CN103538491B - 一种轨道车辆的电子差速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道车辆的电子差速控制方法和装置，所述方法包括：获取所述车辆的左侧和右侧驱动轮的实际角速度；计算出左侧驱动轮与右侧驱动轮的实际角速度的差值；将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整；其中，所述目标角速度差值为基于所述车辆的整车速度、转弯半径计算出的左右两侧驱动轮的目标角速度差。可见，本发明是根据是实际角速度差值与目标角速度差值的相减结果，对一侧或者两侧的驱动轮进行转矩的调整，其中目标角速度的计算保证了两侧驱动轮的中心轴线行驶在轨道中心。显然，本发明不再依赖于复杂的建模模型，降低了计算的复杂度，同时提高了稳定性。

Description

一种轨道车辆的电子差速控制方法及装置

技术领域

本发明涉及机械控制领域，尤其是涉及一种轨道车辆的电子差速控制方法及装置。

背景技术

轨道车辆指的是依赖于轨道行驶的车辆，例如火车、地铁都属于有轨车辆。其中，采用独立的驱动轮对的轨道车辆较传统的轴控或者架控模式的轨道车辆，在各项参数上都有较大的提升。然而，由于采用独立的驱动轮对的轨道车辆取消了传动轴，因此为了使得车辆中心线行驶在轨道中心位置，需要对车辆的驱动轮对进行电子差速控制。

目前常用的一种电子差速控制方式是对驱动轮对进行转矩调整，而在现有技术中，基于转矩控制对轨道车辆进行电子差速控制时，通常都是根据车辆重心的转移而对整车进行建模，再根据建模结果对驱动轮对进行转矩调整。然而，这种方式中，由于要对整车进行建模，而建模模型的复杂度较高，因此进行控制计算时的准确性也要求较高，同时复杂的建模方式还会使得稳定性较低。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种轨道车辆的控制方法和装置，以实现无需复杂的建模模型即可实现转弯时的电子差速控制，从而降低了对计算准确性的要求，同时提高控制的稳定性。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：

本发明提供了一种轨道车辆的电子差速控制方法，所述方法包括：

当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度；

计算出左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值；

将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整；

其中，所述目标角速度差值为基于所述车辆的整车速度、车辆两侧驱动轮的中心线的转弯半径、所述左右两侧的驱动轮之间的轴距和驱动轮的半径计算出的左右两侧驱动轮的目标角速度差；

所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧。

优选地，所述根据相减的结果对所述左侧驱动轮的转矩进行调整具体为：

将所述相减的结果调制成转矩值，根据调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值，将该修正的转矩给定值输出至所述左侧驱动轮的电机，作为该电机的转矩给定值；

所述根据相减的结果对所述右侧驱动轮的转矩进行调整具体为：

将所述相减的结果调制成转矩值，根据调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值，将该修正的转矩给定值输出至所述右侧驱动轮的电机，作为该电机的转矩给定值。

优选地，所述根据调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值相加得到修正的转矩给定值；

所述根据调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值相减得到修正的转矩给定值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由目标角速度差值减去左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为正值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为负值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值减去目标角速度差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为负值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为正值。

优选地，所述根据调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值相减得到修正的转矩给定值；

所述根据调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值相加得到修正的转矩给定值。

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值减去目标角速度差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为正值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为负值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由目标角速度差值减去左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为负值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为正值。

优选地，计算所述目标角速度时，所述转弯半径带有一正负符号；

若所述差值由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，则当所述车辆向右转时，所述转弯半径带有正符号，当所述车辆向左转时，所述转弯半径带有负符号；

若所述差值由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，则当所述车辆向右转时，所述转弯半径带有负符号，当所述车辆向左转时，所述转弯半径带有正符号。

优选地，所述调制具体为比例调制、比例－积分调制、或者比例－积分－微分调制。

优选地，所述目标角速度差值利用左侧驱动轮和右侧驱动轮、以及所述车辆的左右两侧驱动轮之间的中心线上的一点在轨道上运行相同的角度所需的时间相等、和驱动轮的角速度与线速度的对应关系计算得到。

