本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种防止汽车驱动轮打滑的预控制方法及系统。
背景技术：
全球能源分布不均衡和全球环境污染的日趋严重是制约人类发展、社会经济发展的重要因素，新能源汽车特别是纯电动汽车的发展、商业化是缓解能源压力和降低环境污染的有效措施。
由于纯电动汽车是由驱动电机来驱动车辆，而驱动电机自身有响应速度快，转动惯量比传统汽车内燃机小等特点，在加速、超车、爬坡等工况下纯电动汽车比传统内燃机汽车反应更快。但是，纯电动汽车一旦行驶在低附着路面上，或者驱动轮压过减速带瞬间腾空时，更容易发生打滑现象，相比于传统内燃机汽车更容易发生危险。例如引起电机的超速故障、驱动轮的“烧轮胎”现象，甚至失去转向。
目前的技术中，根据期望滑转率计算出此时的期望车轮转速与实际车轮转速进行比较，由轮毂电机控制器对电机输出转矩和转速进行调整，从而降低在电动汽车驱动过程中的滑转率，实现驱动防滑。但是该技术只有在驱动轮打滑已经出现时才能识别并进行调整，此外期望滑转率的确定与取值与当前路面附着系数相关，在实车应用中很难实时获得当前路面条件，导致期望滑转率和期望车轮转速预测不准确，无法及时、有效的控制驱动轮打滑，仍会造成超速、失去转向等危险工况。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种防止汽车驱动轮打滑的预控制方法及系统，能够解决现有技术中在驱动轮打滑已经出现时才能识别进行调整以及根据地面附着系数计算期望的车轮转速不准确，导致无法有效控制打滑的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一方面，本发明提供一种防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，包括以下步骤：
根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩；
根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑，若是，则根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
一些可选的实施例中，所述的根据电机转速及驱动轮转速，判断是否打滑，具体包括以下步骤：
根据电机实际转速及驱动轮转速，确定电机转速变化率和驱动轮转速变化率；
当电机转速变化率超过预设阈值且与驱动轮转速变化率的变化趋势一致时，判定处于打滑状态。
一些可选的实施例中，所述的根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，具体包括：
根据公式
一些可选的实施例中，所述矫正扭矩的绝对值最大不超过电机的峰值扭矩的设定百分比。
一些可选的实施例中，所述设定百分比为20％。
一些可选的实施例中，所述根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速，具体包括
将需求扭矩和矫正扭矩之和作为电机的输出扭矩；
通过pid算法调节调整电机的输出扭矩，以使电机的转速趋于目标转速。
一些可选的实施例中，所述输出扭矩小于等于电机的峰值扭矩。
一些可选的实施例中，根据加速踏板开度和电机实际转速，通过查询扭矩map表，确定车辆的需求扭矩。
另一方面，本发明提供一种防止汽车驱动轮打滑的预控制系统，包括：
数据采集模块，其用于获取加速踏板开度、电机实际转速及驱动轮转速；
需求扭矩计算模块，其用于根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩；
打滑预控制模块，其用于根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑，若是，则根据调整电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
一些可选的实施例中，所述打滑预控制模块包括：
转速判断单元，其用于根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑；
矫正扭矩计算单元，其用于根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩；
pid调节模块，其用于根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
与现有技术相比，本发明的优点在于：根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩；根据电机实际转速及驱动轮转速，判断当前的电机实际转速是否为会造成驱动轮打滑，当打滑时，根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。这样可以对驱动轮的打滑现象进行预调整，不需要知道地面附着系数就可以通过调整输出扭矩来实现对电机转速的控制，使转动恢复正常转速，有效的控制驱动轮打滑，避免超速、失去转向等危险工况发生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本发明实施例中预控制方法的流程图；
图2为本发明实施例中预控制方法的原理图；
图3为本发明实施例中打滑预控制模块的控制原理图；
图4为本发明实施例中控制系统的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。图1为本发明实施例中预控制方法的流程图；图2为本发明实施例中预控制方法的原理图；图3为本发明实施例中打滑预控制模块的控制原理图；
如图1至图3所示，一方面，本发明提供一种防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，包括以下步骤：
s0：获取电机的实际转速和驱动轮的转速。
s1：根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩。
在一些可选的实施例中，根据加速踏板开度和电机实际转速，通过查询扭矩map表，确定车辆的需求扭矩。
参见图3，s2：根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑，若是，则根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
该方法不需要知道地面附着系数就可以通过调整输出扭矩来实现对电机转速的控制，使转动恢复正常转速，有效的控制驱动轮打滑，避免超速、失去转向等危险工况发生。
在一些可选的实施例中，所述的根据电机转速及驱动轮转速，判断是否打滑，具体包括以下步骤：根据电机实际转速及驱动轮转速，确定电机转速变化率和驱动轮转速变化率；当电机转速变化率超过预设阈值且与驱动轮转速变化率的变化趋势一致时，判定处于打滑状态。
本实施例中，每一油门开度变化率，对应设有电机转速变化率预设阈值。需要加速或减速时，电机转速变化率与驱动轮转速变化率一致，只有电机转速变化率不超过预设阀值，就不会出现打滑，不再需要加速或减速时，电机转速变化率会先于驱动轮转速变化率下降，此时不一致。
