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CN111619366B - 基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法 - Google Patents

基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法 Download PDF

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CN111619366B
CN111619366B CN202010465083.7A CN202010465083A CN111619366B CN 111619366 B CN111619366 B CN 111619366B CN 202010465083 A CN202010465083 A CN 202010465083A CN 111619366 B CN111619366 B CN 111619366B
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Abstract

本申请涉及一种基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法。所述控制系统的防抱死制动控制模块集成在电机控制器中，轮速传感器用于采集电动轮的轮速信号，并将所述轮速信号发送至整车控制器；整车控制器用于根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；电机旋变传感器用于采集电机转速信号，并将所述电机转速信号发送至所述电机控制器；电机控制器用于根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。采用本系统能够提高整车控制的控制精度和响应速度。

Description

基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法
技术领域
本申请涉及电动汽车控制技术领域，特别是涉及一种基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法。
背景技术
电驱动汽车具备高效率和低污染等特点，发展电驱动汽车可以有效解决当前社会能源紧缺、环境污染和交通安全等问题；并且，由于分布式电驱动和集中式电驱动是电驱动汽车采用的两类驱动形式，分布式电驱动相比集中式电驱动具备可以提高传动系效率、减轻整车质量和提高容错性等优点，因此，使用分布式电驱动实现整车精确控制显得尤为重要。
传统电机控制系统中，防抱死制动控制模块在整车控制器中，整车控制器根据采集的轮速信号或者根据车轮半径、轮毂电机转速以及传动比确定的轮速信号进行防抱死制动控制和驱动防滑控制，并将防抱死制动控制后生成的转矩控制信号通过CAN总线发送至电机控制器进行驱动电机控制。
然而，传统控制系统的整车控制器所确定的轮速信号是一种理想信号，电机控制器将通过该理想信号生成的转矩控制信号通过CAN总线传输至电机控制器时，不仅存在较大误差，也会造成整车控制的网络时滞。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高整车控制的控制精度和响应速度的基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法。
一种基于电机旋变和轮速传感器的控制系统，包括：整车控制器、电机控制器、电机旋变传感器、轮速传感器、防抱死制动控制模块，所述防抱死制动控制模块集成在所述电机控制器中，所述整车控制器与所述轮速传感器电连接，所述电机控制器与所述电机旋变传感器电连接：
所述轮速传感器，用于采集电动轮的轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器；
所述整车控制器，用于根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；
所述电机旋变传感器，用于采集电机转速信号，并将所述电机转速信号发送至所述电机控制器；其中，所述电机转速信号包括电机位置信号和电机转速信号；
所述电机控制器，用于根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在其中一个实施例中，还包括：所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
在其中一个实施例中，还包括：所述系统还包括通讯网络，所述通讯网络分别电连接所述整车控制器和所述电机控制器；
所述通讯网络，用于实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号。
在其中一个实施例中，还包括：所述整车控制器中还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块用于实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号，若第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息；若第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。