优选地，所述方法还包括：

当所述车辆直线行驶时，设置所述差值与目标角速度的差值相减的结果为0。

本发明还提供了一种轨道车辆的电子差速控制装置，所述装置包括：获取单元、计算单元以及控制单元；

所述获取单元，用于当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度；

所述计算单元，用于计算出左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值；

所述控制单元，用于将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮的转矩进行调整；

其中，所述目标角速度差值为基于所述车辆的整车速度、转弯半径、所述左右两侧的驱动轮之间的轴距和驱动轮的半径计算出的左右两侧驱动轮的目标角速度差；所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧。

优选地，所述目标角速度差值利用左侧驱动轮和右侧驱动轮在弯道上运行相同的角度所需的时间相等、驱动轮的角速度与线速度的对应关系计算得到。

通过上述技术方案可知，本发明中并没有采用对整车进行建模的方式，而是根据轨道车辆转弯时两侧驱动轮的实际的角速度差值与目标角速度差值的相减结果，对轨道车辆的一侧或者两侧的驱动轮对应的电机进行转矩的调整，而其中目标角速度差值是由根据车辆的整车速度、转弯半径以及车辆的一些固有参数计算出，因此能够保证两侧驱动轮的中心轴线行驶在轨道中心。并且，这种电子差速的控制不再依赖于复杂的建模模型，降低了计算的复杂度，因此进行控制计算时的准确性要求也随之降低，同时提高了稳定性。

附图说明

图1为车辆向右转弯时的轨迹示意图；

图2为本发明提供的电子差速控制方法的第一实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的电子差速控制方法的第二实施例的流程示意图；

图4为本发明提供的电子差速控制方法的第三实施例的流程示意图；

图5为本发明提供的电子差速控制装置的具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

轨道车辆指的是依赖于轨道行驶的车辆，例如火车、地铁都属于有轨车辆。其中，采用独立的驱动轮对的轨道车辆较传统的轴控或者架控模式的轨道车辆，在乘坐舒适性、运行效率、轮轨磨耗率、曲线通过能力等各项参数上都有较大的提升。然而，由于采用独立的驱动轮对的轨道车辆取消了传动轴，因此为了使得车辆中心线行驶在轨道中心位置，需要对驱动轮对进行主动导向控制，而主动导向控制的核心问题是左右轮对的差速控制。

目前，为了实现对独立的驱动轮对差速控制时，可以通过机械方式，也可以通过电子方式实现。机械方式主要指的是设计适合于驱动轮对的踏面外形，提高驱动轮对的踏面接触角以增加重力重复力等方式，然而这种方式对硬件进行了改进，从而增加了成本。而电子方式，常用的是对驱动轮对进行转矩调整，而在现有技术中，基于转矩控制对轨道车辆进行电子差速控制时，通常都是根据车辆重心的转移而对整车进行建模，再根据建模结果对驱动轮对进行转矩调整。然而，这种方式中，由于要对整车进行建模，而建模模型的复杂度较高，因此进行控制计算时的准确性也要求较高，同时复杂的建模方式还会使得稳定性较低。

此外，在复杂的建模方式中，模型准确度、参数时变性、系统各部件的非线性变化等都能影响电子差速控制的效果。

本发明提供了一种有轨车辆的电子差速控制方法和装置，以实现无需复杂的建模模型即可实现转弯时的电子差速控制，从而降低了对计算准确性的要求，同时提高控制的稳定性。

在对本发明实施例进行说明时，首先说明实现本发明的控制原理。

实际上，本发明是通过有轨车辆在转弯时，如要使得车辆的中心线行驶在轨道中心，则两侧驱动轮之间的角速度差值是一特定值，因此本发明计算出该特定值，并根据该特定值对驱动轮对的转矩进行控制，以使得驱动轮对的实际角速度差值接近该特定值，从而使车辆的中心线行驶在轨道中心。

