CN113799618A - 车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆 - Google Patents

车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆。所述方法包括：计算目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度；根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差；根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态，当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。采用本发明实施例的技术手段，能有效提高判断车轮是否打滑的精准性，从而提高对车辆的防滑控制的准确性，优化车辆的安全行驶性能。

Description

车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆。
背景技术
随着汽车产业及经济的发展，汽车的使用越来越普及。汽车在高速行驶时，如果路况或天气较为恶劣，汽车的车轮极可能发生剧烈滑转，这将影响汽车行驶过程中的稳定性和安全性。
目前，相关技术提出了一些针对汽车发生打滑情况的监测和控制方法，例如通过实际车轮轮速与理论车轮轮速进行比较的方式，来确定车轮的打滑状态，进而调整车辆的工作参数以防止打滑。然而，发明人发现现有技术至少存在如下问题：目前的控制方法存在打滑判断不准确、控制响应较慢等问题，有的控制方法则较为复杂，实用性和适用性较差。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆，能有效提高判断车轮是否打滑的精准性，从而提高对车辆的防滑控制的准确性，优化车辆的加速性能。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种车辆的车轮驱动状态监测方法，包括：
计算目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度；
根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差；
根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态；
当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
作为上述方案的改进，所述计算目标车轮的车轮加速度，具体包括：
获取所述目标车轮的电机转速；
根据所述电机转速，计算所述目标车轮的车轮加速度。
作为上述方案的改进，所述根据所述电机转速，计算所述目标车轮的车轮加速度，具体为：
根据所述电机转速，通过以下计算公式，计算所述目标车轮的车轮加速度：
Figure BDA0003267078400000021
其中，Acal为所述车轮加速度，N为所述电机转速，R为所述车辆的速比，r为所述目标车轮的轮胎半径。
作为上述方案的改进，所述计算所述车辆的整车实际加速度，具体包括：
获取所述车辆的加速度传感器所测量的测量加速度；其中，所述加速度传感器用于测量所述车辆的整车加速度；
根据所述测量加速度，计算所述整车实际加速度。
作为上述方案的改进，所述根据所述测量加速度，计算所述整车实际加速度，具体为：
根据所述测量加速度，通过以下计算公式，计算所述整车实际加速度：
Aact＝a×G；
其中，Aact为所述整车实际加速度，a为所述测量加速度，G为重力加速度。
作为上述方案的改进，所述根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态，具体包括：
当所述车轮加速度差大于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮处于打滑驱动状态；
当所述车轮加速度差等于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮未处于打滑驱动状态。
作为上述方案的改进，所述当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩，具体包括：
当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，获取所述车辆的当前车速；
根据预设的车速、车轮加速度差和扭矩调整值的对应关系，获取所述目标车轮所对应的电机的扭矩调整值；其中，在所述对应关系中，所述扭矩调整值与所述车速呈负相关关系，所述扭矩调整值与所述车轮加速度差呈正相关关系；
根据所述扭矩调整值，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
本发明实施例还提供了一种车辆的车轮驱动状态监测装置，包括：
加速度计算模块，用于计算所述车辆的目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度；
加速度差计算模块，用于根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差；
驱动状态监测模块，用于根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态；
扭矩控制模块，用于当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
本发明实施例还提供了一种车辆的车轮驱动状态监测装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的车辆的车轮驱动状态监测方法。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括车轮，以及如上述任一项所述车辆的车轮驱动状态监测装置。
