超过第二预设值时，由整车控制器生成两个目标转矩信号并分别输送至前轴电机控制器和后轴电机控制器中，使前轴电机和后轴电机均进入转矩开环控制模式；
[0013] 当所述电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值且前轴和后轴的转速差的绝对值超过第二预设值时，由整车控制器生成一个目标转矩信号并输送至后轴电机控制器中，以使后轴电机进入转矩开环控制模式，所述前轴电机控制器以后轴电机的转速作为
输入信号，以使所述前轴电机进入差速控制模式。
[0014] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，所述前轴的转速等于前轴电机的转速除以主减速比，所述后轴的转速等于后轴电机的转速除以主减速比，所述前轴电机的转速通过设置在前轴电机上的
位置传感器以及
转速传感器获得，所述后轴电机的转速通过设置在后轴电机上的
位置传感器以及转速传感器获得。
[0015] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，所述转矩开环控制模式具体为：
[0016] 采用MTPA
算法，通过输入的转矩信号计算出直轴电流和交轴电流，再分别对直轴电流和交轴电流进行闭环控制。
[0017] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，所述前轴电机的差速控制模式具体为：
[0018] 将前轴电机的转速信号和后轴电机的转速信号输入至整车控制器的转速差调节模
块中，并通过整车控制器的转速差调节模块控制得到一目标转矩值后，再采用MTPA算法，通过转速差调节器输出的目标转矩值计算出前轴电机直轴电流和前轴交轴电流，再分别对前轴电机直轴电流和前轴电机交轴电流进行闭环控制。
[0019] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，当所述电动汽车的行驶速度超过第一预设值后，所述前轴电机由差速控制模式转换为转矩开环控制模式。
[0020] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，当所述前轴电机处于差速控制模式时，所述电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值且前轴和后轴的转速差的绝对值没有超过第二预设值时，所述前轴电机保持差速控制模式。
[0021] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，当前轴电机和后轴电机均处于转矩开环控制模式时，由整车控制器计算出整车总需求转矩后对前轴电机和后轴电机的输出转矩进行分配并得到两个目标转矩。
[0022] 优选的，所述的双电机电动汽车的转速协调控制方法中，所述前轴电机和后轴电机均为内置式永磁同步电机，所述前轴电机和后轴电机相互独立驱动且位于不同车桥。
[0023] 相较于现有技术，本发明提供的双电机电动汽车的转速协调控制方法，提供两种模式切换运行，在保障驾驶员操作目的实现的同时，还能根据电动汽车的实际运行状态来主动调节前轴电机的目标转矩，使前后车轮转速差减小，进而环节各轴驱动力不协调导致的磨胎和动力损失情况。
附图说明
[0024] 图1为本发明提供的双电机电动汽车的转速协调控制方法的一较佳
实施例的
流程图；
[0025] 图2为前轴电机工作在转矩开环控制模式的一较佳实施例的示意图；
[0026] 图3为后轴电机工作在转矩开环控制模式的一较佳实施例的示意图；
[0027] 图4为差速控制模式的一较佳实施例的示意图。
具体实施方式
[0028] 本发明提供一种双电机电动汽车的转速协调控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029] 请参阅图1，本实施例提供的双电机电动汽车的转速协调控制方法，包括如下步骤：
[0030] S100、监测电动汽车的行驶速度并判断所述电动汽车的行驶速度是否超过第一预设值。
[0031] 本实施例中，所述电动汽车的两个车桥分别装有一
驱动电机(本实施例中称为前轴电机和后轴电机，为方便描述，以下均以前轴电机和后轴电机来进行说明)，各电机独立驱动，之间无机械传动装置，优选的，所述前轴电机和后轴电机均为内置式永磁同步电机，所述前轴电机和后轴电机相互独立驱动且位于不同车桥；前轴电机和后轴电机各有一个电机控制器，用来对电机进行控制，并同时配有一个整车控制器(VCU)向各电机控制器发送目标转矩信号；所述电动汽车的行驶速度可由设置在电动汽车内的速度传感器直接获取，所述第一预设值为电动汽车的一个速度
阈值，具体数值可根据电动汽车的实际情况而设定，本发明对此不作限定；所述电动汽车通过判断其速度是否超过第一预设值进一步来控制前轴电机和后轴电机处于不同的控制方式下，进而使前后车轮转速差减小。
[0032] S200、当所述电动汽车的行驶速度超过第一预设值时，由整车控制器生成两个目标转矩信号并分别输送至前轴电机控制器和后轴电机控制器中，使前轴电机和后轴电机均进入转矩开环控制模式。
[0033] 本实施例中，以汽车起步的典型工况为例，刚起步时车速和转速差在阈值以下，整车工作于转矩开环控制模式前轴电机和后轴电机均进入转矩开环控制模式时，整车控制器计算出整车总需求转矩后对前轴电机和后轴电机的输出转矩进行分配并得到两个目标转矩，具体的，所述整车控制器根据
电子油门踏板、电机外特性、电机MAP等信号及参数，计算出整车总需求转矩，然后对前轴电机盒后轴电机的输出转矩进行分配，得到两个目标转矩值T1和T2，然后分别输送至前轴电机控制器和后轴电机控制器中，使前轴电机和后轴电机均进入转矩开环控制模式。
