CN116513191A - 车辆驱动防滑方法,装置,车辆及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及车辆控制技术领域中的一种车辆驱动防滑方法,装置,车辆及存储介质,以解决车辆起步出现驱动轮打滑,TCS不会立即激活降扭,只有当打滑量超过一定门限时才会激活降扭,不能起到精准且快速进行防滑控制的技术问题,包括:获取当前时刻车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩;根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。本公开的技术方案可以为车辆的车轮提供足够的附着力,精准且快速进行防滑控制,增强车辆驱动能力。
Description
技术领域
本公开涉及车辆控制技术领域,尤其涉及一种车辆驱动防滑方法,装置,车辆及存储介质。
背景技术
牵引力控制系统(Traction Control System,简称TCS)是一种抑制车辆的驱动轮打滑的系统,通常,TCS根据获取到的驱动轮轮速及惯性传感器信号中的加速度确定参考车速,并根据估算的路面附着系数和车速确定目标滑移率,进而将目标滑移率与参考车速的和作为目标驱动轴速,如果实际驱动轴速大于目标驱动轴速,则TCS激活,通过降低驱动扭矩的方式降低实际驱动轴速,实现防滑控制。
然而,为了保证TCS的鲁棒性,防止TCS误触发,车辆静止时,即车速为0m/s时,目标驱动轴速不会与参考车速相同,而是略大于参考车速。这样就导致车辆起步时出现驱动轮打滑,TCS不会立即激活降扭,只有当打滑量超过一定门限时才会激活降扭,但这种情况下驱动车轮轮速已经较高,不能起到精准且快速的防滑控制。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本公开提供一种车辆驱动防滑方法,装置,车辆及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面,提供一种车辆驱动防滑方法,包括:
获取当前时刻所述车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩;
根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
根据当前时刻所述车辆的所述车速以及所述加速踏板开度,确定当前时刻所述车辆的请求电机扭矩;
根据当前时刻所述车辆的所述车速以及所述驾驶模式,确定当前时刻所述车辆的扭矩门限值;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、所述请求电机扭矩、所述目标轮端扭矩以及所述扭矩门限值,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、所述请求电机扭矩、所述目标轮端扭矩以及所述扭矩门限值,对所述车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,确定扭矩控制值;
在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,以所述目标轮端扭矩为目标减小所述请求电机扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,以所述目标轮端扭矩为目标减小所述请求电机扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,确定所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值与预设差值阈值的大小关系;
在所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值大于等于所述预设差值阈值的情况下,在预设时长内减小所述请求电机扭矩到所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制;或者
在所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值小于所述预设差值阈值的情况下,按照预设梯度减小所述请求电机扭矩到所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,确定扭矩控制值的步骤,包括:
计算当前时刻所述驱动电机的所述状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩差值,并将所述扭矩差值确定为当前时刻的扭矩控制值;或者
计算当前时刻所述驱动电机的所述状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩商,并将所述扭矩商确定为当前时刻的扭矩控制值。
可选地,所述驱动电机的状态信息包括驱动电机转速;
所述根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩的步骤,包括:
根据当前时刻所述车辆的所述驱动电机转速以及当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,确定所述驱动电机的角加速度;
根据所述角加速度、所述车辆的转动惯量、所述驱动电机的阻尼系数、当前时刻的所述驱动电机转速以及当前时刻的所述电机输出扭矩,预测所述车辆的预测轮端扭矩;
根据当前时刻的所述驱动电机转速以及所述预测轮端扭矩,确定所述目标轮端扭矩。
可选地,所述根据当前时刻的所述驱动电机转速以及所述预测轮端扭矩,确定所述目标轮端扭矩的步骤,包括:
重复执行以下步骤:
确定所述驱动电机提供所述预测轮端扭矩对应的预测电机转速;
根据所述预测电机转速与当前时刻的所述驱动电机转速,确定扭矩补偿量;