与现有技术相比，本发明实施例公开的车辆的车轮驱动状态监测方法、装置和车辆，通过实时检测车辆的前、后轮电机转速，来计算车轮转动产生的车轮加速度，能够提高计算车轮加速度的准确性；通过加速度传感器检测整车加速度，进而根据所述车轮转速和所述整车实际加速度的差值来判断车辆的打滑工况，能够更加准确地监测车辆的打滑情况。当所述目标车轮处于打滑状态时，结合所述车辆当前的车速，获取合适的扭矩调整值，以降低处于打滑状态的车轮所对应的电机的需求扭矩。通过降低轮边电机的需求扭矩，能够有效减小甚至消除所述目标车轮的打滑情况。并且，本发明实施例适用于双大功率驱动电机在单轴打滑或者前后轮都打滑的情况，能够在车轮出现打滑情况时，快速地响应防滑控制，有效保证车辆的安全性和稳定性，进一步保证用户的行车安全。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种车辆的车轮驱动状态监测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中优选的车辆的车轮驱动状态监测方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种车辆的车轮驱动状态监测装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种车辆的车轮驱动状态监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例提供的一种车辆的车轮驱动状态监测方法的流程示意图。为了有效监测在大油门驱动出现单轴打滑或者双轴同时打滑的情况，本发明实施例提供的一种车辆的车轮驱动状态监测方法，具体通过步骤S11至S14执行：
S11、计算目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度。
S12、根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差。
S13、根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态。
需要说明的是，所述目标车轮为所述车辆的前轮或后轮。
在本发明实施例中，通过实时检测车辆的车轮转动时产生的加速度以及所述车辆的整车实际加速度，获取车轮加速度和整车实际加速度的差值来判断车轮的打滑工况，能够快速且精准地判断所述车辆的每一车轮是否处于打滑状态。
S14、当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
在本发明的实施例中，如果所述目标车轮处于打滑状态，则降低处于打滑状态的车轮所对应的电机的需求扭矩。通过降低轮边电机的需求扭矩，能够有效减小甚至消除所述目标车轮的打滑情况。
采用本发明实施例的技术手段，能够更加准确地监测车辆的打滑情况，以便于在出现打滑情况时，快速地进行防滑控制，有效保证车辆的安全性和稳定性，保证用户的行车安全。
具体地，参见图2，是本发明实施例中优选的车辆的车轮驱动状态监测方法的流程示意图。在步骤S11中，所述计算目标车轮的车轮加速度，具体包括：
S111、获取所述目标车轮的电机转速。
S112、根据所述电机转速，计算所述目标车轮的车轮加速度。
需要说明的是，本发明实施例的车辆配置为前、后车轮均具有大功率电机的车辆，通过获取所述目标车轮的电机转速，来计算所述目标车轮了的车轮加速度。
具体地，所述电机转速通过车轮电机对应的电机控制器获取得到，通过获取电机控制器发送的电机转速信号，得到所述目标车轮的电机转速。
在计算所述电机转速之后，获取所述车辆的固定参数信息，包括所述车辆的速比R、所述目标车轮的轮胎半径r。进而，根据所述电机转速N，所述车辆的速比R、所述目标车轮的轮胎半径r，通过以下计算公式，计算所述目标车轮的车轮加速度：
Figure BDA0003267078400000061
其中，Acal为所述车轮加速度，N为所述电机转速，R为所述车辆的速比，r为所述目标车轮的轮胎半径。
作为优选的实施方式，在计算所述车辆的目标车轮的车轮加速度之后，所述方法还包括：
采用预设的低通滤波器，对所述车轮加速度进行平滑处理。
需要说明的是，所述平滑处理操作可以采用现有技术中的数据平滑处理方法，例如简单平均法等，在此不做具体限定。
采用本发明实施例的技术手段，通过对计算得到的车轮加速度进行平滑滤波，能够有效滤除干扰信号，提高计算车轮加速度的准确性。
需要说明的是，除了采用步骤S111至S112的步骤计算所述目标车轮的车轮加速度之外，还可以通过获取所述目标车轮的当前轮速，将所述轮速换算为车速后，通过所述车速反算得到所述车轮加速度；也可以采用其他的算法计算所述车轮加速度，均不影响本发明取得的有益效果。
进一步地，参见图2，在步骤S11中，所述计算所述车辆的整车实际加速度，具体包括：
S113、获取所述车辆的加速度传感器所测量的测量加速度；其中，所述加速度传感器用于测量所述车辆的整车加速度；
S114、根据所述测量加速度，计算所述整车实际加速度。
在本发明实施例中，通过在所述车辆上配置加速度传感器，用于测量所述车辆的整车加速度。通过获取加速度传感器测量之后返回的加速度信号，得到所述测量加速度。
需要说明的是，所述加速度传感器测量得到的加速度的单位为g，因此，需要进一步将所述测量加速度转换为单位为m/s2的整车实际加速度。
根据所述测量加速度a，通过以下计算公式，计算所述整车实际加速度：
Aact＝a×G；
其中，Aact为所述整车实际加速度，a为所述测量加速度，G为重力加速度，G＝9.8g。
在步骤S12中，根据所述车轮加速度Acal与所述整车实际加速度Aact，计算所述目标车轮的车轮加速度差ΔA＝Acal-Aact。
具体地，步骤S13具体通过步骤S131至S132执行：
S131、当所述车轮加速度差大于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮处于打滑驱动状态。
S132、当所述车轮加速度差等于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮未处于打滑驱动状态。
