CN111605410A - 电控制动系统及电控制动方法 - Google Patents

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CN111605410A CN202010465002.3A CN202010465002A CN111605410A CN 111605410 A CN111605410 A CN 111605410A CN 202010465002 A CN202010465002 A CN 202010465002A CN 111605410 A CN111605410 A CN 111605410A
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Abstract

本申请涉及一种电控制动系统及电控制动方法。所述电控制动系统的防抱死制动控制模块集成在电机控制器中，整车控制器用于根据踏板位置传感器采集的踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；电机控制器用于根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及用于根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述车速信号包括根据轮速传感器采集的轮速信号确定的信号，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。采用本申请的电控制动系统能够提高制动响应速度、改善车辆的制动可靠性和安全性。

Description

电控制动系统及电控制动方法
技术领域
本申请涉及电动汽车控制技术领域，特别是涉及一种电控制动系统及电控制动方法。
背景技术
电驱动汽车具备高效率和低污染等特点，发展电驱动汽车可以有效解决当前社会能源紧缺、环境污染和交通安全等问题；并且，由于分布式电驱动和集中式电驱动是电驱动汽车采用的两类驱动形式，分布式电驱动相比集中式电驱动具备可以提高传动系效率、减轻整车质量和提高容错性等优点，因此，使用分布式电驱动实现整车精确控制显得尤为重要。
传统技术中关于分布式电驱动的电控制动系统，防抱死制动控制器、整车控制器和电机控制器之间相互独立设置，整车控制器根据接收到的踏板位置信号和轮速信号确定普通工况驱制动转矩信号后，并将该普通工况驱制动转矩信号通过CAN网络传输至电机控制器进行电机驱动控制以及将接收到的轮速信号通过CAN网络传输至防抱死制动控制器进行防抱死制动控制。
然而，传统电控制动系统中，在将普通工况驱制动转矩信号通过CAN网络传输防抱死制动控制器以及将轮速信号传输至电机控制器时，会由于CAN网络的网络时滞产生不确定的延迟因素，导致制动系统的控制性能降低甚至不稳定，从而影响行车安全。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高制动响应速度、改善车辆制动可靠性和安全性的电控制动系统及电控制动方法。
一种电控制动系统，包括：踏板位置传感器、轮速传感器、整车控制器、电机控制器和防抱死制动控制模块，其特征在于，还包括电机旋变传感器，所述防抱死制动控制模块集成在所述电机控制器中，所述踏板位置传感器和所述轮速传感器分别与所述整车控制器电连接，所述电机旋变传感器与所述电机控制器电连接：
所述踏板位置传感器，用于采集踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置；
所述轮速传感器，用于采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器；
所述电机旋变传感器，用于采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器；
所述整车控制器，用于根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求；
所述电机控制器，用于根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及用于根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在其中一个实施例中，所述整车控制器，还用于当接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述转矩需求进行电机驱动控制；
其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
在其中一个实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在其中一个实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，所述系统还包括通讯网络，所述通讯网络分别连接所述整车控制器和所述电机控制器；
所述通讯网络，用于实时接收所述整车控制器发送的轮速信号、踏板位置信号，以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号。
在一个实施例中，所述防抱死制动控制模块，用于根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号；
所述电机控制器，还用于根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者用于根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
在一个实施例中，所述防抱死制动控制模块，还用于根据所述车速估计信号和所述轮速信号确定车轮的滑移率估计值，并根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，确定踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号；或者确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
在一个实施例中，所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512306020000031
其中，
Figure BDA0002512306020000032
Figure BDA0002512306020000033
Figure BDA0002512306020000034
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512306020000035
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512306020000036
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512306020000037
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512306020000038
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000039
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA00025123060200000310
