CN118182172B - 一种车辆速度控制方法、车辆驱动系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆速度控制方法、车辆驱动系统及车辆。车辆包括至少两个电机和至少两个驱动器,驱动器与电机连接;车辆速度控制方法包括:在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,驱动器确定对应电机的目标转速;每个驱动器确定每个电机的目标转速与实际转速的转速差值,根据所有转速差值中的最大差值确定目标时长,并根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;或者,在实际转速为零时,每个驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同;驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。本发明的技术方案可以更好的控制车辆运行。
Description
技术领域
本发明涉及车辆速度控制技术领域,尤其涉及一种车辆速度控制方法、车辆驱动系统及车辆。
背景技术
随着车辆技术的发展,车辆应用越来越广泛,人们对车辆的要求越来越高。车辆可以采取双驱或四驱系统,双驱系统中两个车轮对应设置一个电机,四驱系统中每个车轮对应设置一个电机,每个电机由对应的驱动器驱动。例如臂式高空作业平台,通常采用四驱系统。
在车辆转弯行驶或者车辆需要原地转向时,转动转向轮实现转向。车辆以最小转弯半径运行时,不同电机的目标转速不同,不同驱动器按照同一个目标转速驱动电机运行,会导致目标转速与实际转速相差较小的电机首先达到目标转速,目标转速与实际转速相差较大的电机最后达到目标转速,使得转向过程中,车轮出现被拖拽的情况,造成车辆与地面较大的摩擦,影响车轮寿命。
发明内容
本发明提供了一种车辆速度控制方法、车辆驱动系统及车辆,以解决车辆转向过程中车轮出现被拖拽的情况,造成车辆与地面较大的摩擦,影响车轮寿命的问题。
根据本发明的一方面,提供了一种车辆速度控制方法,所述车辆包括至少两个电机和至少两个驱动器,所述驱动器与所述电机连接;所述方法包括:
在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,所述驱动器确定对应电机的目标转速;
每个所述驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;所述转速差值为所述目标转速与电机的实际转速的差值;或者,在所述实际转速为零时,每个所述驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同;
所述驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
可选地,所述车辆还包括控制器,所述控制器与所述驱动器连接;所述驱动器确定对应电机的目标转速,包括:
所述驱动器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速;其中,所述车身参数包括车身角度;
或者,所述控制器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速,所述驱动器从所述控制器获取对应电机的目标转速。
可选地,所述驱动器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速,包括:
所述驱动器根据所述调节量确定最大目标转速;
所述驱动器以所述最大目标转速为基准,根据所述车身参数确定每个所述电机的转速系数;其中,所述转速系数小于或等于1;
所述驱动器根据所述转速系数和所述最大目标转速计算对应电机的目标转速。
可选地,在每个所述驱动器根据对应电机的转速差值与所述目标时长确定对应电机的目标加速度之前,还包括:
每个所述驱动器确定每个所述电机的目标转速与实际转速的转速差值,根据所有转速差值中的最大差值确定所述目标时长。
可选地,每个所述驱动器确定每个所述电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值中的最大差值确定目标时长,包括:
每个所述驱动器确定对应电机的目标转速与实际转速的转速差值,并将对应的所述转速差值发送至其余驱动器;
每个所述驱动器根据所有转速差值确定最大差值,并根据所述最大差值与预设加速度确定所述目标时长。
可选地,每个所述驱动器确定每个所述电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值中的最大差值确定目标时长,包括:
每个所述驱动器获取所有电机的目标转速与实际转速;
每个所述驱动器确定每个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值确定最大差值,并根据所述最大差值与预设加速度确定所述目标时长。
可选地,在所述实际转速为零时,每个所述驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度,包括:
在所述实际转速为零时,所述驱动器以所述预设加速度为基准,根据对应电机的转速系数确定对应电机的目标加速度。
根据本发明的另一方面,提供了一种车辆驱动系统,该车辆驱动系统包括:至少两个电机和至少两个驱动器,所述驱动器与所述电机连接;
所述驱动器用于在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,获取对应电机的目标转速;每个所述驱动器用于根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;或者,在电机的实际转速为零时,每个所述驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同;所述驱动器还用于根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
可选地,任意两个所述驱动器通信连接,所述驱动器用于将对应电机的目标转速和实际转速传输至其他驱动器;或者将对应电机的目标转速与实际转速的转速差值传输至其他驱动器。
根据本发明的另一方面,提供了一种车辆,该车辆包括本发明任一实施例所述的车辆驱动系统。
本发明实施例的技术方案,通过根据目标时长和转速差值确定电机的目标加速度,可以保证不同电机在每一时刻的差速运行,并且可以使得所有电机同时达到各自的目标转速,可以避免在转向过程中,有的电机先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况,可以避免车轮与地面摩擦损坏,可以降低功耗。并且可以避免在坡道上车辆重心偏移导致侧翻的情况,更好的控制车辆运行。并且,通过在实际转速为零时,每个驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度,可以保证不同电机在每一时刻的差速运行,并且可以使得所有电机同时达到各自的目标转速,且无需确定转速差值和目标时长,有利于提升控制效率。并且,驱动器周期性确定电机的目标转速和实际转速,可以周期性调整目标加速度,避免由于运行工况(例如路面工况、车轮气压等工况)的原因,导致某个车轮的负载变大,而无法按照目标时长达到目标转速的情况。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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。
图1是本发明实施例提供的一种车辆速度控制方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的又一种车辆速度控制方法的流程图;
图3是本发明实施例提供的又一种车辆速度控制方法的流程图;
图4是本发明实施例提供的又一种车辆速度控制方法的流程图;
图5是本发明实施例提供的一种车辆驱动系统的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
针对车辆转向过程中车轮出现被拖拽的情况,造成车辆与地面较大的摩擦,影响车轮寿命的问题,本发明实施例提供了一种车辆速度控制方法。车辆包括至少两个电机和至少两个驱动器,驱动器与电机连接。车辆例如为电动车辆,可以为道路车辆,也可以为非道路车辆。非道路车辆可以包括叉车、球车或高空作业平台等。车辆可以包括两个电机和两个驱动器,每个电机驱动两个车轮运行;车辆可以包括四个电机和四个驱动器,每个电机驱动一个车轮运行。驱动器与电机连接,驱动器可以根据对应电机的目标转速产生驱动电压,将驱动电压传输至电机,驱动电机运行。示例性的,驱动器可以按照比例积分控制策略或比例积分微分控制策略,根据目标转速产生驱动电压至电机。
图1是本发明实施例提供的一种车辆速度控制方法的流程图,参考图1,车辆速度控制方法包括:
S110、在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,驱动器确定对应电机的目标转速。