通过预先设置一个加速度差阈值ΔA0，用于表征所述车轮加速度差的合理范围。当所述车轮加速度差大于所述预设的加速度差阈值，也即ΔA>ΔA0时，表明所述车轮加速度差异常，所述目标车轮当前处于打滑状态。当所述车轮加速度差趋近于所述预设的加速度差阈值，也即ΔA≈ΔA0时，表明所述车轮加速度差正常，所述目标车轮当前处于正常驱动状态。
优选地，加速度差阈值ΔA0＝0。
采用本发明实施例的技术手段，通过实时检测车辆的前、后轮电机转速，来计算车轮转动产生的车轮加速度，能够提高计算车轮加速度的准确性；通过加速度传感器检测整车加速度，进而根据所述车轮转速和所述整车实际加速度的差值来判断车辆的打滑工况，能够更加准确地监测车辆的打滑情况，以便于在出现打滑情况时，快速地进行防滑控制，有效保证车辆的安全性和稳定性，保证用户的行车安全。
具体地，步骤S14具体通过步骤S141至S143执行：
S141、当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，获取所述车辆的当前车速；
S142、根据预设的车速、车轮加速度差和扭矩调整值的对应关系，获取所述目标车轮所对应的电机的扭矩调整；
S143、根据所述扭矩调整值，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
在本发明实施例中，预先设置车辆的车速、车轮加速度差和扭矩调整值三者的对应关系并进行存储。当获取所述车辆的车速，计算得到所述车轮加速度差之后，即可根据这两个参数值，查询得到对应的扭矩调整值，作为降低对应电机的需求扭矩的调整步长。
需要说明的是，所述车速、车轮加速度差和扭矩调整值的对应关系是针对具体车型的车辆通过预先测试获得的。其中，在预设的扭矩调整上限范围内，所述扭矩调整值与所述车速呈负相关关系，所述扭矩调整值与所述车轮加速度差呈正相关关系。
作为举例，参见表1，是某一车型对应预设的车速、车轮加速度差和扭矩调整值的对应关系表。其中，横轴表示车速V(km/h)，纵轴表示车轮加速度差ΔA(m/s2)；扭矩调整上限值为720N·m。
Figure BDA0003267078400000081
Figure BDA0003267078400000091
作为举例，设置加速度差阈值ΔA0＝0，当所述车辆的目标车轮对应计算得到的加速度差ΔA＝0.6时，确定所述目标车轮处于打滑状态，则获取当前车辆的车速，假设为70km/h，对应查表1可得扭矩调整值为180N·m，则将所述目标车轮对应的电机的需求扭矩降低180N·m。也即，假设所述电机当前的基础扭矩为1000N·m，则调整后的扭矩为1000-180＝820N·m。
通过对所述目标车轮对应的电机的需求扭矩进行调整，直到所述车轮加速度差趋近于所述加速度差阈值时，整车无打滑，表明整车的加速性能良好。
可以理解地，上述场景中所涉及的具体数值仅作为举例，在实际应用中，可以根据车辆的实际情况测试得到所述对应关系表，并实现对打滑车轮对应电机的扭矩调整。
采用本发明实施例的技术手段，通过实时检测车辆的前、后轮电机转速，来计算车轮转动产生的车轮加速度，能够提高计算车轮加速度的准确性；通过加速度传感器检测整车加速度，进而根据所述车轮转速和所述整车实际加速度的差值来判断车辆的打滑工况，能够更加准确地监测车辆的打滑情况。当所述目标车轮处于打滑状态时，结合所述车辆当前的车速，获取合适的扭矩调整值，以降低处于打滑状态的车轮所对应的电机的需求扭矩。通过降低轮边电机的需求扭矩，能够有效减小甚至消除所述目标车轮的打滑情况。并且，本发明实施例适用于双大功率驱动电机在单轴打滑或者前后轮都打滑的情况，能够在车轮出现打滑情况时，快速地响应防滑控制，有效保证车辆的安全性和稳定性，进一步保证用户的行车安全。
参见图3，是本发明实施例提供的一种车辆的车轮驱动状态监测装置的结构示意图。本发明实施例提供了一种车辆的车轮驱动状态监测装置20，包括：加速度计算模块21、加速度差计算模块22、驱动状态监测模块23和扭矩控制模块24，其中，
所述加速度计算模块21，用于计算所述车辆的目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度。
所述加速度差计算模块22，用于根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差。
所述驱动状态监测模块23，用于根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态。
所述扭矩控制模块24，用于当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
在本发明实施例中，通过实时检测车辆的车轮转动时产生的加速度，以及所述车辆的整车实际加速度，获取车轮加速度和整车实际加速度的差值来判断车轮的打滑工况，能够快速且精准地判断所述车辆的每一车轮是否处于打滑状态。
如果所述目标车轮处于打滑状态，则降低处于打滑状态的车轮所对应的电机的需求扭矩。通过降低轮边电机的需求扭矩，能够有效减小甚至消除所述目标车轮的打滑情况。
采用本发明实施例的技术手段，能够更加准确地监测车辆的打滑情况，以便于在出现打滑情况时，快速地进行防滑控制，有效保证车辆的安全性和稳定性，保证用户的行车安全。
作为优选的实施方式，所述加速度计算模块21，具体用于：
获取所述目标车轮的电机转速；
根据所述电机转速，通过以下计算公式，计算所述目标车轮的车轮加速度：
Figure BDA0003267078400000111
其中，Acal为所述车轮加速度，N为所述电机转速，R为所述车辆的速比，r为所述目标车轮的轮胎半径。
获取所述车辆的加速度传感器所测量的测量加速度；其中，所述加速度传感器用于测量所述车辆的整车加速度；
根据所述测量加速度，通过以下计算公式，计算所述整车实际加速度：
Aact＝a×G；
其中，Aact为所述整车实际加速度，a为所述测量加速度，G为重力加速度。
作为优选的实施方式，所述驱动状态监测模块23，具体用于：
当所述车轮加速度差大于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮处于打滑驱动状态；
