CN108883704A - 牵引控制器及方法 - Google Patents

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乔治斯·灿帕尔杜卡斯
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Abstract

本公开涉及一种控制器(7)，该控制器用于对电机(6)进行控制以驱动车辆(1)的车轮(4)。控制器(7)包括处理器(15)，该处理器配置成确定有效扭矩(T)。用于对车轮速度进行控制的速度需求信号(27)被处理器(15)输出。处理器配置成在车轮速度(S)变化时检测有效扭矩(T)的变化并且配置成根据检测到的有效扭矩(T)的变化来修改速度需求信号(27)。处理器(15)可以确定有效扭矩(T)相对于车轮速度(S)的导数(dT/dS)。本公开还涉及对电机(6)进行控制以驱动车辆(1)的车轮(4)的方法。

Description

牵引控制器及方法
技术领域
本公开涉及一种控制器并且涉及一种方法。更具体地，本公开涉及用于对电机进行控制以驱动车辆的车轮的控制器，并且本公开涉及对电机进行控制以驱动车辆的车轮的方法。
背景技术
已知的是，提供了用于对机动车辆的推进电动机进行控制的控制器。现代(无刷)电动机以及特别是开关磁阻电动机被电力电子装置控制，其中，换向是响应于电动机的角位置的估算来控制的。在控制器内，可以利用电动机位置信息来实现局部速度控制算法以估算电动机速度。然后，可以利用内闭环控制算法比如比例-积分-微分(PID)控制算法来实现粗略的局部速度控制器以控制电动机扭矩。
电机可以被用于例如通过实现再生制动功能来提供制动扭矩以及驱动扭矩。用于机动车辆电动机的已知的控制器利用与常规的防锁死制动系统(ABS)控制器类似的控制结构。
在图1中示意性地示出了结合有已知的车辆推进装置102的车辆101。车辆101包括多个车轮103，每个车轮103被单独的电机104驱动。控制器105接收指示车辆101的加速踏板(未示出)的行进量的加速踏板信号106并且接收指示车轮103的速度S的车轮速度信号107。控制器105计算应由每个电机104产生的用以驱动相关联的车轮103的扭矩量。控制器105将扭矩需求信号108发送至逆变器109，该逆变器109将电力输送至电机104以产生所需的扭矩。
控制器105将车轮速度信号107与由控制器105所计算的车辆参考速度VRFF进行比较。该参考速度值是车辆速度的估算值。计算车辆参考速度VRFF的值的方法是已知的，并且该方法包括：计算车辆车轮速度的平均值、最慢转动车轮的速度、或者第二慢转动车轮的速度。车辆参考速度Vref可以通过非轮系统比如雷达技术和光学技术而获得。产生扭矩需求信号108并且将该扭矩需求信号108输出至逆变器109，以使电机104产生所需的扭矩量。控制车轮103以避免过度滑移所需的扭矩不是直接获知的，这是因为滑移将取决于地面的性质而变化。一种方法可以用来限定预定滑移率，该预定滑移率例如为5％，该预定滑移率被用于车轮扭矩的估算。当检测到例如由于表面摩擦系数(mu)的减小和/或过多扭矩的施加而导致的滑移状况时，产生包括有预定滑移率的扭矩需求信号108，以便控制滑移的量并且防止过度滑移。反馈回路试图通过改变扭矩来控制车轮速度，直到获得期望速度(滑移率)为止。因此，控制器105在试图防止过度车轮滑移方面实现了牵引控制(TC)功能。
对于确定针对现有轮胎和地面状况的最佳滑移率仍存在挑战。至少在某些实施方式中，本发明力图克服或改善与现有技术相关联的缺点中的至少一些缺点。
发明内容
本发明的各方面涉及用于对电机进行控制以驱动车辆的车轮的控制器、涉及包括控制器的车辆、并且涉及对电机进行控制以驱动车辆的车轮的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对电机进行控制以驱动车辆的车轮的控制器，该控制器包括处理器，该处理器配置成：
确定有效扭矩；以及
输出速度需求信号以用于对车轮速度进行控制，
