CN115489498A - 用于工程车辆的控制方法、控制装置、处理器及工程车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种用于工程车辆的控制方法、控制装置、处理器及工程车辆，属于工程车辆领域。用于工程车辆的控制方法包括：获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位；确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩；根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩；根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩。采用本发明实施例的方法可以提高工程车辆的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及工程车辆领域，具体地涉及一种用于工程车辆的控制方法、控制装置、处理器及工程车辆。
背景技术
现有技术中，工程车辆(例如，矿用卡车)在重载长下坡的工况下采用机械制动的失效风险较大，因此通常设置有缓速器，缓速器以持续的制动力矩对车辆进行辅助制动，通常设置有多个缓速档位，不同的缓速档位对应不同大小的制动力矩，然而缓速档位的数量有限，依靠缓速档位仅能获得少数几个固定档位的制动力矩，难以适应复杂多变的路况环境(例如矿区、山区等)，存在适应性较差的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于工程车辆的控制方法、控制装置、处理器、工程车辆以及存储介质，以解决现有技术存在的适应性较差的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种用于工程车辆的控制方法，工程车辆包括油门踏板和缓速器，控制方法包括：
获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位；
确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩；
根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩；
根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩。
在本发明实施例中，确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩，包括：获取工程车辆的车速；基于预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及缓速器的最大制动扭矩之间的对应关系，根据缓速档位和车速确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
在本发明实施例中，预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及缓速器的最大制动扭矩之间的对应关系的确定包括：确定各个预设缓速档位分别对应的预设坡度；根据预设坡度、工程车辆的预设车速以及工程车辆的预设重量确定缓速器的最大制动扭矩；根据预设缓速档位、预设车速以及缓速器的最大制动扭矩得到对应关系。
在本发明实施例中，获取工程车辆的缓速档位，包括：获取工程车辆所在道路的坡度；基于预存储的道路的坡度与工程车辆的缓速档位的对应关系，根据坡度确定工程车辆的缓速档位。
在本发明实施例中，确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩，包括：获取工程车辆的车速和工程车辆所在道路的坡度；根据坡度和车速确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
在本发明实施例中，获取工程车辆所在道路的坡度，包括：基于预存储的工程车辆的缓速档位与道路的坡度的对应关系，根据缓速档位确定工程车辆所在道路的坡度。
在本发明实施例中，根据坡度和车速确定缓速器的最大制动扭矩，包括：获取工程车辆的重量；根据重量和车速确定滚阻系数；根据坡度、重量、滚阻系数以及车速确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