本发明中所说的轨道指的是用于行驶车辆的两条钢轨，轨道的中心线指的就是两条钢轨的中心线。而驱动轮对指的是用于驱动有轨车辆的一对或者多对驱动轮。如果要使车辆的中心线行驶在轨道中心上，因此有轨车辆两侧的驱动轮对的角速度的差值是一特定值，下面对该特定值进行推导。在推导过程中主要基于有轨车辆，对于有轨车辆来说，整车的速度和车辆的转弯半径均能够获得。

以车辆向右转弯为例说明，如图1所示，R为轨道的中心线的半径，L_g为两侧驱动轮之间的轴距的一半，在本申请实施例中，车辆两侧的驱动轮的半径相同，设为r₀，整车的速度为V。

如要使得车辆的中心线行驶在轨道中心线上，则车辆左侧驱动轮和右侧驱动轮、以及车辆左右两侧驱动轮之间的中心线上的一点在轨道上运行相同的角度所需的时间相等。

车辆两侧驱动轮之间的中心线上的一点在轨道上运行ε角所需要的时间t为

$t=\frac{2\mathrm{\πR}}{V}\·\frac{\mathrm{\ϵ}}{2\mathrm{\π}}=\frac{\mathrm{R\ϵ}}{V}---\left(1\right)$

左侧驱动轮在轨道上运行ε角所需要的时间t_L为：

$t_L=\frac{(R+L_g)\·\mathrm{\ϵ}}{V_L}---\left(2\right)$

右侧驱动轮在轨道上运行ε角所需要的时间t_R为：

$t_R=\frac{(R-L_g)\·\mathrm{\ϵ}}{V_R}---\left(3\right)$

并且有

t_L=t_R=t（4）

将式（1）至（3）带入式（4）能够得到左侧驱动轮的线速度V_L和右侧驱动轮的线速度V_R：

$V_L=\frac{(R+L_g)\·V}{R}---\left(5\right)$

$V_R=\frac{(R-L_g)\·V}{R}---\left(6\right)$

又由于左侧驱动轮的线速度V_L为：

V_L=w_L·r₀（7）

右侧驱动轮的线速度V_R为：

V_R=w_R·r₀（8）

w_L为左侧驱动轮的角速度，w_R为右侧驱动轮的角速度，r₀为驱动轮半径。

因此可得，

$w_L=\frac{(R+L_g)\·V}{R\·r_0}---\left(9\right)$

$w_R=\frac{(R-L_g)\·V}{R\·r_0}---\left(10\right)$

式（9）减去式（10）可得：

$w_L-w_R=\frac{L\·V}{R\·r_0}---\left(11\right)$

其中，两侧驱动轮之间的轴距L为L=2L_g。

当车辆向左转弯时，只需在式（11）等号右边加上一个负号即可。

在式（11）中，整车的速度V和轨道的中心线的半径R均能够获得，而车辆两侧驱动轮之间的轴距L和驱动轮的半径r₀为已知，因此能够根据式（11）获得两侧驱动轮的角速度的差值。下面通过本发明的具体实施例进行说明。

请参阅图2，本发明提供了轨道车辆的电子差速控制方法的第一实施例，在本实施例中，所述方法包括：

Ｓ201：当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度。

当车辆转弯时，表示车辆当前行驶的轨道是弯曲的。此时获取车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度。本实施例中的车辆的左侧和右侧，指的是从面向车辆向前行驶的方向时的左侧和右侧。

该步骤中可以是获得车辆的一组驱动轮对或者多组驱动轮对的实际角速度，以一组驱动轮对为例，则该步骤获取了一组驱动轮对中的左侧驱动轮的实际角速度w_L和右侧驱动轮的实际角速度w_R。

Ｓ202：计算出左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值。

若步骤Ｓ201中获取的是一组驱动轮对的左侧驱动轮的实际角速度w_L和右侧驱动轮的实际角速度w_R，则步骤Ｓ202中将w_L与w_R相减。

若步骤Ｓ201中获取的是多组驱动轮对的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度，则步骤Ｓ202中分别将每一组驱动轮对中的左侧和右侧驱动轮的实际角速度相减。

