电动车辆电机交互控制方法及其装置和电动车辆与流程

1.本发明实施例涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种电动车辆电机交互控制方法及其装置和电动车辆。


背景技术：

2.现有的电动装载机动力传递系统主要有两类。一类采用一个电机替换原燃油发动机与原燃油车上双变(变矩器变速箱总成)直接组合，液压系统和行走系统的动力源来自一个电机，相互关联性强，操作感受好，工作效率高，但由于变矩器效率较低，这类技术路线的电动装载机能耗高，整机续航能力差。一类采用上装电机驱动液压系统工作，行走电机驱动传动系统工作，这类技术路线较前一类去除了变矩器，解决了变矩器效率较低的缺点，整机续航能力提高，但这类技术路线由于行走电机和上装电机单独控制，没有相互关联，工作过程中，不同驾驶员很难准确操作，操作感受偏低，工作效率偏低。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种电动车辆电机交互控制方法及其装置和电动车辆，以实现行走电机与上装电机的关联控制，从而利于驾驶员对电动车辆的准确操作，提升操作感受和工作效率。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种电动车辆电机交互控制方法，所述电动车辆包括上装电机和行走电机，所述方法包括：
5.获取油门踏板信号；
6.根据所述油门踏板信号获取所述上装电机的预输出扭矩和所述行走电机的预输出扭矩；
7.根据所述上装电机的预输出扭矩和第一映射关系，确定所述行走电机的电机扭矩系数；其中，所述第一映射关系为所述上装电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数之间的对应关系；
8.根据所述行走电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数确定所述行走电机的需求扭矩；
9.根据所述行走电机的需求扭矩向所述行走电机的电机控制器输出控制信号。
10.可选的，根据所述行走电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数确定所述行走电机的需求扭矩包括：
11.根据所述行走电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数的乘积确定所述行走电机的需求扭矩。
12.可选的，根据所述上装电机的预输出扭矩和第一映射关系确定所述行走电机的电机扭矩系数包括：
13.所述上装电机的预输出扭矩越小，所述行走电机的电机扭矩系数越大；所述上装电机的预输出扭矩越大，所述行走电机的电机扭矩系数越小；
14.其中，所述行走电机的电机扭矩系数大于0且小于或等于1。
15.可选的，根据所述行走电机的需求扭矩向所述行走电机的电机控制器输出控制信号之后还包括：
16.获取所述上装电机的预输出转速；
17.根据所述行走电机的预输出扭矩和第二映射关系，确定所述上装电机的电机转速系数；其中，所述第二映射关系为所述行走电机的预输出扭矩与所述上装电机的电机转速系数之间的对应关系；
18.根据所述上装电机的预输出转速与所述上装电机的电机转速系数确定所述上装电机的需求转速；
19.根据所述上装电机的需求转速向所述上装电机的电机控制器输出控制信号。
20.可选的，根据所述上装电机的预输出转速与所述上装电机的电机转速系数确定所述上装电机的需求转速包括：
21.根据所述上装电机的预输出转速与所述上装电机的电机转速系数的乘积确定所述上装电机的需求转速。
22.可选的，根据所述行走电机的预输出扭矩和第二映射关系确定所述上装电机的电机转速系数包括：
23.在所述行走电机的预输出扭矩小于或等于预设值时，所述上装电机的电机转速系数为恒定值；