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，所述电机控制器还用于输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
一种电控制动方法，所述方法包括：
踏板位置传感器采集踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置；
轮速传感器采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器；
电机旋变传感器采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器；
整车控制器根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求；
电机控制器根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
上述电控制动系统及电控制动方法，其中所述电控制动系统通过将防抱死制动控制模块集成在电机控制器中以及设置电机控制器电连接电机旋变传感器，并直接将电机旋变传感器接收到的轮毂电机转速信号转换为目标转换轮速信号，能够使得防抱死制动控制模块的信号输入和输出完全在电机控制器中进行，以使所述电机控制器成为一个集成防抱死制动控制功能和驱动电机控制功能的多核电机控制器，使得所述电机控制器在紧急制动状况下车辆启动防抱死制动控制功能时仅需要在多核MCU芯片之间进行快速数据交互，避免了现有电控制动系统中的电机控制器只能执行驱动电机控制功能的弊端，也避免了电控制动系统中需要单独设置包括CAN收发器、CAN控制器和中央处理器的防抱死制动控制器才能实现防抱死制动功能的弊端，不仅节省了硬件成本、简化了系统，也实现了电机控制器能够有效并行处理驱动电机功能和防抱死制动控制功能的目的，从而实现了电控制动系统的协调不再占用CAN网络通讯、而是直接在电机控制器内部处理的目的，以此不仅能够大大减少可能存在网络时滞的通讯环节，实现提高防抱死制动控制功能的响应速度的目的，也能够通过所述电机控制器实现更加复杂的电机回馈制动和机械制动的复合控制，实现大大改善车辆的纵向控制性能的目的，使得本申请的电控制动系统具有防止车轮抱死、缩短汽车制动距离、缩短制动响应时间、减少轮胎磨损和避免汽车行驶跑偏的优势，从而也能够有效提升汽车的制动性能及舒适性，也大大提升了汽车的安全性能；进一步地，所述电机控制器在执行防抱死制动控制功能时所使用的目标转换轮速信号是将轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号，以此避免单独设置的防抱死制动控制器通过整车控制器和CAN总线传输过来的轮速信号执行防抱死制动控制功能时导致的制动响应速率低的问题，有效提高了电机控制器直接根据所述目标转换轮速信号执行防抱死制动控制的制动响应速率和制动转矩精度，缩短制动距离，且充分利用轮毂电机的制动作用，从而实现整车更加精确和复杂的控制。
附图说明
图1为现有的分布式驱动结构图；
图2为现有的分布式驱动车辆的主流控制系统结构图；
图3A为一个实施例中电控制动系统的结构框图；
图3B为一个实施例中电控制动系统的算法流程示意图；
图4为一个实施例中电动轮的扭转振动模型的结构示意图；
图5为一个实施例中电控制动方法的流程示意图；
图6为另一实施例中电控制动方法的流程示意图；
图7为再一实施例中电控制动方法的流程示意图；
图8为又一实施例中电控制动方法的流程示意图；
图9为又一实施例中电控制动方法的流程示意图；
图10为一个实施例中电控制动装置的结构框图；
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
汽车在当今社会已经成为我们不可或缺的一种交通工具，随着汽车工业的不断发展，能源紧缺、环境污染和交通安全等问题日益突出。伴随着全世界越来越高的“节能减排”呼声，解决乃至消除内燃机汽车所带来的安全和能源污染问题正逐渐成为各大汽车制造商面临的重大课题。由于电驱动汽车的高效率和低污染等特点，发展电驱动汽车被认为是最有可能解决上述问题的方法之一，已然成为汽车产业的主要研究方向。分布式电驱动和集中式电驱动是电驱动汽车采用的两类驱动形式。分布式电驱动相比集中式电驱动有可以提高传动系效率、减轻整车质量和提高容错性等优点。分布式电驱动采用轮毂电机直接驱动车轮，其整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)可以向各轮毂电机的电机控制器(MotorControl Unit，MCU)发送转矩、转速控制信号，由MCU直接控制各个车轮的转矩、转速且精度更高，从而实现整车更加精确和复杂的控制，如图1所示。
自汽车被发明以来，制动系统在汽车的行车安全方面一直扮演着重要角色。近年，随着汽车行驶速度的提升以及交通状况的复杂化，政策和民众对汽车行车安全性的要求也在逐年提高。在一现有的电制动系统中，根据驾驶员指令计算输出需求制动力信号，该信号通过CAN总线发送到ABS控制模块，并由ABS电磁阀调节制动压力。由于气液制动的压力滞后特性和控制信号在CAN总线上的传输时间，使得存在控制信号传递环节过多和制动力响应迟滞的缺点，无法保障类似于ABS控制的这类高安全性能要求的控制任务，且机械制动无法满足ABS控制所需的制动频率；在另一现有的电制动系统中，采用了电磁刹车机构，改变了传统的液体或气压传递制动方法，大大提高反应速度，通过采用电路替换通道提高信号传递速度和可靠性，克服了制动系统时变性和不确定性等因素造成的缺陷，但是却仅克服了气液制动器的制动迟滞，依旧需要采用CAN总线传递制动信号，无法避免控制系统网络时滞，且需要额外布置电磁制动机构，提高了底盘布置难度；在又一现有的电制动系统中，充分利用了分布式电驱动汽车的轮毂电机的能量回馈制动能力，当VCU根据驾驶员的制动意图计算总制动力后，根据当前车辆和电池的状态以及电机机械特性，计算最大可实施的回馈制动力，在此基础上根据最大可实施的回馈制动力与所需的总制动力之间的关系，从CAN总线发送相应控制信号分别至电机控制器和机械制动模块，虽然能够实现快速主动制动和最大效率制动能量回收功能，且具有失效保护能力，充分利用了轮毂电机的制动作用，降低了机械制动系统的制动能力要求，但是却仍需要通过VCU计算并分配总的机电制动力，并通过CAN总线传输到MCU与机械制动系统，从图2可以看到CAN总线的传输周期为10ms，其网络时滞会对制动效果产生不可忽略的影响。
上述现有方法中针对分布式驱动车辆的主流控制系统构型如图2所示，虽然现有方法解决了气液制动的制动迟滞问题，也利用分布式驱动轮毂电机的制动能力提高了EBS的响应快速性，但却都无法避免制动信号在CAN总线上的传输，而CAN总线的网络时滞会在控制系统中产生不确定的延迟因素，使得MCU、VCU与ABS控制器之间的CAN网络通信中存在的未知时变延迟可能会降低制动系统的控制性能，甚至导致ABS控制过程中的制动系统不稳定，影响行车安全。
针对上述现有技术存在的缺陷与不足，本申请提供一种将ABS控制模块集成在MCU控制器中的新型的电控制动系统，用以避免制动信号在CAN总线传输造成的网络时滞，提高制动响应速度，缩短制动距离，改善车辆制动可靠性和安全性，电控制动系统，如图3A所示，所述系统中包括：踏板位置传感器、轮速传感器、整车控制器、电机控制器、防抱死制动控制模块、电机旋变传感器，所述防抱死制动控制模块集成在所述电机控制器中，所述踏板位置传感器和所述轮速传感器分别与所述整车控制器电连接，所述电机旋变传感器与所述电机控制器电连接。
所述踏板位置传感器，用于采集踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置。