其中,驱动器周期性确定对应电机的目标转速,驱动周期为两次确定目标转速之间相隔的时长,驱动周期的时长可以为预设值,也可以根据车辆实际运行情况进行确定,例如根据车辆目标速度的大小进行确定,或者根据车辆速度控制精度进行确定,本实施例并不进行限定。
具体地,驱动器与电机一一对应设置。在车辆转向时,驱动器周期性确定对应电机的目标转速,从而便于根据每个电机的目标转速对每个电机的运行进行控制,实现对每个电机的单独控制。其中,驱动器可以计算对应电机的目标转速,也可以从车辆的控制器获取对应电机的目标转速。
S120、每个驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;转速差值为目标转速与电机的实际转速的差值;或者,在实际转速为零时,每个驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同。
其中,为了实现最小半径转向,每个电机的目标转速不同。目标转速可以大于实际转速,也可以小于实际转速;即电机可以是加速运行,也可以是减速运行。相应的,电机的目标加速度可以是正的,也可以是负的。
具体地,在每个驱动周期,驱动器获取对应电机的实际转速,例如根据编码器的输出值确定电机的实际转速,并计算电机的目标转速与实际转速的转速差值,每个驱动器均可获得所有电机的转速差值。每个驱动器都可以根据转速差值确定目标时长,可以是以某个电机的转速差值为基准确定目标时长,也可以获取预设的目标时长,驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长计算出对应电机的目标加速度。不同电机的目标转速不同,目标时长相同,则每个电机的目标加速度不同,可以实现差速运行。如此,每个电机达到其目标转速所用的时长均为目标时长,则可以实现同时达到各自的目标转速,实现全程的差速运行。由此,可以避免在转向过程中,有的电机先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况,可以避免车轮与地面摩擦损坏,从而降低功耗。并且可以避免在坡道上车辆重心偏移导致侧翻的情况。其中,无论实际转速是否为零,驱动器均可根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度。
所有电机的目标转速的比值为电机转速系数的比值。例如四个车轮中,每个车轮对应一个电机,第一个电机对应的目标转速为V1,第一个电机对应的转速系数为P1;第二个电机对应的目标转速为V2,第二个电机对应的转速系数为P2;第三个电机对应的目标转速为V3,第三个电机对应的转速系数为P3;第四个电机对应的目标转速为V4,第四个电机对应的转速系数为P4。则V1:V2:V3:V4=P1:P2:P3:P4。因此,可以根据电机目标转速的比值,确定电机的转速系数的比值。
在一些实施方式中,在实际转速为零时,可以根据转速系数的比值确定目标加速度的比值,然后将预设加速度作为其中一个电机的目标加速度,则根据预设加速度和每个电机对应的转速系数计算出每个电机的目标加速度。如此,所有电机的目标转速的比值与目标加速度的比值相同,可以保证所有电机的差速运行,且每个电机达到其目标加速度的时长相同,可以避免在转向过程中,有的电机先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况。由此,在电机的实际转速为零时,即车辆从静止开始转向时,可以直接根据目标转速的比值(或转速系数的比值)和预设加速度确定每个电机的加速度,无需进行转速差值和目标时长的计算,可以提升电机控制的效率。
并且,驱动器周期性确定电机的目标转速和实际转速,可以周期性调整目标加速度,避免由于运行工况(例如路面工况、车轮气压等工况)的原因,导致某个车轮的负载变大,而无法按照目标时长达到目标转速的情况。
S130、驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
具体地,驱动器根据对应的目标加速度驱动对应的电机逐渐加速或减速,从而使得电机达到目标转速,使得车辆按照目标速度行驶,实现对车辆速度的控制。不同电机对应的目标加速度不同,不同电机可以同时达到对应的目标转速,可以避免在转向过程中,有的电机先达到对应的目标转速而出现车轮被拖拽的情况。