在本发明实施例中，根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩，包括：确定开度所在的开度区间，其中，开度区间包括第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间，第一开度区间的上限值小于第二开度区间的下限值，第二开度区间的上限值小于第三开度区间的下限值；在确定开度位于第一开度区间的情况下，确定缓速器在相邻较低档位对应的最大制动扭矩，其中，相邻较低档位为与缓速档位相邻的较低的档位；确定缓速档位对应的最大制动扭矩与相邻较低档位对应的最大制动扭矩的扭矩差值；根据开度、扭矩差值以及缓速档位对应的最大制动扭矩确定目标制动扭矩；在确定开度位于第二开度区间的情况下，将相邻较低档位对应的最大制动扭矩确定为目标制动扭矩；在确定开度位于第三开度区间的情况下，确定目标制动扭矩为零。
本发明实施例第二方面提供一种处理器，被配置成执行根据上述的用于工程车辆的控制方法。
本发明实施例第三方面提供一种用于工程车辆的控制装置，包括：
获取模块，用于获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位；
第一确定模块，用于确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩；
第二确定模块，用于根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩；
控制模块，用于根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩。
本发明实施例第四方面提供一种工程车辆，包括：油门踏板和缓速器；以及根据上述的处理器。
本发明实施例第五方面提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现根据上述的用于工程车辆的控制方法。
上述技术方案，通过获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位，并确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩，从而根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩，进而根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩，采用油门踏板的开度对固定缓速档位对应的电制动力矩进行调节，有助于实现制动扭矩的无极调节，可以获得精确控制的制动扭矩，提高了工程车辆的适应性，可以适应各种复杂多变的路况环境，较大范围地覆盖低速缓下坡等工况。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了本发明一实施例中用于工程车辆的控制方法的流程示意图；
图2示意性示出了本发明一实施例中多坡道工况缓速控制***的组成示意图；
图3示意性示出了本发明一实施例中不同缓速档位和车速下的最大电制动扭矩的示意图；
图4示意性示出了本发明一实施例中用于工程车辆的控制装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1示意性示出了本发明一实施例中用于工程车辆的控制方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于工程车辆的控制方法，以该方法应用于处理器为例进行说明，该方法可以包括以下步骤：
步骤S102，获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位；
步骤S104，确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩；
步骤S106，根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩；
步骤S108，根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩。
本申请实施例通过获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位，并确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩，从而根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩，进而根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩，采用油门踏板的开度对固定缓速档位对应的电制动力矩进行调节，有助于实现制动扭矩的无极调节，可以获得精确控制的制动扭矩，提高了工程车辆的适应性，可以适应各种复杂多变的路况环境，较大范围地覆盖低速缓下坡等工况。
本申请实施例提供的用于工程车辆的控制方法中所涉及的工程车辆，可以是电动车辆、燃油车辆、油电混合动力车辆或者氢燃料电池车辆等等，此处不做限定。
