WO2018121595A1 - 四驱电动汽车的驱动防滑控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种四驱电动汽车的驱动防滑控制方法和装置，其中，控制方法包括以下步骤：检测电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度；根据四个车轮的轮速估算电动汽车的车速，并根据四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，以及根据油门踏板的深度获取电动汽车的需求扭矩，路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面；根据路况和需求扭矩分别对四个车轮进行驱动防滑控制。该控制方法能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，提升电动汽车的脱困能力。

Description

四驱电动汽车的驱动防滑控制方法和装置
本申请要求于2016年12月29日提交中国专利局、申请号为201611251605.3、申请名称为“四驱电动汽车的驱动防滑控制方法和装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种四驱电动汽车的驱动防滑控制方法和一种四驱电动汽车的驱动防滑控制装置。
背景技术
相关技术中，提出了一种四轮轮毂电动汽车防滑控制方法。具体地，通过路面识别算法实时的计算出车轮的最佳滑移率，并由车轮的最佳滑移率计算出车轮的期望转速。然后，根据车轮的状态，计算出车轮的补偿转矩；如果车轮打滑，以车轮期望轮速为控制目标，通过车轮轮速的PID控制器计算出补偿转矩，如果，车轮不打滑，补偿转矩为零；同时，车速控制以期望车速为控制目标，根据车速控制器计算出电机的指令转矩；最后，将前面所述的补偿转矩和指令转矩相加并输入电机实现四轮轮毂电动汽车的驱动防滑控制。
然而，上述技术虽然提到了根据路面识别和PID控制器计算出电机补偿扭矩，但并没有给出车辆处在不同路面时每个车轮该如何出力，才能使车辆不失稳。因为四轮轮毂电动汽车的四个电机扭矩都是单独控制，互不影响，所以如果车辆处在对开路面(包括只有一个车轮处于低附路面、同侧车轮处于低附路面、对角车轮处于低附路面)时触发驱动防滑功能，车辆可能会失稳。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种四驱电动汽车的驱动防滑控制方法。该控制方法能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力， 提升电动汽车的脱困能力。
本发明的第二个目的在于提出一种四驱电动汽车的驱动防滑控制装置。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，包括以下步骤：检测所述电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度；根据所述四个车轮的轮速估算所述电动汽车的车速，并根据所述四个车轮的轮速和所述车速确定所述电动汽车的所处路况，以及根据所述油门踏板的深度获取所述电动汽车的需求扭矩，其中，所述路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面；根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制。
本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，根据电动汽车四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，并根据所处路况采取对应的控制策略对电动汽车进行驱动防滑控制，由此，能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，提升电动汽车的脱困能力。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，包括：检测模块，用于检测所述电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度；估算模块，用于根据所述四个车轮的轮速估算所述电动汽车的车速；确定模块，用于根据所述四个车轮的轮速和所述车速确定所述电动汽车的所处路况，其中，所述路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面；获取模块，用于根据所述油门踏板的深度获取所述电动汽车的需求扭矩；控制模块，所述控制模块分别与所述确定模块和所述获取模块相连，用于根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制。