优选地，根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，具体包括：
根据公式
在本实施例中，目标转速n目标为打滑前的转速，及电机的转速变化率小于油门开度变化率对应设定的预设变化率时的转速。电机实际转速n打滑为判断驱动轮打滑时的电机实际转速。
优选地，矫正扭矩的绝对值最大不超过电机的峰值扭矩的设定百分比。
通过pid算法计算将打滑转速(即电机实际转速)调整到目标转速需要的初始矫正扭矩，同时初始矫正扭矩应限制在矫正扭矩允许的最大参考值和最小参考值范围内，如果初始矫正扭矩超出矫正扭矩允许的最大参考值或最小参考值，则直接采用矫正扭矩允许的最大参考值或最小参考值作为防止打滑矫正扭矩。最小参考值为电机需要减小的输出扭矩，即为负扭矩，最大参考值为电机需要增大的输出扭矩，为正扭矩。需要增大的电机输出扭矩和需要减小的输出扭矩均为不超过电机的峰值扭矩的设定百分比。
优选的，需要增大的电机输出扭矩和需要减小的输出扭矩均为不超过电机的峰值扭矩的设定百分比为20％。这样可以这样的设定值可以保护电机的工作安全。
在一些可选的实施例中，根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速，具体包括将需求扭矩和矫正扭矩之和作为电机的输出扭矩；通过pid算法调节调整电机的输出扭矩，以使电机的转速趋于目标转速。
优选地，输出扭矩小于等于电机的峰值扭矩，以保护电机的运行安全。
图4为本发明实施例中控制系统的示意图，参见图1和图4所示，另一方面，本发明提供一种防止汽车驱动轮打滑的预控制系统，包括：数据采集模块，其用于获取加速踏板开度、电机实际转速及驱动轮转速；还包括需求扭矩计算模块，其用于根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩；还包括打滑预控制模块，其用于根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑，若是，则根据调整电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
优选地，所述打滑预控制模块包括：转速判断单元，其用于根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑；矫正扭矩计算单元，其用于根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩；pid调节模块，其用于根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
综上所述，在使用该预控制方法及系统时，首先通过数据采集模块获取电机的实际转速和驱动轮的转速。通过需求扭矩计算模块根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩。通过打滑预控制模块中的转速判断单元根据电机实际转速及驱动轮转速，判断当前的电机实际转速是否为会造成驱动轮打滑的打滑转速。当打滑时，通过矫正扭矩计算单元根据打滑转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩；通过矫正扭矩计算单元根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。这样可以对驱动轮的打滑现象进行预调整，不需要知道地面附着系数就可以通过调整输出扭矩来实现对电机转速的控制，使转动恢复正常转速，有效的控制驱动轮打滑，避免超速、失去转向等危险工况发生。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩；
根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑，若是，则根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
2.如权利要求1所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：所述的根据电机转速及驱动轮转速，判断是否打滑，具体包括以下步骤：
根据电机实际转速及驱动轮转速，确定电机转速变化率和驱动轮转速变化率；
当电机转速变化率超过预设阈值且与驱动轮转速变化率的变化趋势一致时，判定处于打滑状态。
3.如权利要求1所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：所述的根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，具体包括：
根据公式
4.如权利要求3所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：所述矫正扭矩的绝对值最大不超过电机的峰值扭矩的设定百分比。
5.如权利要求4所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：所述设定百分比为20％。
6.如权利要求1所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：所述根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速，具体包括
将需求扭矩和矫正扭矩之和作为电机的输出扭矩；
通过pid算法调节调整电机的输出扭矩，以使电机的转速趋于目标转速。
7.如权利要求1所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：所述输出扭矩小于等于电机的峰值扭矩。
8.如权利要求1所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法，其特征在于：根据加速踏板开度和电机实际转速，通过查询扭矩map表，确定车辆的需求扭矩。
9.一种实施如权利要求1所述的防止汽车驱动轮打滑的预控制方法的预控制系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，其用于获取加速踏板开度、电机实际转速及驱动轮转速；
需求扭矩计算模块，其用于根据加速踏板开度和电机实际转速，确定车辆的需求扭矩；
打滑预控制模块，其用于根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑，若是，则根据调整电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩，并根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
10.如权利要求9所述的预控制系统，其特征在于：所述打滑预控制模块包括：
转速判断单元，其用于根据电机实际转速及驱动轮转速，判断是否打滑；
矫正扭矩计算单元，其用于根据电机实际转速和目标转速确定阻止打滑的矫正扭矩；
pid调节模块，其用于根据需求扭矩和矫正扭矩调整电机的输出扭矩，以调整电机的转速。
技术总结