其中，处理器配置成在车轮速度变化时检测有效扭矩的变化并且配置成根据检测到的有效扭矩的变化来修改速度需求信号。有效扭矩可以在车轮处被确定，特别是在每个车轮被单独的电动机驱动的情况下在车轮处被确定。将理解的是，如果两个或更多个车轮被共同的电动机驱动，则扭矩可以在别处测量，并且车轮处的扭矩基于(例如)差速器的作用来推测或计算。处理器可以配置成接收指示所述车轮的车轮速度的车轮速度信号。在这种情况下，作为车轮速度的函数的扭矩可以通过并行地追踪车轮处的扭矩和车轮的速度来确定，车轮处的滑移率可以基于该扭矩来确定或估算，并且速度需求信号的滑移率分量被调节以获得最大的牵引或制动或者至少提高牵引或制动。替代性地，车轮速度可以不被追踪(或者车轮速度可以出于其他目的被追踪，但不用于当前目的)，并且车轮速度可以动态地变化(高频脉动(dithered))以找到合适的车轮速度并保持该合适的车轮速度，以实现最大的(或者至少提高的)牵引或制动。有效扭矩是由车轮传递至地面以用于推进车辆的扭矩。处理器可以配置成修改车轮速度信号以增大有效扭矩。至少在某些实施方式中，处理器控制车轮速度以使车轮处的有效扭矩最大。
处理器可以配置成根据在车轮速度变化时检测到的有效扭矩的变化来控制车轮速度。处理器可以根据有效扭矩的变化大小来控制车轮速度。处理器可以根据有效扭矩的变化为正还是为负(即，有效扭矩是增大还是减小)来控制车轮速度。处理器可以确定是车轮速度的增大导致有效扭矩的增大还是车轮速度的减小导致有效扭矩的增大，并且处理器根据所述确定可以修改速度需求信号以增大或减小车轮速度，以便增大有效扭矩。
处理器可以配置成根据有效扭矩相对于车轮速度的变化率来控制车轮速度。有效扭矩相对于车轮速度的变化率可以被表示为导数(dT/dS)。处理器可以配置成确定有效扭矩相对于车轮速度的导数(dT/dS)。处理器可以配置成根据所确定的导数来控制车轮速度。处理器可以配置成确定所确定的导数何时大致为零。当所确定的导数为零时，车轮处的有效扭矩处于最大值。处理器可以配置成识别下述目标车轮速度：对于该目标车轮速度，所确定的导数大致为零。处理器可以配置成修改速度需求信号，以控制车轮速度达到目标车轮速度。最佳车轮值将在除完全均匀的地面之外的地面上变化或跳动，但是连续地调节车轮速度的过程将允许该最佳值被追踪。因此，最大扭矩可以由车轮传递至地面。至少在某些实施方式中，处理器可以配置成根据至少大致实时检测到的有效扭矩的变化来修改速度需求信号。
控制器可以配置成以速度控制模式以及扭矩控制模式操作。控制器可以例如根据所确定的滑移率而在所述速度控制模式与所述扭矩控制模式之间切换。
处理器可以配置成实现车轮速度变化并且配置成根据所述实现的车轮速度变化来检测有效扭矩的变化。处理器可以配置成实现车轮速度变化并且配置成根据所述实现的车轮速度变化来检测有效扭矩的变化率。处理器可以配置成修改车轮速度信号以将例如偏离目标或所需车轮速度的扰动引入到车轮速度中。该扰动可以为正或者为负。车轮速度的变化大小和/或变化率可以根据所确定的导数被控制。车轮速度的变化可以例如直至车轮速度的±10％。
处理器可以配置成识别用于增大车轮处的有效扭矩的目标车轮速度，并且处理器可以配置成修改速度需求信号以控制车轮速度达到目标车轮速度。对目标车轮速度进行识别可以包括识别在所确定的导数大致为零时的车轮速度。
当车辆正在加速时，处理器可以配置成修改速度需求信号以在所确定的导数为正时增大车轮速度以及在所确定的导数为负时减小车轮速度。处理器可以配置成在车辆正在加速时逐渐地增大或减小车轮速度以保持所确定的导数为正值。
当车辆正在减速时、即当有效扭矩为负时，处理器可以配置成修改速度需求信号以在所确定的导数为正时减小车轮速度以及在所确定的导数为负时增大车轮速度。处理器可以配置成在车辆正在减速时逐渐地增大或减小车轮速度以保持所确定的导数为负值。
速度需求信号可以包括根据滑移率所产生的滑移分量，处理器配置成改变滑移率以改变车轮速度。处理器可以配置成改变滑移率并且配置成检测有效扭矩的任何变化。处理器可以配置成通过增大或减小滑移率来修改速度需求信号。滑移率可以根据在车轮速度变化时有效扭矩的变化来进行修改。滑移率可以例如根据有效扭矩的变化大小和/或根据有效扭矩的变化为正还是为负(即，有效扭矩是增大还是减小)来修改。滑移率可以根据所确定的有效扭矩相对于车轮速度的变化率来修改。有效扭矩相对于车轮速度的变化率可以被表示为导数。处理器可以配置成确定该导数。处理器可以配置成识别在所确定的导数大致为零时的滑移率。