24.在所述行走电机的预输出扭矩大于所述预设值时，所述行走电机的预输出扭矩越大，所述上装电机的电机转速系数越小，所述行走电机的预输出扭矩越小，所述上装电机的电机转速系数越大；
25.其中，所述上装电机的电机转速系数大于0且小于或等于1。
26.第二方面，本发明实施例还提供了一种电动车辆电机交互控制装置，所述电动车辆包括上装电机和行走电机，所述装置包括：
27.油门踏板信号获取模块，用于获取油门踏板信号；
28.预输出扭矩获取模块，用于根据所述油门踏板信号获取所述上装电机的预输出扭矩和所述行走电机的预输出扭矩；
29.扭矩系数确定模块，用于根据所述上装电机的预输出扭矩和第一映射关系，确定所述行走电机的电机扭矩系数；其中，所述第一映射关系为所述上装电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数之间的对应关系；
30.需求扭矩确定模块，用于根据所述行走电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数确定所述行走电机的需求扭矩；
31.控制模块，用于根据所述行走电机的需求扭矩向所述行走电机的电机控制器输出控制信号。
32.可选的，所述装置还包括：
33.预输出转速获取模块，用于获取所述上装电机的预输出转速；
34.转速系数确定模块，用于根据所述行走电机的预输出扭矩和第二映射关系，确定所述上装电机的电机转速系数；其中，所述第二映射关系为所述行走电机的预输出扭矩与所述上装电机的电机转速系数之间的对应关系；
35.需求转速确定模块，用于根据所述上装电机的预输出转速与所述上装电机的电机转速系数确定所述上装电机的需求转速；
36.所述控制模块还用于根据所述上装电机的需求转速向所述上装电机的电机控制器输出控制信号。
37.可选的，所述需求扭矩确定模块用于根据所述行走电机的预输出扭矩与所述行走电机的电机扭矩系数的乘积确定所述行走电机的需求扭矩；
38.所述需求转速确定模块用于根据所述上装电机的预输出转速与所述上装电机的电机转速系数的乘积确定所述上装电机的需求转速。
39.第三方面，本发明实施例还提供了一种电动车辆，电动车辆包括行走电机的电机控制器、上装电机的电机控制器、整车控制器和上述第一方面所述的电动车辆电机交互控制装置；其中，所述电动车辆电机交互控制装置从所述整车控制器接收所述油门踏板信号。
40.本发明实施例提供的电动车辆电机交互控制方法及其装置和电动车辆，通过获取油门踏板信号，根据油门踏板信号获取上装电机的预输出扭矩和行走电机的预输出扭矩，根据上装电机的预输出扭矩和第一映射关系确定行走电机的电机扭矩系数，进而根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数确定行走电机的需求扭矩，并根据行走电机的需求扭矩向行走电机的电机控制器输出控制信号，以此实现了行走电机与上装电机的关联控制，从而利于驾驶员对电动车辆的准确操作，提升操作感受和工作效率。
附图说明
41.图1是本发明实施例提供的一种电动车辆电机交互控制方法的流程图；
42.图2是本发明实施例提供的一种第一映射关系的曲线图；
43.图3是本发明实施例提供的一种电动车辆电机交互控制方法的流程；
44.图4是本发明实施例提供的一种第二映射关系的曲线图；
45.图5是本发明实施例还提供的一种电动车辆电机交互控制装置的结构示意图；
46.图6是本发明实施例提供的一种电动车辆的结构示意图。
具体实施方式
47.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
48.电动车辆例如是电动工程机械中的电动装载机、电动挖掘机、电动压路机以及电动挖掘装载机等。电动车辆包括液压系统和行走系统。液压系统主要由上装电机控制，例如通过上装电机控制电动车辆的铲斗的运行以及转向。行走系统主要由行走电机控制，例如通过行走电机控制车辆的行走。