Ｓ203：将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整。

根据本发明中对两侧驱动轮之间的角速度差值的推导过程可知，有轨车辆的两侧驱动轮之间的角速度能够利用左侧驱动轮和右侧驱动轮、以及所述车辆的左右两侧驱动轮之间的中心线上的一点在轨道上运行相同的角度所需的时间相等、以及驱动轮的角速度与线速度的对应关系计算得到。推导出的差值即为两侧驱动轮之间的目标角速度差值，当车辆向右转时，目标角速度差值为当车辆向左转时，在上式的等号右边加上一个负号即可。

其中，w_L为左侧驱动轮的实际角速度，w_R为右侧驱动轮的实际角速度，R为车辆两侧驱动轮的中心线的转弯半径，在本发明中也简称为转弯半径，实际上也是轨道的中心线的半径。V为所述车辆的整车速度，L为两侧的驱动轮之间的轴距，r₀为驱动轮的半径，

显然，L和r₀为车辆的固有参数，而R和V也能够获得，具体地，V可以通过轨道车辆的整车控制器获得，R可以通过轨道车辆的信号系统发过来的半径信息获得。

在步骤203中，对左侧驱动轮和／或右侧驱动轮对应的电机的转矩进行了调整，其中，可以是仅对左侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整，也可以是仅对右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整，当然也可以是同时对左侧和右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整。

在对左侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整时，具体是将两侧驱动轮的实际角速度的差值与目标角速度差值相减后的结果调制成转矩值，根据该调制的转矩值与左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正后的转矩给定值，将该修正的转矩给定值输出至左侧驱动轮的电机，作为该电机的转矩给定值。其中，若是要增加驱动轮的实际角速度时，这里所说的生成实际上就是相加，若是要减少驱动轮的实际角速度时，这里所述的生成实际上就是相减。

在对右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整时，具体是将两侧驱动轮的实际角速度的差值与目标角速度差值相减后的结果调制成转矩值，根据该调制的转矩值与右侧驱动轮当前转矩给定值生成修正后的转矩给定值，将该修正的转矩给定值输出至右侧驱动轮的电机作为该电机的转矩给定值。其中，若是要增加驱动轮的实际角速度时，这里所说的生成实际上就是相加，若是要减少驱动轮的实际角速度时，这里所述的生成实际上就是相减。

在对左侧驱动轮和右侧驱动轮对应的电机同时进行调整时，具体是将两侧驱动轮实际角速度的差值与目标角速度差值相减后的结果调制成转矩值，再将该调制的转矩值分别与左侧驱动轮的当前转矩给定值和右侧驱动轮的当前转矩给定值，生成左侧驱动轮的修正转矩给定值，和右侧驱动轮的修正转矩给定值，将两个修正转矩给定值分别输出至对应的电机。

其中，将角速度相减的结果调制成转矩值中的调制具体指的是：比例（Ｐ）调制、比例－积分（ＰＩ）调制、或者比例－积分－微分（ＰＩＤ）调制。

需要说明的是，通常还会测量电机的实际转矩值，并将实际转矩值反馈至电机的输入端，将电机的转矩给定值与反馈的实际转矩值相减后，使得电机根据相减得到的差值对电机的实际转矩值进行调整，从而实现电机转矩的闭环反馈调整。

通过上述技术方案可知，本发明实施例中并没有采用对整车进行建模的方式，而是根据轨道车辆转弯时两侧驱动轮的实际的角速度差值与目标角速度差值的相减结果，对轨道车辆的一侧或者两侧的驱动轮对应的电机进行转矩的调整，而其中目标角速度差值是由根据车辆的整车速度V、转弯半径R以及车辆的一些固有参数（包括车辆的两侧驱动轮之间的轴距L和驱动轮的半径r₀）计算出，因此能够保证两侧驱动轮的中心轴线行驶在轨道中心。并且，这种电子差速的控制不再依赖于复杂的建模模型，降低了计算的复杂度，因此进行控制计算时的准确性要求也随之降低，同时提高了稳定性。此外，在本发明实施例中，不需要作任何硬件上的改进，因此对成本影响非常小。