处理器可以配置成根据识别到的滑移率而产生滑移分量。
当车辆正在加速时，处理器可以配置成在所确定的导数为正时增大滑移率以及在所确定的导数为负时减小滑移率。当车辆正在加速时，滑移率可以被增加至目标车轮速度。当车辆正在减速时，处理器可以配置成在所确定的导数为正时减小滑移率以及在所确定的导数为负时增大滑移率。当车辆正在减速时，滑移率可以从目标车轮速度中减去。可以确定加速滑移率以在车辆正在加速时使用。可以确定减速滑移率以在车辆正在减速时使用。
车辆动态比如转弯可以以可预测的方式影响最佳滑移率。可以根据一个或更多个车辆动态参数来实现用于确定标称滑移率的算法。处理器可以随后根据本文中所描述的控制策略来改进滑移率以识别最佳滑移率。通过使标称滑移率基于一个或更多个车辆动态参数，最佳滑移率的识别可以被优化。
处理器可以配置成根据电机的换向器电流来确定车轮处的有效扭矩。处理器可以参考换向器电流和相位角度来确定车轮处的有效扭矩。在替代布置中，连接至电机的逆变器可以通过参考换向电流和相位角度来确定有效扭矩。在该布置中，处理器可以配置成接收来自逆变器的有效扭矩信号。
处理器可以配置成检测滑移状况并且配置成仅在已经检测到所述滑移状况时修改速度需求信号。
控制器可以配置成控制多个电机以驱动车辆的相应的车轮。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括本文中所描述的控制器的车辆。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对电机进行控制以驱动车辆的车轮的方法，该方法包括：
确定有效扭矩；并且
其中，该方法包括在车轮速度变化时检测有效扭矩的变化以及根据检测到的有效扭矩的变化来修改速度需求信号。如先前所说明的，有效扭矩可以在车轮处确定，特别是在每个车轮被单独的电动机驱动的情况下可以在车轮处确定。将理解的是，如果两个或更多个车轮被共同的电动机驱动，则扭矩可以在别处测量，并且车轮处的扭矩基于(例如)差速器的作用来推测或计算。处理器可以配置成接收指示所述车轮的车轮速度的车轮速度信号。有效扭矩是由车轮传递至地面以用于推进车辆的扭矩。至少在某些实施方式中，该方法可以包括修改车轮速度信号以增大有效扭矩。
该方法可以包括改变车轮速度以及在所述车轮速度变化时检测有效扭矩的任何变化。
该方法可以包括根据在车轮速度变化时检测到的有效扭矩的变化来控制车轮速度。该方法可以包括根据有效扭矩的变化大小来控制车轮速度。该方法可以包括根据有效扭矩的变化为正还是为负(即，有效扭矩是增大还是减小)来控制车轮速度。该方法可以包括：确定是车轮速度的增大将使有效扭矩增大还是车轮速度的减小将使有效扭矩增大；以及根据所述确定来增大或减小车轮速度以增大有效扭矩。
该方法可以包括根据所确定的有效扭矩相对于车轮速度的变化率来控制车轮速度。该方法可以包括确定有效扭矩相对于车轮速度的导数。该方法可以包括根据所确定的导数来控制车轮速度。至少在某些实施方式中，车轮速度可以被控制以增大车轮处的有效扭矩。该方法可以包括：识别用于增大车轮处的有效扭矩的目标车轮速度；以及控制车轮速度达到目标车轮速度。目标车轮速度可以被识别为下述车轮速度：对于该目标车轮速度所确定的导数大致为零。
当车辆正在加速时，该方法可以包括：在所确定的导数为正时增大车轮速度；以及在所确定的导数为负时减小车轮速度。该方法可以包括在车辆正在加速时逐渐地增大或减小车轮速度以保持所确定的导数为正值。
当车辆正在减速时，该方法可以包括：在所确定的导数为正时减小车轮速度；以及在所确定的导数为负时增大车轮速度。该方法可以包括在车辆正在减速时逐渐地增大或减小车轮速度以保持所确定的导数为负值。
车轮速度可以包括滑移分量。该方法可以包括根据滑移率来产生滑移分量，其中，滑移率被修改以改变车轮速度。该方法可以包括修改滑移率以及检测有效扭矩的任何变化。该方法可以包括增大或减小滑移率。滑移率可以根据在车轮速度变化时有效扭矩的变化来修改。滑移率可以例如根据有效扭矩的变化大小和/或根据有效扭矩的变化为正还是为负(即，有效扭矩是增大还是减小)来修改。滑移率可以根据有效扭矩相对于车轮速度的变化率来修改。该变化率可以被表示为导数。该方法可以包括识别导致所确定的导数大致为零的滑移率。
