一种车轮防抱死控制方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车轮防抱死控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.车辆的车轮在较大的制动力作用时，容易发生抱死，尤其在湿滑或者冰雪路面行车，更容易发生车轮抱死现象。车轮抱死时，车辆无法转向，且车辆容易横向侧滑或者侧翻，危害车辆、驾乘人员和行人安全。
3.对于电动汽车而言，目前在车轮防抱死控制方面，多数还是沿袭燃油车的底盘控制系统，均需通过底盘控制系统计算车轮的滑移率，并通过整车控制器或者底盘控制器协调控制电机和液压的制动力，从而实现车轮防抱死。但是该方式在较大电回馈(如超过0.2g)参与制动的情况下存在两个显著问题：
4.(1)在一些特殊的路面或场景下，如低附着系数的冰雪路面，或者过减速带车轮腾空时间较长时，由于控制参数需要在底盘控制器-整车控制器-电机控制器-电机之间传递，传递路径长，导致扭矩响应慢，底盘控制器检测到车轮趋于抱死时发送的电机升扭需求无法及时传递到车轮端，容易发生车轮抱死的情况，且为了获得较好的防抱死控制效果，需要进行大量的多方协调标定工作。
5.(2)滑移率计算中的核心参数参考车速为根据轮速传感器预估的车速，其原始信号轮速信号实际上车轮旋转约7.5
°
角才会输出一个信号，以车速40km/h为例，约需要190ms，但车轮在车辆以0.2g的减速度制动时，在不到100ms时间内即会抱死，因此，预估的车速准确性对防抱死控制效果影响很大车速预估模型本身需进行大量的标定工作。此外，使用预估的信号对车辆进行实际控制，会带来较大的误差。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术提供一种车轮防抱死控制方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题。
7.本技术提供一种车轮防抱死控制方法，包括以下步骤：
8.获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；
9.将所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值发送给电机控制器，并读取所述电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；
10.将所述当前电机转速与所述电机转速下限值进行比对；
11.在所述当前电机转速大于所述电机转速下限值时，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述电机转速下限值时，利用所述电机转速下限值对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；其中，所述目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。
12.于本技术的一实施例中，所述整车控制器计算电机转速下限值的过程包括：
13.计算当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
，以及，计算上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
；
14.判断电机是否参与所述目标车辆的回馈制动；
15.若所述电机未参与所述目标车辆的回馈制动，则停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；
16.若所述电机参与所述目标车辆的回馈制动，则获取当前周期未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0以及角加速度变化梯度γ0；
17.根据当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
、上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
、以及角加速度变化梯度γ0，计算下一周期电机角加速度变化梯度γ，有：
[0018][0019]
根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w。
[0020]
于本技术的一实施例中，根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w的过程包括：
[0021]
获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、所述整车控制器的执行周期时长t；
[0022]
根据当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0、所述下一周期电机角加速度变化梯度γ、当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、以及所述整车控制器的执行周期时长t，计算下一个周期电机转速下限值w，有：
[0023]
w＝w0+(β0+γ)*dt。
[0024]
于本技术的一实施例中，在获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0前，所述方法还包括：
[0025]
获取当前未抱死车轮对应的车辆轮速；
[0026]
将当前未抱死车轮对应的车辆轮速转换为当前未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前未抱死车轮对应的电机转速平均值。
[0027]
于本技术的一实施例中，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制后，所述方法还包括：
[0028]
获取预设转速值，并对所述预设转速值和所述电机转速下限值进行求和，得到转速回差值；
[0029]
将所述当前电机转速与所述转速回差值进行比对，并在所述当前电机转速大于所述转速回差值时，停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述转速回差值时，维持对所述目标车辆进行车轮防抱死控制。