并且，本发明实施例中，通过获取两侧驱动轮的实际角速度，形成了一个差速闭环，从而能够在闭环内进行调整，提高计算的精度。而且与现有技术中复杂的整车建模不同，本实施例中使用的变量仅有两个，即整车速度V、转弯半径R，因此抗扰性很强。

在本实施例中，所述方法还可以包括：当所述车辆直线行驶时，设置步骤Ｓ203中的所述差值与目标角速度的差值相减的结果为0。

在本发明推导两侧驱动轮之间的角速度差值的推导过程可知，当车辆向右转弯时，两侧驱动轮之间的角速度的差值由式（11）计算得到，当车辆向左转弯时，只需在式（11）等号右边加上一个负号即可。因此，在本实施例中，还可以给转弯半径加上正负符号等方式，实现在向左和向右转弯时均使用同一个公式，就能实现转矩的调整。下面通过两个实施例加以说明。

在对下面两个实施例进行说明之前，先说明一下为了能够正确调整左右侧的电机的转矩值，下面两个实施例中的各项参数所满足的关系：

若Ｓ201中计算实际角速度值的差值是用左侧的减去右侧的，则车辆向右转弯时，目标角速度差值为正值，车辆向左转弯时，目标角速度差值为负值。此时若Ｓ202是用目标角速度差值减去实际角速度差值，则对左侧电机的转矩给定值是当前转矩给定值和调制的转矩值相加得到的，则对右侧电机的转矩给定值则是相减得到的。此时若Ｓ202中是用实际角速度差值减去目标角速度差值，则对左侧电机的转矩给定值是当前转矩给定值和调制的转矩值相减得到的，则对右侧电机的转矩给定值则是相加得到的。

若Ｓ201中计算实际角速度值的差值是用的右侧减去左侧的，则车辆向右转弯时，目标角速度差值为负值，车辆向左转弯时，目标角速度差值为正值。此时若Ｓ202是用目标角速度差值减去实际角速度差值，则对左侧电机的转矩给定值是当前转矩给定值和调制的转矩值相减得到的，则对右侧电机的转矩给定值则是相加得到的。此时若Ｓ202中是用实际角速度差值减去目标角速度差值，则对左侧电机的转矩给定值是当前转矩给定值和调制的转矩值相加得到的，则对右侧电机的转矩给定值则是相减得到的。

而在实际应用中，可以设置好实际角速度差相减时的顺序，以及实际角速度差值和目标角速度差值相减时的顺序，则此时左侧电机和右侧电机的转矩给定值是相加还是相减计算也是固定的，唯一需要改变的就是根据车辆的转弯方向对目标角速度差值的正负符号进行对应的改变，就能实现正确的对左右两侧电机的转矩进行调整，从而对左右两侧驱动轮的转矩进行调整。

请参阅图3，本发明提供了轨道车辆的电子差速控制方法的第二实施例，在本实施例中，所述方法包括：

Ｓ301：当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度。

所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧。

Ｓ302：由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到两侧驱动轮的实际角速度的差值。

在该步骤中，具体限定了是由左侧的驱动轮的实际角速度，减去右侧的驱动轮的实际角速度，实际上是选择左侧作为一个基准方向。

Ｓ303：将目标角速度差值减去步骤Ｓ302中得到的差值后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整。

下面以同时对两侧驱动轮对应的电机做转矩调整为例对该步骤作具体说明。

该步骤中，实际上是将目标角速度差值减去步骤Ｓ302中得到的差值后，将相减后的结果调制成转矩值，根据该转矩值分别生成左侧电机和右侧电机的转矩给定值。

其中，当车辆向右转时，目标角速度差值的计算公式采用式（11），并且目标角速度的差值为正值，当车辆向左转时，计算目标角速度差值时在式（11）的等号右边加上一个负号，使得计算出的目标角速度差值为负值。

并且该步骤中的生成左侧电机的转矩给定值，指的是将该调制得到的转矩值与左侧驱动轮的当前转矩给定值相加后作为修正的转矩给定值，该修正的转矩给定值输出至左侧驱动轮的电机（即左侧电机）作为该电机的转矩给定值。