该方法可以包括根据电机的换向器电流来确定车轮处的有效扭矩。
该方法可以包括检测滑移状况以及仅在已经检测到所述滑移状况时改变车轮速度。
该方法可以包括实现车辆速度变化以及根据所述实现的车轮速度变化来检测有效扭矩的变化。该方法可以包括实现车辆速度变化以及根据所述实现的车轮速度变化来检测有效扭矩的变化率。所实现的车轮速度变化可以包括车轮速度中的扰动。该扰动可以例如偏离目标或所需车轮速度。该扰动可以为正或者为负。车轮速度的变化大小和/或变化率可以根据所确定的导数来控制。车轮速度的变化可以例如直至车轮速度的±10％。
如本文中所使用的，术语“处理器”将被理解为包括单处理器以及共同地操作以提供任何所阐述的控制功能的多个处理器两种。为了配置处理器，可以提供一组适当的指令，所述指令在被执行时使所述处理器实现本文中所指定的控制技术。该组指令可以以适当的方式被嵌入在所述一个或更多个处理器中。替代性地，该组指令可以设置为被保存在与所述处理器相关联的一个或更多个存储器上以被所述处理器执行的软件。指令可以设置在非暂时性计算机可读介质上。
在本申请的范围内明确意在的是，可以单独地或以任何组合的方式采用在前面段落中、在权利要求中、和/或在以下描述和附图中所阐述的各个方面、实施方式、示例及替代方案以及特别是其各个特征。也就是说，可以以任何方式和/或任何组合的方式来组合所有实施方式和/或任何实施方式的特征，除非这些特征是不可兼容的。本申请人保留修改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新的权利要求的权利，包括将任何原始提交的权利要求修改成从属于任何其他权利要求的任何特征和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初没有以该方式要求。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例对本发明的一个或更多个实施方式进行描述，在附图中：
图1示出了现有技术的车辆推进装置的示意图；
图2示出了结合有根据本发明的实施方式的车辆推进装置的车辆的示意图；
图3示出了与图2中所示出的车辆的车轮相关联的驱动单元的示意图；
图4示出了框图，该框图说明了用于图2中所示出的车辆推进装置的控制器在速度控制模式下的操作；以及
图5示出了扭矩与车轮速度的曲线图，该曲线图用于确定滑移率以增大车辆的车轮处的有效扭矩。
具体实施方式
在图2中示出了结合有根据本发明的实施方式的车辆推进装置2的车辆1的示意性图示。该实施方式中的车辆1是电动车辆(EV)，但是本发明可以被实现在混合动力车辆(HEV)或插电式混合动力车辆(PHEV)中。
如在图2中示出的，车辆推进装置2包括用于产生牵引力以推进车辆1的四(4)个驱动单元3。车辆1包括四个车轮4，四个车轮4各自具有用以为车辆1提供四轮驱动能力的相关联的驱动单元3。驱动单元3各自包括逆变器5和电机6。电机6各自操作成产生被传递至相关联的车轮4的扭矩。驱动单元3中的每个驱动单元的操作是相同的，并且为了简洁起见，在本文中参照与车辆1的右前车轮4相关联的第一驱动单元3对车辆推进装置2进行描述。引申开来可以理解其他控制单元3的控制。在替代实施方式中，车辆推进装置2可以包括分别与车辆1的前车轮4和后车轮4相关联的两(2)个驱动单元3。在该布置中，第一驱动单元3连接至前车轮4，并且第二驱动单元3连接至后车轮4。可以提供前锁止式差速器来限制前车轮4相对于彼此的滑移，并且可以提供后锁止式差速器来限制后车轮4相对于彼此的滑移。
车辆推进装置2包括控制器7，该控制器7用于对驱动单元3的操作进行控制。控制器7接收指示加速踏板9的行进量的加速踏板信号8、接收指示每个车轮4的速度的车轮速度信号10、并且接收来自制动控制器12的指示由车辆推进装置2所产生的制动扭矩量的制动信号11。制动信号11由制动控制器12至少部分地根据指示制动踏板14的行进量的制动踏板信号13来确定。在一些实施方式中，控制器7可以被称为动力系控制器。在一些实施方式中，控制器7可以被称为电动机控制器。