本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，根据电动汽车的四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，并根据所处路况采取对应的控制策略对电动汽车进行驱动防滑控制，由此，能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，提升电动汽车的脱困能力。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法的流程图；
图2a-图2g分别是根据本发明具体示例的电动汽车所处路况的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的电动汽车由低附路面到高附路面的实车测试数据曲线图；
图4是根据本发明一个实施例的电动汽车由高附路面到低附路面的实车测试数据曲线图；
图5是根据本发明一个实施例的电动汽车处于对开路面的实车测试数据曲线图；
图6是根据本发明另一个实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法的流程图；
图7是根据本发明另一个实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法的原理示意图；
图8a、图8b分别是根据本发明另一个实施例的不启动驱动防滑功能和启动驱动防滑功能时的Carsim与Simulink联合仿真的曲线图；
图9是根据本发明另一个实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制的实车匹配测试的曲线图；以及
图10是根据本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法和四驱电动汽车的驱动防滑控制装置。
图1是根据本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法的流程图。如图1所示，该控制方法包括以下步骤：
S1，检测电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度。
在本发明的实施例中，可以通过安装在电动汽车各个车轮上的轮速传感器检测电动汽车各个车轮的轮速，可以通过安装在油门踏板上的位移传感器检测油门踏板的深度。其中，轮速传感器可以但不限于是磁电式轮速传感器、霍尔式轮速传感器等。
S2，根据四个车轮的轮速估算电动汽车的车速，并根据四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，以及根据油门踏板的深度获取电动汽车的需求扭矩。
具体地，根据轮速估算电动汽车的车速时，可以采用：(1)最小轮速法。电动汽车在行驶过程进行驱动防滑控制时，由于车轮打滑，轮速大于车速，故可以取四个车轮的最小轮速作为车速；(2)斜率法。通过大量实验数据的分析处理，确定电动汽车在各种路面上所能达到的平均加速度，以此为依据，在驱动防滑控制过程中，确定进入驱动防滑控制的初始车速，进行路面状况和驱动防滑工况识别后确定电动汽车的加速度，根据速度公式实时计算速度值作为参考车速；(3)基于车辆制动力学模型的确定方法。该方法是建立在整车、轮胎等模型基础之上，能实时修正参考车速，可较好实现对实际车速的模仿。可以理解，本发明实施例的车速的估算方法并不限于上述3种。
在本发明的实施例中，路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面。
其中，对接路面包括由低附路面进入高附路面和由高附路面进入低附路面；对开路面包括只有一个车轮处于低附路面、同侧车轮处于低附路面、对角车轮处于低附路面和有三个车轮处于低附路面。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，具体包括：判断四个车轮的轮速是否大于车速；如果四个车轮的轮速均大于车速，则判定路况为低附起步路面；如果电动汽车前轮的轮速均等于车速，且后轮的轮速均大于车速，则判定路况为对接路面，且电动汽 车由低附路面进入高附路面；如果前轮的轮速均大于车速，且后轮的轮速均等于车速，则判定路况为对接路面，且电动汽车由高附路面进入低附路面；如果只有一个车轮的轮速大于车速，且其它三个车轮的轮速均等于车速，则判定路况为对开路面，且单个车轮处于低附路面；如果一同侧车轮的轮速大于车速，且另一同侧车轮的轮速等于车速，则判定路况为对开路面，且一同侧车轮处于低附路面；如果一对角车轮的轮速大于车速，且另一对角车轮的轮速等于车速，则判定路况为对开路面，且一对角车轮处于低附路面；如果三个车轮的轮速大于车速，且另一个车轮的轮速等于车速，则判定路况为对开路面，且三个车轮处于低附路面。
S3，根据路况和需求扭矩分别对四个车轮进行驱动防滑控制。
在本发明的一个示例中，如果路况为低附起步路面，则控制电动汽车的四个车轮均启动驱动防滑功能，且每个车轮由对应的电机单独控制。
具体地，如图2a所示，如果电动汽车四个车轮的轮速均大于车速，则四个车轮同时打滑，即电动汽车处于低附起步路面。此时，控制四个车轮全部启动驱动防滑功能，每个车轮由对应的电机单独控制，互不影响。
在本发明的另一个示例中，如图2b所示，如果电动汽车由低附路面进入高附路面，则分别增大前轮电机对应的PI控制器中的积分系数，以增大前轮的驱动防滑扭矩，并在前轮的驱动防滑扭矩大于等于需求扭矩时，控制前轮退出驱动防滑功能。