具体地，所述踏板位置传感器可以包括加速踏板位置传感器和制动踏板位置传感器，所述加速踏板位置传感器可以用于采集加速踏板位置，所述制动踏板位置传感器可以用于采集制动踏板位置，并将所述加速踏板位置和制动踏板位置作为踏板位置信号发送至所述整车控制器。其中，所述加速踏板位置传感器采集的加速踏板位置可以用于控制发动机节气门的开度，从而控制发动机的动力输出；所述制动踏板位置传感器采集的制动踏板位置可以用于汽车的刹车运动。
所述轮速传感器，用于采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器。
具体地，所述轮速传感器可以是用来测量汽车车轮转速的传感器。对于现代汽车而言，轮速信号是必不可少的，汽车动态控制系统(VDC)、汽车电子稳定程序(ESP)、防抱死制动系统(ABS)、自动变速器的控制系统等都需要轮速信息，因此所以轮速传感器是现代汽车中最为关键的传感器之一。所述轮速传感器可以为磁电式轮速传感器或霍尔式轮速传感器
所述电机旋变传感器，用于采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器。
具体地，所述电机旋变传感器可以包括旋变变压器或者旋变传感器，也可以是一种位置传感器，并且所述电机旋变传感器能够精确检测电机转子的位置和转速，因此使用所述电机旋变传感器可以用于对驱动轮毂电机进行方向和转速的信息采集，从而得到表征轮毂电机方向和转速的轮毂电机转速信号。
所述整车控制器，用于根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求。
具体地，所述整车控制器中可以包括中央处理器(central processing unit，CPU)、控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)控制器和CAN收发器，CPU可以用于根据所接收到的踏板位置信号和车速信号，按照预先存储的普通工况驱制动转矩的计算算法确定出普通工况总目标转矩，再将所述普通工况总目标转矩通过CAN总线发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号可以是所述整车控制器根据所采集的轮速信号确定的信号，也可以是所述整车控制器根据CAN总线接收到的轮毂电机转速信号确定的信号，也可以是根据将CAN总线中接收到的轮速信号输入至所述扭转振动方程后得到的对应轮毂电机转速信号确定的信号，以此使得在紧急制动状况车辆启用防抱死制动控制功能时通过电机旋变转速传感器采集的轮毂电机转速信号估计的车速信号能够避免车速信号在CAN总线上的网络时滞，实现车速信号计算的容错和冗余，从而使得集成防抱死制动控制模块的多核电机控制器能够独立完成防抱死制动控制功能。
此外，CPU还可以用于根据接收到的轮速信号，按照预先存储的驱动防滑控制算法进行驱动防滑控制；所述CAN控制器可以用于将所接收到的轮速信号和踏板位置信号转化为各个第一CAN消息，并将每一个第一CAN消息发送至所述CAN收发器；所述CAN收发器可以用于将所述第一CAN消息转化为第一CAN电信号，将所述第一CAN电信号通过CAN总线发送至其它控制器进行相应的数据接收和数据处理。所述CAN收发器还可以用于通过所述CAN总线接收第二电信号，并将所接收的第二电信号发送至所述CAN控制器，所述CAN控制器用于将CAN收发器发送的第二电信号转化为第二CAN消息，再根据所转换的第二CAN消息、接收的轮速信号和踏板位置信号生成新的CAN消息。其中，所述CAN总线可以包括CAN高位数据线(CANH)和CAN低位数据线(CANL)。可选地，所述CAN总线的周期可以为10ms。
所述电机控制器，用于根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及用于根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
具体地，所述电机控制器可以是集成ABS模块的多核电机控制器，且所述电机控制器可以包括CPU1、CPU2、CAN控制器和CAN收发器，所述CPU2中包括所述防抱死制动控制模块，所述CPU1和所述CPU2可以作为多核MCU芯片并且可以通过交叉开关矩阵(crossbar)实现连接，以此实现在紧急制动状况下车辆启动防抱死制动控制功能时所述防抱死制动控制模块与所述电机控制器仅需要通过多核MCU芯片之间的crossbar进行快速数据交互，从而有效避免了执行防抱死制动功能的控制信号在VCU和MCU之间的CAN总线上传输的网络时滞，提高防抱死制动控制的响应速度和制动精度。
所述CPU1可以用于根据所述普通工况总目标转矩，按照预先存储的驱动电机控制算法进行驱动电机控制；所述CPU2可以用于根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号或者CAN总线接收到的轮速信号，按照预先存储的防抱死制动控制算法进行防抱死制动控制，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至所述扭转振动方程后得到的信号；所述CAN控制器可以用于将所接收到的轮毂电机转速信号或者CAN总线接收到的轮速信号转化为各个第三CAN消息，并将每一个第三CAN消息发送至所述CAN收发器；所述CAN收发器可以用于将所述第三CAN消息转化为第三CAN电信号，将所述第三CAN电信号通过CAN总线发送至其它控制器进行相应的数据接收和数据处理。所述CAN收发器还可以用于通过所述CAN总线接收第四电信号，并将所接收的第四电信号发送至所述CAN控制器，所述CAN控制器用于将CAN收发器发送的第四电信号转化为第四CAN消息，再根据所转换的第四CAN消息、接收的电机转速信号和/或CAN总线中接收到的轮速信号生成目标CAN消息。可选地，所述CAN总线的周期可以为10ms。
在实际电控制动系统中，所述电机控制器还用于输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
具体地，所述电机控制器还可以用于实时输出电气信号，以使根据实时输出的电气信号执行驱动轮毂电机的驱动功能，从而保证轮毂电机的正常工作。本申请的所述电控制动系统的具体算法流程图如图3B所示。
上述电控制动系统中，通过将防抱死制动控制模块集成在电机控制器中以及设置电机控制器电连接电机旋变传感器，并直接将电机旋变传感器接收到的轮毂电机转速信号转换为目标转换轮速信号，能够使得防抱死制动控制模块的信号输入和输出完全在电机控制器中进行，以使所述电机控制器成为一个集成防抱死制动控制功能和驱动电机控制功能的多核电机控制器，使得所述电机控制器在紧急制动状况下车辆启动防抱死制动控制功能时仅需要在多核MCU芯片之间进行快速数据交互，避免了现有电控制动系统中的电机控制器只能执行驱动电机控制功能的弊端，也避免了电控制动系统中需要单独设置包括CAN收发器、CAN控制器和中央处理器的防抱死制动控制器才能实现防抱死制动功能的弊端，不仅节省了硬件成本、简化了系统，也实现了电机控制器能够有效并行处理驱动电机功能和防抱死制动控制功能的目的，从而实现了电控制动系统的协调不再占用CAN网络通讯、而是直接在电机控制器内部处理的目的，以此不仅能够大大减少可能存在网络时滞的通讯环节，实现提高防抱死制动控制功能的响应速度的目的，也能够通过所述电机控制器实现更加复杂的电机回馈制动和机械制动的复合控制，实现大大改善车辆的纵向控制性能的目的，使得本申请的电控制动系统具有防止车轮抱死、缩短汽车制动距离、缩短制动响应时间、减少轮胎磨损和避免汽车行驶跑偏的优势，从而也能够有效提升汽车的制动性能及舒适性，也大大提升了汽车的安全性能；进一步地，所述电机控制器在执行防抱死制动控制功能时所使用的目标转换轮速信号是将轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号，以此避免单独设置的防抱死制动控制器通过整车控制器和CAN总线传输过来的轮速信号执行防抱死制动控制功能时导致的制动响应速率低的问题，有效提高了电机控制器直接根据所述目标转换轮速信号执行防抱死制动控制的制动响应速率和制动转矩精度，缩短制动距离，且充分利用轮毂电机的制动作用，从而实现整车更加精确和复杂的控制。