并且该步骤中的生成右侧电机的转矩给定值，指的是将该调制得到的转矩值与右侧驱动轮的当前转矩给定值相减后作为修正的转矩给定值，该修正的转矩给定值输出至右侧驱动轮的电机（即右侧电机）作为该电机的转矩给定值。

这里，在步骤Ｓ302中计算实际角速度差值时，是用的左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度，而步骤Ｓ303中是用目标角速度差值减去的实际角速度差值；若车辆向右转弯，也就是车辆的转弯方向与选择的基准方向（这里是左侧）相反，则计算出的目标角速度差值为正值，此后通过调制得到的转矩值与左侧驱动轮的当前转矩给定值相加生成修正的转矩给定值，从而增加了左侧电机的转矩给定值，并且通过调制得到的转矩值与右侧驱动轮的当前转矩给定值相减生成修正的转矩给定值，从而减少了右侧电机的转矩给定值；若车辆向左转弯时，也就是车辆的转弯方向与选择的基准方向（这里是左侧）相同，对左侧电机的转矩给定值的计算仍然是通过调制得到的转矩值与左侧驱动轮的当前转矩给定值相加得到，但是通过设置目标角速度差值为负值，使得目标角速度差值减去实际角速度差值得到的为一负值，将负值调制得到的转矩值也为负值，则因此一个负值与左侧驱动轮的当前转矩给定值相加后，会减小了左侧电机的转矩给定值。同样可知，此时会增加了右侧电机的转矩给定值。

可见，在该步骤中，当选择了左侧作为基准方向后，只需根据转弯方向与基准方向之间的关系，设置目标角速度差值为正值还是负值，无需改变计算公式，就能实现正确地根据转弯方向调整左侧和右侧电机的转矩给定值。其中，设置目标角速度差值为正值还是负值，可以是通过在目标角速度差值的计算公式中，使得转弯半径带有一正负符号实现，在本实施例中，因为步骤Ｓ302中的所述差值是由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，因此当所述车辆向右转时，所述转弯半径带有正符号，当所述车辆向左转时，所述转弯半径带有负符号。这里还可以设置，当转弯半径满足一预设区间，例如大于某一特定值时，表示所述车辆目前正在直线行驶，设置步骤Ｓ303中的所述差值与目标角速度的差值相减的结果为0。

需要说明的是，若本实施例中，在步骤Ｓ303中是用目标角速度差值减去的实际角速度差值，则对应左侧电机的转矩给定值的计算不再是加法运算，而是采用减法运算，对应右侧电机的转矩给定值的计算不再是减法运算，而是采用加法运算。

当然，本实施例中，Ｓ302中计算差值时也可以是由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到两侧驱动轮的实际角速度的差值。也就是选择右侧作为了一个基准方向，下面通过一个实施例加以说明。

请参阅图4，本发明提供了轨道车辆的电子差速控制方法的第三实施例，在本实施例中，所述方法包括：

Ｓ401：当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度。

所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧。

Ｓ402：由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到两侧驱动轮的实际角速度的差值。

在该步骤中，具体限定了是由右侧的驱动轮的实际角速度，减去左侧的驱动轮的实际角速度，实际上是选择右侧作为一个基准方向。

Ｓ403：将目标角速度差值减去步骤Ｓ402中得到的差值后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整。

下面以同时对两侧驱动轮对应的电机做转矩调整为例对该步骤作具体说明。

该步骤中，实际上是将目标角速度差值减去步骤Ｓ402中得到的差值后，将相减后的结果调制成转矩值，根据该转矩值分别生成左侧电机和右侧电机的转矩给定值。

其中，当车辆向左转时，目标角速度差值的计算公式采用式（11），并且目标角速度的差值为正值，当车辆向右转时，计算目标角速度差值时在式（11）的等号右边加上一个负号，使得计算出的目标角速度差值为负值。