具体地，如图3所示，电动汽车处于低附路面时四个车轮都启动驱动防滑功能，轮速大于车速，进入高附路面后轮速等于车速。此时，分别将前轮电机对应的PI控制器中的积分系数I增大，则对应的驱动防滑扭矩会迅速上升，当驱动防滑扭矩等于需求扭矩时，控制前轮退出驱动防滑功能。
可以理解，该过程中会有短时间的前轮先进入高附路面，后轮仍处于低附路面的情况，此时前轮按上述策略处理，后轮仍处于驱动防滑功能启动状态，等到后轮进入高附路面后也按上述策略处理，其中，前后轮单独进行，互不影响。
相应地，如图2c所示，如果电动汽车由高附路面进入低附路面，则控制前轮启动驱动防滑功能，对前轮电机进行降扭，以防止前轮飞转。
具体地，如图4所示，车轮由高附路面进入低附路面时，如果驾驶员油门踩的较深且路面附着系数较小，则车轮会突然打滑。此时，控制前轮立刻启动驱动防滑功能，以减小前轮电机的驱动扭矩，使前轮不会飞转或短暂飞转，而后轮未进入低附路面时不做处理，等到后轮也进入低附路面后再启动驱动防滑功能。
在本发明的又一个示例中，如图2d所示，如果只有一个车轮处于低附路面，则判断车速是否小于预设车速；如果车速小于预设车速，则控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能；如果车速大于等于预设车速，则对与处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止电动汽车出现侧偏，其中，与处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
在本发明的实施例中，预设限扭差值可以通过仿真和实车匹配得出。
具体地，如果车速较低，则可视为电动汽车脱困或低速行驶，此时，只控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能，其它车轮不做处理，即其它车轮电机的驱动扭矩为需求扭矩；如果车速较高，则需对与打滑车轮(即处于低附路面的车轮)同轴的处于高附路面的车轮电机进行适当限扭，使得电动汽车不会出现侧偏。其中，限扭方法为：与打滑车轮同轴的处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
在本发明的第四个示例中，如图2e所示，如果同侧车轮处于低附路面，则控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能，并对处于高附路面的车轮进行限扭，以防止电动汽车出现侧偏，其中，处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝对应的处于低附路面的车轮的电机扭矩+预设限扭差值。
在本发明的第五个示例中，如图2f所示，如果对角车轮处于低附路面，则控制处于低附路面的对角车轮启动驱动防滑功能，对处于低附路面的对角车轮电机进行降扭。
具体地，如果一对角车轮处于低附路面，则控制该处于低附路面的对角车轮启动驱动防滑功能，以使电机进行降扭，另外处于高附路面的对角车轮不启动驱动防滑功能，对应的电机不用进行限扭，并直接响应需求扭矩。可以理解，此时电动汽车不会出现侧偏。
在本发明的第六个示例中，如图2g所示，如果有三个车轮处于低附路面，则控制处于低附路面的三个车轮启动驱动防滑功能，并判断车速是否小于预设车速；如果车速小于预设车速，则控制处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩为需求扭矩；如果车速大于等于预设车速，则对处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止电动汽车出现侧偏，其中，处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面且与处于高附路面的车轮同轴的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
具体地，如果有三个车轮处于低附路面，则控制三个车轮启动驱动防滑功能。如果车速较低，则可视为电动汽车低速行驶或车辆脱困，处于高附路面电机响应需求扭矩；如果车速较高，为防止电动汽车侧偏，可适当对高附路面的车轮电机进行限扭，限扭方法为：处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面且与处于高附路面的车轮同轴的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
具体而言，如图5所示，电动汽车所处的路况为对开路面时，高附路面的车轮电机的驱动扭矩与低附路面的车轮电机的驱动扭矩保持适当扭矩差，使得车辆未发生侧偏。
本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，根据电动汽车的四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，并根据所处路况采取对应的控制策略对电动汽车进行驱动防滑控制，由此，能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，提升电动汽车的脱困能力。