在一个实施例中，所述整车控制器，还用于当接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述转矩需求进行电机驱动控制；
其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
具体地，当驾驶员踩压踏板时会生成启动所述整车控制器确定执行电机驱动控制功能所需转矩的第一指令，所述整车控制器实时接收所述第一指令，并在接收到所述第一指令时，可以根据所述踏板位置传感器发送的踏板位置信号、所述轮速传感器发送的轮速信号以及车速信号，按照预先存储的普通工况驱制动转矩的计算算法确定所述普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器。可选地，所述车速信号可以是所述整车控制器根据所采集的轮速信号确定的信号，也可以是所述整车控制器根据CAN总线接收到的轮毂电机转速信号确定的信号，也可以是根据将CAN总线中接收到的轮速信号输入至所述扭转振动方程后得到的对应轮毂电机转速信号确定的信号。
本实施例的电控制动系统中，所述电机控制器在接收到所述第一指令时通过所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定所述普通工况总目标转矩，避免了现有整车控制器仅使用踏板位置信号和轮速信号确定普通工况驱制动转矩时导致的驱制动转矩精度不高的弊端，提高了普通工况总目标转矩的确定精度，并且在所述车速信号包括根据所述轮速传感器采集的轮速信号确定的信号、所述整车控制器根据CAN总线接收到的轮毂电机转速信号确定的信号、根据将CAN总线中接收到的轮速信号输入至所述扭转振动方程后得到的对应轮毂电机转速信号确定的信号中的其中一个信号时，也能够实现在轮速传感器或者电机旋变传感器发生故障时也能够确定出所述普通工况总目标转矩的目的，以此提高了所述整车控制器确定所述普通工况总目标转矩的灵活性和可靠性。
在一个实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
具体地，所述电机控制器，可以用于实时获取车辆的制动踏板位置和车轮滑移率，并可以将接收到的制动踏板位置和车轮滑移率实时与预先存储的制动踏板位置阈值和车轮滑移率范围进行比较，如果确定当前时刻的制动踏板位置达到所述制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过所述车轮滑移率范围时，则生成紧急制动指令，并将所述紧急制动指令发送至CPU2，使得CPU2根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号执行防抱死制动控制功能，从而得到目标转矩控制信号，然后再进一步将所述目标转矩控制信号通过crossbar发送至CPU1，使得所述CPU1根据所述目标转矩控制信号执行驱动电机控制功能，以此实现在紧急制动情况下仅通过所述电机控制器实现防抱死制动控制功能和驱动电机控制功能的目的。
本实施例的电控制动系统中，所述电机控制器接收到所述紧急制动指令时能够使用轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号直接执行防抱死制动功能，以此避免车辆紧急制动时执行防抱死制动功能的轮速信号在CAN总线传输时造成的网络时滞，从而提高了防抱死制动功能的制动响应速度，缩短了制动距离，从而改善了车辆的制动可靠性和安全性；进一步地，电机控制器在接收到紧急制动指令且执行完防抱死制动控制功能后，根据所述目标转矩控制信号再执行驱动电机控制功能，以此避免了执行驱动电机控制功能的控制信号在CAN总线传输时造成的网络时滞，提高了执行驱动电机控制功能的响应速率，从而改善了车辆的驱动可靠性和安全性。
在一个实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
具体地，所述电机控制器，可以用于实时获取车辆的制动踏板位置和车轮滑移率，并可以将接收到的制动踏板位置和车轮滑移率实时与预先存储的制动踏板位置阈值和车轮滑移率范围进行比较，如果确定当前时刻的制动踏板位置未达到所述制动踏板位置阈值和/或车轮滑移率未超过所述车轮滑移率范围时，则生成非紧急制动指令指令，根据所述非紧急制动指令，所述电机控制器中的所述CPU1根据所述普通工况总目标转矩执行驱动电机控制功能。可选地，在非紧急制动时，所述电机控制器中的所述CPU2可以根据接收到的轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号执行防抱死制动控制功能。
本实施例的电控制动系统中，所述电机控制器接收到所述非紧急制动指令时使用所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制、使用通过轮毂电机转速信号转换得到的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，以此实现了在所述电机控制器中有效并行处理驱动电机控制功能和防抱死制动控制功能的目的，实现了驱制动的协调不再占用CAN网络通讯、而是直接在电机控制器内部处理的目的，大大减少了可能存在网络时滞的通讯环节，便于通过电机控制器能够实现更加复杂的电机回馈制动和机械制动的复合控制，从而大大改善了车辆的纵向控制性能。
在一个实施例中，所述电控制动系统还包括通讯网络，所述通讯网络分别连接所述整车控制器和所述电机控制器；
所述通讯网络，用于实时接收所述整车控制器发送的轮速信号、踏板位置信号，以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号。
具体地，在所述电控制动系统中，所述踏板位置传感器用于实时采集踏板位置信号，并将所采集的踏板位置信号发送至所述整车控制器；所述轮速传感器用于实时采集电动轮的轮速信号，并将所采集的轮速信号发送至所述整车控制器；所述电机旋变传感器用于实时采集轮毂电机转速信号，并将所采集的轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器。所述整车控制器在接收到所述轮速信号和所述踏板位置信号时，可以将所接收到的轮速信号和踏板位置信号实时发送至所述通讯网络，所述电机控制器在接收到所述电机转速信号时，可以将所接收到的轮毂电机转速信号实时发送至所述通讯网络，因此所述通讯网络可以实时接收所述整车控制器发送的踏板位置信号、轮速信号以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号，使得所述电控制动系统成为能够将踏板位置信号、轮速信号以及轮毂电机转速信号能够实现冗余备份且轮速信号和轮毂电机转速信号之间能够相互转换的分布式驱动车辆控制系统，从而使得所述电机控制器、所述整车控制器能够实时接收所述通讯网络中的踏板位置信号、轮速信号以及轮毂电机转速信号。可选地，所述通讯网络可以包括CAN总线。