[0030]
于本技术的一实施例中，所述整车控制器计算所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值的周期时长为10毫秒；
[0031]
读取所述电机控制器自身的电机转速的周期时长小于或等于1毫秒。
[0032]
于本技术的一实施例中，所述目标车辆包括：新能源车辆。
[0033]
本技术还提供一种车轮防抱死控制装置，所述装置包括有：
[0034]
数据采集模块，用于获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；
[0035]
电机转速模块，用于将所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值发送给电机控制器，并读取所述电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；
[0036]
比对模块，用于将所述当前电机转速与所述电机转速下限值进行比对；
[0037]
防抱死控制模块，用于在所述当前电机转速大于所述电机转速下限值时，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述电机转速下限值时，利用所述电机转速下限值对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；其中，所述目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。
[0038]
于本技术的一实施例中，所述数据采集模块中整车控制器计算电机转速下限值的过程包括：
[0039]
计算当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
，以及，计算上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
；
[0040]
判断电机是否参与所述目标车辆的回馈制动；
[0041]
若所述电机未参与所述目标车辆的回馈制动，则停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；
[0042]
若所述电机参与所述目标车辆的回馈制动，则获取当前周期未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0以及角加速度变化梯度γ0；
[0043]
根据当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
、上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
、以及角加速度变化梯度γ0，计算下一周期电机角加速度变化梯度γ，有：
[0044][0045]
根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w。
[0046]
于本技术的一实施例中，根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w的过程包括：
[0047]
获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、所述整车控制器的执行周期时长t；
[0048]
根据当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0、所述下一周期电机角加速度变化梯度γ、当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、以及所述整车控制器的执行周期时长t，计算下一个周期电机转速下限值w，有：
[0049]
w＝w0+(β0+γ)*dt。
[0050]
本技术还提供一种车轮防抱死控制设备，所述设备包括：
[0051]
一个或多个处理器；
[0052]
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现如上述中任一项所述的车轮防抱死控制方法。
[0053]
本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述中任一项所述的车轮防抱死控制方法。
[0054]
如上所述，本技术提供一种车轮防抱死控制方法、装置、设备及存储介质，具有以下有益效果：
[0055]
本技术首先获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；然后将电机目标扭矩和电机转速下限值发送给电机控制器，并读取电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；再将当前电机转速与电机控制器接收到的电机转速下限值进行比对，并在当前电机转速大于电机转速下限值时，利用电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在当前电机转速小于或等于电机转速下限值时，利用电机控制器接收到的电机转速下限值对目标车辆进行车轮防抱死控制。其中，目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。由此可知，本技术提出了一种使用电机转速作为控制信号并缩短控制路径的车轮防抱死控制方案，可有效解决较大电回馈时传统防抱死控制中控制参数传递路径过长导致容易发生车轮抱死，以及使用预估参数对车辆进行控制带来较大标定工作和较大误差的问题，同时，也为主机厂对车辆纵向稳定性控制带来更多主动权。
[0056]
此外，本技术可以将车轮的防抱死控制限定为电机控制器mcu(motor control unit，电机控制器，简称mcu)-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路限定为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu，且电机控制器mcu的程序执行周期小于等于1ms，防抱死控制回路理论上时间仅需1毫秒左右，远低于传统控制的30多毫秒，可对电机的转速变化实时监测和控制，可以满足防抱死控制的高动态响应要求。同时，本技术对车辆是否抱死的检测使用电机旋变信号，该信号的行业精度最差的一般小于电机旋转的0.5