另外，需要说明的是，对于上述示例中处于低附路面的车轮，为了使其保持适合的滑移率，在本发明的一个实施例中，如图6所示，上述步骤S2还包括根据车速确定车速与轮速之间的目标差值。
在本发明的实施例中，车速与目标差值之间存在对应关系，且当车速大于10km/h时，对应的目标差值的取值范围为1.5km/h～2km/h，如车速为15km/h时，对应的目标差值为2km/h。
具体地，目标差值Dv_aim不是固定的，随车速的变化而变化，车速低时目标差值Dv_aim偏大，车速高时目标差值Dv_aim偏小。
进一步地，如图6所示，上述步骤S3还包括根据轮速、车速、目标差值和需求扭矩对与轮速对应的车轮进行驱动防滑控制。
具体地，如果轮速与车速之间的差值大于目标差值，则根据轮速、车速和目标差值修正车轮电机对应的驱动防滑控制的PI控制器，以通过修正后的PI控制器输出对应的驱动防滑扭矩；判断驱动防滑扭矩是否小于需求扭矩；如果驱动防滑扭矩小于需求扭矩，则确定车轮电机的驱动扭矩为驱动防滑扭矩；如果驱动防滑扭矩大于等于需求扭矩，则确定车轮电机的驱动扭矩为需求扭矩，并控制车轮退出驱动防滑功能。
在本发明的实施例中，车轮电机对应的驱动防滑控制的PI控制器是在传统经典PI控制的基础上，引入反馈量(Dvx-Dv_aim)来修正比例系数P和积分系数I。其中，Dvx为轮速与车速之间的差值，Dv_aim为当前车速对应的目标差值。
具体地，根据轮速与车速之间的差值Dvx与目标差值Dv_aim修正PI控制器的积分系数I，并保持PI控制器的比例系数不变；进而以差值Dvx与目标差值Dv_aim之间的差值作为PI控制器的反馈值，输出对应的驱动防滑扭矩T_value。
其中，比例系数P可经过仿真与实车调试得出适当值不变，修正后的PI控制器的积分系数I与(Dvx–Dv_aim)的绝对值大小呈正比例关系。即绝对值越大，积分系数越大；绝对值越小，积分系数越小；当绝对值为0时，积分系数为0。
具体而言，以(Dvx–Dv_aim)为反馈，与比例系数相乘，得到比例项P_value；同时对(Dvx–Dv_aim)与积分系数的乘积进行积分，得到积分项I_value；再将比例项与积分项相加，得到驱动防滑扭矩T_value。若计算出的T_value小于0，则将其限为0，即驱动防滑过程不给车轮电机负驱动扭矩。
为便于理解上述对于单个车轮的驱动防滑控制方法，可通过图7、图8a、图8b、图9进行说明：
如图7所示，通过电动汽车的油门踏板输入油门信号，根据该油门信号获取电动汽车的需求扭矩。通过轮速传感器检测电动汽车的四个车轮的轮速，并可以根据该四个轮速估算电动汽车的车速。并判断各个车轮的轮速是否大于车 速，对于轮速大于车速的车轮，控制该车轮启动驱动防滑控制功能，进而根据该车速获取车速与轮速之间的目标差值Dv_aim，同时可以计算该车轮轮速与车速之间的差值Dvx。
进一步地，在Dvx大于Dv_aim时，计算差值Dvx与目标差值Dv_aim之间的差值(即Dvx-Dv_aim)，并根据该差值修正该车轮电机对应的驱动防滑控制的PI控制器的比例系数P和积分系数I。其中，比例系数P可通过仿真和实车调试保持一定值不变，积分系数I则与(Dvx-Dv_aim)的绝对值呈正比例关系，即绝对值越大，修正后的积分系数越大，绝对值越小，积分系数越小，绝对值为0时，积分系数为0。进而根据修正后的PI控制器输出驱动防滑扭矩，在驱动防滑扭矩小于需求扭矩时，取车轮电机的驱动扭矩为驱动防滑扭矩，在驱动防滑扭矩大于等于需求扭矩时，取车轮电机的驱动扭矩为需求扭矩，并控制电动汽车退出驱动防滑功能。由此，可使电动汽车的车轮在驱动防滑功能下趋于稳定，保持适合的滑移率，增加车轮的地面驱动力。
如图8a所示，在低附路面驾驶员急踩油门，车轮未启动驱动防滑功能时，打滑车轮的轮速会迅速上升至车轮电机的最高转速，无法趋于稳定；如图8b所示，启动驱动防滑功能后，车轮稍有打滑即可通过PI控制器进行控制，使轮速逐步趋于稳定。
如图9所示，在实车测试时，测试条件为低附路面全油门起步，同时考虑了驾驶员和乘客的舒适性。从图中9可以看出，上述驱动防滑控制具有较好的控制效果，且实车体验好。
综上，该四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，根据电动汽车的四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，并根据所处路况采取对应的控制策略对电动汽车进行驱动防滑控制，且对于启动驱动防滑控制功能的车轮，在轮速和车速之间的差值超出目标差值时，以轮速和车速的差值为控制目标对车轮电机的驱动扭矩进行PI调节。由此，能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，使轮速和车速的差值稳定在对应的目标差值范围内，以保持适合的滑移率，有助于提升电动汽车的脱困能力。
图10是根据本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置的结构框 图。如图10所示，该控制装置包括：检测模块10、估算模块20、确定模块30、获取模块40和控制模块50。