不同类型的车辆中，油门踏板和缓速器的类型或者用途可能存在不同。举例来说，在电动车辆中，缓速器可以是电机，而在燃油车辆中，缓速器可以是液力缓速器等等。为简化描述，下文中若无特殊强调，将主要以工程车辆为电动车辆为例，对本申请实施例提供的用于工程车辆的控制方法进行说明。相应地，缓速器可以是电机，而缓速器提供的制动扭矩，可以是电制动扭矩。
可以理解，油门踏板即加速踏板，油门踏板的开度可以为百分比值，在电动车辆中，油门踏板的主要作用是控制电机的输出扭矩，具体地，当驾驶员踩踏加速踏板时，处理器可以采集踏板上位移传感器的开度变化，然后向发动机节气门的控制电机发送相应的控制信号，从而控制发动机的动力输出。缓速档位具体可以通过人工换挡或者自动换挡的方式确定，人工换挡例如根据用户拨动缓速拨杆或者触碰缓速按钮的信号确定，自动换挡例如获取工程车辆当前的状态信息(例如坡度)，根据预先存储的工程车辆的状态信息(例如坡度)与缓速档位的对应关系，确定当前状态信息对应的缓速档位，此处的缓速档位为虚拟的档位，自动换挡方式不需要通过缓速拨杆或者缓速按钮确定缓速档位，可以适用于具备无人驾驶或者自动驾驶功能的车辆。
在一个实施例中，获取工程车辆的缓速档位，包括：获取工程车辆所在道路的坡度；基于预存储的道路的坡度与工程车辆的缓速档位的对应关系，根据坡度确定工程车辆的缓速档位。
可以理解，工程车辆所在道路的坡度可以通过坡度传感器检测得到，也可以通过获取用户输入的坡度数据得到。预先存储的道路的坡度与工程车辆的缓速档位的对应关系可以是表格的形式，也可以是算法的形式。
具体地，处理器可以通过坡度传感器获取工程车辆当前所在道路的坡度，并基于预先存储的道路的坡度与工程车辆的缓速档位的对应关系，进而根据工程车辆当前所在道路的坡度确定工程车辆的缓速档位，例如可以通过根据坡度信息查表确定缓速档位信息。
处理器在确定了工程车辆的缓速档位后，可以根据缓速档位确定该缓速档位对应的电机的最大电制动扭矩，缓速档位越大，电机的最大电制动扭矩也越大。
在一个实施例中，确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩，包括：获取工程车辆的车速；基于预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及电机的最大电制动扭矩之间的对应关系，根据缓速档位和车速确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩。
可以理解，工程车辆的车速可以通过车速传感器检测得到，也可以获取电机的转速进而根据电机的转速确定车速。
具体地，处理器可以通过车速传感器检测得到工程车辆的车速，并基于预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及电机的最大电制动扭矩之间的对应关系，即缓速档位-车速-最大电制动扭矩的对应关系，根据缓速档位和车速确定电机在该缓速档位对应的最大电制动扭矩。
在一个实施例中，预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及电机的最大电制动扭矩之间的对应关系的确定包括：确定各个预设缓速档位分别对应的预设坡度；基于预设算法，根据预设坡度、工程车辆的预设车速以及工程车辆的预设重量确定电机的最大电制动扭矩；根据预设缓速档位、预设车速以及电机的最大电制动扭矩得到对应关系。
可以理解，预设缓速档位为预先设置的固定的缓速档位，预设坡度为预先设置的与预设缓速档位对应的坡度。预设车速为预先设置的工程车辆的车速值。预设重量为预先设置的工程车辆的重量值。预设算法为预先确定的计算最大电制动扭矩的算法，该算法可以与坡度、车速以及工程车辆的重量等参数有关。
具体地，处理器可以基于预先确定的对应关系确定各个预设缓速档位分别对应的预设坡度，例如缓速档位为0到4档对应的坡度分别为2％，4％，6％，8％，10％，可理解地，在实际工程中，可以将坡度对应角度的正切值的百分数作为坡度，从而基于预设算法，根据预设坡度、工程车辆的预设车速以及工程车辆的预设重量确定电机的最大电制动扭矩，进而根据预设缓速档位、预设车速以及电机的最大电制动扭矩得到三者之间的对应关系，此处，对应关系为表格形式或者类似表格形式的对应关系，可以在车辆出厂前进行参数调试的过程中得到，进一步地，处理器可以将该对应关系制成查表模块以快速根据缓速档位和车速获取所需的最大电制动力矩。
在一个实施例中，预设算法可以包括根据以下公式确定：
Fbrk＝-mgfcosθ-0.5CDAρv2+mgsinθ
其中，Fbrk为最大电制动扭矩，m为整车重量，f为滚阻系数，θ为道路坡度，CD为风阻系数，A为迎风面积，ρ为空气密度，v为车辆速度，g为重力加速度。
可以理解，上述预设算法中除坡度、车速以及重量之外的其他参数可以为预先设置的固定参数，具体可以根据用户经验或者预设的场景确定。
