电动化变革下,传统汽车控制策略不能满足新的需求,汽车对于人们来说,除了代步属性之外,也需要具有一定的可玩性。为了让电动车在打牢安全基础的情况下提升驾控性能,让消费者能够体验更多驾驶乐趣,比亚迪独家开发了智能扭矩控制系统iTAC(intelligence
Torque Adaption
Control)。这项技术将用在e平台3.0全新车型上,估计会在比亚迪海豹车型上得到应用。这项技术的作用是智能扭矩控制、抑制打滑,号称“重新定义电动车架控体验,不是专业赛车手也能感受到的驾驶乐趣”。
比亚迪智能扭矩控制系统iTAC
精准操控,畅享驾趣体验
在响应速度上,iTAC识别精度提升300多倍,可提前50ms以上预测车轮轮速变化趋势。在轮端抓地力出现异常但还未出现打滑时,系统就已经识别到抓地力异常并提前调整,让车辆恢复稳定。
iTAC下的车辆响应速度明显提升在控制策略上,传统控制策略是通过轮速传感器检测,被动的降低转速,这样是属于被动控制,在面对打滑时只能通过制动降低扭矩的方式来控制车辆。而iTAC在提前预判的基础上,针对电机响应速度快、转速调整更精确的特点,提供了转移扭矩、适当降低扭矩和输出负扭矩等多种方式。特别是在下雪天急速转弯的情况下,iTAC技术可以提前进行动力分配与调节,实现低附着轮端转移到高附着轮端来保证车身稳定。基本上能够做到不触发ESP。
在低附着力的坡道起步时,iTAC系统能够精确控制输出的扭矩,避免扭矩过大而导致车轮打滑;同时,由于在坡道上(以车头指向坡顶的情况为例),后轴受到的载荷更大,后轮有更大的抓地力,该系统会在后轮上分配更大的扭矩,从而提升车辆在坡道上的起步和行驶效率。
当车辆有转向不足趋势时,该系统会适当减小前轴扭矩输出,增加后轴扭矩输出,让车辆的弯道特性更趋于中性转向,提升车辆可操控性和安全性;当车辆有过度转向趋势时,该系统会适当增加前轴扭矩输出,减小后轴扭矩输出,让车辆的弯道特性更趋于中性转向。
同时,iTAC技术也已经融入车身软件智能的大系统当中,像复杂越野路况,爬坡等情况,都可以通过四轮动力分配,来达到最佳的动力需求。
iTAC通过扭矩转移来进行车辆控制
极限工况,全方位测试性能
为了验证iTAC对于低附着路面行驶的安全性和操控性,特在极寒环境下进行了全方位性能测试。
0-60km雪地直线加速冰-沥青对接路面起步雪地角阶跃测试雪圆环测试
根据上述测试结果,iTAC能有效提升车辆在低附着路面行驶时的极限性能,让非专业赛车手的普通消费者也能享受对车辆的驾控乐趣。
创新之处
iTAC技术的创新点并不在扭矩分配控制逻辑上,因为上面提到的一些工作逻辑在主流四驱系统上已经非常普遍了。不论是纯电四驱车型还是燃油四驱车型,前、后轴扭矩分配也都遵循着上述基本逻辑。
iTAC技术的创新点在利用更精准、采样频率更高的电机转速信号来识别车轮打滑,实现控制响应时间更短的前后轴扭矩分配。这里面就涉及到能够提升电机转速信号输出频率和精度的旋变传感器以及相比传统燃油发动机扭矩响应更快的电动机。
一般情况下,车辆是通过轮速传感器获得的车轮转速,从而计算出车轮滑移率,根据滑移率来判断车轮打滑程度。常见的轮速传感器能够感知到的车轮转角变化的最小刻度一般为
7.5°或 11.25°,也就是说只有车轮转过了上述最小刻度后,才会产生一个脉冲信号。
较大的转角最小刻度意味着传统轮速传感器的角度分辨率较低。同时,利用轮速传感器相邻两个脉冲信号之间的时间差就可计算出车轮转速。所以车轮转速越高,电控单元输出轮速信息的频率就越高。
车辆起步时,车轮转速很低时,轮速信号的频率也低,这使得电控单元判断车轮滑移率的频率较低,无法敏锐地识别到车轮的打滑趋势,导致了在车轮打滑时,ESP介入控制打滑的响应较慢,时常需要车轮出现明显打滑空转时才会介入制动打滑车轮,产生不必要的能量损耗。
现在主流车型的电机上都会配置旋变传感器,用来监测电机转速。通过这种传感器,轮端每一圈可分成4096个采集位,这相当于把车轮每转一圈的360°分成了4096份,对车轮转角的检测精度得到大大提升。
相比轮速传感器,采用电机上的旋变传感器来判断车轮打滑情况,能够更早的侦测到打滑趋势,在车轮还没来得及空转起来就介入,降低电机扭矩来实现车轮防滑效果。相比起传统ESP的液压控制方式来制动打滑车轮,利用电控系统实施电机输出扭矩降低的速度要快得多,控制速度快10倍以上。所以搭载iTAC系统的车型,能够有效避免车轮空转打滑,降低能量损失,提升了车辆的驱动效率。