°
角，以9的速比换算到车轮仍小于0.06
°
角，远远大于传统轮速信号的7.5
°
角，对车轮转速变化的检测更为精准，且无需模型对轮速进行预估和标定。
[0057]
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，并不能限制本技术。
附图说明
[0058]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0059]
图1为应用本技术中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图；
[0060]
图2为本技术中一实施例提供的车轮防抱死控制方法的流程示意图；
[0061]
图3为本技术中一实施例提供的整车控制器内部计算电机转速下限值的流程示意图；
[0062]
图4为本技术中一实施例提供的电机控制器内部的控制流程示意图；
[0063]
图5为本技术中一实施例提供的车轮防抱死控制的信号流示意图；
[0064]
图6为本技术中一实施例提供的现有车轮防抱死控制的信号流示意图；
[0065]
图7为本技术中一实施例提供的车轮防抱死控制系统的硬件结构示意图；
[0066]
图8为适用于实现本技术中一个或多个实施例的车轮防抱死控制设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0067]
以下将参照附图和优选实施例来说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。
[0068]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0069]
本技术中的“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0070]
本技术中所涉及的多个，是指两个或两个以上。
[0071]
在本技术的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
[0072]
另外，在本技术实施例中，“示例的”一词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例”的任何实施例或实现方案不应被解释为比其它实施例或实现方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。
[0073]
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本技术实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本技术的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本技术的实施例难以理解。
[0074]
图1示出了一种可以应用本技术中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图。如图1所示，系统架构100可以包括终端设备110、网络120和服务器130。终端设备110可以包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等各种电子设备。服务器130可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。网络120可以是能够在终端设备110和服务器130之间提供通信链路的各种连接类型的通信介质，例如可以是有线通信链路或者无线通信链路。
[0075]
根据实现需要，本技术实施例中的系统架构可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。例如，服务器130可以是由多个服务器设备组成的服务器群组。另外，本技术实施例提供的技术方案可以应用于终端设备110，也可以应用于服务器130，或者可以由终端设备110和服务器130共同实施，本技术对此不做特殊限定。
[0076]
在本技术的一个实施例中，本技术的终端设备110或服务器130可以首先获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；然后将电机目标扭矩和电机转速下限值发送给电机控制器，并读取电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；再将当前电机转速与电机控制器接收到的电机转速下限值进行比对，并在当前电机转速大于电机转速下限值时，利用电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在当前电机转速小于或等于电机转速下限值时，利用电机控制器接收到的电机转速下限值对目标车辆进行车轮防
抱死控制。利用终端设备110或服务器130执行车轮防抱死控制方法，可以有效解决较大电回馈时传统防抱死控制中控制参数传递路径过长导致容易发生车轮抱死，以及使用预估参数对车辆进行控制带来较大标定工作和较大误差的问题，同时，也为主机厂对车辆纵向稳定性控制带来更多主动权。并且，可以将车轮的防抱死控制限定为电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路限定为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu的传动链。从而可对电机的转速变化实时监测和控制，满足防抱死控制的高动态响应要求。
[0077]
以上部分介绍了应用本技术技术方案的示例性系统架构的内容，接下来继续介绍本技术的车轮防抱死控制方法。
[0078]
图2示出了本技术一实施例提供的车轮防抱死控制方法流程示意图。具体地，在一示例性实施例中，如图2所示，本实施例提供一种车轮防抱死控制方法，该方法包括以下步骤：
[0079]
s210，获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；