本实施例的技术方案,通过根据目标时长和转速差值确定电机的目标加速度,可以保证不同电机在每一时刻的差速运行,并且可以使得所有电机同时达到各自的目标转速,可以避免在转向过程中,有的电机先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况,可以避免车轮与地面摩擦损坏,可以降低功耗。并且可以避免在坡道上车辆重心偏移导致侧翻的情况,更好的控制车辆运行。并且,通过在实际转速为零时,每个驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度,可以保证不同电机在每一时刻的差速运行,并且可以使得所有电机同时达到各自的目标转速,且无需确定转速差值和目标时长,有利于提升控制效率。并且,驱动器周期性确定电机的目标转速和实际转速,可以周期性调整目标加速度,避免由于运行工况(例如路面工况、车轮气压等工况)的原因,导致某个车轮的负载变大,而无法按照目标时长达到目标转速的情况。
在上述技术方案的基础上,车辆还包括控制器,控制器与驱动器连接。电机的目标转速可以由驱动器计算得到,也可以由控制器计算得到,驱动器从控制器获取目标转速。下面对驱动器获取目标转速的方式进行说明,但并不作为对本发明的限定。
在一些实施方式中,步骤S110中驱动器确定对应电机的目标转速,包括:
驱动器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速;其中,车身参数包括车身角度。
其中,速度调节器可以为车辆的操作杆,移动操作杆时,根据操作杆的方向和行程可以确定操作杆的调节量,从而根据调节量确定对应的目标转速。速度调节器也可以为油门踏板,踩下或离开油门踏板时,根据油门踏板的方向和行程可以确定油门踏板的调节量,从而根据调节量确定对应的目标转速。在其他一些实施方式中,速度调节器也可以为速度调节把手、速度调节旋钮或车辆上的其他速度调节器件,本实施例并不进行限定。
具体地,车身参数例如为车身角度,驱动器根据速度调节器的调节量和车身参数可以计算出每个电机的目标转速,即可获取对应电机的目标转速,便于根据电机的目标转速确定电机的目标加速度,从而根据目标转速和目标加速度控制电机运行,进而对车辆速度进行控制。其中,车身参数和速度调节器的调节量可以从控制器获取。
在一些实施方式中,步骤S110中驱动器确定对应电机的目标转速,包括:
控制器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速,驱动器从控制器获取对应电机的目标转速。
具体地,速度调节器与控制器连接,控制器可以获知速度调节器的调节量。车身参数例如为车身角度,车辆上角度传感器,角度传感器可以获取车身角度,并将车身角度发送至控制器。控制器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速,并发送至对应的驱动器,使得驱动器获取电机的目标转速。
例如控制器计算电机目标转速的具体方式和驱动器计算电机目标转速的具体方式相同。下面以驱动器计算对应电机的目标转速为例,结合目标转速的确定过程对车辆速度控制方法进行说明,但并不作为对本发明的限定。
图2是本发明实施例提供的又一种车辆速度控制方法的流程图,可选地,参考图2,车辆速度控制方法包括:
S210、在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,驱动器根据调节量确定最大目标转速。
具体地,速度调节器的调节量与电机转速具有对应关系,当车辆直行时,根据调节量和对应关系即可确定电机的期望转速。在车辆非直行(转向)行驶时,根据调节量和对应关系确定的转速即为最大目标转速。
S220、驱动器根据车身参数确定每个电机的转速系数;其中,车身参数包括车身角度。
具体地,当车身角度一定时,电机的目标转速的比值一定,即电机的转速系数的比值一定。则可以设定某个电机的转速系数为1,按照目标转速的比值,确定其他电机对应的转速系数。例如可以设定最大目标转速对应的电机的转速系数为1,也可以设定最小目标转速对应的电机的转速系数为1,也可以设定其他电机的转速系数为1,本实施例并不进行限定。
S230、驱动器以最大目标转速为基准,根据转速系数和最大目标转速计算对应电机的目标转速;其中,转速系数小于或等于1。
具体地,驱动器以最大目标转速为基准,即最大目标转速对应的电机的转速系数为1,则除最大目标转速的电机对应的驱动器之外,其余驱动器根据转速比调整对应电机的转速系数,其余驱动器根据最大目标转速和转速系数,计算对应电机的目标转速。例如,车辆包括四个驱动器和四个电机,最大目标转速为Vmax,第一个电机对应的目标转速为V1,第一个电机对应的转速系数为P1;第二个电机对应的目标转速为V2,第二个电机对应的转速系数为P2;第三个电机对应的目标转速为V3,第三个电机对应的转速系数为P3;第四个电机对应的目标转速为V4,第四个电机对应的转速系数为P4。则第一个电机的目标转速V1=Vmax×P1,第二个电机的目标转速V2=Vmax×P2,第三个电机的目标转速V3=Vmax×P3,第四个电机的目标转速V4=Vmax×P4。例如第一个电机的目标转速为最大目标转速,则第一个电机的目标转速V1=Vmax,第一个电机对应的转速系数P1为1,其他转速系数可以以第一个电机对应的转速系数为基准,根据车身参数计算得到,从而计算出其余电机对应的目标转速。