在一个实施例中，还包括：所述整车控制器，还用于根据所述故障诊断模块生成的所述第一提示信息，将所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号，根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
在一个实施例中，还包括：所述电机控制器，还用于当接收到所述第二提示信息时，将所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第二转换电机转速信号，根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
在一个实施例中，还包括：所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号，并根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
在一个实施例中，还包括：所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512330620000031
其中，
Figure BDA0002512330620000032
Figure BDA0002512330620000033
Figure BDA0002512330620000034
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512330620000035
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512330620000036
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512330620000037
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512330620000038
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000039
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA00025123306200000310
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，还包括：所述电机控制器还用于输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
一种基于电机旋变和轮速传感器的控制方法，所述方法包括：
轮速传感器采集电动轮的轮速信号；
整车控制器根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；
电机旋变传感器采集电机转速信号；
电机控制器根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
上述基于电机旋变和轮速传感器的控制系统及控制方法，所述控制系统中，通过将防抱死制动控制模块集成在电机控制器中，并直接将电机控制器接收到的电机转速信号转换为目标转换轮速信号，能够使得防抱死制动控制模块的信号输入和输出完全在电机控制器中进行，以使所述电机控制器成为一个集成防抱死制动控制模块的多核电机控制器，使得所述电机控制器在紧急制动状况下车辆启动防抱死制动控制功能时仅需要在多核MCU芯片之间进行快速数据交互，避免了现有控制系统中的电机控制器只能执行驱动电机控制的弊端，实现了所述电机控制器能够有效并行处理驱动电机功能和防抱死制动功能，从而实现了控制系统的协调不再占用CAN网络通讯、而是直接在电机控制器内部处理的目的，不仅能够大大减少可能存在网络时滞的通讯环节，实现提高防抱死制动控制功能的响应速度的目的，也能够通过所述电机控制器实现更加复杂的电机回馈制动和机械制动的复合控制，实现大大改善车辆的纵向控制性能的目的；进一步地，所述电机控制器在执行防抱死制动控制功能时所使用的目标转换轮速信号是将电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号，以此避免使用理想的转换关系确定的信号执行防抱死制动控制功能时导致的制动精度低且适用性低的问题，有效提高了电机控制器执行防抱死制动控制的制动精度和性和广泛适用性。
附图说明
图1为现有的分布式驱动结构图；
图2为现有整车控制和电机控制系统的结构框图；
图3为一个实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制系统的结构框图；
图4为一个实施例中电动轮的扭转振动模型的结构示意图；
图5为一个实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的流程示意图；