49.在驾驶员踩踏油门踏板时，上装电机根据油门踏板信号控制铲斗的运行，同时行走电机根据油门踏板信号控制电动车辆行走；其中，若液压系统中的液压系统开关手柄未导通，则上装电机根据油门踏板信号对铲斗运行的控制无效，此时电动车辆仅行走，若液压系统中的液压系统开关手柄导通，则上装电机根据油门踏板信号对铲斗运行的控制有效，此时电动车辆不仅行走而且铲斗也运行。
50.在液压系统中的液压系统开关手柄导通时，若行走电机和上装电机单独控制，则容易出现电动车辆的铲斗运行速度较高或者铲斗正在铲料的同时，电动车辆行走较快或者行走不连贯，导致驾驶员较难准确操作，且操作效率偏低以及操作感受不佳的情况。
51.有鉴于此，本发明实施例提供了一种电动车辆电机交互控制方法。图1是本发明实施例提供的一种电动车辆电机交互控制方法的流程图。参考图1，电动车辆电机交互控制方法包括：
52.s10，获取油门踏板信号。其中，可以是整车控制器通过油门踏板传感器获取油门踏板信号，驾驶员每踩踏一次油门踏板便生成一个油门踏板信号。
53.s11，根据油门踏板信号获取上装电机的预输出扭矩和行走电机的预输出扭矩。
54.每一个油门踏板信号对应上装电机的一个预输出扭矩(也可以理解为上装电机对应油门踏板信号的目标扭矩)和行走电机的一个预输出扭矩(也可以理解为行走电机对应油门踏板信号的目标扭矩)。可以根据油门踏板信号分别从上装电机的电机控制器和行走电机的电机控制器中获取上装电机的预输出扭矩和行走电机的预输出扭矩。
55.现有技术中，没有将行走电机与上装电机进行关联，因此上装电机直接依照预输出扭矩进行扭矩的输出，同时行走电机直接依照预输出扭矩进行扭矩的输出，则容易出现电动车辆的铲斗运行速度较高或者铲斗正在铲料的同时，电动车辆行走较快或者行走不连贯，导致驾驶员较难准确操作，且操作效率偏低以及操作感受不佳的情况。
56.s12，根据上装电机的预输出扭矩和第一映射关系，确定行走电机的电机扭矩系数；其中，第一映射关系为上装电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数之间的对应关系。
57.本实施例中，为了将行走电机与上装电机的控制进行关联，将对行走电机的预输出扭矩的控制与上装电机的预输出扭矩进行关联，即根据上装电机的预输出扭矩调节行走电机的预输出扭矩。第一映射关系中，上装电机的每一个预输出扭矩对应一个行走电机的电机扭矩系数。第一映射关系中，行走电机的所有电机扭矩系数均可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不作限定，例如，设置行走电机的所有电机扭矩系数均为大于零且小于或等于1的数。
58.s13，根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数确定行走电机的需求扭矩。
59.即根据上装电机的预输出扭矩所对应的行走电机的电机扭矩系数，和行走电机的预输出扭矩，确定行走电机的需求扭矩。行走电机的需求扭矩即对行走电机的预输出扭矩进行调节后，所需要行走电机输出的扭矩。本实施例实现了根据上装电机的预输出扭矩对行走电机的预输出扭矩的调节，即实现了对行走电机的预输出扭矩的控制与上装电机的预输出扭矩的关联，避免了行走电机和上装电机单独控制，使得可以根据电动车辆的铲斗运行速度较高或者铲斗正在铲料的情况，控制电动车辆行走不会过快或者行车不会过于不连贯，保证整车协调性，从而有利于驾驶员进行准确操作，进而保证操作效率。
60.s14，根据行走电机的需求扭矩向行走电机的电机控制器输出控制信号。
61.其中，可以是整车控制器根据行走电机的需求扭矩向行走电机的电机控制器输出控制信号，行走电机的电机控制器根据控制信号控制行走电机输出需求扭矩。
62.在上述实施例的基础上，可选的，根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机