在所述扭矩补偿量满足扭矩补偿条件的情况下,根据所述扭矩补偿量,对所述预测轮端扭矩进行补偿,得到纠偏轮端扭矩;
将纠偏轮端扭矩作为所述驱动电机当前时刻的所述电机输出扭矩,根据所述角加速度、所述车辆的转动惯量、所述驱动电机的阻尼系数、当前时刻的所述驱动电机转速以及所述纠偏轮端扭矩,再次预测所述车辆的预测轮端扭矩;
直到所述扭矩补偿量不满足所述扭矩补偿条件的情况下,将所述预测轮端扭矩作为所述目标轮端扭矩。
可选地,通过如下计算式预测所述车辆的预测轮端扭矩Tload:
wa=(TM-k×wv-Tload)/J
其中,wa为所述角加速度,J为所述车辆的转动惯量,k为所述驱动电机的阻尼系数,wv为当前时刻的所述驱动电机转速,TM为所述驱动电机当前时刻的所述电机输出扭矩。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种车辆驱动防滑装置,包括:
获取模块,被配置为获取当前时刻所述车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
预测模块,被配置为根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩;
控制模块,被配置为根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述控制模块,被配置为:
根据当前时刻所述车辆的所述车速以及所述加速踏板开度,确定当前时刻所述车辆的请求电机扭矩;
根据当前时刻所述车辆的所述车速以及所述驾驶模式,确定当前时刻所述车辆的扭矩门限值;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、所述请求电机扭矩、所述目标轮端扭矩以及所述扭矩门限值,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述控制模块,被配置为:
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,确定扭矩控制值;
在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,以所述目标轮端扭矩为目标减小所述请求电机扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述控制模块,被配置为:
在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,确定所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值与预设差值阈值的大小关系;
在所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值大于等于所述预设差值阈值的情况下,在预设时长内减小所述请求电机扭矩到所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制;或者
在所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值小于所述预设差值阈值的情况下,按照预设梯度减小所述请求电机扭矩到所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述控制模块,被配置为:
计算当前时刻所述驱动电机的所述状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩差值,并将所述扭矩差值确定为当前时刻的扭矩控制值;或者
计算当前时刻所述驱动电机的所述状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩商,并将所述扭矩商确定为当前时刻的扭矩控制值。
可选地,所述驱动电机的状态信息包括驱动电机转速;所述预测模块,被配置为:
根据当前时刻所述车辆的所述驱动电机转速以及当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,确定所述驱动电机的角加速度;
根据所述角加速度、所述车辆的转动惯量、所述驱动电机的阻尼系数、当前时刻的所述驱动电机转速以及当前时刻的所述电机输出扭矩,预测所述车辆的预测轮端扭矩;
根据当前时刻的所述驱动电机转速以及所述预测轮端扭矩,确定所述目标轮端扭矩。
可选地,所述预测模块,被配置为:
重复执行以下步骤:
确定所述驱动电机提供所述预测轮端扭矩对应的预测电机转速;
根据所述预测电机转速与当前时刻的所述驱动电机转速,确定扭矩补偿量;
在所述扭矩补偿量满足扭矩补偿条件的情况下,根据所述扭矩补偿量,对所述预测轮端扭矩进行补偿,得到纠偏轮端扭矩;
将纠偏轮端扭矩作为所述驱动电机当前时刻的所述电机输出扭矩,根据所述角加速度、所述车辆的转动惯量、所述驱动电机的阻尼系数、当前时刻的所述驱动电机转速以及所述纠偏轮端扭矩,再次预测所述车辆的预测轮端扭矩;
直到所述扭矩补偿量不满足所述扭矩补偿条件的情况下,将所述预测轮端扭矩作为所述目标轮端扭矩。
可选地,通过如下计算式预测所述车辆的预测轮端扭矩Tload:
wa=(TM-k×wv-Tload)/J
其中,wa为所述角加速度,J为所述车辆的转动惯量,k为所述驱动电机的阻尼系数,wv为当前时刻的所述驱动电机转速,TM为所述驱动电机当前时刻的所述电机输出扭矩。
根据本公开实施例的第三方面,提供一种车辆,包括:
第一处理器;
用于存储第一处理器可执行指令的第一存储器;
其中,所述第一处理器被配置为:
获取当前时刻所述车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩;
根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