图6为另一实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的流程示意图；
图7为再一实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的流程示意图；
图8为又一实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的流程示意图；
图9为又一实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的流程示意图；
图10为又一实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的流程示意图；
图11为一个实施例中基于电机旋变和轮速传感器的控制装置的的结构框图；
图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
电驱动汽车具备高效率和低污染等特点，发展电驱动汽车可以有效解决当前社会能源紧缺、环境污染和交通安全等问题，电驱动汽车已然成为汽车产业的主要研究方向，分布式电驱动和集中式电驱动是电驱动汽车采用的两类驱动形式。分布式电驱动相比集中式电驱动具备可以提高传动系效率、减轻整车质量和提高容错性等优点。分布式电驱动采用轮毂电机直接驱动车轮，其整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)可以向各轮毂电机的电机控制器(Motor Control Unit，MCU) 发送转矩、转速控制信号，由MCU直接控制各个车轮的转矩、转速且精度更高，从而实现整车更加精确和复杂的控制，如图1所示。
分布式电驱动汽车将电机和减速器等集成于轮辋之中，轮毂电机是电动轮系统的核心部件，研究其控制策略有助于解决电动轮电动汽车的散热、行驶稳定性和平顺性等问题，对提升整车性能有着深远的现实意义。要对轮毂电机进行精确控制，电动轮的轮速是不可或缺的控制信号。现有技术中，通常采用轮速传感器采集电动轮轮速，比如在所述基于轮毂电机的纯电动汽车驱动防滑控制系统和方法中，采用轮速传感器测得各轮轮速，通过各轮轮速判断整车的目标转速，并对比各轮轮速与整车目标转速判断各轮是否飞转，从而向轮毂电机控制器输出转矩限制信号或转矩恢复信号；比如一种多轮分布式混合动力系统驱动防滑控制方法中，也采用轮速传感器测量各轮轮速，采用GPS卫星定位系统直接获取准确车速，根据车速与转速关系计算车轮滑移率与利用附着系数从而进行驱动防滑控制；采用类似控制方法的还有四驱混合动力汽车及其驱动防滑控制方法和装置，以及纯电动车辆的驱动控制方法和装置。
上述几种现有方法都是通过轮速传感器获取轮速信号，利用轮速信号计算或利用车速传感器获取车速信号，根据滑移率信号与预设的目标滑转率进行比较，判断车轮是否处于打滑状态，当发生打滑时，降低驱动电机的需求转矩来进行驱动防滑控制，从而保证车辆驱动安全性和驱动性能。
另外，在现有一种永磁同步电机矢量控制方法中，三相静止坐标下永磁同步电机的各个物理量都与转子的位置角有关，电机旋变传感器是电机控制的重要传感器，用于电机转子的速度检测和位置检测。在现有另一种基于轮毂电机转速信号的分布式驱动汽车稳定控制方法中，整车控制器接收轮毂电机实时反馈的电机转速以及电机实际扭矩值，利用车速及轮毂电机反馈的信号来对车轮的状态进行判断，其中利用了电机转速和轮边转速的转换关系：v轮＝2πr·(ω/d)·60/1000。其中，r表示车轮半径，ω表示轮毂电机转速，d表示传动比。
在上述所涉及的现有技术中，针对分布式驱动车辆的主流控制系统构型如图 2所示，总结现有技术，轮速信号一般由轮速传感器采集，用于整车动力学控制，例如ABS控制和驱动防滑控制等；轮毂电机的位置信号和转速信号由电机旋变采集，用于驱动电机控制，例如电机矢量控制等。电机控制与ABS控制和驱动防滑控制是相对独立的，且各自基于采集的电机转速信号与轮速信号进行控制，传感器信号容错性差，当传感器出现故障时没有备份信号；并且在紧急制动时，需要由整车控制器中的ABS模块利用轮速传感器采集的轮速信号进行ABS控制，再通过通讯网络将ABS控制信号传递到电机控制器，由电机控制器进行电机控制，这会造成整车控制的网络时滞，影响车辆紧急制动响应速度。
虽然现有技术中考虑了电机转速与电动轮轮速之间的关系并进行了转换，但是转换关系只考虑了车轮半径、轮毂电机转速以及传动比，并不适用于所有工况，导致在高速高频状态下存在误差；而且电机转速信号在电机控制器中采集后，需要通过通讯网络传输到整车控制器转换为轮速信号后再用于ABS控制和驱动防滑控制等，这个过程同样存在网络时滞的问题。
针对上述现有技术存在的缺陷与不足，本申请提供一种基于电机旋变和轮速传感器的控制系统，如图3所示，所述系统中包括：整车控制器、电机控制器、电机旋变传感器、轮速传感器、防抱死制动控制模块，所述防抱死制动控制模块集成在所述电机控制器中，所述整车控制器与所述轮速传感器电连接，所述电机控制器与所述电机旋变传感器电连接。
所述轮速传感器，用于采集电动轮的轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器。