其中，检测模块10用于检测电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度。估算模块20用于根据四个车轮的轮速估算电动汽车的车速。确定模块30用于根据四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，其中，路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面。获取模块40用于根据油门踏板的深度获取电动汽车的需求扭矩。控制模块50分别与确定模块30和获取模块40相连，控制模块50用于根据路况和需求扭矩分别对四个车轮进行驱动防滑控制。
在本发明的实施例中，确定模块30具体用于：判断四个车轮的轮速是否大于电动汽车的车速；以及在四个车轮的轮速均大于车速时，判定路况为低附起步路面；在电动汽车前轮的轮速均等于车速，且后轮的轮速均大于车速时，判定路况为对接路面，且电动汽车由低附路面进入高附路面；在前轮的轮速均大于车速，且后轮的轮速均等于车速时，判定路况为对接路面，且电动汽车由高附路面进入低附路面；在只有一个车轮的轮速大于车速，且其它三个车轮的轮速均等于车速时，判定路况为对开路面，且单个车轮处于低附路面；在一同侧车轮的轮速大于车速，且另一同侧车轮的轮速等于车速时，判定路况为对开路面，且一同侧车轮处于低附路面；在一对角车轮的轮速大于车速，且另一对角车轮的轮速等于车速时，判定路况为对开路面，且一对角车轮处于低附路面；在三个车轮的轮速大于车速，且另一个车轮的轮速等于车速时，判定路况为对开路面，且三个车轮处于低附路面。
进一步地，在本发明的一个示例中，如图2a所示，控制模块50具体用于在路况为附起步路面时，控制电动汽车的四个车轮均启动驱动防滑功能，且每个车轮由对应的电机单独控制。
在本发明的另一个示例中，如图2b所示，控制模块50具体还用于在电动汽车由低附路面进入高附路面时，分别增大前轮电机对应的PI控制器中的积分系数，以增大对应的驱动防滑扭矩，并在驱动防滑扭矩大于等于需求扭矩时，控制前轮退出驱动防滑功能。如图2c所示，在电动汽车由高附路面进入低附路面时，控制前轮均启动驱动防滑功能，分别减小前轮电机的驱动扭矩，以防止前轮飞转。
在本发明的又一个示例中，如图2d所示，控制模块50具体还用于：在只有一个车轮处于低附路面时，判断车速是否小于预设车速；在车速小于预设车速时，控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能；在车速大于等于预设车速时，对与处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止电动汽车出现侧偏，其中，与处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
在本发明的在一个示例中，如图2e所示，控制模块50具体还用于：在同侧车轮处于低附路面时，控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能，并对处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止电动汽车出现侧偏，其中，处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝对应同轴的处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
在本发明的第五个示例中，如图2f所示，控制模块50具体还用于：在对角车轮处于低附路面时，控制处于低附路面的对角车轮启动驱动防滑功能，对处于低附路面的对角车轮电机进行降扭。
在本发明的第六个示例中，控制模块50具体还用于：在有三个车轮处于低附路面时，控制处于低附路面的三个车轮启动驱动防滑功能，并判断车速是否小于预设车速；在车速小于预设车速时，控制处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩为需求扭矩；在车速大于等于预设车速时，对处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止电动汽车出现侧偏，其中，处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面且与处于高附路面的车轮同轴的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
需要说明的是，本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置的具体实施方式与本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法的具体实施方式相同，为减少冗余，此处不做赘述。
本发明实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，根据电动汽车的四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，并根据所处路况采取对应的控制策略对电动汽车进行驱动防滑控制，由此，能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，提升电动汽车的脱困能力。