如在图3中所示出的，控制器7包括耦接至系统存储器16的至少一个处理器15。至少一个处理器15配置成执行存储在系统存储器16中的一组非暂时性指令。如在图4中图示的，该组指令在被执行时使至少一个处理器15实现滑移需求计算器17、扭矩估算器18、速度需求计算器21、以及地面速度估算器23。在替代实施方式中，至少一个处理器15可以实现以下各项中的一者或更多者：滑移估算器、车轮速度估算器、以及扭矩控制器。
逆变器5将电机6控制成以恒定的速度(或者在相对于地面的位置处)强制换向，或者逆变器5将电机6控制成嵌套闭环速度控制。电枢绕组中感生的电流可以被用于估算车轮4处的有效扭矩T。逆变器5和/或电机6向扭矩估算器18提供指示电机6的旋转速度的反馈信号24。反馈信号24包括指示换向电流的换向电流信号以及指示电机6的相位角的相位角信号。扭矩估算器18利用换向电流和相位角来估算车轮4处的有效扭矩T。扭矩估算器18产生指示车轮4处的有效扭矩T的有效扭矩信号25。有效扭矩信号25被输出至滑移需求计算器17。
车轮速度传感器(未示出)产生车轮速度信号10，该车轮速度信号10被输出至地面速度估算器23。地面速度估算器23利用车轮速度信号10来产生指示车辆参考速度VREF的车辆参考速度信号26。在该实施方式中，车辆参考速度VREF被地面速度估算器23设定为车辆1的最慢转动车轮4的速度。可以实现其他技术来确定车辆参考速度VREF。车辆4的地面速度根据车辆参考速度VREF来确定。车辆参考速度信号26被输出至滑移需求计算器17和速度需求计算器21。
如在图4中图示的，速度需求计算器21产生速度需求信号27，该速度需求信号27被输出至逆变器5以对电机6的操作进行控制。速度需求信号27取决于车辆1是正在加速(在车辆1正在加速的情况下，速度需求信号指示最大容许车轮速度S)还是正在减速(在车辆1正在减速的情况下，速度需求信号指示最小容许车轮速度S)而指示相应的最大容许车轮速度或最小容许车轮速度S。速度需求信号27包括滑移分量，该滑移分量根据由滑移需求计算器17所产生的滑移率SL而产生。在车辆正在加速的情况下，通过加速滑移率SL1来计算下述速度需求信号27：该速度需求信号27用以指示超过车轮4的地面速度(考虑到转弯)的车轮速度S。在车辆正在减速的情况下，通过减速滑移率SL2来计算下述速度需求信号27：该速度需求信号27用以指示小于车轮的地面速度(考虑到转弯)的车轮速度S。如本文中所描述的，控制器7配置成对加速滑移率SL1/减速滑移率SL2进行优化以便使由车轮4所传递的有效扭矩T最大。在修改的布置中，对于加速和减速两种情况而言可以限定共同滑移率SL，控制器7配置成取决于车辆1是正在加速还是正在减速而加上或减去该共同滑移率SL。
速度需求计算器21根据被滑移需求计算器17输出的滑移需求信号28来产生速度需求信号27。速度需求信号27包括根据滑移需求信号28而产生的滑移分量。下面将对根据本发明的滑移需求信号28的产生进行描述。滑移需求信号28包括滑移率SL，该滑移率SL取决于车辆1是正在加速还是正在减速而是加速滑移率SL1或者是减速滑移率SL2。滑移需求计算器17指定加速滑移率SL1或减速滑移率SL2以控制车轮速度S，以便增大车轮4处的有效扭矩T，从而优选地使有效扭矩T最大。
速度需求计算器21输出速度需求信号27以将电机6控制成达到下述目标速度：该目标速度大致等于由速度需求信号27所指示的速度。速度需求计算器21可以利用由反馈信号24所提供的电动机位置信息来执行局部速度控制算法，以估算电机6的速度。可以使用内闭环控制算法比如比例-积分-微分(PID)算法来控制电动机扭矩并且实现局部速度控制器。在一些实施方式中可以采用更复杂的控制算法。
现在将对滑移需求计算器17的用以产生滑移需求信号28的操作进行描述。如上面所概述的，滑移需求信号28包括滑移率SL。根据本发明，滑移率SL是高频脉动的以便于有效扭矩T的优化，以用于改善牵引/制动。滑移需求计算器17初始将加速滑移率SL1和减速滑移率SL2设定为预定值，例如5％。该预定滑移率SL1、SL2可以例如根据在给定的时刻处车轮4与行驶表面之间的表面摩擦系数“mu”的估算值来进行设定。应理解的是，mu的估算值由制动控制器12保持并且被传送至控制器7。估算表面mu的方法是公知的。在该实施方式中，制动控制器12根据在任何给定时间处车辆参考速度VREF的值、单个车轮速度S的值以及关于车轮4的有效扭矩T的值来计算mu的值。滑移需求计算器17可以例如根据牵引控制设置来改变加速滑移率SL1和减速滑移率SL2的初始设定以用于不同地面。加速滑移率SL1和减速滑移率SL2的初始设定可以高于5％，例如在低牵引表面比如沙子上高达25％。