在一个实施例中，预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及电机的最大电制动扭矩之间的对应关系中，当车速为零时，电机的最大电制动扭矩也为零。
在一个实施例中，确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩，包括：获取工程车辆的车速和工程车辆所在道路的坡度；根据坡度和车速确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩。
具体地，处理器可以获取工程车辆的车速和工程车辆所在道路的坡度，具体可以通过相应的传感器检测得到，进而根据坡度和车速确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩，具体可以根据预先存储的坡度、车速以及最大电制动扭矩之间的对应关系，根据坡度和车速两者确定对应的最大电制动扭矩。
在一个实施例中，获取工程车辆所在道路的坡度，包括：基于预存储的工程车辆的缓速档位与道路的坡度的对应关系，根据缓速档位确定工程车辆所在道路的坡度。
可以理解，获取工程车辆所在道路的坡度除了通过以上实施例中的方法获取得到之外，还可以根据缓速档位确定坡度信息，具体地，处理器可以基于预存储的工程车辆的缓速档位与道路的坡度的对应关系，根据缓速档位确定工程车辆所在道路的坡度，也就是说，缓速档位和坡度可以是一一对应的关系，只要缓速档位已知，即可以通过查表确定缓速档位对应的坡度信息。
在一个实施例中，根据坡度和车速确定电机的最大电制动扭矩，包括：获取工程车辆的重量；根据重量和车速确定滚阻系数；根据坡度、重量、滚阻系数以及车速确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩。
具体地，在车辆的实际运行过程中，当已知坡度和车速之后，处理器可以通过重量传感器等方式获取工程车辆的重量，进而根据重量和车速确定滚阻系数，滚阻系数分别与车辆重量和车速成正相关的关系，进而可以根据坡度、重量、滚阻系数以及车速确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩，具体的确定过程可以参见上述预设算法的公式，此处不再赘述。
可以理解，目标电制动扭矩为期望的电机的电制动扭矩，在一个实施例中，目标电制动扭矩小于或等于最大电制动扭矩，油门踏板的开度和目标电制动扭矩呈负相关的关系。
具体地，可以将油门踏板的开度分成多个不同的开度区间，根据各个开度区间对应的区间距离对相邻的两个缓速档位分别对应的最大电制动扭矩之间的差值进行划分，从而可以确定不同开度值分别对应的目标电制动扭矩，使得目标电制动扭矩在相邻的两个缓速档位对应的最大电制动扭矩之间进行连续变化，实现电制动扭矩的无极调节。
在确定了电机的目标电制动扭矩之后，处理器可以发出包括目标电制动扭矩的控制指令至动力总成，动力总成可以包括电机与电机控制器、变速器与变速器控制器，处理器可以控制动力总成产生相应的目标电制动扭矩，并将电机电制动产生的电能回充至储能***以完成制动能量回收。
上述用于工程车辆的控制方法，通过获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位，并确定电机在缓速档位对应的最大电制动扭矩，从而根据开度和缓速档位对应的最大电制动扭矩确定电机的目标电制动扭矩，进而根据目标电制动扭矩控制电机的电制动扭矩，采用油门踏板的开度对固定缓速档位对应的电制动力矩进行调节，有助于实现电制动扭矩的无极调节，可以获得精确控制的电制动扭矩，提高了工程车辆的适应性，可以适应各种复杂多变的路况环境，较大范围地覆盖低速缓下坡等工况。在电动车辆的应用场景中，基于本申请实施例提供的方法的实施，可以无需机械制动参与，满足驾驶员的不同驾驶需求，实现了坡道势能和车辆动能能量的最大化回收，解决了缓速档位切换时的车辆抖动问题，减小了机械制动失效风险，延长了刹车片使用寿命，提高了制动安全性。
在一个实施例中，根据开度和缓速档位对应的最大电制动扭矩确定电机的目标电制动扭矩，包括：确定开度所在的开度区间，其中，开度区间包括第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间，第一开度区间的上限值小于第二开度区间的下限值，第二开度区间的上限值小于第三开度区间的下限值；在确定开度位于第一开度区间的情况下，确定电机在相邻较低档位对应的最大电制动扭矩，其中，相邻较低档位为与缓速档位相邻的较低的档位；确定缓速档位对应的最大电制动扭矩与相邻较低档位对应的最大电制动扭矩的扭矩差值；根据开度、扭矩差值以及缓速档位对应的最大电制动扭矩确定目标电制动扭矩；在确定开度位于第二开度区间的情况下，将相邻较低档位对应的最大电制动扭矩确定为目标电制动扭矩；在确定开度位于第三开度区间的情况下，确定目标电制动扭矩为零。