根据本公开实施例的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该程序指令被第二处理器执行时实现本公开第一方面所提供的车辆驱动防滑方法的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
通过获取当前时刻车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩,可以预测当前地面的摩擦阻力所能够形成的轮端扭矩,进而提高后续控制的准确性;进而根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。考虑不同驾驶模式、车速和加速踏板开度下的电机输出扭矩,可以更好地匹配当前的驾驶状态,进而可以为车辆的车轮提供足够的附着力,降低车轮打滑的概率,增强车辆驱动能力。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种车辆驱动防滑方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种实现图1中步骤S12的框图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种预测车辆的目标轮端扭矩的流程图。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种车辆驱动防滑方法的流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种车辆驱动防滑装置的框图。
图6是一示例性实施例示出的一种车辆的功能框图示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是,本申请中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下,并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
图1是根据一示例性实施例示出的一种车辆驱动防滑方法的流程图,该车辆驱动防滑方法可以应用于整车控制器、底盘域控制器、车身电子稳定系统中,如图1所示,包括以下步骤。
在步骤S11中,获取当前时刻车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度。
本公开实施例中,每一时刻均获取车辆当前时刻的车速、当前时刻的驱动电机的状态信息以及当前时刻的加速踏板开度。
本公开实施例中,可以通过配置于车辆变速器的车速传感器获取当前时刻车辆的车速,也可以通过车辆上配置的轮速传感器获取车辆的轮速,再转换为当前时刻车辆的车速。可以通过配置在驱动电机上的传感器获取当前时刻的驱动电机的状态信息,以及可以直接从整车控制器获取当前时刻的加速踏板开度,也可以直接从加速踏板的行程开关上获取当前时刻的加速踏板开度。
在步骤S12中,根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩。
其中,可以将当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息输入龙贝格观测器,预测车辆的目标轮端扭矩,龙贝格观测器可以根据车辆的转动惯量以及驱动电机的阻尼系数构建。
可以说明的是,车辆的转动惯量由车辆的传动部件决定,也就是说,不同车辆的转动惯量可能不同,或者相同车型的转动惯量是相同的,可以通过预先标定的方式存储到车辆上。
针对驱动电机的阻尼系数,通常是由驱动电机的特性决定的。
本公开中涉及的轮端扭矩,通常是电机输出扭矩与减速器速比的乘积决定,同时地面对车轮的摩擦力会影响轮端扭矩的输出。
可选地,驱动电机的状态信息包括驱动电机转速。参见图2所示,在步骤S12中,根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩的步骤,包括以下步骤。
在步骤S121中,根据当前时刻车辆的驱动电机转速以及当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,确定驱动电机的角加速度。
其中,基于龙贝格观测器确定驱动电机的角加速度,首先需要通过当前时刻的驱动电机转速对龙贝格观测器进行初始化,进而再执行后续步骤。
可以理解的是,当前时刻车辆的驱动电机转速是当前时刻的上一时刻的驱动电机转速与驱动电机的角加速度在时间上的积分的和,即:
w=w0+wa×dt(1)
其中,w是当前时刻车辆的驱动电机转速,w0是当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,wa是驱动电机的角加速度,dt表示在时间上进行积分。
在步骤S122中,根据角加速度、车辆的转动惯量、驱动电机的阻尼系数、当前时刻的驱动电机转速以及当前时刻的电机输出扭矩,预测车辆的预测轮端扭矩。
可选地,通过如下计算式预测车辆的预测轮端扭矩Tload:
wa=(TM-k×wv-Tload)/J(2)
其中,wa为角加速度,J为车辆的转动惯量,k为驱动电机的阻尼系数,wv为当前时刻的驱动电机转速,TM为当前时刻的电机输出扭矩。
在步骤S123中,根据当前时刻的驱动电机转速以及预测轮端扭矩,确定目标轮端扭矩。
本公开实施例中,根据当前时刻的驱动电机转速与预测轮端扭矩对应的预测电机转速之间的差值,确定是否需要对预测轮端扭矩进行纠偏,进而在需要对预测轮端扭矩进行纠偏的情况下,对预测轮端扭矩进行纠偏,得到纠偏轮端扭矩,进而将纠偏轮端扭矩作为当前时刻的电机输出扭矩再次预测车辆的预测轮端扭矩,直到不需要对预测轮端扭矩进行纠偏,进一步地,在不需要对预测轮端扭矩进行纠偏的情况下,将预测轮端扭矩确定为目标轮端扭矩。
在该步骤S123中,根据当前时刻的驱动电机转速以及预测轮端扭矩,确定目标轮端扭矩的步骤,包括:
重复执行以下步骤:
确定驱动电机提供预测轮端扭矩对应的预测电机转速。
在本公开具体实施时,可以根据电机输出扭矩与减速器速比的乘积确定轮端扭矩,进而基于固定的减速器速比和已知轮端扭矩反推电机输出扭矩,进而根据驱动电机的特性,确定电机输出扭矩对应的预测电机转速。
根据预测电机转速与当前时刻的驱动电机转速,确定扭矩补偿量。
本公开实施例中,根据预测电机转速与当前时刻的驱动电机转速的转速差确定为扭矩补偿量。示例地,将该转速差在数值上的大小作为扭矩补偿量的数值大小。
在扭矩补偿量满足扭矩补偿条件的情况下,根据扭矩补偿量,对预测轮端扭矩进行补偿,得到纠偏轮端扭矩。
其中,扭矩补偿条件可以是扭矩补偿量是否处于扭矩补偿范围内,例如,扭矩补偿量是否大于0,此时扭矩补偿范围为0至无穷大,或者扭矩补偿量是否大于预设补偿阈值,此时扭矩补偿范围为预设补偿阈值至无穷大。
在扭矩补偿量满足扭矩补偿条件的情况下,计算扭矩补偿量与预测轮端扭矩的和值,得到纠偏轮端扭矩。
将纠偏轮端扭矩作为当前时刻的电机输出扭矩,根据角加速度、车辆的转动惯量、驱动电机的阻尼系数、当前时刻的驱动电机转速以及纠偏轮端扭矩,再次预测车辆的预测轮端扭矩。
该步骤中,将纠偏轮端扭矩作为当前时刻的电机输出扭矩,即作为前反馈,反馈到龙贝格观测器中,进而再次根据前述公式(2),预测车辆的预测轮端扭矩,并不断进行预测、前反馈,直到扭矩补偿量不满足扭矩补偿条件。
直到扭矩补偿量不满足扭矩补偿条件的情况下,将预测轮端扭矩作为目标轮端扭矩。
参见图3所示,根据当前时刻的驱动电机转速和电机输出扭矩对龙贝格观测器进行初始化,避免上一时刻的状态信息的影响。进而根据当前时刻的电机输出扭矩和当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,例如当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,执行前述实施例中的方法,对轮端扭矩进行预测。进而根据当前时刻的驱动电机转速对预测轮端扭矩进行纠偏,并根据纠偏后得到的纠偏轮端扭矩再次进行轮端扭矩预测,其中,图3中示出的Z为状态传递参数。最终,在扭矩补偿量不满足扭矩补偿条件的情况下,将预测轮端扭矩作为目标轮端扭矩。
在步骤S13中,根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
在具体实施时,在步骤S13中,根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
根据当前时刻车辆的车速以及加速踏板开度,确定当前时刻车辆的请求电机扭矩。
本公开实施例中,预先建立有车速、加速踏板开度与请求电机扭矩的表格,通过当前时刻的车速以及加速踏板开度,查表确定当前时刻车辆的请求电机扭矩。
根据当前时刻车辆的车速以及驾驶模式,确定当前时刻车辆的扭矩门限值。
同理,预先建立有车速、驾驶模式与扭矩门限值的表格,例如,运动模式对应的扭矩门限值较大,而舒适模式对应的扭矩门限值较小,通过当前时刻的车速以及驾驶模式,查表确定当前时刻车辆的扭矩门限值。
根据当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、请求电机扭矩、目标轮端扭矩以及扭矩门限值,对车辆进行驱动防滑控制。
本公开实施例中,根据当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、请求电机扭矩、目标轮端扭矩以及扭矩门限值,对车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
根据当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,确定扭矩控制值。
在一种实施方式中,可以计算当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩与目标轮端扭矩的扭矩差值,并将该扭矩差值作为扭矩控制值。
在另一种实施方式中,可以计算当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩与目标轮端扭矩的扭矩比值,并将该扭矩比值作为扭矩控制值。
在扭矩控制值大于扭矩门限值的情况下,以目标轮端扭矩为目标减小请求电机扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
本公开实施例中,以目标轮端扭矩为目标减小请求电机扭矩可以理解为,将降低请求电机扭矩,直到请求电机扭矩等于目标轮端扭矩。
可以理解的是,在扭矩控制值小于等于扭矩门限值的情况下,请求电机扭矩等于需求电机扭矩,因此驱动电机可以直接按照请求电机扭矩向车轮提供扭矩。
可选地,在扭矩控制值大于扭矩门限值的情况下,以目标轮端扭矩为目标减小请求电机扭矩,对车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
在扭矩控制值大于扭矩门限值的情况下,确定扭矩控制值与扭矩门限值的差值与预设差值阈值的大小关系。
在扭矩控制值与扭矩门限值的差值大于等于预设差值阈值的情况下,在预设时长内减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
在扭矩控制值与扭矩门限值的差值小于预设差值阈值的情况下,按照预设梯度减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
本公开实施例中,预设梯度为预先标定的固定值,从而每一次减小相同的扭矩。在预设时长内减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩不规定减小梯度,可以是先以较大梯度进行减小扭矩,再以较小梯度进行减小,其减小梯度与扭矩控制值与扭矩门限值的差值相对预设差值阈值的大小有关。