[0080]
s220，将所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值发送给电机控制器，并读取所述电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；
[0081]
s230，将所述当前电机转速与所述电机转速下限值进行比对；
[0082]
s240，在所述当前电机转速大于所述电机转速下限值时，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述电机转速下限值时，利用所述电机转速下限值对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；其中，所述目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。作为示例，本实施例中的目标车辆可以是新能源车辆，例如可以是电动车辆。
[0083]
由此可知，本实施例可以有效解决较大电回馈时传统防抱死控制中控制参数传递路径过长导致容易发生车轮抱死，以及使用预估参数对车辆进行控制带来较大标定工作和较大误差的问题，同时，也为主机厂对车辆纵向稳定性控制带来更多主动权。并且，本实施例可以将车轮的防抱死控制限定为电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路限定为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu的传动链；从而可对电机的转速变化实时监测和控制，满足防抱死控制的高动态响应要求。
[0084]
在一示例性实施例中，整车控制器vcu(vehicle control unit，整车控制器，简称vcu)计算电机转速下限值的过程包括：
[0085]
计算当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
，以及，计算上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
；
[0086]
判断电机是否参与所述目标车辆的回馈制动；
[0087]
若所述电机未参与所述目标车辆的回馈制动，则停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；
[0088]
若所述电机参与所述目标车辆的回馈制动，则获取当前周期未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0以及角加速度变化梯度γ0；
[0089]
根据当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
、上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
、以及角加速度变化梯度γ0，计算下一周期电机角加速度变化梯度γ，有：
[0090][0091]
根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w。
[0092]
根据上述记载，具体地，根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w的过程包括：
[0093]
获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、所述整车控制器的执行周期时长t；
[0094]
根据当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0、所述下一周期电机角加速度变化梯度γ、当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、以及所述整车控制器的执行周期时长t，计算下一个周期电机转速下限值w，有：
[0095]
w＝w0+(β0+γ)*dt。
[0096]
根据上述记载，在一示例性实施例中，在获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0前，所述方法还包括：获取当前未抱死车轮对应的车辆轮速；将当前未抱死车轮对应的车辆轮速转换为当前未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前未抱死车轮对应的电机转速平均值。由此可知，在本实施例中，对于轮边电机或轮毂电机，本实施例将未打滑的轮边电机或轮毂电机转速根据车辆运动学和动力学理论及方向盘转角转换为驱动轴在车辆纵轴线上的转速，然后再将其作为未抱死的电机转速。
[0097]
在一示例性实施例中，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制后，所述方法还包括：获取预设转速值，并对所述预设转速值和所述电机转速下限值进行求和，得到转速回差值；将所述当前电机转速与所述转速回差值进行比对，并在所述当前电机转速大于所述转速回差值时，停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述转速回差值时，维持对所述目标车辆进行车轮防抱死控制。由此可知，本实施例通过设置一个转速回差值来形成磁滞，从而可以防止电机控制器mcu在防抱死功能激活和不激活间频繁来回跳动。
[0098]
根据上述记载，在一示例性实施例中，整车控制器计算所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值的周期时长为10毫秒；读取电机控制器自身的电机转速的周期时长小于或等于1毫秒。
[0099]
在本技术另一示例性实施例中，该实施例还提供一种车轮防抱死控制方法，包括两个阶段，分别是：整车控制器vcu计算电机目标扭矩和转速下限值，并将计算出的电机目标扭矩和转速下限值发送给电机控制器mcu的第一阶段；以及，电机控制器接收到电机目标扭矩和转速下限值后的第二阶段。
[0100]