另外，需要说明的是，对于上述示例中处于低附路面的车轮，为了使其保持适合的滑移率，在本发明的一个实施例中，确定模块30还用于根据车速确定车速与轮速之间的目标差值。控制模块还50用于根据轮速、车速、目标差值和需求扭矩对与轮速对应的车轮进行驱动防滑控制。
在本发明的实施例中，车速与目标差值之间存在对应关系，且当车速大于10km/h时，对应的目标差值的取值范围为1.5km/h～2km/h，如车速为15km/h时，对应的目标差值为2km/h。
具体地，目标差值Dv_aim不是固定的，随车速的变化而变化，车速低时目标差值Dv_aim偏大，车速高时目标差值Dv_aim偏小。
在本发明的一个实施例中，控制模块50具体用于在轮速与车速之间的差值大于目标差值时，根据轮速、车速和目标差值修正车轮电机对应的驱动防滑控制的PI控制器，以通过修正后的PI控制器输出对应的驱动防滑扭矩；并判断驱动防滑扭矩是否小于需求扭矩；在驱动防滑扭矩小于需求扭矩时，确定车轮电机的驱动扭矩为驱动防滑扭矩；以及在驱动防滑扭矩大于等于需求扭矩时，确定车轮电机的驱动扭矩为需求扭矩，并控制车轮退出驱动防滑功能。
在本发明的一个实施例中，PI控制器是在传统经典PI控制的基础上，引入反馈量来修正比例系数P和积分系数I。
具体地，控制模块50根据轮速、车速和目标差值修正车轮电机对应的驱动防滑控制的PI控制器，以通过修正后的PI控制器输出对应的驱动防滑扭矩时，具体用于根据轮速与车速之间的差值Dvx与目标差值Dv_aim修正PI控制器的积分系数，并保持PI控制器的比例系数不变。以及以差值Dvx与目标差值Dv_aim之间的差值作为PI控制器的反馈值，输出对应的驱动防滑扭矩T_value。
其中，比例系数P可经过仿真与实车调试得出适当值不变，修正后的PI控制器的积分系数I与(Dvx–Dv_aim)的绝对值大小呈正比例关系。即绝对值越大，积分系数越大；绝对值越小，积分系数越小；当绝对值为0时，积分系数为0。
具体而言，以(Dvx–Dv_aim)为反馈，与比例系数相乘，得到比例项P_value；同时对(Dvx–Dv_aim)与积分系数的乘积进行积分，得到积分项 I_value；再将比例项与积分项相加，得到驱动防滑扭矩T_value。若计算出的T_value小于0，则将其限为0，即驱动防滑过程不给车轮电机负驱动扭矩。
需要说明的是，该实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置的具体实施方式可参见本发明上述实施例的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法的具体实施方式，为减少冗余，此处不做赘述。
综上，该四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，通过确定模块根据电动汽车的四个车轮的轮速和车速确定电动汽车的所处路况，并通过控制模块根据所处路况采取对应的控制策略对电动汽车进行驱动防滑控制，且对于启动驱动防滑控制功能的车轮，通过控制模块在轮速和车速之间的差值超出目标差值时，以轮速和车速的差值为控制目标对车轮电机的驱动扭矩进行PI调节。由此，能够保证电动汽车启动驱动防滑功能后车轮不飞转、电动汽车不发生侧偏、横摆角速度在一定范围内，且能够最大限度的利用地面附着力，使轮速和车速的差值稳定在对应的目标差值范围内，以保持适合的滑移率，有助于提升电动汽车的脱困能力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (16)

  1. 一种四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
    检测所述电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度；
    根据所述四个车轮的轮速估算所述电动汽车的车速，并根据所述四个车轮的轮速和所述车速确定所述电动汽车的所处路况，以及根据所述油门踏板的深度获取所述电动汽车的需求扭矩，其中，所述路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面；
    根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制。
  2. 如权利要求1所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述四个车轮的轮速和所述车速确定所述电动汽车的所处路况，包括：
    分别判断所述四个车轮的轮速是否大于所述车速；
    如果所述四个车轮的轮速均大于所述车速，则判定所述路况为所述低附起步路面；
    如果所述电动汽车前轮的轮速均等于所述车速，且后轮的轮速均大于所述车速，则判定所述路况为所述对接路面，且所述电动汽车由低附路面进入高附路面；