上述技术方案中,在扭矩控制值与扭矩门限值的差值大于等于预设差值阈值的情况下,可以快速减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩,从而及时对车辆进行驱动防滑控制。而在扭矩控制值与扭矩门限值的差值小于预设差值阈值的情况下,可以按照预设梯度,平稳减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩。
上述技术方案通过获取当前时刻车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度。根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩,可以预测当前地面的摩擦阻力所能够形成的轮端扭矩,进而提高后续控制的准确性。进而根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。考虑不同驾驶模式、车速和加速踏板开度下的电机输出扭矩,可以更好地匹配当前的驾驶状态,进而可以为车辆的车轮提供足够的附着力,降低车轮打滑的概率,增强车辆驱动能力。
下面通过一个实施例对本公开所提供的车辆驱动防滑方法进行示例性说明,参见图4所示,首先根据当前时刻的车速和加速踏板开度,查表确定请求电机扭矩,并根据当前时刻的电机输出扭矩和驱动电机转速预测轮端扭矩,并执行前述实施例中的方法,确定目标轮端扭矩,并根据当前时刻的驾驶模式和车速,查表确定扭矩门限值。进一步地,根据请求电机扭矩、目标轮端扭矩和扭矩门限值对请求输出扭矩进行仲裁,得到请求输出扭矩,并由驱动电机执行。
其中,上述确定请求电机扭矩、预测轮端扭矩和确定扭矩门限值无先后关系,上述实施例仅为一种实施方式,可以是同时进行,也可以是按照一定顺序执行,本公开不做限定。
基于相同的构思,本公开实施例还提供一种车辆驱动防滑装置,图5是根据一示例性实施例示出的一种车辆驱动防滑装置500的框图。参照图5,该车辆驱动防滑装置500包括:获取模块510,预测模块520和控制模块530。
其中,获取模块510,被配置为获取当前时刻车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
预测模块520,被配置为根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩;
控制模块530,被配置为根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
可选地,控制模块530,被配置为:
根据当前时刻车辆的车速以及加速踏板开度,确定当前时刻车辆的请求电机扭矩;
根据当前时刻车辆的车速以及驾驶模式,确定当前时刻车辆的扭矩门限值;
根据当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、请求电机扭矩、目标轮端扭矩以及扭矩门限值,对车辆进行驱动防滑控制。
可选地,控制模块530,被配置为:
根据当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,确定扭矩控制值;
在扭矩控制值大于扭矩门限值的情况下,以目标轮端扭矩为目标减小请求电机扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
可选地,控制模块530,被配置为:
在扭矩控制值大于扭矩门限值的情况下,确定扭矩控制值与扭矩门限值的差值与预设差值阈值的大小关系;
在扭矩控制值与扭矩门限值的差值大于等于预设差值阈值的情况下,在预设时长内减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制;
在扭矩控制值与扭矩门限值的差值小于预设差值阈值的情况下,按照预设梯度减小请求电机扭矩到目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
可选地,所述控制模块530,被配置为:
计算当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩差值,并将所述扭矩差值确定为当前时刻的扭矩控制值;
计算当前时刻驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩商,并将所述扭矩商确定为当前时刻的扭矩控制值。
可选地,驱动电机的状态信息包括驱动电机转速;预测模块520,被配置为:
根据当前时刻车辆的驱动电机转速以及当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,确定驱动电机的角加速度;
根据角加速度、车辆的转动惯量、驱动电机的阻尼系数、当前时刻的驱动电机转速以及当前时刻的电机输出扭矩,预测车辆的预测轮端扭矩;
根据当前时刻的驱动电机转速以及预测轮端扭矩,确定目标轮端扭矩。
可选地,预测模块520,被配置为:
重复执行以下步骤:
确定驱动电机提供预测轮端扭矩对应的预测电机转速;
根据预测电机转速与当前时刻的驱动电机转速,确定扭矩补偿量;
在扭矩补偿量满足扭矩补偿条件的情况下,根据扭矩补偿量,对预测轮端扭矩进行补偿,得到纠偏轮端扭矩;
将纠偏轮端扭矩作为当前时刻的电机输出扭矩,根据角加速度、车辆的转动惯量、驱动电机的阻尼系数、当前时刻的驱动电机转速以及纠偏轮端扭矩,再次预测车辆的预测轮端扭矩;
直到扭矩补偿量不满足扭矩补偿条件的情况下,将预测轮端扭矩作为目标轮端扭矩。
可选地,通过如下计算式预测车辆的预测轮端扭矩Tload:
wa=(TM-k×wv-Tload)/J
其中,wa为角加速度,J为车辆的转动惯量,k为驱动电机的阻尼系数,wv为当前时刻的驱动电机转速,TM为当前时刻的电机输出扭矩。