并且该步骤中的生成左侧电机的转矩给定值，指的是将该调制得到的转矩值与左侧驱动轮的当前转矩给定值相减后作为修正的转矩给定值，该修正的转矩给定值输出至左侧驱动轮的电机（即左侧电机）作为该电机的转矩给定值。

并且该步骤中的生成右侧电机的转矩给定值，指的是将该调制得到的转矩值与右侧驱动轮的当前转矩给定值相加后作为修正的转矩给定值，该修正的转矩给定值输出至右侧驱动轮的电机（即右侧电机）作为该电机的转矩给定值。

这里，在步骤Ｓ402中计算实际角速度差值时，是用的右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度，而步骤Ｓ403中是用目标角速度差值减去的实际角速度差值；若车辆向左转弯，也就是车辆的转弯方向与选择的基准方向（这里是右侧）相反，则计算出的目标角速度差值为正值，此后通过调制得到的转矩值与右侧驱动轮的当前转矩给定值相加生成修正的转矩给定值，从而增加了右侧电机的转矩给定值，并且通过调制得到的转矩值与左侧驱动轮的当前转矩给定值相减生成修正的转矩给定值，从而减少了左侧电机的转矩给定值；若车辆向右转弯时，也就是车辆的转弯方向与选择的基准方向（这里是右侧）相同，对右侧电机的转矩给定值的计算仍然是通过调制得到的转矩值与右侧驱动轮的当前转矩给定值相加得到，但是通过设置目标角速度差值为负值，使得目标角速度差值减去实际角速度差值得到的为一负值，将负值调制得到的转矩值也为负值，则因此一个负值与右侧驱动轮的当前转矩给定值相加后，会减小了右侧电机的转矩给定值。同样可知，此时会增加了左侧电机的转矩给定值。

可见，在该步骤中，当选择了右侧作为基准方向后，只需根据转弯方向与基准方向之间的关系，设置目标角速度差值为正值还是负值，无需改变其他的计算公式，就能实现正确地根据转弯方向调整左侧和右侧电机的转矩给定值。其中，设置目标角速度差值为正值还是负值，可以是通过在目标角速度差值的计算公式中，使得转弯半径带有一正负符号实现，在本实施例中，因为步骤Ｓ402中的所述差值是由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，因此当所述车辆向右转时，所述转弯半径带有负符号，当所述车辆向左转时，所述转弯半径带有正符号。这里还可以设置，当转弯半径满足一预设区间，例如大于某一特定值时，表示所述车辆目前正在直线行驶，设置步骤Ｓ403中的所述差值与目标角速度的差值相减的结果为0。

需要说明的是，若本实施例中，在步骤Ｓ403中是用目标角速度差值减去的实际角速度差值，则对应右侧电机的转矩给定值的计算不再是加法运算，而是采用减法运算，对应左侧电机的转矩给定值的计算不再是减法运算，而是采用加法运算。

可见，在本发明的第二和第三实施例中，通过使得转弯半径带正负号等方式能够使得目标角速度差值本身为正值或者负值，从而在转矩调整时，无需改变计算的公式，只需使用带正负号的目标角速度差值就能实现度左右侧电机的转矩的正确调整。

请参阅图5，本发明还提供了轨道车辆的电子差速控制装置的具体实施例，在本实施例中，所述装置包括：获取单元501、计算单元502以及控制单元503。

获取单元501，用于当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度；

计算单元502，用于计算出左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值；

控制单元503，用于将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和／或所述右侧驱动轮的转矩进行调整；

其中，所述目标角速度差值为基于所述车辆的整车速度、转弯半径、所述左右两侧的驱动轮之间的轴距和驱动轮的半径计算出的左右两侧驱动轮的目标角速度差，所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧。

优选地，所述目标角速度差值利用左侧驱动轮和右侧驱动轮在弯道上运行相同的角度所需的时间相等、驱动轮的角速度与线速度的对应关系计算得到。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，RAM）等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨道车辆的电子差速控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度；