    如果所述前轮的轮速均大于所述车速，且所述后轮的轮速均等于所述车速，则判定所述路况为所述对接路面，且所述电动汽车由高附路面进入低附路面；
    如果只有一个车轮的轮速大于所述车速，且其它三个车轮的轮速均等于所述车速，则判定所述路况为所述对开路面，且单个车轮处于低附路面；
    如果一同侧车轮的轮速大于所述车速，且另一同侧车轮的轮速等于所述车速，则判定所述路况为所述对开路面，且一同侧车轮处于低附路面；
    如果一对角车轮的轮速大于所述车速，且另一对角车轮的轮速等于所述车速，则判定所述路况为所述对开路面，且一对角车轮处于低附路面；
    如果三个车轮的轮速大于所述车速，且另一个车轮的轮速等于所述车速， 则判定所述路况为所述对开路面，且三个车轮处于低附路面。
  3. 如权利要求1或2所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述路况和所述需扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制，包括：
    如果所述路况为所述低附起步路面，则控制所述电动汽车的四个车轮均启动驱动防滑功能，且每个车轮由对应的电机单独控制。
  4. 如权利要求1或2所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制，还包括：
    如果所述电动汽车由低附路面进入高附路面，则分别增大前轮电机对应的PI控制器中的积分系数，以增大所述前轮的驱动防滑扭矩，并在所述驱动防滑扭矩大于等于所述需求扭矩时，控制所述前轮退出驱动防滑功能；
    如果所述电动汽车由高附路面进入低附路面，则控制所述前轮启动所述驱动防滑功能，对所述前轮电机进行降扭，以防止所述前轮飞转。
  5. 如权利要求1或2所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制，还包括：
    如果单个车轮处于低附路面，则判断所述车速是否小于预设车速；
    如果所述车速小于所述预设车速，则控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能；
    如果所述车速大于等于所述预设车速，则对与处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止所述电动汽车出现侧偏，其中，所述与所述处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝所述处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
  6. 如权利要求1或2所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制，还包括：
    如果一同侧车轮处于低附路面，则控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑 功能，并对处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止所述电动汽车出现侧偏，其中，所述处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝对应的所述处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
  7. 如权利要求1或2所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制，还包括：
    如果一对角车轮处于低附路面，则控制处于低附路面的对角车轮启动驱动防滑功能，对所述处于低附路面的对角车轮电机进行降扭。
  8. 如权利要求1或2所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制方法，其特征在于，所述根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制，还包括：
    如果有三个车轮处于低附路面，则控制处于低附路面的三个车轮启动驱动防滑功能，并判断所述车速是否小于预设车速；
    如果所述车速小于所述预设车速，则控制处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩为所述需求扭矩；
    如果所述车速大于等于所述预设车速，则对处于高附路面的车轮电机进行限扭，以防止所述电动汽车出现侧偏，其中，所述处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝处于低附路面且与所述处于高附路面的车轮同轴的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
  9. 一种四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，包括：
    检测模块，用于检测所述电动汽车的四个车轮的轮速和油门踏板的深度；
    估算模块，用于根据所述四个车轮的轮速估算所述电动汽车的车速；