[0034] 请参阅图2和图3，在转矩开环控制模式下，前轴电机控制器和后轴电机控制器采用MTPA算法，通过输入的转矩信号计算出直轴电流和交轴电流，再分别对直轴电流和交轴电流进行闭环控制，具体的，前、后电机控制器采用MTPA算法计算目标直轴电流和目标交轴电流，其中，目标直轴电流的具体的计算公式如下：
[0035]
[0036] 其中，id*为目标直轴电流(本实施例中，在前轴电机计算公式中，采用id1*表示前轴电机目标直轴电流，在后轴电机计算公式中，用id2*表示后轴电机目标直轴电流)，ψf表示电机
转子磁链幅值，Ld和Lq分别表示直轴和交轴电感，iq表示交轴电流。
[0037] 进一步来说，目标交轴电流的具体的计算公式如下：
[0038]
[0039] 其中，iq*为目标交轴电流(本实施例中，在前轴电机计算公式中，采用iq1*表示前轴电机目标交轴电流，在后轴电机计算公式中，用iq2*表示后轴电机目标交轴电流)，ψf表示电机转子磁链幅值，Ld和Lq分别表示直轴和交轴电感，iq表示交轴电流。
[0040] 在得到了目标直轴电流和目标交轴电流后，通过电流环得到前轴电机的直轴
电压Vd1和交轴电压Vq1，以及后轴电机的直轴电压Vd2和交轴电压Vq2，然后电压信号经过SVPWM算法处理后，通过
开关信号Sa1Sb1Sc1、Sa1Sb1Sc1控制各逆变器，前、后逆变器分别输出三项电压控制前轴电机和后轴电机，此时汽车可以稳定起步。
[0041] S300、当所述电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值且前轴和后轴的转速差的绝对值没有超过第二预设值时，由整车控制器生成两个目标转矩信号并分别输送至前轴电机控制器和后轴电机控制器中，使前轴电机和后轴电机均进入转矩开环控制模式。
[0042] 本实施例中，当整车控制器给某一轴分配的转矩过大或者前后
载荷差值大时，会产生转速差，其中，所述前轴的转速等于前轴电机的转速除以主减速比，所述后轴的转速等于后轴电机的转速除以主减速比，所述前轴电机的转速通过设置在前轴电机上的位置传感器以及转速传感器获得，所述后轴电机的转速通过设置在后轴电机上的位置传感器以及转速传感器获得。当电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值前轴和后轴的转速差的绝对值没有超过第二预设值时，前轴电机和后轴电机仍然工作在转矩开环控制模式，即可缓解各轴驱动力不协调的情况。
[0043] S400、当所述电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值且前轴和后轴的转速差的绝对值超过第二预设值时，由整车控制器生成一个目标转矩信号并输送至后轴电机控制器中，以使后轴电机进入转矩开环控制模式，所述前轴电机控制器以后轴电机的转速作为输入信号，以使所述前轴电机进入差速控制模式。
[0044] 本实施例中，当前轴和后轴的转速差的绝对值大于第二预设值n0，但汽车未
加速到稳定状态即第一预设值V0以上，切换到差速控制模式。如图4所示，由于双电机总输出转矩需满足驾驶员需求，且整车控制器通常将较大的转矩分配给后轴电机，所以后轴电机保持接收整车控制器的转矩信号来作为目标转矩T2,；而前轴电机需要进行转速闭环控制，具体的，前轴电机控制器以后轴电机的转速作为输入信号来使所述前轴电机进入差速控制模式，具体实施时，所述前轴电机的差速控制模式具体为：
[0045] 将前轴电机的转速信号和后轴电机的转速信号输入至整车控制器的转速差调节模块中，并通过整车控制器的转速差调节模块控制得到一目标转矩值后，再采用MTPA算法，通过转速差调节器输出的目标转矩值计算出前轴电机直轴电流和前轴交轴电流，再分别对前轴电机直轴电流和前轴电机交轴电流进行闭环控制。
[0046] 本实施例中，差速控制模式与转矩开环控制模式的区别点在于输入的信号不同，差速控制模式通过输入后轴电机的转速信号，然后通过整车控制器的转速差调节模块进行PI控制控制得到一目标转矩值，之后再采用MTPA算法得到前轴电机直轴电流和前轴交轴电流，再分别对前轴电机直轴电流和前轴电机交轴电流进行闭环控制，经过转速闭环控制，前轴的转速和后轴的转速逐渐协调，转速差的绝对值降低到第二预设值n0以下，从而使前后车轮转速差减小，以避免磨胎和动力损失。
[0047] 进一步来说，当所述电动汽车的行驶速度超过第一预设值后，所述前轴电机由差速控制模式转换为转矩开环控制模式，具体的，当汽车加速到第一预设值V0以上后，后轴电机切换到转矩开环控制模式，各电机的目标转矩只能由整车控制器控制，整车控制器按照驾驶员的驾驶特性控制各电机输出转矩。当车速下降到第一预设值V0以下时，两模式的切换开关被激活，再次加速时，控制器会选择合适的模式控制电机输出转矩。
[0048] 优选的，为了避免两个模式的频繁切换而给电机增加负担，当所述前轴电机处于差速控制模式时，所述电动汽车的行驶速度没有超过第一预设值且前轴和后轴的转速差的绝对值没有超过第二预设值时，所述前轴电机保持差速控制模式。
[0049] 应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。
[0050] 综上所述，本发明提供的双电机电动汽车的转速协调控制方法，提供两种模式切换运行，在保障驾驶员操作目的实现的同时，还能根据电动汽车的实际运行状态来主动调节前轴电机的目标转矩，使前后车轮转速差减小，进而环节各轴驱动力不协调导致的磨胎和动力损失情况。
[0051] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的
权利要求的保护范围。