计算出左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值；

将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和/或所述右侧驱动轮对应的电机的转矩进行调整；

其中，所述目标角速度差值为基于所述车辆的整车速度、车辆两侧驱动轮的中心线的转弯半径、所述左右两侧的驱动轮之间的轴距和驱动轮的半径计算出的左右两侧驱动轮的目标角速度差；

所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧；

车辆向左转时，所述目标角速度差值为车辆向右转时，所述目标角速度差值为其中w_L为左侧驱动轮的实际角速度，w_R为右侧驱动轮的实际角速度，R为车辆两侧驱动轮的中心线的转弯半径，V为车辆的整车速度，L为左右两侧的驱动轮之间的轴距，r₀为驱动轮的半径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据相减的结果对所述左侧驱动轮的转矩进行调整具体为：

将所述相减的结果调制成转矩值，根据调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值，将该修正的转矩给定值输出至所述左侧驱动轮的电机，作为该电机的转矩给定值；

所述根据相减的结果对所述右侧驱动轮的转矩进行调整具体为：

将所述相减的结果调制成转矩值，根据调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值，将该修正的转矩给定值输出至所述右侧驱动轮的电机，作为该电机的转矩给定值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值相加得到修正的转矩给定值；

所述根据调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值相减得到修正的转矩给定值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由目标角速度差值减去左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为正值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为负值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值减去目标角速度差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为负值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为正值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述左侧驱动轮的当前转矩给定值相减得到修正的转矩给定值；

所述根据调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值生成修正的转矩给定值具体为：将调制得到的转矩值与所述右侧驱动轮的当前转矩给定值相加得到修正的转矩给定值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值减去目标角速度差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为正值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为负值；

若左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，则所述相减是由目标角速度差值减去左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值，并且所述车辆的转弯方向为右侧时，所述目标角速度差值为负值，所述车辆的转弯方向为左侧时，所述目标角速度差值为正值。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，计算所述目标角速度时，所述转弯半径带有一正负符号；

若所述差值由左侧驱动轮的实际角速度减去右侧驱动轮的实际角速度得到，则当所述车辆向右转时，所述转弯半径带有正符号，当所述车辆向左转时，所述转弯半径带有负符号；

若所述差值由右侧驱动轮的实际角速度减去左侧驱动轮的实际角速度得到，则当所述车辆向右转时，所述转弯半径带有负符号，当所述车辆向左转时，所述转弯半径带有正符号。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调制具体为比例调制、比例-积分调制、或者比例-积分-微分调制。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标角速度差值利用左侧驱动轮和右侧驱动轮、以及所述车辆的左右两侧驱动轮之间的中心线上的一点在轨道上运行相同的角度所需的时间相等、和驱动轮的角速度与线速度的对应关系计算得到。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述车辆直线行驶时，设置所述差值与目标角速度的差值相减的结果为0。

9.一种轨道车辆的电子差速控制装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元、计算单元以及控制单元；

所述获取单元，用于当所述车辆转弯时，获取所述车辆的左侧驱动轮和右侧驱动轮的实际角速度；

所述计算单元，用于计算出左侧驱动轮的实际角速度与右侧驱动轮的实际角速度的差值；

所述控制单元，用于将所述差值与目标角速度差值相减后，根据相减的结果对所述左侧驱动轮和/或所述右侧驱动轮的转矩进行调整；

其中，所述目标角速度差值为基于所述车辆的整车速度、转弯半径、所述左右两侧的驱动轮之间的轴距和驱动轮的半径计算出的左右两侧驱动轮的目标角速度差；

所述左侧和右侧为面向车辆向前行驶方向的左侧和右侧；

车辆向左转时，所述目标角速度差值为车辆向右转时，所述目标角速度差值为其中w_L为左侧驱动轮的实际角速度，w_R为右侧驱动轮的实际角速度，R为车辆两侧驱动轮的中心线的转弯半径，V为车辆的整车速度，L为左右两侧的驱动轮之间的轴距，r₀为驱动轮的半径。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述目标角速度差值利用左侧驱动轮和右侧驱动轮在弯道上运行相同的角度所需的时间相等、驱动轮的角速度与线速度的对应关系计算得到。