一种车辆、车辆起步阶段滑转率的控制方法及装置与流程

本发明属于车辆滑转率控制，具体涉及一种车辆、车辆起步阶段滑转率的控制方法及装置。

背景技术：

1、车辆在行驶过程中，当车辆急加速或车辆进入冰雪、积水等低附着路面时，由于驱动力过大容易使驱动轮滑转率过高，造成驱动轮打滑，从而影响行车安全，同时会加剧轮胎磨损，缩短轮胎使用寿命。对商用车而言，车辆的主要使用成本之一便是因轮胎磨损而频繁更换轮胎产生的费用，因此，尽可能通过降低驱动轮滑转率以减小轮胎磨损、提高轮胎寿命，能够大大降低商用车的运营成本。

2、现有技术主要是通过驱动防滑技术来解决驱动轮滑转率过高的问题，驱动防滑技术是在识别出驱动轮打滑后，主动降低车辆驱动扭矩，从而减小车辆打滑。例如公告号为cn118514535b的中国专利公开了电动汽车驱动防滑控制方法、系统及存储介质，如图1所示，其通过获取电车速度及左右驱动电机转速，根据电车速度及左右驱动电机转速判断电车的左右驱动轮是否打滑，若判断出电车的任一驱动轮打滑，则控制打滑侧驱动电机以目标转速运行，同时调整未打滑侧驱动电机对应扭矩；若检测到两侧驱动轮均脱离打滑工况时，则调整左右驱动电机对应扭矩平均分配。该方法是在车辆已经发生打滑之后才会介入，具有一定的滞后性，并且其判断为打滑时的滑转率相对较高（大于0.2时判定为打滑），因乘用车加速能力较强（可在3s以内加速至100km/h），对应滑转率相对较高，因此现有的驱动防滑技术用于乘用车并无问题，可在乘用车滑转率较高时按照上述方法进行防滑控制。

3、由于商用车（如客车和重卡等）从0到最高车速的加速时间可达20s左右，也即商用车在起步阶段的低车速区间加速过程较慢，加速能力远不如乘用车，相比乘用车来说滑转率较低（一般为0.08），大部分情况下处于非打滑的低滑转率工况。但是经试验验证，商用车在起步阶段的低车速区间，滑转率相比乘用车来说虽然较低，但是起步阶段的低滑转率对商用车的轮胎仍会造成一定程度的摩擦，严重影响商用车轮胎使用寿命，因此需要降低商用车起步阶段时的滑转率以提高轮胎使用寿命。但现有技术在商用车的起步阶段会判定其未发生打滑，从而无法进一步通过主动降低扭矩来降低商用车的滑转率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种车辆、车辆起步阶段滑转率的控制方法及装置，用以解决现有技术无法在商用车起步阶段降低车辆滑转率的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种车辆起步阶段滑转率的控制方法，包括：

3、当车辆处于起步阶段且电机实际转速小于等于转速使能阈值时，控制电机为转速控模式；转速使能阈值为车辆起步阶段的低车速对应的电机转速；

4、在转速控模式下，根据各时段的电机实际转速、加速踏板开度和车辆动力性目标确定对应各时段的目标电机转速，每个时段的目标电机转速均大于对应时段的电机实际转速，且加速踏板开度越大、车辆动力性目标越高，目标电机转速与电机实际转速差越大；

5、由电机控制器根据各时段的目标电机转速计算对应的电机扭矩，并控制电机按照计算的各时段电机扭矩进行扭矩输出以完成车辆起步阶段的滑转率控制。

6、进一步地，所述控制电机为转速控模式是将电机由扭矩控模式切换为转速控模式，切换过程为：将扭矩控模式下最后时刻的电机实际扭矩作为转速控模式下的扭矩输出起点，在设定转速控过渡时间内，电机输出扭矩从转速控模式下的扭矩输出起点平滑过渡至转速控模式下根据目标电机转速计算的电机扭矩。

7、进一步地，当电机实际转速大于转速使能阈值时，控制电机从转速控模式切换为扭矩控模式，计算扭矩控模式下的目标电机扭矩，按照目标电机扭矩控制电机进行扭矩输出。

8、进一步地，所述控制电机从转速控模式切换为扭矩控模式的过程为，将转速控模式下最后时刻的电机实际扭矩作为扭矩控模式下的扭矩输出起点，在设定扭矩控过渡时间内，电机输出扭矩从扭矩控模式下的扭矩输出起点平滑过渡至扭矩控模式下计算的目标电机扭矩。

9、上述技术方案的有益效果为：本发明为开拓型发明创造，在车辆起步阶段且电机实际转速小于车辆起步阶段的低车速对应的电机转速时，电机采用转速控模式，以目标电机转速大于电机实际转速为基础确定转速控期间各时段的目标电机转速，保证转速控期间电机输出扭矩始终为驱动扭矩，并且目标电机转速与加速踏板开度和车辆动力性目标呈正相关关系，保证车辆响应与驾驶员意图和动力性要求的一致性。电机控制器根据目标电机转速进行闭环计算，计算对应电机扭矩并控制电机响应输出，从而使得车辆在起步阶段的低车速区间能够一步步地按照时段进行平滑加速，从而降低了商用车在起步阶段的滑转率。本发明不进行打滑判断，而是直接在起步阶段的低车速区间便进行滑转率控制，不仅提高了控制效率，实现了商用车在起步阶段的滑转率降低控制，减少轮胎磨损，延长了轮胎使用寿命。并且由于现有技术均是基于扭矩控制，电机响应目标扭矩指令需要经过一系列的滤波、阻尼控制等，导致电机在一定时间（通常为几百毫秒）后才能响应目标扭矩指令，而本发明不再按照扭矩指令对电机进行控制，而是按照电机转速进行控制，将目标电机转速发送给电机，电机根据自己的内环控制逻辑直接计算扭矩并响应输出，响应时间通常为几毫秒，从而大大缩短了控制响应时间。同时，电机能够在不同道路上根据目标电机转速动态调整输出扭矩，能够在不同坡度道路均可实现较好的转速闭环，避免电机根据目标扭矩指令进行控制时平路滑转率较低但陡坡容易溜坡、坡道表现较好但平路滑转率较高等不同坡道的道路上的控制一致性较差的问题。