本实施例的电控制动系统中，所述通讯网络通过实时接收所述整车控制器发送的踏板位置信号、轮速信号以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号，用以将踏板位置信号、轮速信号、电机转速信号通过通讯网络在整车控制器和电机控制器中传输时实现信号的冗余备份的目的，以此能够实现在轮速传感器发生故障时使用所述通讯网络接收到的轮毂电机转速信号和所述扭转振动方程执行驱动防滑控制功能或者实现在电机旋变传感器发生故障时使用所述通讯网络接收到的轮速信号和所述扭转振动方程执行驱动电机控制功能和防抱死制动控制功能，进一步以此实现在正常工作时整个控制系统是多传感器系统、在任一传感器出现故障时信号可相互容错冗余的目的，从而实现了整车更加精确和复杂控制的目的。
在一个实施例中，如图3B所示，所述防抱死制动控制模块，用于根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号；
所述电机控制器，还用于根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者用于根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
具体地，所述电机控制器中集成的防抱死制动控制模块，可以用于实时接收所述电机旋变传感器发送的轮毂电机转速信号、实时从所述通讯网络中获取踏板位置信号和轮速信号，并根据所述轮毂电机转速信号或者所述轮速信号，按照预先存储的车速信号估计算法确定车速估计值，然后根据所述车速估计值和所述踏板位置信号确定输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号。可选地，所述车速估计信号还可以包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号。
在实际的电控制动系统中，所述电机控制器可以是集成ABS模块的多核电机控制器，如图3B所示，所述防抱死制动控制模块，可以用于根据所述车速估计信号和所述轮速信号，按照预先存储的车轮滑移率估计算法确定车轮的滑移率估计值，然后根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，判断踏板位置与预设的踏板位置阈值之间的关系以及所述滑移率估计值与预设的滑移率阈值之间的关系。
若确定所述踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号；若确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
本实施例的电控制动系统中，通过将防抱死制动控制模块集成在电机控制器中、从通讯网络中获取轮速信号、轮速信号踏板位置信号以及接收电机旋变传感器发送的轮毂电机转速信号，实现将根据轮毂电机转速信号或者轮速信号确定的车速估计信号和踏板位置信号作为输入信号传输至防抱死制动控制模块，以使防抱死制动控制模块根据所述车速估计信号和踏板位置确定输出防抱死制动使能信号还是输出防抱死制动非使能信号，避免了在防抱死制动使能状态下需要依靠整车控制器计算防抱死制动转矩信号并通过CAN总线传输至电机控制器后才能执行防抱死制动功能的弊端，有效降低了防抱死制动控制的网络时滞，从而也能够有效提高车辆紧急制动的控制时效和精度。
在一实施例中，所述预设的扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512306020000131
其中，
Figure BDA0002512306020000132
Figure BDA0002512306020000133
Figure BDA0002512306020000141
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512306020000142
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512306020000143
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512306020000144
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512306020000145
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000146
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000147
表示轮胎面的转速加速度。
具体地，在所述控制系统中，电动轮系统的电机、减速器和轮胎是高度机电耦合的，以电动轮的机电耦合模型为基础，可以研究轮毂电机转速信号与电动轮轮速信号之间的关系，实现多传感器容错冗余的分布式电驱动车辆复杂动力学控制。在电动轮的扭转振动模型中，电动轮简化为考虑集中质量的周向可变形系统，即将轮毂电机、减速器、轮辋、轮胎各部件的质量集中在电机转子、减速器及轮辋、胎面三个自由度，三者之间通过弹簧-阻尼系统连接，图4所示为电动轮的扭转振动模型，根据所述扭转振动模型确定出所述扭转振动方程，所述扭转振动方程能够在轮速信号和电机转速信号共同用于电机驱动与机电复合制动的控制时实现轮速信号和电机转速信号的高精度转换，以此实现在整车控制系统工作时充分利用电机转速信号和轮速信号之间的转换关系实现相互冗余容错的目的。
如图5所示，提供了一种电控制动方法，所述方法包括：
步骤S11，踏板位置传感器采集踏板位置信号，将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置。
步骤S12，轮速传感器采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器。
步骤S13，电机旋变传感器采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器。
步骤S14，整车控制器根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求。
步骤S15，电机控制器根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在一个实施例中，如图6所示，步骤S14包括：
步骤S141，当整车控制器接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩；其中，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求。
步骤S142，整车控制器将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述转矩需求进行电机驱动控制；其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
在一个实施例中，如图7所示，步骤S15还包括：
步骤S151，当电机控制器接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号。
步骤S152，电机控制器根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，所述方法还包括：当电机控制器接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，所述方法还包括：通讯网络实时接收所述整车控制器发送的踏板位置信号、轮速信号以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号。
在一个实施例中，如图8所示，所述方法还包括：