其中，在第一阶段中，整车控制器vcu计算和发送电机目标扭矩、转速下限值给电机控制器mcu，整车控制器vcu的单个周期执行时长为10ms。整车控制器vcu计算电机转速下限值的流程如图3所示。具体地，对特定的车辆，电机扭矩tq与角加速度β的关系为：tq＝j*β，等式两边求导可知dtq/dβ＝j，j为电机系统转动惯量，为常数；即：电机目标扭矩变化正比于电机角加速度变化。且在整车控制器vcu端的信号，整车控制器vcu扭矩变化相对于电机转速变化快一个周期，整车控制器vcu当前发送给电机的目标扭矩，需在下一个周期读取才是当前周期扭矩作用产生的电机转速。据此，根据上一周期整车控制器vcu给电机发送的目标扭矩变化dt
q-1
，和当前周期整车控制器vcu检测到的电机角加速度变化γ0(即dβ)的比值
应等于当前周期整车控制器vcu发送给电机的目标扭矩变化值dt
q0
，与下一周期电机角加速度变化值γ的比值，即：
[0101][0102]
则：
[0103][0104]
则电机下一个周期的角速度：
[0105]
w＝w0+β*dt＝w0+(β0+γ)*dt
③
；
[0106]
根据上述理论，整车控制器vcu内可以预测整车控制器vcu下一个程序周期的电机转速下限值，并将该值作为电机在整车控制器vcu的下一个程序周期内的转速下限值。
[0107]
由此可知，本实施例中整车控制器vcu内部计算电机转速下限值的逻辑为：
[0108]
1.计算当前周期整车控制器vcu发电机目标扭矩变化dt
q0
和前一个周期的目标扭矩变化梯度dt
q-1
；
[0109]
2.判断电机是否参与回馈和制动。当电机不参与车辆的回馈制动时，车辆制动为纯液压制动，此时控制仅在底盘控制器内部完成，控制参数传递路径短，为底盘控制器-制动液压管路-车轮，车轮抱死风险较小，此时整车控制器vcu不进行防抱死控制。当电机参与车辆回馈制动且电机转速不为负(负表示电机驱动车辆朝档位的反方向行驶)时，进入整车控制器vcu控制的防抱死程序。
[0110]
3.进入整车控制器vcu控制的防抱死程序后，获取当前未抱死车轮对应的电机转速或者车辆轮速，并转换为电机转速，并取平均值w0。对于轮边电机或轮毂电机，将未打滑的轮边电机或轮毂电机转速根据车辆运动学和动力学理论及方向盘转角转换为驱动轴在车辆纵轴线上的转速，并将其作为未抱死的电机转速。
[0111]
4.计算当前周期未抱死电机转速角加速度β0及变化梯度平均值γ0。
[0112]
5.根据公式
②
计算下一周期电机角加速度变化梯度γ，用于对下一个周期电机转速变化的预测。
[0113]
6.计算电机转速下限值。电机转速下限值＝max(预测下一个周期电机转速-安全阈值，回馈时电机最低转速)。其中，预测下一个周期电机转速根据公式
③
可得：w＝w0+(β0+γ)*dt。安全阈值为防止电机转速波动等因素造成的影响。
[0114]
在第二阶段中，电机控制器mcu接收到整车控制器vcu发送的目标扭矩和转速下限值，内部同步进行目标扭矩和转速闭环目标扭矩的计算，理论周期为小于等于1ms。电机控制器mcu内部对电机的控制流程如图4所示。
[0115]
1.电机控制器mcu通过以太网或者can(controller area network，控制器域网，简称can)信号读取目标扭矩tq和转速下限值w_low。
[0116]
2.电机控制器mcu读取自身硬线信号的电机转速信号，获取当前转速w_a。
[0117]
3.判断当前电机转速是否小于整车控制器vcu发送的转速下限值。为防止电机控制器mcu在防抱死功能激活和不激活间频繁来回跳动，设置一个转速回差形成磁滞。
[0118]
4.当前电机转速小于或等于整车控制器vcu发送的转速下限值，进入电机转速闭环控制，利用电机转速下限值进行控制，防止车轮抱死；否则，在当前电机转速大于整车控制器vcu发送的转速下限值时，使用整车控制器vcu发送的目标扭矩进行扭矩控制，防止车轮抱死。
[0119]
由此可知，在本实施例中，整车控制器vcu对电机发送的信号在传统控制方法的仅发需求扭矩基础上，新增电机转速下限值。整车控制器vcu根据整车控制器vcu对电机的目标扭矩、当前电机转速和电机转速的变化以及整车控制器vcu内部程序的执行周期预测下一个周期的电机转速，并预留一定的安全阈值防止电机转速波动等的影响，将该预测的下一周期的电机转速+阈值和目标扭矩一起同步发送给电机控制器mcu，如图3所示。电机控制器mcu在电机转速未超过下限值时使用整车控制器vcu发送的目标扭矩对电机进行控制，当电机转速超过下限值后，使用电机控制器mcu内部根据转速闭环计算的目标扭矩对电机进行控制，如图4所示。
[0120]
此外，根据上述一些实施例的记载，图5为本方法中一些实施例中车轮防抱死控制的信号流，图6为现有方法中车轮防抱死控制的信号流，由此可知，本方法相对于现有方法而言，本方法可以将车轮的防抱死控制限定电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu，且电机控制器mcu的程序执行周期小于等于1ms，防抱死控制回路理论上时间仅需1毫秒左右，远低于传统控制的30多毫秒，可对电机的转速变化实时监测和控制，可以满足防抱死控制的高动态响应要求。同时，本方法对车辆是否抱死的检测使用电机旋变信号，该信号的行业精度最差的一般小于电机旋转的0.5
°
角，以9的速比换算到车轮仍小于0.06
°
角，远远大于传统轮速信号的7.5
°
角，对车轮转速变化的检测更为精准，且无需模型对轮速进行预估和标定。在图5和图6中，箭头表示信号流，箭头上的文字说明表示信号名称，箭头上方数值表示通讯周期，实线表示硬线连接，虚线表示跨控制器以太网或者can通讯；表示其下方的控制器内部运行周期，其上方的数值表示运行周期大小；表示机械连接。
[0121]