10、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种车辆起步阶段滑转率的控制装置，包括电机控制器和处理器，处理器用于在车辆处于起步阶段且电机实际转速小于等于转速使能阈值时，控制电机为转速控模式，在转速控模式下，根据各时段的电机实际转速、加速踏板开度和车辆动力性目标确定对应各时段的目标电机转速；电机控制器用于根据各时段的目标电机转速计算对应的电机扭矩，控制电机按照计算的各时段电机扭矩进行扭矩输出以完成车辆起步阶段的滑转率控制；其中，每个时段的目标电机转速均大于对应时段的电机实际转速，且加速踏板开度越大、车辆动力性目标越高，目标电机转速与电机实际转速差越大；转速使能阈值为车辆起步阶段的低车速对应的电机转速。

11、进一步地，所述处理器控制电机为转速控模式是将电机由扭矩控模式切换为转速控模式，切换过程为：将扭矩控模式下最后时刻的电机实际扭矩作为转速控模式下的扭矩输出起点，在设定转速控过渡时间内，电机输出扭矩从转速控模式下的扭矩输出起点平滑过渡至转速控模式下根据目标电机转速计算的电机扭矩。

12、进一步地，当电机实际转速大于转速使能阈值时，控制电机从转速控模式切换为扭矩控模式，计算扭矩控模式下的目标电机扭矩，按照目标电机扭矩控制电机进行扭矩输出。

13、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种车辆，包括电机、电机控制器和处理器，所述处理器用于在车辆处于起步阶段且电机实际转速小于等于转速使能阈值时，控制电机为转速控模式，在转速控模式下，根据各时段的电机实际转速、加速踏板开度和车辆动力性目标确定对应各时段的目标电机转速；电机控制器用于根据各时段的目标电机转速计算对应的电机扭矩，并控制电机按照计算的各时段电机扭矩进行扭矩输出以完成车辆起步阶段的滑转率控制；其中，每个时段的目标电机转速均大于对应时段的电机实际转速，且加速踏板开度越大、车辆动力性目标越高，目标电机转速与电机实际转速差越大；转速使能阈值为车辆起步阶段的低车速对应的电机转速。

14、进一步地，所述处理器控制电机为转速控模式是将电机由扭矩控模式切换为转速控模式，切换过程为：将扭矩控模式下最后时刻的电机实际扭矩作为转速控模式下的扭矩输出起点，在设定转速控过渡时间内，电机输出扭矩从转速控模式下的扭矩输出起点平滑过渡至转速控模式下根据目标电机转速计算的电机扭矩。

15、进一步地，当电机实际转速大于转速使能阈值时，控制电机从转速控模式切换为扭矩控模式，计算扭矩控模式下的目标电机扭矩，按照目标电机扭矩控制电机进行扭矩输出。

16、上述技术方案的有益效果为：本发明为开拓型发明创造，在车辆起步阶段且电机实际转速小于车辆起步阶段的低车速对应的电机转速时，电机采用转速控模式，以目标电机转速大于电机实际转速为基础确定转速控期间各时段的目标电机转速，保证转速控期间电机输出扭矩始终为驱动扭矩，并且目标电机转速与加速踏板开度和车辆动力性目标呈正相关关系，保证车辆响应与驾驶员意图和动力性要求的一致性。电机控制器根据目标电机转速进行闭环计算，计算对应电机扭矩并控制电机响应输出，从而使得车辆在起步阶段的低车速区间能够一步步地按照时段进行平滑加速，从而降低了商用车在起步阶段的滑转率。本发明不进行打滑判断，而是直接在起步阶段的低车速区间便进行滑转率控制，不仅提高了控制效率，实现了商用车在起步阶段的滑转率降低控制，减少轮胎磨损，延长了轮胎使用寿命。并且由于现有技术均是基于扭矩控制，电机响应目标扭矩指令需要经过一系列的滤波、阻尼控制等，导致电机在一定时间（通常为几百毫秒）后才能响应目标扭矩指令，而本发明不再按照扭矩指令对电机进行控制，而是按照电机转速进行控制，将目标电机转速发送给电机，电机根据自己的内环控制逻辑直接计算扭矩并响应输出，响应时间通常为几毫秒，从而大大缩短了控制响应时间。同时，电机能够在不同道路上根据目标电机转速动态调整输出扭矩，能够在不同坡度道路均可实现较好的转速闭环，避免电机根据目标扭矩指令进行控制时平路滑转率较低但陡坡容易溜坡、坡道表现较好但平路滑转率较高等不同坡道的道路上的控制一致性较差的问题。