步骤S21，电机控制器中的防抱死制动控制模块根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号。
步骤S22，电机控制器根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
在一个实施例中，如图9所示，步骤S21包括：
步骤S211，电机控制器中的防抱死制动控制模块根据所述车速估计信号和所述轮速信号确定车轮的滑移率估计值。
步骤S212，电机控制器中的防抱死制动控制模块根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，确定踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号。
步骤S213，电机控制器中的防抱死制动控制模块确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
在一个实施例中，步骤S15中所述的扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512306020000161
其中，
Figure BDA0002512306020000162
Figure BDA0002512306020000163
Figure BDA0002512306020000164
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512306020000165
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512306020000166
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512306020000167
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512306020000168
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000169
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA00025123060200001610
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，所述方法还包括：所述电机控制器输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
应该理解的是，虽然图5-9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。而且，图5-9中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。关于电控制动方法的具体限定可以参见上文中对于电控制动系统的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种电控制动装置，包括：第一采集模块11、第二采集模块12、第三采集模块13、第一控制模块14和第五控制模块15，其中：
第一采集模块11，用于采集踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置。
第二采集模块12，用于采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至第一控制模块14。
第三采集模块13，用于采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至第五控制模块15。
第一控制模块14，用于根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至第五控制模块15；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求。
第五控制模块15，用于根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及用于根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
第一控制模块14，还用于当接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求，并将所述普通工况总目标转矩发送至第二控制模块15，以使第二控制模块15根据所述转矩需求进行电机驱动控制；其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
第二控制模块15，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
第二控制模块15，还用于当接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
所述电控制动装置，还包括通讯网络子模块，所述通讯网络子模块用于实时接收第一控制模块14发送的轮速信号、踏板位置信号，以及第二控制模块15发送的轮毂电机转速信号。
第二控制模块15中还包括防抱死制动控制子模块，用于根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号；
第二控制模块15，还用于根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者用于根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
防抱死制动控制子模块，还用于根据所述车速估计信号和所述轮速信号确定车轮的滑移率估计值，并根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，确定踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号；或者确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
第二控制模块15中的所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512306020000181
其中，
Figure BDA0002512306020000182
Figure BDA0002512306020000183
Figure BDA0002512306020000184
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512306020000191
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512306020000192
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512306020000193
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512306020000194
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000195
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000196
表示轮胎面的转速加速度。
第二控制模块15，还用于输出电气信号，根据所述电气信号驱动轮毂电机。