扭矩系数确定行走电机的需求扭矩包括：根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数的乘积确定行走电机的需求扭矩。示例性的，行走电机的预输出扭矩用t1表示，第一映射关系中的行走电机的电机扭矩系数用p1表示，行走电机的需求扭矩用t2表示，则t2＝t1
·
p1。
63.在上述各实施例的基础上，可选的，根据上装电机的预输出扭矩和第一映射关系确定行走电机的电机扭矩系数包括：上装电机的预输出扭矩越小，行走电机的电机扭矩系数越大；上装电机的预输出扭矩越大，行走电机的电机扭矩系数越小；其中，行走电机的电机扭矩系数大于0且小于或等于1。
64.具体的，当上装电机的预输出扭矩呈增大的趋势时，说明电动车辆的铲斗可能正在铲料，此时可以较大幅度的减缓电动车辆的行走速度，即设置行走电机的电机扭矩系数较小，从而使得电动车辆的行车较为连贯且保证整车较好的协调性，从而利于驾驶员进行准确铲料。当上装电机的预输出扭矩呈减小的趋势时，说明电动车辆的铲斗可能已经铲料完成或者铲斗的运行速度较低，此时可较小幅度的调节电动车辆的行走速度，即设置行走电机的电机扭矩系数较大，从而使得电动车辆进入新的较为连贯、协调的行车状态，提升驾驶员操作感受。
65.示例性的，图2是本发明实施例提供的一种第一映射关系的曲线图，表一是对应图2的第一映射关系的数据表格。参考图2，横轴表示上装电机的预输出扭矩，单位是(n
·
m)；纵轴表示上装电机的预输出扭矩所对应的行走电机的电机扭矩系数，以百分制示意。在图2中，上装电机的预输出扭矩越小，行走电机的电机扭矩系数越大；上装电机的预输出扭矩越大，行走电机的电机扭矩系数越下；其中，行走电机的电机扭矩系数大于0且小于或等于1。
66.表一
[0067][0068]
图3是本发明实施例提供的一种电动车辆电机交互控制方法的流程。在上述各实施例的基础上，可选的，根据行走电机的需求扭矩向行走电机的电机控制器输出控制信号之后还包括：获取上装电机的预输出转速；根据行走电机的预输出扭矩和第二映射关系，确定上装电机的电机转速系数；其中，第二映射关系为行走电机的预输出扭矩与上装电机的电机转速系数之间的对应关系；根据上装电机的预输出转速与上装电机的电机转速系数确定上装电机的需求转速；根据上装电机的需求转速向上装电机的电机控制器输出控制信号。参考图3，电动车辆电机交互控制方法包括：
[0069]
s20，获取油门踏板信号。
[0070]
s21，根据油门踏板信号获取上装电机的预输出扭矩和行走电机的预输出扭矩。
[0071]
s22，根据上装电机的预输出扭矩和第一映射关系，确定行走电机的电机扭矩系数；其中，第一映射关系为上装电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数之间的对应关系。
[0072]
s23，根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数确定行走电机的需求扭矩。
[0073]
s24，根据行走电机的需求扭矩向行走电机的电机控制器输出控制信号。
[0074]
s25，获取上装电机的预输出转速。
[0075]
其中，上装电机的转速可直接影响电动车辆铲斗的运行速度，例如上装电机的转速越大，电动车辆铲斗举升或者下降的速度越大，上装电机的转速越小，电动车辆铲斗举升或者下降的速度越小。这里，每一个油门踏板信号对应上装电机的一个预输出转速(也可以理解为上装电机对应油门踏板信号的目标转速)，可以根据油门踏板信号从上装电机的电机控制器获取上装电机的预输出转速。
[0076]
s26，根据行走电机的预输出扭矩和第二映射关系，确定上装电机的电机转速系数；其中，第二映射关系为行走电机的预输出扭矩与上装电机的电机转速系数之间的对应关系。
[0077]