可以理解，相邻较低档位为与缓速档位相邻的较低的档位，缓速档位越低，最大电制动扭矩越小。
具体地，开度区间分成了三个区间，分别对应第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间，其中第一开度区间的上限值小于第二开度区间的下限值，第二开度区间的上限值小于第三开度区间的下限值，例如，第一开度区间可以为油门踏板开度大于0且小于或等于50％，第二开度区间可以为油门踏板开度大于50％且小于或等于80％，第三开度区间可以为油门踏板开度大于80％，当油门踏板的开度位于第一开度区间的时候，处理器可以确定电机在相邻较低档位对应的最大电制动扭矩，并确定缓速档位对应的最大电制动扭矩与相邻较低档位对应的最大电制动扭矩的扭矩差值，根据开度、扭矩差值以及缓速档位对应的最大电制动扭矩确定目标电制动扭矩，例如，以第一开度区间的油门踏板开度小于或等于50％为例进行说明，可以先将当前的油门踏板开度信号值乘以2，将其上限值由50％扩展到100％，同理，若第一开度区间的油门踏板开度小于或等于25％，则可以将当前的油门踏板开度信号值乘以4，以将其上限值由25％扩展到100％，然后将扩展后的油门踏板开度乘以相邻两档缓速档位(即当前的缓速档位与比当前的缓速档位低一档的缓速档位)对应的最大电制动扭矩之差，以得到调节值，最后将当前的缓速档位对应的最大电制动扭矩减去调节值得到油门踏板调节后的电制动力矩，即目标电制动扭矩。
当油门踏板的开度位于第二开度区间的时候，将相邻较低档位对应的最大电制动扭矩确定为目标电制动扭矩，以第二开度区间为油门踏板开度大于50％且小于或等于80％为例进行说明，当油门踏板开度大于50％时，调节后的电制动扭矩降到了低一档位缓速档位对应的最大电制动扭矩。
当油门踏板的开度位于第三开度区间的时候，可以确定目标电制动扭矩为零，以第三开度区间为油门踏板开度大于80％为例进行说明，当油门踏板开度大于80％时，电制动扭矩设为0，此时驾驶员可通过油门踏板驱动整车加速行驶。
在本发明实施例中，依据油门踏板开度百分比对两相邻两缓速拨杆最大电制动扭矩之差进行比例取值，使得电制动力矩大小在两相邻两缓速拨杆档位之间进行连续变化，实现了电制动扭矩的无极调节，利用油门踏板可实现不同缓速档位下电制动力矩的无极切换。在大油门开度下，可实现驾驶员加速意图，实现车辆的加速行驶。利用油门踏板调节电制动力矩可以满足不同的路况和驾驶员的驾驶需求，全面覆盖低速缓下坡工况而无需机械制动参与。
值得注意的是，在除了电动车辆之外的其他类型的车辆中，缓速器可以是除电机之外的其他类型的缓速器，例如液力缓速器等，相应地，除电机之外的其他类型的缓速器相应输出的制动扭矩也不限于电制动扭矩。
本发明实施例提供了一种基于电机直接驱动的工程车辆(例如新能源矿用卡车)的控制方法，工程车辆可以包括整车控制器、缓速拨杆、油门踏板、动力传动***总成及储能***，可以实现多坡道工况的缓速控制。动力传动***可以包括电机与电机控制器、变速器与变速器控制器、主减速器、轮边减速器、轮毂组成的***，其中，电机与电机控制器、变速器与变速器控制器组成动力总成。储能***可以包括动力电池包和控制器组成的***。该控制方法可以通过整车控制器接收缓速拨杆的缓速档位、车速等信号查表得出最大电制动扭矩，并通过油门踏板调整电制动扭矩大小，整车控制器控制动力总成产生相应的电制动扭矩，并将电机电制动产生的电能回充至储能***完成制动能量回收。
本发明实施例中的最大电制动扭矩可以根据矿区实际路况按低速缓下坡工况(例如，10％以下坡度、30km/h以下车速)计算得出。电制动扭矩的计算方法是：依据车辆纵向动力学方程，计算在不同坡度下匀速行驶时所需的制动扭矩大小。本发明实施例中，驾驶员可以通过操纵油门踏板完成对不同缓速拨杆档位下电制动力矩的调节，调节的方法是：依据油门踏板开度百分比，对相邻两缓速拨杆最大电制动扭矩之差进行比例取值，控制电制动扭矩进行连续变化，从而实现电制动扭矩的无极调节。
本发明实施例中的电制动扭矩来源于电机再生制动所产生的阻力矩，此时动力总成中的电机处于发电状态，可以将整车动能转化为电能，并将产生的电能通过对动力电池包的回充完成制动能量回收。
关于工程车辆的结构和控制原理的介绍如下：本发明实施例中的工程车辆可以包括整车控制器、缓速拨杆、油门踏板、电机、减速机构、动力电池为核心的多坡道工况缓速控制***。多坡道工况缓速控制***的组成可以如图2所示。
缓速拨杆和油门踏板通过硬线向整车控制器传递信号，整车控制器接收并解析缓速拨杆和油门踏板指令，并结合车速、电机工作状态、电池剩余电量等信息向变速器控制器发出控制指令，变速器控制器接收整车控制器指令后控制动力总成工作，完成缓速控制动作。
本发明实施例中的多坡道工况缓速控制***包含电制动缓速控制功能和大油门开度下的整车驱动控制功能。能量和动力传递包含两条路径：一是能量消耗与驱动动力传递路径，二是量回收与制动动力传递路径。