当所述车轮加速度差等于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮未处于打滑驱动状态。
作为优选的实施方式，所述扭矩控制模块24，具体用于：
当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，获取所述车辆的当前车速；
根据预设的车速、车轮加速度差和扭矩调整值的对应关系，获取所述目标车轮所对应的电机的扭矩调整值；其中，在所述对应关系中，所述扭矩调整值与所述车速呈负相关关系，所述扭矩调整值与所述车轮加速度差呈正相关关系；
根据所述扭矩调整值，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种车辆的车轮驱动状态监测装置用于执行上述实施例的一种车辆的车轮驱动状态监测方法的所有流程步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。
参见图4，是本发明实施例提供的另一种车辆的车轮驱动状态监测装置的结构示意图。本发明实施例提供了一种车辆的车轮驱动状态监测装置30，包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例所提供的车辆的车轮驱动状态监测方法。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括车轮，以及如上述实施例所提供的车辆的车轮驱动状态监测装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，包括：
计算目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度；
根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差；
根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态；
当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
2.如权利要求1所述的车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，所述计算目标车轮的车轮加速度，具体包括：
获取所述目标车轮的电机转速；
根据所述电机转速，计算所述目标车轮的车轮加速度。
3.如权利要求2所述的车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，所述根据所述电机转速，计算所述目标车轮的车轮加速度，具体为：
根据所述电机转速，通过以下计算公式，计算所述目标车轮的车轮加速度：
Figure FDA0003267078390000011
其中，Acal为所述车轮加速度，N为所述电机转速，R为所述车辆的速比，r为所述目标车轮的轮胎半径。
4.如权利要求1所述的车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，所述计算所述车辆的整车实际加速度，具体包括：
获取所述车辆的加速度传感器所测量的测量加速度；其中，所述加速度传感器用于测量所述车辆的整车加速度；
根据所述测量加速度，计算所述整车实际加速度。
5.如权利要求4所述的车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，所述根据所述测量加速度，计算所述整车实际加速度，具体为：
根据所述测量加速度，通过以下计算公式，计算所述整车实际加速度：
Aact＝a×G；
其中，Aact为所述整车实际加速度，a为所述测量加速度，G为重力加速度。
6.如权利要求1所述的车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，所述根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态，具体包括：
当所述车轮加速度差大于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮处于打滑驱动状态；
当所述车轮加速度差等于所述预设的加速度差阈值时，确定所述目标车轮未处于打滑驱动状态。
7.如权利要求1所述的车辆的车轮驱动状态监测方法，其特征在于，所述当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩，具体包括：
当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，获取所述车辆的当前车速；
根据预设的车速、车轮加速度差和扭矩调整值的对应关系，获取所述目标车轮所对应的电机的扭矩调整值；其中，在所述对应关系中，所述扭矩调整值与所述车速呈负相关关系，所述扭矩调整值与所述车轮加速度差呈正相关关系；
根据所述扭矩调整值，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
8.一种车辆的车轮驱动状态监测装置，其特征在于，包括：
加速度计算模块，用于计算所述车辆的目标车轮的车轮加速度和所述车辆的整车实际加速度；
加速度差计算模块，用于根据所述车轮加速度与所述整车实际加速度的差值，得到所述目标车轮的车轮加速度差；
驱动状态监测模块，用于根据所述车轮加速度差与预设的加速度差阈值的比较关系，监测所述目标车轮是否处于打滑驱动状态；
扭矩控制模块，用于当监测到所述目标车轮处于打滑驱动状态时，降低所述目标车轮所对应的电机的需求扭矩。
9.一种车辆的车轮驱动状态监测装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的车辆的车轮驱动状态监测方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括车轮，以及如权利要求8或9所述车辆的车轮驱动状态监测装置。
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