S240、每个驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;或者,在实际转速为零时,每个驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同。
S250、驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
在上述技术方案的基础上,可选地,在每个驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度之前,还包括:
每个驱动器确定每个电机的目标转速与实际转速的转速差值,根据所有转速差值中的最大差值确定目标时长。
具体地,每个驱动器均可获得所有电机的转速差值,将所有电机的转速差值进行对比,可以确定所有转速差值中的最大差值。每个驱动器都可以根据最大差值确定目标时长,驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长计算出对应电机的目标加速度。不同电机的目标转速不同,目标时长相同,则每个电机的目标加速度不同,可以实现差速运行。
下面结合确定目标时长的具体实现方式,对车辆速度控制方法进行说明,但不作为对本发明的限定。
在一些实施方式中,图3是本发明实施例提供的又一种车辆速度控制方法的流程图,可选地,参考图3,车辆速度控制方法包括:
S310、在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,驱动器确定对应电机的目标转速。
S320、每个驱动器确定对应电机的目标转速与实际转速的转速差值,并将对应的转速差值发送至其余驱动器。
具体地,所有驱动器与控制器处于同一个通信网络,使得每个驱动器都可以将其对应的转速差值发送至其余驱动器,即发送至除自身之外的其他驱动器。并且,可以设置每两个驱动器之间通信连接,增加驱动器之间的通信协议,使得驱动器之间传输转速差值的级别较高,避免控制器的通信总线上信息较多时,各个驱动器无法及时获取其余驱动器的转速差值。如此,可以提升转速差值的传输效率,进而提升对电机转速控制的效率,提升对车辆速度调节的速率。
示例性的,车辆例如包括四个驱动器和四个电机,第一个驱动器与第一个电机连接,第二个驱动器与第二个电机连接,第三个驱动器与第三个电机连接,第四个驱动器与第四个电机连接。第一个驱动器可以计算第一个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并可以获取第二个驱动器、第三个驱动器和第四个驱动器对应的转速差值;第二个驱动器可以计算第二个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并可以获取第一个驱动器、第三个驱动器和第四个驱动器对应的转速差值;第三个驱动器可以计算第三个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并可以获取第一个驱动器、第二个驱动器和第四个驱动器对应的转速差值;第四个驱动器可以计算第四个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并可以获取第一个驱动器、第二个驱动器和第三个驱动器对应的转速差值。如此,使得每个驱动器都可以获得所有电机对应的转速差值。
S330、每个驱动器根据所有转速差值确定最大差值,并根据最大差值与预设加速度确定目标时长。
具体地,驱动器可以从控制器获取预设加速度,预设加速度可以为预设的固定值,也可以是控制器根据速度调节器的调节量确定的加速度,本实施例并不进行限定。预设加速度可以为正,也可以为负。每个驱动器将所有转速差值进行对比,确定所有转速差值中的最大差值,将最大差值除以预设加速度即可确定目标时长。
其中,若车辆加速运行,则转速差值为电机的目标转速减去实际转速;若车辆减速运行,则转速差值为电机的实际转速减去目标转速。