滑移需求计算器17改变滑移率SL，而同时监测如由扭矩估算器18所确定的有效扭矩T的瞬时变化。滑移需求计算器17试图确定下述目标滑移率SL’：该目标滑移率SL’使有效扭矩T相对于如由地面速度估算器23所确定的车轮速度S的瞬时变化率减小。在该实施方式中，滑移需求计算器17配置成确定下述目标滑移率SL’：该目标滑移率SL’使有效扭矩T相对于车轮速度S的瞬时变化率最小。滑移需求计算器17确定有效扭矩T相对于车轮速度S的导数(该导数可以被表示为dT/dS)。目标滑移率SL’是下述滑移率SL：对于该滑移率SL，导数dT/dS处于最小，优选地为零(0)。这在图5中被图示出，其中，图5示出了绘制的有效扭矩T(Nm)相对于车轮速度S(rpm)的曲线29。最优车轮速度S’是提供最大(峰值)有效扭矩T的车轮速度S。滑移需求计算器17配置成识别提供最大有效扭矩T的最优滑移率SL。该最优滑移率SL被设定为目标滑移率SL’并且该最优滑移率SL被输出至被用于产生速度需求信号27的滑移分量的速度需求计算器21。该过程被连续地执行以使得速度需求信号27能够至少大致上实时更新。
滑移需求计算器17检测有效扭矩T相对于车轮速度S的瞬时变化率(即，导数dT/dS)为正还是为负并且相应地改变滑移率SL。当车辆1正在加速时，在导数dT/dS为正时增大加速滑移率SL1(从而增大车轮速度S)，并且在导数dT/dS为负时减小加速滑移率SL1(从而减小车轮速度S)。相反地，当车辆正在减速时，在导数dT/dS为正时减小减速滑移率SL2(从而增大车轮速度S)，并且在导数dT/dS为负时增大减速滑移率SL2(从而减小车轮速度S)。
滑移需求计算器17可以例如以每秒1％的速率连续地改变加速滑移率SL1或减速滑移率SL2。由滑移需求计算器17所实现的控制策略对于加速滑移率SL1和减速滑移率SL2二者而言是相同的，并且现在将参照滑移率SL概括地进行描述。
将理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可以对本文中所描述的车辆推进装置2做出各种改变和修改。例如，在上面的示例中，针对给定的地面产生精确的滑移率，并且然后对该滑移率进行调节以确定用于最大牵引或制动的理想滑移率。这在图5中被图示出并且关于图5被图示出。为了实现这种情况，需要地面车辆速度，使得滑移率可以根据该地面车辆速度来计算并且根据车轮处所测量的车轮速度来计算。在一些情况下，地面速度可能难以确定，特别是在正在车轮可能滑移的不平地形上操作的四轮驱动车辆中地面速度可能难以确定。可以使用独立的系统比如多普勒雷达(Doppler radar)或相机图像处理系统，但是这些系统具有其各自的弱点并且这些系统可能是昂贵的。
在低mu事件之前，车辆速度可以根据传统手段大概获知。车辆速度可以来自车轮速度的前一次读数或者来自车辆加速度的接近于当前速度的积分。通过该速度和假定为5％的标称滑移率，可以设定目标车轮速度。并非使滑移率高频脉动以便改变速度需求信号的滑移分量(从而修改车轮速度)，而是直接使车辆速度高频脉动，并且监测扭矩变化以确定接近地面瞬时速度的最优车轮速度。上面关于通过使滑移率高频脉动并监测扭矩变化而找到最优(或者至少更适当的)滑移率所描述的过程可以应用于通过直接使车轮速度高频脉动(无需计算滑移率并利用该滑移率来计算滑移分量作为中间步骤)直接识别用于最大的(或者至少提高的)牵引或制动的最优(或者至少更适当的)车轮速度。因此，不再需要了解地面绝对速度，这是因为用于最大的/提高的牵引或制动的车轮速度可以连续地产生且直接地被牵引。