关于上述实施例中的车辆驱动防滑装置500,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
本领域技术人员应理解,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有其他的划分方式,例如多个模块可以结合或者可以集成为一个模块。此外,作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开。并且,每一模块可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。当使用硬件实现时,可以为全部或部分地以集成电路或芯片的形式实现。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该程序指令被第二处理器执行时实现本公开前述实施例中任一项所提供的车辆驱动防滑方法的步骤。
本公开实施例还提供一种车辆,包括:
第一处理器;
用于存储第一处理器可执行指令的第一存储器;
其中,所述第一处理器被配置为:
获取当前时刻车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
基于龙贝格观测器,根据当前时刻驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测车辆的目标轮端扭矩,龙贝格观测器是根据车辆的转动惯量以及驱动电机的阻尼系数构建的;
根据当前时刻车辆的驾驶模式、车速、加速踏板开度、当前时刻状态信息中的电机输出扭矩以及目标轮端扭矩,对车辆进行驱动防滑控制。
可以说明的是,本公开实施例中的车辆所配置的第一处理器能够执行第一存储器中存储的可执行指令,以实现本公开前述实施例中任一项所提供的车辆驱动防滑方法。
图6是根据一示例性实施例示出的一种车辆600的框图。例如,车辆600可以是混合动力车辆,也可以是非混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或者其他类型的车辆。车辆600可以是自动驾驶车辆、半自动驾驶车辆或者非自动驾驶车辆。
参照图6,车辆600可包括各种子系统,例如,信息娱乐系统610、感知系统620、决策控制系统630、驱动系统640以及计算平台650。其中,车辆600还可以包括更多或更少的子系统,并且每个子系统都可包括多个部件。另外,车辆600的每个子系统之间和每个部件之间可以通过有线或者无线的方式实现互连。
在一些实施例中,信息娱乐系统610可以包括通信系统,娱乐系统以及导航系统等。
感知系统620可以包括若干种传感器,用于感测车辆600周边的环境的信息。例如,感知系统620可包括全球定位系统(全球定位系统可以是GPS系统,也可以是北斗系统或者其他定位系统)、惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)、激光雷达、毫米波雷达、超声雷达以及摄像装置。
决策控制系统630可以包括计算系统、整车控制器、转向系统、油门以及制动系统。
驱动系统640可以包括为车辆600提供动力运动的组件。在一个实施例中,驱动系统640可以包括引擎、能量源、传动系统和车轮。引擎可以是内燃机、电动机、空气压缩引擎中的一种或者多种的组合。引擎能够将能量源提供的能量转换成机械能量。
车辆600的部分或所有功能受计算平台650控制。计算平台650可包括至少一个第三处理器651和第三存储器652,第三处理器651可以执行存储在第三存储器652中的指令653。
第三处理器651可以是任何常规的处理器,诸如商业可获得的CPU。处理器还可以包括诸如图像处理器(Graphic Process Unit,GPU),现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)、片上系统(System on Chip,SOC)、专用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或它们的组合。
第三存储器652可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
除了指令653以外,第三存储器652还可存储数据,例如道路地图,路线信息,车辆的位置、方向、速度等数据。第三存储器652存储的数据可以被计算平台650使用。
在本公开实施例中,第三处理器651可以执行指令653,以完成上述的车辆驱动防滑方法的全部或部分步骤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (11)
1.一种车辆驱动防滑方法,其特征在于,包括:
获取当前时刻所述车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩;
根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,所述根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
根据当前时刻所述车辆的所述车速以及所述加速踏板开度,确定当前时刻所述车辆的请求电机扭矩;
根据当前时刻所述车辆的所述车速以及所述驾驶模式,确定当前时刻所述车辆的扭矩门限值;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、所述请求电机扭矩、所述目标轮端扭矩以及所述扭矩门限值,对所述车辆进行驱动防滑控制。
3.根据权利要求2所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,所述根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩、所述请求电机扭矩、所述目标轮端扭矩以及所述扭矩门限值,对所述车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,确定当前时刻的扭矩控制值;