本实施例中，为了将上装电机与行走电机的控制进行关联，且鉴于上装电机的转速可直接影响电动车辆铲斗的运行速度，从而将对上装电机的预输出转速的控制与行走电机的预输出扭矩进行关联，即根据行走电机的预输出扭矩对上装电机的预输出转速进行调节。第二映射关系中，行走电机的每一个预输出扭矩对应一个上装电机的电机转速系数。第二映射关系中，上装电机的所有电机转速系数均可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不作限定，例如，设置上装电机的所有电机转速系数均为大于零且小于或等于1的数。
[0078]
s27，根据上装电机的预输出转速与上装电机的电机转速系数确定上装电机的需求转速。
[0079]
即根据行走电机的预输出扭矩所对应的上装电机的电机转速系数，和上装电机的预输出转速，确定上装电机的需求转速。上装电机的需求转速即对上装电机的预输出转速进行调节后，所需要上装电机输出的转速。本实施例据此，实现了根据行走电机的预输出扭矩对上装电机的预输出转速的调节，即实现了对上装电机的预输出转速的控制与行走电机的预输出扭矩的关联，避免了上装电机与行走电机单独控制，使得可以根据电动车辆的行走情况，控制电动车辆的铲斗运行速度，例如在电动车辆行走较快时，控制电动车辆的铲斗运行不会过快，保证整车协调性，有利于驾驶员进行准确操作，进而保证操作效率。
[0080]
s28，根据上装电机的需求转速向上装电机的电机控制器输出控制信号。其中，可以是整车控制器根据上装电机的需求转速向上装电机的电机控制器输出控制信号，上装电机的电机控制器根据控制信号控制上装电机输出需求转速。
[0081]
在上述各实施例的基础上，可选的，根据上装电机的预输出转速与上装电机的电机转速系数确定上装电机的需求转速包括：根据上装电机的预输出转速与上装电机的电机转速系数的乘积确定上装电机的需求转速。示例性的，上装电机的预输出转速用n1表示，第二映射关系中的上装电机的电机转速系数用p2表示，上装电机的需求转速用n2表示，则n2＝n1
·
p2。
[0082]
在上述各实施例的基础上，可选的，根据行走电机的预输出扭矩和第二映射关系确定上装电机的电机转速系数包括：在行走电机的预输出扭矩小于或等于预设值时，上装电机的电机转速系数为恒定值；在行走电机的预输出扭矩大于预设值时，行走电机的预输出扭矩越大，上装电机的电机转速系数越小，行走电机的预输出扭矩越小，上装电机的电机转速系数越大；其中，上装电机的电机转速系数大于0且小于或等于1。
[0083]
具体的，当行走电机的预输出扭矩小于或等于预设值且行走电机的预输出扭矩呈
减小的趋势，说明电动车辆的行车速度偏慢，可能在进行铲料操作，此时可以无需根据行走电机的扭矩对铲斗的运行速度进行调节。当行走电机的预输出扭矩大于预设值且行走电机的预输出扭矩呈增大的趋势，说明电动车辆可能处于快速行走的状态，此时可以较大幅度的减缓电动车辆的铲斗的运行速度，即设置上装电机的电机转速系数较小，从而使得电动车辆在行走较快的时候不会出现铲斗运行速度过快影响整车协条性的情况，有利于驾驶员的准确操作。当行走电机的预输出扭矩大于预设值且行走电机的预输出扭矩呈减小的趋势，说明电动车辆可能处于正常行走或者将要铲料的状态，此时可以较小幅度的减缓电动车辆的铲斗的运行速度，即设置上装电机的电机转速系数较大，从而保证电动车辆以合适的行走速度平稳地进行铲料，保证整车协条性，有利于驾驶员的准确操作。
[0084]
示例性的，图4是本发明实施例提供的一种第二映射关系的曲线图，表二是对应图4的第二映射关系的数据表格。参考图4，横轴表示行走电机的预输出扭矩，单位是(n
·
m)；纵轴表示行走电机的预输出扭矩所对应的上装电机的电机转速系数，以百分制表示。在图4中，预设值为1100(n
·
m)，预设值可根据实际需要设置，当行走电机的预输出扭矩小于或等于预设值时，上装电机的电机转速系数为恒定值，且恒定值等于1；在行走电机的预输出扭矩大于预设值时，行走电机的预输出扭矩越大，上装电机的电机转速系数越小，行走电机的预输出扭矩越小，上装电机的电机转速系数越大；其中，上装电机的电机转速系数大于0且小于或等于1。