有效扭矩T相对于车轮速度S的导数dT/dS仍然可以与该技术一起使用。特别地，车轮速度S可以根据所确定的导数dT/dS被控制。目标车轮速度可以是下述速度：在该速度处，所确定的导数dT/dS大致为零。当车辆正在加速时，速度需求信号可以设定成在所确定的导数dT/dS为正时增大车轮速度S并且设定成在所确定的导数dT/dS为负时减小车轮速度S，并且优选地当车辆正在加速时车轮速度逐渐地增大或减小以保持所确定的导数dT/dS为正值。类似地，当车辆正在减速时，速度需求信号可以设定成在所确定的导数dT/dS为正时减小车轮速度S并且设定成在所确定的导数dT/dS为负时增大车轮速度S，并且优选地当车辆正在减速时车轮速度逐渐地增大或减小以保持导数dT/dS为负值。将理解的是，利用该实施方案的反馈回路可以比滑移率被连续地重新计算、高频脉动且被用于产生速度需求信号的方法更快。

Claims (38)

1.一种用于对电机进行控制以驱动车辆的车轮的控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器配置成：
确定有效扭矩(T)；以及
输出速度需求信号以用于控制车轮速度(S)，
其中，所述处理器配置成在所述车轮速度(S)变化时检测所述有效扭矩的变化并且配置成根据检测到的所述有效扭矩(T)的变化来修改所述速度需求信号。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述有效扭矩(T)在所述车辆处被确定。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的控制器，其中，所述处理器配置成接收指示所述车轮的所述车轮速度(S)的车轮速度信号。
4.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述处理器配置成确定所述有效扭矩(T)相对于所述车轮速度(S)的导数(dT/dS)；并且所述处理器配置成根据所确定的导数(dT/dS)来控制所述车轮速度(S)。
5.根据权利要求4所述的控制器，其中，所述处理器配置成识别在所确定的导数(dT/dS)大致为零时的目标车轮速度；并且所述处理器配置成修改所述速度需求信号以控制所述车轮速度(S)达到所述目标车轮速度。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的控制器，其中，当所述车辆正在加速时，所述处理器配置成修改所述速度需求信号以在所确定的导数(dT/dS)为正时增大所述车轮速度(S)以及在所确定的导数(dT/dS)为负时减小所述车轮速度(S)。
7.根据权利要求6所述的控制器，其中，所述处理器配置成在所述车辆正在加速时逐渐地增大或减小所述车轮速度(S)以保持所确定的导数(dT/dS)为正值。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的控制器，其中，当所述车辆正在减速时，所述处理器配置成在所确定的导数(dT/dS)为正时修改所述速度需求信号以减小所述车轮速度(S)以及在所确定的导数(dT/dS)为负时修改所述速度需求信号以增大所述车轮速度(S)。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中，所述处理器配置成在所述车辆正在减速时逐渐地增大或减小所述车轮速度(S)以保持所确定的导数(dT/dS)为负值。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的控制器，其中，所述速度需求信号包括根据滑移率所产生的滑移分量；所述处理器配置成改变所述滑移率以改变所述车轮速度(S)。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中，所述处理器配置成通过根据所确定的导数(dT/dS)增大或减小所述滑移率来修改所述速度需求信号。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的控制器，其中，所述处理器配置成识别在所确定的导数(dT/dS)大致为零时的滑移率。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中，所述处理器配置成根据所述电机的换向器电流来确定所述定车轮处的所述有效扭矩(T)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中，所述处理器配置成检测滑移状况并且配置成仅在已经检测到所述滑移状况时修改所述速度需求信号。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中，所述处理器配置成实现所述车轮速度(S)的变化并且配置成根据所实现的所述车轮速度(S)的变化来检测所述有效扭矩(T)的变化。