示例性的,例如车辆包括四个驱动器和四个电机,第一个电机的目标转速为V1,第一个电机的实际转速为Vd1,则第一个电机的转速差值为Vs1=V1-Vd1或Vs1=Vd1-V1。第二电机的目标转速为V2,第二个电机的实际转速为Vd2,则第二个电机的转速差值为Vs2=V2-Vd2或Vs2=Vd2-V2。第三个电机的目标转速为V3,第三个电机的实际转速为Vd3,则第三个电机的转速差值为Vs3=V3-Vd3或Vs3=Vd3-V3。第四个电极的目标转速为V4,第四个电机的实际转速为Vd4,则第四个电机的转速差值为Vs4=V4-Vd4或Vs4=Vd4-V4。每个驱动器将第一个电机的转速差值Vs1、第二个电机的转速差值Vs2、第三个电机的转速差值Vs3和第四个电机的转速差值Vs4进行排序,得到四个转速差值中的最大差值。例如最大差值为Vsmax,预设加速度为Va,则目标时长为例如第一个电机的转速差值Vs1为最大差值,则第一个电机的目标加速度为Va,则第二个电机的目标加速度为第三个电机的目标加速度为第四个电机的目标加速度为由此,可以确定每个电机对应的目标加速度,便于根据目标加速度和目标转速控制电机运行。
S340、每个驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度。
S350、驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
在一些实施方式中,图4是本发明实施例提供的又一种车辆速度控制方法的流程图,可选地,参考图4,车辆速度控制方法包括:
S410、在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,驱动器确定对应电机的目标转速。
S420、每个驱动器获取所有电机的目标转速与实际转速。
具体地,每个驱动器可以将对应的电机的实际转速传输至控制器,控制器可以计算电机的目标转速,每个驱动器可以从控制器获取所有电机的目标转速与实际转速。或者,每个驱动器计算对应电机的目标转速,则每个驱动器可以从其余驱动器获取其他电机的目标转速与实际转速,这样无需从控制器获取目标转速与实际转速,可以避免控制器通信总线上信息较多时无法及时获取目标转速和实际转速的情况,有利于提升电机控制效率。
S430、每个驱动器确定每个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值确定最大差值,并根据最大差值与预设加速度确定目标时长。
具体地,每个驱动器获取所有电机的目标转速与实际转速后,每个驱动器都可以计算每个电机对应的转速差值,将所有的转速差值按照大小顺序进行排序,可以确定最大差值,将最大差值除以预设加速度,即可得到目标时长。如此,便于根据目标时长和每个电机的转速差值确定每个电机的目标加速度,按照目标加速度驱动对应电机运行,实现不同电机间的差速运行,且均在目标时长时达到对应的目标转速,可以避免在转向过程中,有的电机先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况。
S440、每个驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度。
S450、驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
在上述技术方案的基础上,可选地,步骤S120中,在实际转速为零时,每个驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度,包括:
在实际转速为零时,驱动器以预设加速度为基准,根据对应电机的转速系数确定对应电机的目标加速度。
具体地,根据所有电机转速系数的比值确定电机目标加速度的比值,设定其中一个电机的目标加速度为预设加速度,根据预设加速度和目标加速度的比值(转速系数的比值),即可确定每个电机的目标加速度。
示例性的,例如车辆包括四个驱动器和四个电机,最大目标转速为Vmax,第一个电机对应的目标转速为V1,第一个电机对应的转速系数为P1;第二个电机对应的目标转速为V2,第二个电机对应的转速系数为P2;第三个电机对应的目标转速为V3,第三个电机对应的转速系数为P3;第四个电机对应的目标转速为V4,第四个电机对应的转速系数为P4。则第一个电机的目标转速V1=Vmax×P1,第二个电机的目标转速V2=Vmax×P2,第三个电机的目标转速V3=Vmax×P3,第四个电机的目标转速V4=Vmax×P4。若要实现任意时刻的差速,则第一个电机的实际转速Vd1、第二个电机的实际转速Vd2、第三个电机的实际转速Vd3与第四个电机的实际转速Vd4的比值Vd1:Vd2:Vd3:Vd4=P1:P2:P3:P4,即任意时刻,所有电机的转速比维持不变。在电机的实际转速为零时,即电机从0开始转向时,在任意时刻Th,电机的实际转速为时刻Th与对应电机目标加速度的乘积。如此,通过设置第一个电机的目标加速度Va1、第二个电机的目标加速度Va2、第三个电机的目标加速度Va3和第四个电机的目标加速度Va4的比值满足Va1:Va2:Va3:Va4=P1:P2:P3:P4,即可实现满足Vd1:Vd2:Vd3:Vd4=P1:P2:P3:P4。如此,通过设定某个电机的目标加速度为预设加速度,再根据四个转速系数的比值P1:P2:P3:P4,即可确定每个电机的目标加速度,从而无需进行目标时长的计算,有利于提升电机控制效率。