能量消耗与驱动动力传递的路径为：动力电池包提供电能，并通过电池高压配电盒向电机控制器供电，电机控制器接收控制指令后控制电机工作在耗电状态并对外输出驱动力矩，驱动力矩经过变速器和减速机构后传递至轮毂，以驱动整车行驶，完成电能至动能的转换。其中，减速机构可以包括主减速器和轮边减速器等减速增扭装置。
能量回收与制动动力传递的路径为：驾驶员操纵缓速拨杆和油门踏板，将缓速拨杆档位信号和油门踏板开度信号传递给整车控制器，整车控制器接收、解析输入信号后向动力总成发出电制动扭矩大小，电机控制器响应控制指令，控制电机工作在发电状态并产生所需的电制动力矩，制动力矩经变速器和减速机构传递至轮毂，车辆受到制动力影响开始减速，车辆动能通过电机转化为电能，并经由电机控制器和电池高压配电盒回充至动力电池包，完成能量回收。
关于最大电制动扭矩的确定如下：
最大电制动扭矩曲线根据不同的车速和缓速拨杆档位进行设计。不同缓速挡位状态下，动力总成提供的最大电制动扭矩不同，该缓速拨杆挡位电制动扭矩的总体设计原则为：缓速拨杆挡位越大、可提供的电制动扭矩越大。
首先确定不同缓速挡位下动力总成提供的最大电制动扭矩。首先，将不同的缓速挡位对应到不同的坡度工况，0到4档对应的坡度分别为2％，4％，6％，8％，10％，可理解地，在实际工程中，可以将坡度对应角度的正切值的百分数作为坡度。然后，在特定缓速挡位下，即某一坡度工况下，按照车辆能满载条件下可以15kph速度匀速行驶对电制动扭矩进行计算。
具体的计算方法如下式为所示：
Fbrk＝-mgfcosθ-0.5CDAρv2+mgsinθ
其中，Fbrk为最大电制动扭矩，m为整车重量，f为滚阻系数，θ为道路坡度，CD为风阻系数，A为迎风面积，ρ为空气密度，v为车辆速度，g为重力加速度。
动力总成的最大制动力矩还受到电机外特性的限制，在电机转速过快时，即车速过快时，电机处于恒功率工作状态，随着车速进一步上升，最大电制动扭矩上限值下降。不同缓速档位和车速下的最大电制动扭矩的示意图可以如图3所示，其中，缓速档位为缓速拨杆对应的档位，横坐标表示车速，纵坐标表示最大电制动扭矩，不同的线条表示不同的缓速档位，可以看出，针对于不同等级的缓速档位，随着车速的增大，最大电制动扭矩呈现出下降的趋势。
计算得出各工况下的最大电制动力矩后，可将计算结果制成查表模块以快速获取所需最大的电制动力矩。查表原则可以为，当动力总成的实际转速大于零时，电制动力矩按照上表直接查询获得，当动力总成实际转速小于零时，电制动力矩值直接赋值为0Nm。具体的查表方法为：首先根据缓速拨杆信号确定当前档位(或者直接根据坡度确定坡度对应的缓速档位)，再根据车速信号确定当前速度下的最大电制动扭矩。对于非查表点数据，可以使用插值法确定其值大小，插值法可以使用限定范围的线性插值法。
不同油门踏板开度下的目标电制动扭矩的确定如下：尽管采用多缓速档位可获得大小不同的电制动力，但是缓速拨杆档位数有限，仅仅依靠缓速拨杆档位仅能获得少数几个固定档位的电制动力矩，难以适应复杂多变的矿区路况环境，同时也难以满足驾驶员的不同驾驶需求。采用油门踏板对固定档位下的缓速拨杆档电制动力矩进行调节，获得由驾驶员精确控制的电制动扭矩，以满足不同路况和驾驶员驾驶需求，全面覆盖低速缓下坡工况(10％以下坡度、30km/h以下车速)而无需机械制动参与，使坡道势能和车辆动能能量最大化回收，解决缓速拨杆档位切换时的车辆抖动问题，减小机械制动失效风险，延长刹车片使用寿命，提高制动安全性。
油门踏板对固定档位下的缓速拨杆档电制动力矩进行调节的方法是：依据油门踏板开度百分比对两相邻两缓速拨杆最大电制动扭矩之差进行比例取值，使得电制动力矩大小在两相邻两缓速拨杆档位之间进行连续变化，实现电制动扭矩的无极调节。电制动扭矩具体调节过程如下式所示：
其中，Tbkr,adj为油门踏板调节后的电制动力矩，Tk为第k档的缓速档位对应的最大电制动扭矩，Tk-1为第(k-1)档的缓速档位对应的最大电制动扭矩，当k＝0时，Tk-1＝T-1＝0(预设为0值)，AccPedPct为油门踏板开度百分比。
当油门踏板开度小于等于50％时，首先将油门踏板开度信号值乘以二，将其上限值由50％扩展到100％，然后将扩展后的油门踏板开度乘以相邻两档缓速拨杆下最大电制动扭矩之差得到调节值，最后将原较高档缓速拨杆下的最大电制动扭矩减去调节值得到油门踏板调节后的电制动力矩。显然，当油门踏板开度达到50％时，调节后的电制动扭矩降到了低一档位缓速拨杆下的最大电制动扭矩。当油门踏板开度大于50％而小于等于80％时，电制动扭矩保持为低一档位缓速拨杆下的最大电制动扭矩。当油门踏板开度大于80％时，电制动扭矩设为0，此时驾驶员可通过油门踏板驱动整车加速行驶。
综上，本发明实施例提供的用于工程车辆的控制方法可以包括以下优点：