综上所述，本技术提供一种车轮防抱死控制方法，首先获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；然后将电机目标扭矩和电机转速下限值发送给电机控制器，并读取电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；再将当前电机转速与电机控制器接收到的电机转速下限值进行比对，并在当前电机转速大于电机转速下限值时，利用电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在当前电机转速小于或等于电机转速下限值时，利用电机控制器接收到的电机转速下限值对目标车辆进行车轮防抱死控制。其中，目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。由此可知，本方法提出了一种使用电机转速作为控制信号并缩短控制路径的车轮防抱死控制方案，可有效解决较大电回馈时传统防抱死控制中控制参数传递路径过长导致容易发生车轮抱死，以及使用预估参数对车辆进行控制带来较大标定工作和较大误差的问题，同时，也为主机厂对车辆纵向稳定性控制带来更多主动权。此外，本方法可以将车轮的防抱死控制限定为电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路限定为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu，且电机控制器mcu的程序执行周期小于等于1ms，防抱死控制回路理论上时间仅需1毫秒左右，远低于传统控制的30多毫秒，可对电机的转速变化实时监测和控制，可以满足防抱死控制的高动态响应要求。同时，本方法对车辆是否抱死的检测使用电机旋变信号，该信号的行业精度最
差的一般小于电机旋转的0.5
°
角，以9的速比换算到车轮仍小于0.06
°
角，远远大于传统轮速信号的7.5
°
角，对车轮转速变化的检测更为精准，且无需模型对轮速进行预估和标定。
[0122]
如图7所示，本技术还提供一种车轮防抱死控制装置，所述装置包括有：
[0123]
数据采集模块710，用于获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；
[0124]
电机转速模块720，用于将所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值发送给电机控制器，并读取所述电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；
[0125]
比对模块730，用于将所述当前电机转速与所述电机转速下限值进行比对；
[0126]
防抱死控制模块740，用于在所述当前电机转速大于所述电机转速下限值时，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述电机转速下限值时，利用所述电机转速下限值对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；其中，所述目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。作为示例，本实施例中的目标车辆可以是新能源车辆，例如可以是电动车辆。
[0127]
由此可知，本实施例可以有效解决较大电回馈时传统防抱死控制中控制参数传递路径过长导致容易发生车轮抱死，以及使用预估参数对车辆进行控制带来较大标定工作和较大误差的问题，同时，也为主机厂对车辆纵向稳定性控制带来更多主动权。并且，本实施例可以将车轮的防抱死控制限定为电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路限定为电机控制器mcu-电机(旋变)*电机控制器mcu的传动链；从而可对电机的转速变化实时监测和控制，满足防抱死控制的高动态响应要求。
[0128]
在一示例性实施例中，整车控制器vcu计算电机转速下限值的过程包括：
[0129]
计算当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
，以及，计算上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
；
[0130]
判断电机是否参与所述目标车辆的回馈制动；
[0131]
若所述电机未参与所述目标车辆的回馈制动，则停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；
[0132]
若所述电机参与所述目标车辆的回馈制动，则获取当前周期未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0以及角加速度变化梯度γ0；
[0133]
根据当前周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q0
、上一周期整车控制器的电机目标扭矩变化梯度dt
q-1
、以及角加速度变化梯度γ0，计算下一周期电机角加速度变化梯度γ，有：
[0134][0135]
根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w。
[0136]
根据上述记载，具体地，根据所述下一周期电机角加速度变化梯度γ计算下一个周期电机转速下限值w的过程包括：
[0137]
获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、所述整车控制器的执行周期时长t；
[0138]
根据当前周期未抱死车轮对应的电机转速角加速度β0、所述下一周期电机角加速
度变化梯度γ、当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0、以及所述整车控制器的执行周期时长t，计算下一个周期电机转速下限值w，有：
[0139]
w＝w0+(β0+γ)*dt。
[0140]
根据上述记载，在一示例性实施例中，在获取当前未抱死车轮对应的电机转速平均值w0前，所述装置还包括：获取当前未抱死车轮对应的车辆轮速；将当前未抱死车轮对应的车辆轮速转换为当前未抱死车轮对应的电机转速，并计算当前未抱死车轮对应的电机转速平均值。由此可知，在本实施例中，对于轮边电机或轮毂电机，本实施例将未打滑的轮边电机或轮毂电机转速根据车辆运动学和动力学理论及方向盘转角转换为驱动轴在车辆纵轴线上的转速，然后再将其作为未抱死的电机转速。
[0141]