本发明实施例还提供了一种车辆驱动系统,图5是本发明实施例提供的一种车辆驱动系统的电路结构示意图,参考图5,车辆驱动系统包括:至少两个电机101和至少两个驱动器102,驱动器102与电机101连接;
驱动器102用于在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,获取对应电机101的目标转速;每个驱动器102用于根据对应电机101的转速差值与目标时长确定对应电机101的目标加速度;或者,在电机的实际转速为零时,每个驱动器102根据对应电机101的转速系数和预设加速度确定对应电机101的目标加速度;其中,所有电机101的目标转速的比值与转速系数的比值相同;驱动器102还用于根据对应的目标加速度驱动对应电机101运行。
具体地,在车辆需要转向行驶时,在每个驱动周期,驱动器102确定对应电机101的目标转速,并获取电机101的实际转速,计算电机101的目标转速与实际转速的转速差值,驱动器102根据对应电机101的转速差值与目标时长计算出对应电机101的目标加速度,根据对应的目标加速度驱动对应电机101运行。不同电机101的目标转速不同,目标时长相同,则每个电机101的目标加速度不同,可以实现差速运行。如此,每个电机101达到其目标转速所用的时长均为目标时长,则可以实现同时达到各自的目标转速,实现全程的差速运行。由此,可以避免在转向过程中,有的电机101先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况,可以避免车轮与地面摩擦损坏,可以降低功耗。并且可以避免在坡道上车辆重心偏移导致侧翻的情况。其中,无论实际转速是否为零,驱动器102均可根据对应电机101的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度。
在一些实施方式中,在实际转速为零时,可以根据转速系数的比值确定目标加速度的比值,然后将预设加速度作为其中一个电机101的目标加速度,则根据预设加速度和每个电机对应的转速系数计算出每个电机的目标加速度,根据对应的目标加速度驱动对应电机101运行。如此,所有电机101的目标转速的比值与目标加速度的比值相同,可以保证所有电机101的差速运行,且每个电机101达到其目标加速度的时长相同,可以避免在转向过程中,有的电机101先达到对应的目标转速而存在车轮被拖拽的情况。由此,在电机101的实际转速为零时,即车辆从静止开始转向时,可以直接根据目标转速的比值(或转速系数的比值)和预设加速度确定每个电机的加速度,无需进行转速差值和目标时长的计算,可以提升电机控制的效率。
需要说明的是,图5中示出了车辆驱动系统包括四个电机101和四个驱动器102的情况,但并不进行限定。
可选地,参考图5,驱动器102与车辆的控制器103连接,驱动器102用于向控制器103发送对应电机的实际转速,并从控制器103获取对应电机的目标转速,或者从控制器103获取速度调节器的调节量和车身参数。
可选地,参考图5,任意两个驱动器102通信连接,驱动器102用于将对应电机的目标转速和实际转速传输至其他驱动器102;或者将对应电机101的目标转速与实际转速的转速差值传输至其他驱动器102。
具体地,驱动器102将对应电机的目标转速和实际转速传输至除自身之外其他驱动器102,使得每个驱动器102都可以获取所有电机的目标转速和实际转速,进而计算出所有电机的转速差值。驱动器102也可以只计算自身对应的电机的转速差值,再将转速差值传输至除自身之外的其他驱动器102。如此,每个驱动器102都获取到所有电机101的转速差值,便于确定所有转速差值中的最大差值,根据最大差值和预设加速度计算目标时长,进而使得所有电机101按照目标时长运行至各自对应的目标转速,避免出现先达到目标转速的电机而使得车轮被拖拽的情况。
本实施例的技术方案,通过设置任意两个驱动器102通信连接,增加驱动器之间的通信协议,使得驱动器之间传输转速差值的级别较高,避免控制器的通信总线上信息较多时,各个驱动器无法及时获取其余驱动器的转速差值。如此,可以提升转速差值的传输效率,进而提升对电机转速控制的效率,提升对车辆速度调节的速率。