[0085]
表二
[0086][0087]
另外可以理解的是，本发明实施例提供的根据行走电机的预输出扭矩调整上装电机的预输出转速，与根据上装电机的预输出扭矩调整行走电机的预输出扭矩，这两种方案可以同时进行，也可以如图2所示例性示意的在根据上装电机的预输出扭矩调整行走电机的预输出扭矩之后执行根据行走电机的预输出扭矩调整上装电机的预输出转速，但无论是同时进行还是分先后执行，均是在驾驶员每踩踏一次油门踏板时便将两种方案均执行一次。
[0088]
本发明实施例还提供了一种电动车辆电机交互控制装置。图5是本发明实施例还提供的一种电动车辆电机交互控制装置的结构示意图。电动车辆包括上装电机和行走电机，参考图5，电动车辆电机交互控制装置包括：
[0089]
油门踏板信号获取模块10，用于获取油门踏板信号。预输出扭矩获取模块20，用于根据油门踏板信号获取上装电机的预输出扭矩和行走电机的预输出扭矩。扭矩系数确定模块30，用于根据上装电机的预输出扭矩和第一映射关系，确定行走电机的电机扭矩系数；其中，第一映射关系为上装电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数之间的对应关系。需求扭矩确定模块40，用于根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数确定行走电机的需求扭矩。控制模块50，用于根据行走电机的需求扭矩向行走电机的电机控制器输出控制信号。
[0090]
继续参考图5，可选的，电动车辆电机交互控制装置还包括：预输出转速获取模块
60，用于获取上装电机的预输出转速，可以是转速获取模块60根据油门踏板信号获取上装电机的预输出转速。转速系数确定模块70，用于根据行走电机的预输出扭矩和第二映射关系，确定上装电机的电机转速系数；其中，第二映射关系为行走电机的预输出扭矩与上装电机的电机转速系数之间的对应关系。需求转速确定模块80，用于根据上装电机的预输出转速与上装电机的电机转速系数确定上装电机的需求转速。控制模块50还用于根据上装电机的需求转速向上装电机的电机控制器输出控制信号。
[0091]
可选的，需求扭矩确定模块40用于根据行走电机的预输出扭矩与行走电机的电机扭矩系数的乘积确定行走电机的需求扭矩。需求转速确定模块80用于根据上装电机的预输出转速与上装电机的电机转速系数的乘积确定上装电机的需求转速。
[0092]
本发明实施例提供的电动车辆电机交互控制装置和电动车辆电机交互控制方法，属于相同的发明构思，能够实现相同的技术效果，重复内容此处不再赘述。
[0093]
本发明实施例还提供了一种电动车辆。图6是本发明实施例提供的一种电动车辆的结构示意图。参考图6，电动车辆包括行走电机的电机控制器1、上装电机的电机控制器2、整车控制器3和上述任意技术方案所述的电动车辆电机交互控制装置4。
[0094]
其中，电动车辆电机交互控制装置4从整车控制器3接收油门踏板信号，或者电动车辆电机交互控制装置4可以集成在整车控制器3中。行走电机的电机控制器1和上装电机的电机控制器2分别与整车控制器3连接。行走电机的电机控制器1与行走电机5连接，行走电机的电机控制器1用于接收整车控制器3或者电动车辆电机交互控制装置4输出的控制信号控制行走电机输出需求扭矩。上装电机的电机控制器2与上装电机6连接，上装电机的电机控制器2用于接收整车控制器3或者电动车辆电机交互控制装置4输出的控制信号控制上装电机输出需求转速。
[0095]
本发明实施例提供的电动车辆、电动车辆电机交互控制装置以及电动车辆电机交互控制方法，均属于相同的发明构思，能够实现相同的技术效果，重复内容此处不再赘述。
[0096]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。