    确定模块，用于根据所述四个车轮的轮速和所述车速确定所述电动汽车的所处路况，其中，所述路况包括低附起步路面、对接路面、对开路面；
    获取模块，用于根据所述油门踏板的深度获取所述电动汽车的需求扭矩；
    控制模块，所述控制模块分别与所述确定模块和所述获取模块相连，用于根据所述路况和所述需求扭矩分别对所述四个车轮进行驱动防滑控制。
  10. 如权利要求9所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：
    分别判断所述四个车轮的轮速是否大于所述车速；
    在所述四个车轮的轮速均大于所述车速时，判定所述路况为所述低附起步路面；
    在所述电动汽车前轮的轮速均等于所述车速，且后轮的轮速均大于所述车速时，判定所述路况为所述对接路面，且所述电动汽车由低附路面进入高附路面；
    在所述前轮的轮速均大于所述车速，且所述后轮的轮速均等于所述车速时，判定所述路况为所述对接路面，且所述电动汽车由高附路面进入低附路面；
    在只有一个车轮的轮速大于所述车速，且其它三个车轮的轮速均等于所述车速时，判定所述路况为所述对开路面，且单个车轮处于低附路面；
    在一同侧车轮的轮速大于所述车速，且另一同侧车轮的轮速等于所述车速时，判定所述路况为所述对开路面，且一同侧车轮处于低附路面；
    在一对角车轮的轮速大于所述车速，且另一对角车轮的轮速等于所述车速时，判定所述路况为所述对开路面，且一对角车轮处于低附路面；
    在三个车轮的轮速大于所述车速，且另一个车轮的轮速等于所述车速时，判定所述路况为所述对开路面，且三个车轮处于低附路面。
  11. 如权利要求10所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体用于：
    在所述路况为所述低附起步路面时，控制所述电动汽车的四个车轮均启动驱动防滑功能，且每个车轮由对应的电机单独控制。
  12. 如权利要求10所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体还用于：
    在所述电动汽车由低附路面进入高附路面时，分别增大前轮电机对应的PI控制器中的积分系数，以增大所述前轮电机的驱动防滑扭矩，并在所述驱动防滑扭矩大于等于所述需求扭矩时，控制所述前轮退出驱动防滑功能；
    在所述电动汽车由高附路面进入低附路面时，控制所述前轮启动所述驱动防滑功能，对所述前轮电机进行降扭，以防止所述前轮飞转。
  13. 如权利要求10所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体还用于：
    在只有一个车轮处于低附路面时，判断所述车速是否小于预设车速；
    在所述车速小于所述预设车速时，控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能；
    在所述车速大于等于所述预设车速时，对与所述处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮进行限扭，以防止所述电动汽车出现侧偏，其中，与处于低附路面的车轮同轴的处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝所述处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
  14. 如权利要求10所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体还用于：
    在一同侧车轮处于低附路面时，控制处于低附路面的车轮启动驱动防滑功能，并对处于高附路面的车轮进行限扭，以防止所述电动汽车出现侧偏，其中，所述处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩＝对应同轴的处于低附路面的车轮电机的驱动扭矩+预设限扭差值。
  15. 如权利要求10所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体还用于：
    在一对角车轮处于低附路面时，控制处于低附路面的对角车轮启动驱动防滑功能，对所述处于低附路面的对角车轮电机进行降扭。
  16. 如权利要求10所述的四驱电动汽车的驱动防滑控制装置，其特征在于，所述控制模块，具体还用于：
    在有三个车轮处于低附路面时，控制处于低附路面的三个车轮启动驱动防滑功能，并判断所述车速是否小于预设车速；
    在所述车速小于所述预设车速时，控制处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩为所述需求扭矩；
    在所述车速大于等于所述预设车速时，对处于高附路面的车轮电机进行限 扭，以防止所述电动汽车出现侧偏，其中，所述处于高附路面的车轮电机的驱动扭矩等于处于低附路面且与所述处于高附路面的车轮同轴的车轮电机的驱动扭矩加上预设限扭差值。
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