关于电控制动装置的具体限定可以参见上文中对于电控制动系统的限定，在此不再赘述。上述电控制动装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电控制动方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
踏板位置传感器采集踏板位置信号，将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置。
轮速传感器采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器。
电机旋变传感器采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器。
整车控制器根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求。
电机控制器根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当整车控制器接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩；其中，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求。整车控制器将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述转矩需求进行电机驱动控制；其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当电机控制器接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号。电机控制器根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当电机控制器接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
通讯网络实时接收所述整车控制器发送的踏板位置信号、轮速信号以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
电机控制器中的防抱死制动控制模块根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号；电机控制器根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
电机控制器中的防抱死制动控制模块根据所述车速估计信号和所述轮速信号确定车轮的滑移率估计值。电机控制器中的防抱死制动控制模块根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，确定踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号。电机控制器中的防抱死制动控制模块确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512306020000211
其中，
Figure BDA0002512306020000212
Figure BDA0002512306020000213
Figure BDA0002512306020000214
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512306020000215
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512306020000216
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512306020000217
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512306020000218
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000219
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA00025123060200002110
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述电机控制器输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
踏板位置传感器采集踏板位置信号，将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置。
轮速传感器采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器。
电机旋变传感器采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器。
整车控制器根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求。
电机控制器根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当整车控制器接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩；其中，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求。整车控制器将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述转矩需求进行电机驱动控制；其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当电机控制器接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号。电机控制器根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当电机控制器接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通讯网络实时接收所述整车控制器发送的踏板位置信号、轮速信号以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
电机控制器中的防抱死制动控制模块根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号；电机控制器根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
电机控制器中的防抱死制动控制模块根据所述车速估计信号和所述轮速信号确定车轮的滑移率估计值。电机控制器中的防抱死制动控制模块根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，确定踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号。电机控制器中的防抱死制动控制模块确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512306020000231
其中，
Figure BDA0002512306020000232
Figure BDA0002512306020000233
Figure BDA0002512306020000234