1、采用整车控制器、缓速拨杆、油门踏板、电机、减速机构、动力电池为核心的多坡道工况缓速控制与制动能量回收***，相比于固定档位的缓速拨杆控制***，本发明通过油门踏板开度调节不同缓速拨杆档位下的电制动力矩，实现不同档位间电制动力矩的无极调节，可以满足不同的路况和驾驶员的驾驶需求，全面覆盖低速缓下坡工况而无需机械制动参与，使坡道势能和车辆动能能量最大化回收，解决缓速拨杆档位切换时的车辆抖动问题，减小机械制动失效风险，延长刹车片使用寿命，提高制动安全性。
2、本发明实施例提供了在不同坡道下的缓速拨杆档位对应的最大电制动力矩的计算方法，驾驶员可依据不同道路坡度选择合适的缓速档位，实现车辆平稳缓慢下坡。
3、本发明实施例利用油门踏板调节电机的电制动力矩，利用油门踏板可实现两档不同缓速档位下电制动力矩的无极切换，即油门踏板可在不同开度下实现两档位间电制动力矩的无极调节。在大油门开度下，可实现驾驶员加速意图，实现车辆的加速行驶。利用油门踏板调节电制动力矩可以满足不同的路况和驾驶员的驾驶需求，全面覆盖低速缓下坡工况而无需机械制动参与。
图4示意性示出了本发明一实施例中用于工程车辆的控制装置的结构框图。如图4所示，在一个实施例中，提供了一种用于工程车辆的控制装置400，该用于工程车辆的控制装置400可以包括获取模块410、第一确定模块420、第二确定模块430以及控制模块440，其中：
获取模块410，用于获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位。
第一确定模块420，用于确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
第二确定模块430，用于根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩。
控制模块440，用于根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩。
上述用于工程车辆的控制装置，通过获取油门踏板的开度和工程车辆的缓速档位，并确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩，从而根据开度和缓速档位对应的最大制动扭矩确定缓速器的目标制动扭矩，进而根据目标制动扭矩控制缓速器的制动扭矩，采用油门踏板的开度对固定缓速档位对应的电制动力矩进行调节，有助于实现制动扭矩的无极调节，可以获得精确控制的制动扭矩，提高了工程车辆的适应性，可以适应各种复杂多变的路况环境，较大范围地覆盖低速缓下坡等工况。
在一个实施例中，第一确定模块420还用于：获取工程车辆的车速；基于预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及缓速器的最大制动扭矩之间的对应关系，根据缓速档位和车速确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
在一个实施例中，第一确定模块420还用于：确定各个预设缓速档位分别对应的预设坡度；基于预设算法，根据预设坡度、工程车辆的预设车速以及工程车辆的预设重量确定缓速器的最大制动扭矩；根据预设缓速档位、预设车速以及缓速器的最大制动扭矩得到对应关系。
在一个实施例中，获取模块410还用于：获取工程车辆所在道路的坡度；基于预存储的道路的坡度与工程车辆的缓速档位的对应关系，根据坡度确定工程车辆的缓速档位。
在一个实施例中，第一确定模块420还用于：获取工程车辆的车速和工程车辆所在道路的坡度；根据坡度和车速确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
在一个实施例中，第一确定模块420还用于：基于预存储的工程车辆的缓速档位与道路的坡度的对应关系，根据缓速档位确定工程车辆所在道路的坡度。
在一个实施例中，第一确定模块420还用于：获取工程车辆的重量；根据重量和车速确定滚阻系数；根据坡度、重量、滚阻系数以及车速确定缓速器在缓速档位对应的最大制动扭矩。
在一个实施例中，第二确定模块430还用于：确定开度所在的开度区间，其中，开度区间包括第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间，第一开度区间的上限值小于第二开度区间的下限值，第二开度区间的上限值小于第三开度区间的下限值；在确定开度位于第一开度区间的情况下，确定缓速器在相邻较低档位对应的最大制动扭矩，其中，相邻较低档位为与缓速档位相邻的较低的档位；确定缓速档位对应的最大制动扭矩与相邻较低档位对应的最大制动扭矩的扭矩差值；根据开度、扭矩差值以及缓速档位对应的最大制动扭矩确定目标制动扭矩；在确定开度位于第二开度区间的情况下，将相邻较低档位对应的最大制动扭矩确定为目标制动扭矩；在确定开度位于第三开度区间的情况下，确定目标制动扭矩为零。
本发明实施例提供了一种工程车辆，包括：油门踏板和缓速器；以及根据上述实施方式中的处理器。