在一示例性实施例中，利用所述电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制后，所述装置还包括：获取预设转速值，并对所述预设转速值和所述电机转速下限值进行求和，得到转速回差值；将所述当前电机转速与所述转速回差值进行比对，并在所述当前电机转速大于所述转速回差值时，停止对所述目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在所述当前电机转速小于或等于所述转速回差值时，维持对所述目标车辆进行车轮防抱死控制。由此可知，本实施例通过设置一个转速回差值来形成磁滞，从而可以防止电机控制器mcu在防抱死功能激活和不激活间频繁来回跳动。
[0142]
根据上述记载，在一示例性实施例中，整车控制器计算所述电机目标扭矩和所述电机转速下限值的周期时长为10毫秒；读取电机控制器自身的电机转速的周期时长小于或等于1毫秒。
[0143]
在本技术另一示例性实施例中，该实施例还提供一种车轮防抱死控制装置，包括两个阶段，分别是：整车控制器vcu计算电机目标扭矩和转速下限值，并将计算出的电机目标扭矩和转速下限值发送给电机控制器mcu的第一阶段；以及，电机控制器接收到电机目标扭矩和转速下限值后的第二阶段。
[0144]
其中，在第一阶段中，整车控制器vcu计算和发送电机目标扭矩、转速下限值给电机控制器mcu，整车控制器vcu的单个周期执行时长为10ms。整车控制器vcu计算电机转速下限值的流程如图3所示。具体地，对特定的车辆，电机扭矩tq与角加速度β的关系为：tq＝j*β，等式两边求导可知dtq/dβ＝j，j为电机系统转动惯量，为常数；即：电机目标扭矩变化正比于电机角加速度变化。且在整车控制器vcu端的信号，整车控制器vcu扭矩变化相对于电机转速变化快一个周期，整车控制器vcu当前发送给电机的目标扭矩，需在下一个周期读取才是当前周期扭矩作用产生的电机转速。据此，根据上一周期整车控制器vcu给电机发送的目标扭矩变化dt
q-1
，和当前周期整车控制器vcu检测到的电机角加速度变化γ0(即dβ)的比值应等于当前周期整车控制器vcu发送给电机的目标扭矩变化值dt
q0
，与下一周期电机角加速度变化值γ的比值，即：
[0145][0146]
则：
[0147][0148]
则电机下一个周期的角速度：
[0149]
w＝w0+β*dt＝w0+(β0+γ)*dt
③
；
[0150]
根据上述理论，整车控制器vcu内可以预测整车控制器vcu下一个程序周期的电机转速下限值，并将该值作为电机在整车控制器vcu的下一个程序周期内的转速下限值。
[0151]
由此可知，本实施例中整车控制器vcu内部计算电机转速下限值的逻辑为：
[0152]
1.计算当前周期整车控制器vcu发电机目标扭矩变化dt
q0
和前一个周期的目标扭矩变化梯度dt
q-1
；
[0153]
2.判断电机是否参与回馈和制动。当电机不参与车辆的回馈制动时，车辆制动为纯液压制动，此时控制仅在底盘控制器内部完成，控制参数传递路径短，为底盘控制器-制动液压管路-车轮，车轮抱死风险较小，此时整车控制器vcu不进行防抱死控制。当电机参与车辆回馈制动且电机转速不为负(负表示电机驱动车辆朝档位的反方向行驶)时，进入整车控制器vcu控制的防抱死程序。
[0154]
3.进入整车控制器vcu控制的防抱死程序后，获取当前未抱死车轮对应的电机转速或者车辆轮速，并转换为电机转速，并取平均值w0。对于轮边电机或轮毂电机，将未打滑的轮边电机或轮毂电机转速根据车辆运动学和动力学理论及方向盘转角转换为驱动轴在车辆纵轴线上的转速，并将其作为未抱死的电机转速。
[0155]
4.计算当前周期未抱死电机转速角加速度β0及变化梯度平均值γ0。
[0156]
5.根据公式
②
计算下一周期电机角加速度变化梯度γ，用于对下一个周期电机转速变化的预测。
[0157]
6.计算电机转速下限值。电机转速下限值＝max(预测下一个周期电机转速-安全阈值，回馈时电机最低转速)。其中，预测下一个周期电机转速根据公式
③
可得：w＝w0+(β0+γ)*dt。安全阈值为防止电机转速波动等因素造成的影响。
[0158]
在第二阶段中，电机控制器mcu接收到整车控制器vcu发送的目标扭矩和转速下限值，内部同步进行目标扭矩和转速闭环目标扭矩的计算，理论周期为小于等于1ms。电机控制器mcu内部对电机的控制流程如图4所示。
[0159]
1.电机控制器mcu通过以太网或者can(controller area network，控制器域网，简称can)信号读取目标扭矩tq和转速下限值w_low。
[0160]
2.电机控制器mcu读取自身硬线信号的电机转速信号，获取当前转速w_a。
[0161]
3.判断当前电机转速是否小于整车控制器vcu发送的转速下限值。为防止电机控制器mcu在防抱死功能激活和不激活间频繁来回跳动，设置一个转速回差形成磁滞。
[0162]
4.当前电机转速小于或等于整车控制器vcu发送的转速下限值，进入电机转速闭环控制，利用电机转速下限值进行控制，防止车轮抱死；否则，在当前电机转速大于整车控制器vcu发送的转速下限值时，使用整车控制器vcu发送的目标扭矩进行扭矩控制，防止车轮抱死。
[0163]
由此可知，在本实施例中，整车控制器vcu对电机发送的信号在传统控制装置的仅发需求扭矩基础上，新增电机转速下限值。整车控制器vcu根据整车控制器vcu对电机的目标扭矩、当前电机转速和电机转速的变化以及整车控制器vcu内部程序的执行周期预测下
一个周期的电机转速，并预留一定的安全阈值防止电机转速波动等的影响，将该预测的下一周期的电机转速+阈值和目标扭矩一起同步发送给电机控制器mcu，如图3所示。电机控制器mcu在电机转速未超过下限值时使用整车控制器vcu发送的目标扭矩对电机进行控制，当电机转速超过下限值后，使用电机控制器mcu内部根据转速闭环计算的目标扭矩对电机进行控制，如图4所示。
[0164]
此外，根据上述一些实施例的记载，图5为一些实施例中车轮防抱死控制的信号流，图6为现有车轮防抱死控制的信号流，由此可知，本装置相对于现有装置而言，本装置可以将车轮的防抱死控制限定电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu，且电机控制器mcu的程序执行周期小于等于1ms，防抱死控制回路理论上时间仅需1毫秒左右，远低于传统控制的30多毫秒，可对电机的转速变化实时监测和控制，可以满足防抱死控制的高动态响应要求。同时，本装置对车辆是否抱死的检测使用电机旋变信号，该信号的行业精度最差的一般小于电机旋转的0.5