16.根据权利要求15所述的控制器，其中，所述处理器配置成通过将扰动引入到所述车轮速度(S)中来实现所述车轮速度(S)的变化。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的控制器，其中，所述处理器配置成控制多个电机以驱动所述车辆的相应车轮。
18.一种包括根据前述权利要求中的任一项所述的控制器的车辆。
19.一种对电机进行控制以驱动车辆的车轮的方法，所述方法包括：
确定有效扭矩(T)；并且
其中，所述方法包括在车轮速度(S)变化时检测所述有效扭矩(T)的变化以及根据检测到的所述有效扭矩(T)的变化来修改所述车轮速度(S)。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述有效扭矩(T)在所述车轮处被确定。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，包括接收指示所述车轮的所述车轮速度(S)的车轮速度信号。
22.根据权利要求21所述的方法，包括：确定所述有效扭矩(T)相对于所述车轮速度(S)的导数(dT/dS)；以及根据所确定的导数(dT/dS)来控制所述车轮速度(S)。
23.根据权利要求22所述的方法，包括：识别所确定的导数(dT/dS)大致为零时的目标车轮速度；以及控制所述车轮速度(S)达到所述目标车轮速度。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的方法，其中，当所述车辆正在加速时，在所确定的导数(dT/dS)为正时增大所述车轮速度(S)以及在所确定的导数(dT/dS)为负时减小所述车轮速度(S)。
25.根据权利要求24所述的方法，包括在所述车辆正在加速时逐渐地增大或减小所述车轮速度(S)以保持所确定的导数(dT/dS)为正值。
26.根据权利要求22至25中的任一项所述的方法，其中，当所述车辆正在减速时，在所确定的导数(dT/dS)为正时减小所述车轮速度(S)以及在所确定的导数(dT/dS)为负时增大所述车轮速度(S)。
27.根据权利要求26所述的方法，包括在所述车辆正在减速时逐渐地增大或减小所述车轮速度(S)以保持所确定的导数(dT/dS)为负值。
28.根据权利要求22至27中的任一项所述的方法，包括根据滑移率来产生滑移分量；其中，所述滑移率被修改以改变所述车轮速度(S)。
29.根据权利要求28所述的方法，包括根据所确定的导数(dT/dS)增大或减小所述滑移率。
30.根据权利要求28或权利要求29所述的方法，包括识别导致所确定的导数(dT/dS)大致为零的所述滑移率。
31.根据权利要求19至30中的任一项所述的方法，包括根据所述电机的换向器电流来确定所述车轮处的所述有效扭矩(T)。
32.根据权利要求19至31中的任一项所述的方法，包括实现所述车轮速度(S)的变化以及根据所实现的所述车轮速度(S)的变化来检测所述有效扭矩(T)的变化。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所实现的所述车轮速度(S)的变化包括所述车轮速度(S)中的扰动。
34.根据权利要求19至33中的任一项所述的方法，包括检测滑移状况以及仅在已经检测到所述滑移状况时改变所述车轮速度(S)。
35.一种具有配置成实现根据权利要求19至34中的任一项所述的方法的处理器的控制器。
36.一种大体上如在本文中大致参照附图所描述的控制器。
37.一种大体上如在本文中参照附图所描述的车辆。
38.一种大体上如在本文中参照附图所描述的方法。
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