本发明实施例提供了一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现根据上述实施方式中的用于工程车辆的控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种用于工程车辆的控制方法，其特征在于，所述工程车辆包括油门踏板和缓速器，所述控制方法包括：
获取所述油门踏板的开度和所述工程车辆的缓速档位；
确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩；
根据所述开度和所述缓速档位对应的最大制动扭矩确定所述缓速器的目标制动扭矩；
根据所述目标制动扭矩控制所述缓速器的制动扭矩。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩，包括：
获取所述工程车辆的车速；
基于预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及缓速器的最大制动扭矩之间的对应关系，根据所述缓速档位和所述车速确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预存储的工程车辆的缓速档位、工程车辆的车速以及缓速器的最大制动扭矩之间的对应关系的确定包括：
确定各个预设缓速档位分别对应的预设坡度；
根据所述预设坡度、工程车辆的预设车速以及所述工程车辆的预设重量确定所述缓速器的最大制动扭矩；
根据所述预设缓速档位、所述预设车速以及所述缓速器的最大制动扭矩得到所述对应关系。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述工程车辆的缓速档位，包括：
获取所述工程车辆所在道路的坡度；
基于预存储的道路的坡度与工程车辆的缓速档位的对应关系，根据所述坡度确定所述工程车辆的缓速档位。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩，包括：
获取所述工程车辆的车速和所述工程车辆所在道路的坡度；
根据所述坡度和所述车速确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述工程车辆所在道路的坡度，包括：
基于预存储的工程车辆的缓速档位与道路的坡度的对应关系，根据所述缓速档位确定所述工程车辆所在道路的坡度。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述坡度和所述车速确定所述缓速器的最大制动扭矩，包括：
获取所述工程车辆的重量；
根据所述重量和所述车速确定滚阻系数；
根据所述坡度、所述重量、所述滚阻系数以及所述车速确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述开度和所述缓速档位对应的最大制动扭矩确定所述缓速器的目标制动扭矩，包括：
确定所述开度所在的开度区间，其中，所述开度区间包括第一开度区间、第二开度区间和第三开度区间，所述第一开度区间的上限值小于所述第二开度区间的下限值，所述第二开度区间的上限值小于所述第三开度区间的下限值；
在确定所述开度位于所述第一开度区间的情况下，确定所述缓速器在相邻较低档位对应的最大制动扭矩，其中，所述相邻较低档位为与所述缓速档位相邻的较低的档位；确定所述缓速档位对应的最大制动扭矩与所述相邻较低档位对应的最大制动扭矩的扭矩差值；根据所述开度、所述扭矩差值以及所述缓速档位对应的最大制动扭矩确定所述目标制动扭矩；
在确定所述开度位于所述第二开度区间的情况下，将所述相邻较低档位对应的最大制动扭矩确定为所述目标制动扭矩；
在确定所述开度位于所述第三开度区间的情况下，确定所述目标制动扭矩为零。
9.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至8中任意一项所述的用于工程车辆的控制方法。
10.一种用于工程车辆的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取所述油门踏板的开度和所述工程车辆的缓速档位；
第一确定模块，用于确定所述缓速器在所述缓速档位对应的最大制动扭矩；
第二确定模块，用于根据所述开度和所述缓速档位对应的最大制动扭矩确定所述缓速器的目标制动扭矩；
控制模块，用于根据所述目标制动扭矩控制所述缓速器的制动扭矩。
11.一种工程车辆，其特征在于，包括：
油门踏板和缓速器；以及
根据权利要求9所述的处理器。
12.一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现根据权利要求1至8中任意一项所述的用于工程车辆的控制方法。
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