在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,以所述目标轮端扭矩为目标减小所述请求电机扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
4.根据权利要求3所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,所述在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,以所述目标轮端扭矩为目标减小所述请求电机扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制的步骤,包括:
在所述扭矩控制值大于所述扭矩门限值的情况下,确定所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值与预设差值阈值的大小关系;
在所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值大于等于所述预设差值阈值的情况下,在预设时长内减小所述请求电机扭矩到所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制;或者
在所述扭矩控制值与所述扭矩门限值的差值小于所述预设差值阈值的情况下,按照预设梯度减小所述请求电机扭矩到所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
5.根据权利要求3所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,所述根据当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,确定当前时刻的扭矩控制值的步骤,包括:
计算当前时刻所述驱动电机的所述状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩差值,并将所述扭矩差值确定为当前时刻的扭矩控制值;或者
计算当前时刻所述驱动电机的所述状态信息中的电机输出扭矩与所述目标轮端扭矩的扭矩商,并将所述扭矩商确定为当前时刻的扭矩控制值。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,所述驱动电机的状态信息包括驱动电机转速;
所述根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩的步骤,包括:
根据当前时刻所述车辆的所述驱动电机转速以及当前时刻的上一时刻的驱动电机转速,确定所述驱动电机的角加速度;
根据所述角加速度、所述车辆的转动惯量、所述驱动电机的阻尼系数、当前时刻的所述驱动电机转速以及当前时刻的所述电机输出扭矩,预测所述车辆的预测轮端扭矩;
根据当前时刻的所述驱动电机转速以及所述预测轮端扭矩,确定所述目标轮端扭矩。
7.根据权利要求6所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,所述根据当前时刻的所述驱动电机转速以及所述预测轮端扭矩,确定所述目标轮端扭矩的步骤,包括:
重复执行以下步骤:
确定所述驱动电机提供所述预测轮端扭矩对应的预测电机转速;
根据所述预测电机转速与当前时刻的所述驱动电机转速,确定扭矩补偿量;
在所述扭矩补偿量满足扭矩补偿条件的情况下,根据所述扭矩补偿量,对所述预测轮端扭矩进行补偿,得到纠偏轮端扭矩;
将所述纠偏轮端扭矩作为所述驱动电机当前时刻的所述电机输出扭矩,根据所述角加速度、所述车辆的转动惯量、所述驱动电机的阻尼系数、当前时刻的所述驱动电机转速以及所述纠偏轮端扭矩,再次预测所述车辆的预测轮端扭矩;
直到所述扭矩补偿量不满足所述扭矩补偿条件的情况下,将所述预测轮端扭矩作为所述目标轮端扭矩。
8.根据权利要求7所述的车辆驱动防滑方法,其特征在于,通过如下计算式预测所述车辆的预测轮端扭矩Tload:
wa=(TM-k×wv-Tload)/J
其中,wa为所述角加速度,J为所述车辆的转动惯量,k为所述驱动电机的阻尼系数,wv为当前时刻的所述驱动电机转速,TM为所述驱动电机当前时刻的所述电机输出扭矩。
9.一种车辆驱动防滑装置,其特征在于,包括:
获取模块,被配置为获取当前时刻所述车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
预测模块,被配置为根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩;
控制模块,被配置为根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
10.一种车辆,其特征在于,包括:
第一处理器;
用于存储第一处理器可执行指令的第一存储器;
其中,所述第一处理器被配置为:
获取当前时刻所述车辆的车速、驱动电机的状态信息以及加速踏板开度;
根据当前时刻所述驱动电机的状态信息以及当前时刻的上一时刻的驱动电机的状态信息,预测所述车辆的目标轮端扭矩;
根据当前时刻所述车辆的驾驶模式、所述车速、所述加速踏板开度、当前时刻所述驱动电机的状态信息中的电机输出扭矩以及所述目标轮端扭矩,对所述车辆进行驱动防滑控制。
11.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,该程序指令被第二处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。
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