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512306020000235
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512306020000236
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512306020000241
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512306020000242
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000243
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512306020000244
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述电机控制器输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电控制动系统，包括：踏板位置传感器、轮速传感器、整车控制器、电机控制器和防抱死制动控制模块，其特征在于，还包括电机旋变传感器，所述防抱死制动控制模块集成在所述电机控制器中，所述踏板位置传感器和所述轮速传感器分别与所述整车控制器电连接，所述电机旋变传感器与所述电机控制器电连接：
所述踏板位置传感器，用于采集踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置；
所述轮速传感器，用于采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器；
所述电机旋变传感器，用于采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器；
所述整车控制器，用于根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求；
所述电机控制器，用于根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及用于根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整车控制器，还用于当接收到第一指令时，根据所述踏板位置信号、所述轮速信号和所述车速信号确定普通工况总目标转矩，所述普通工况总目标转矩中包括非紧急制动状况下各制动转矩和各驱动转矩对应的转矩需求，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器，以使所述电机控制器根据所述转矩需求进行电机驱动控制；
其中，所述第一指令包括根据驾驶员踩压踏板时生成的指令。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置满足预设的踏板位置且当前时刻的车轮滑移率超过预设的滑移率范围时生成的指令。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制器，还用于当接收到非紧急制动指令时，根据所述普通工况总目标转矩进行驱动电机控制；其中，所述非紧急制动指令包括根据当前时刻的踏板位置未满足预设的踏板位置和/或当前时刻的车轮滑移率未超过预设的滑移率范围时生成的指令。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通讯网络，所述通讯网络分别连接所述整车控制器和所述电机控制器；
所述通讯网络，用于实时接收所述整车控制器发送的轮速信号、踏板位置信号，以及所述电机控制器发送的轮毂电机转速信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述防抱死制动控制模块，用于根据车速估计信号、踏板位置信号和所述目标转换轮速信号，输出防抱死制动使能信号或者输出防抱死制动非使能信号；其中，所述车速估计信号包括根据所述轮毂电机转速信号估计的信号；
所述电机控制器，还用于根据所述防抱死制动使能信号，控制轮毂电机按照所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；或者用于根据所述防抱死制动非使能信号，控制轮毂电机按照所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述防抱死制动控制模块，还用于根据所述车速估计信号和所述轮速信号确定车轮的滑移率估计值，并根据所述踏板位置信号和所述滑移率估计值，确定踏板位置满足预设的踏板位置阈值且所述滑移率估计值超出预设的滑移率阈值时，输出防抱死制动使能信号；或者确定所述踏板位置未满足所述踏板位置阈值和/或所述滑移率估计值未超出所述滑移率阈值时，输出防抱死制动非使能信号。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扭转振动方程，包括：
Figure FDA0002512306010000021
其中，
Figure FDA0002512306010000031
Figure FDA0002512306010000032
Figure FDA0002512306010000033
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure FDA0002512306010000034
表示电机转子的转速，
Figure FDA0002512306010000035
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure FDA0002512306010000036
表示轮胎面的转速，
Figure FDA0002512306010000037
电机转子的转速加速度，
Figure FDA0002512306010000038
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure FDA0002512306010000039
表示轮胎面的转速加速度。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制器还用于输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
10.一种电控制动方法，其特征在于，所述方法包括：
踏板位置传感器采集踏板位置信号，并将所述踏板位置信号发送至所述整车控制器；其中，所述踏板位置信号包括加速踏板位置和制动踏板位置；
轮速传感器采集轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器；
电机旋变传感器采集轮毂电机转速信号，并将所述轮毂电机转速信号发送至所述电机控制器；
整车控制器根据所述踏板位置信号和车速信号确定普通工况总目标转矩，并将所述普通工况总目标转矩发送至所述电机控制器；其中，所述车速信号包括根据所述轮速信号确定的信号，所述普通工况总目标转矩用于表征各电机在非紧急制动状态下的驱制动转矩需求；
电机控制器根据所述普通工况总目标转矩进行轮毂电机驱动控制；以及根据所述轮毂电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述轮毂电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
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