本发明实施例还提供了一种车辆,该车辆包括上述任意实施方案提供的车辆驱动系统,车辆可以为电动车辆。车辆可以为道路车辆或非道路车辆。因本实施方案的车辆包括上述任意实施方案提供的车辆驱动系统,因此具备与上述任意实施方案提供的车辆驱动系统相同的有益效果,在此不再赘述。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种车辆速度控制方法,其特征在于,所述车辆包括至少两个电机和至少两个驱动器,所述驱动器与所述电机连接;所述方法包括:
在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,所述驱动器确定对应电机的目标转速;
每个所述驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;所述转速差值为所述目标转速与电机的实际转速的差值;或者,在所述实际转速为零时,每个所述驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同;
所述驱动器根据对应的目标加速度驱动对应电机运行;
所述车辆还包括控制器,所述控制器与所述驱动器连接;所述驱动器确定对应电机的目标转速,包括:
所述驱动器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速;其中,所述车身参数包括车身角度;
或者,所述控制器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速,所述驱动器从所述控制器获取对应电机的目标转速;
所述驱动器根据车辆的速度调节器的调节量和车身参数计算对应电机的目标转速,包括:
所述驱动器根据所述调节量确定最大目标转速;
所述驱动器以所述最大目标转速为基准,根据所述车身参数确定每个所述电机的转速系数;其中,所述转速系数小于或等于1;
所述驱动器根据所述转速系数和所述最大目标转速计算对应电机的目标转速;
在每个所述驱动器根据对应电机的转速差值与所述目标时长确定对应电机的目标加速度之前,还包括:
每个所述驱动器确定每个所述电机的目标转速与实际转速的转速差值,根据所有转速差值中的最大差值确定所述目标时长;
在所述实际转速为零时,每个所述驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度,包括:
在所述实际转速为零时,所述驱动器以所述预设加速度为基准,根据对应电机的转速系数确定对应电机的目标加速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每个所述驱动器确定每个所述电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值中的最大差值确定目标时长,包括:
每个所述驱动器确定对应电机的目标转速与实际转速的转速差值,并将对应的所述转速差值发送至其余驱动器;
每个所述驱动器根据所有转速差值确定最大差值,并根据所述最大差值与预设加速度确定所述目标时长。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每个所述驱动器确定每个所述电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值中的最大差值确定目标时长,包括:
每个所述驱动器获取所有电机的目标转速与实际转速;
每个所述驱动器确定每个电机的目标转速与实际转速的转速差值,并根据所有转速差值确定最大差值,并根据所述最大差值与预设加速度确定所述目标时长。
4.一种车辆驱动系统,其特征在于,包括:至少两个电机和至少两个驱动器,所述驱动器与所述电机连接;所述驱动器用于执行权利要求1-3任一项所述的车辆速度控制方法;
所述驱动器用于在车辆转向行驶时,在每个驱动周期,获取对应电机的目标转速;每个所述驱动器根据对应电机的转速差值与目标时长确定对应电机的目标加速度;所述转速差值为所述目标转速与电机的实际转速的差值;或者,在电机的实际转速为零时,每个所述驱动器根据对应电机的转速系数和预设加速度确定对应电机的目标加速度;其中,所有电机的目标转速的比值与转速系数的比值相同;所述驱动器还用于根据对应的目标加速度驱动对应电机运行。
5.根据权利要求4所述的车辆驱动系统,其特征在于,任意两个所述驱动器通信连接,所述驱动器用于将对应电机的目标转速和实际转速传输至其他驱动器;或者将对应电机的目标转速与实际转速的转速差值传输至其他驱动器。
6.一种车辆,其特征在于,包括权利要求4或5所述的车辆驱动系统。
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