°
角，以9的速比换算到车轮仍小于0.06
°
角，远远大于传统轮速信号的7.5
°
角，对车轮转速变化的检测更为精准，且无需模型对轮速进行预估和标定。在图5和图6中，箭头表示信号流，箭头上的文字说明表示信号名称，箭头上方数值表示通讯周期，实线表示硬线连接，虚线表示跨控制器以太网或者can通讯；表示其下方的控制器内部运行周期，其上方的数值表示运行周期大小；表示机械连接。
[0165]
综上所述，本技术提供一种车轮防抱死控制装置，首先获取整车控制器计算出的电机目标扭矩和电机转速下限值；然后将电机目标扭矩和电机转速下限值发送给电机控制器，并读取电机控制器自身的电机转速，记为当前电机转速；再将当前电机转速与电机控制器接收到的电机转速下限值进行比对，并在当前电机转速大于电机转速下限值时，利用电机目标扭矩对目标车辆进行车轮防抱死控制；或者，在当前电机转速小于或等于电机转速下限值时，利用电机控制器接收到的电机转速下限值对目标车辆进行车轮防抱死控制。其中，目标车辆包括预先或实时确定出的车辆。由此可知，本装置提出了一种使用电机转速作为控制信号并缩短控制路径的车轮防抱死控制方案，可有效解决较大电回馈时传统防抱死控制中控制参数传递路径过长导致容易发生车轮抱死，以及使用预估参数对车辆进行控制带来较大标定工作和较大误差的问题，同时，也为主机厂对车辆纵向稳定性控制带来更多主动权。此外，本装置可以将车轮的防抱死控制限定为电机控制器mcu-电机-车轮这一较短的传动链上，信号传递回路限定为电机控制器mcu-电机(旋变)-电机控制器mcu，且电机控制器mcu的程序执行周期小于等于1ms，防抱死控制回路理论上时间仅需1毫秒左右，远低于传统控制的30多毫秒，可对电机的转速变化实时监测和控制，可以满足防抱死控制的高动态响应要求。同时，本装置对车辆是否抱死的检测使用电机旋变信号，该信号的行业精度最差的一般小于电机旋转的0.5
°
角，以9的速比换算到车轮仍小于0.06
°
角，远远大于传统轮速信号的7.5
°
角，对车轮转速变化的检测更为精准，且无需模型对轮速进行预估和标定。
[0166]
需要说明的是，上述实施例所提供车轮防抱死控制装置与上述实施例所提供的车轮防抱死控制方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的车轮防抱死控制装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
[0167]
本技术的实施例还提供了一种车轮防抱死控制设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述车轮防抱死控制设备实现上述各个实施例中提供的车轮防抱死控制方法。
[0168]
图8示出了适于用来实现本技术实施例的车轮防抱死控制设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图8示出的车轮防抱死控制设备的计算机系统1000仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0169]
如图8所示，计算机系统1000包括中央处理单元(central processing unit，cpu)1001，其可以根据存储在只读存储器(read-only memory，rom)1002中的程序或者从储存部分1008加载到随机访问存储器(random access memory，ram)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在ram 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 1001、rom 1002以及ram 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(input/output，i/o)接口1005也连接至总线1004。
[0170]
以下部件连接至i/o接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(cathode ray tube，crt)、液晶显示器(liquid crystal display，lcd)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的储存部分1008；以及包括诸如lan(local area network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至i/o接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1008。
[0171]
特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)1001执行时，执行本技术的系统中限定的各种功能。
[0172]
需要说明的是，本技术实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
[0173]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0174]
描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
[0175]
本技术的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前所述的车轮防抱死控制方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的车轮防抱死控制设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该车轮防抱死控制设备中。
[0176]
本技术的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的车轮防抱死控制方法。
[0177]
上述实施例仅示例性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。