具体地，所述轮速传感器可以是用来测量汽车车轮转速的传感器。对于现代汽车而言，轮速信号是必不可少的，汽车动态控制系统(VDC)、汽车电子稳定程序(ESP)、防抱死制动系统(ABS)、自动变速器的控制系统等都需要轮速信息，因此所以轮速传感器是现代汽车中最为关键的传感器之一。所述轮速传感器可以为磁电式轮速传感器或霍尔式轮速传感器。
所述整车控制器，用于根据所述轮速信号进行驱动防滑控制。
具体地，所述整车控制器中可以包括中央处理器(central processing unit，CPU)、控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)控制器和CAN收发器， CPU可以用于根据所接收到的轮速信号，按照预先存储的驱动防滑控制算法进行驱动防滑控制；所述CAN控制器可以用于将所接收到的轮速信号转化为各个第一CAN消息，并将每一个第一CAN消息发送至所述CAN收发器；所述CAN 收发器可以用于将所述第一CAN消息转化为第一CAN电信号，将所述第一CAN 电信号通过CAN总线发送至其它控制器进行相应的数据接收和数据处理。所述 CAN收发器还可以用于通过所述CAN总线接收第二电信号，并将所接收的第二电信号发送至所述CAN控制器，所述CAN控制器用于将CAN收发器发送的第二电信号转化为第二CAN消息，再根据所转换的第二CAN消息和接收的轮速信号生成新的CAN消息。其中，所述CAN总线可以包括CAN高位数据线(CANH) 和CAN低位数据线(CANL)。可选地，所述CAN总线的周期可以为10ms。
所述电机旋变传感器，用于采集电机转速信号，并将所述电机转速信号发送至所述电机控制器；其中，所述电机转速信号包括电机位置信号和电机转速信号。
具体地，所述电机旋变传感器可以包括旋变变压器或者旋变传感器，也可以是一种位置传感器，并且所述电机旋变传感器能够精确检测电机转子的位置和转速，因此使用所述电机旋变传感器可以用于对驱动轮毂电机进行方向和转速的信息采集，从而得到表征轮毂电机方向和转速的电机转速信号。
所述电机控制器，用于根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
具体地，所述电机控制器可以是集成ABS模块的多核电机控制器，且可以包括CPU1、CPU2、CAN控制器和CAN收发器，所述CPU1和所述CPU2可以作为多核MCU芯片并且可以通过交叉开关矩阵(crossbar)实现连接，以此实现在紧急制动状况下车辆启动防抱死制动控制功能时所述防抱死制动控制模块与所述电机控制器仅需要通过多核MCU芯片之间的crossbar进行快速数据交互，从而有效避免执行防抱死制动功能的控制信号在VCU和MCU之间的CAN总线上传输的网络时滞，提高ABS制动的响应速度和制动精度。
所述CPU1可以用于根据所述电机转速信号或者目标转换电机转速信号，按照预先存储的驱动电机控制算法进行驱动电机控制，所述目标转换电机转速信号可以将CAN总线中接收到的轮速信号输入至所述扭转振动方程后得到的信号；所述CPU2可以用于根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号或者CAN 总线中接收到的轮速信号，按照预先存储的防抱死制动控制算法进行防抱死制动控制；所述CAN控制器可以用于将所接收到的电机转速信号和/或CAN总线中接收到的轮速信号转化为各个第三CAN消息，并将每一个第三CAN消息发送至所述CAN收发器；所述CAN收发器可以用于将所述第三CAN消息转化为第三CAN电信号，将所述第三CAN电信号通过CAN总线发送至其它控制器进行相应的数据接收和数据处理。所述CAN收发器还可以用于通过所述CAN总线接收第四电信号，并将所接收的第四电信号发送至所述CAN控制器，所述CAN 控制器用于将CAN收发器发送的第四电信号转化为第四CAN消息，再根据所转换的第四CAN消息和接收的电机转速信号和/或CAN总线中接收到的轮速信号生成目标CAN消息。可选地，所述CAN总线的周期可以为10ms。
在实际控制系统中，所述电机控制器还用于输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
具体地，所述电机控制器还可以用于实时输出电气信号，以使根据实时输出的电气信号执行驱动轮毂电机的驱动功能，从而保证轮毂电机的正常工作。
上述基于电机旋变和轮速传感器的控制系统中，通过将防抱死制动控制模块集成在电机控制器中，并直接将电机控制器接收到的电机转速信号转换为目标转换轮速信号，能够使得防抱死制动控制模块的信号输入和输出完全在电机控制器中进行，以使所述电机控制器成为一个集成防抱死制动控制功能和驱动电机控制功能的多核电机控制器，使得所述电机控制器在紧急制动状况下车辆启动防抱死制动控制功能时仅需要在多核MCU芯片之间进行快速数据交互，避免了现有控制系统中的电机控制器只能执行驱动电机控制功能的弊端，实现了所述电机控制器能够有效并行处理驱动电机功能和防抱死制动控制功能，从而实现了控制系统的协调不再占用CAN网络通讯、而是直接在电机控制器内部处理的目的，不仅能够大大减少可能存在网络时滞的通讯环节，实现提高防抱死制动控制功能的响应速度的目的，也能够通过所述电机控制器实现更加复杂的电机回馈制动和机械制动的复合控制，实现大大改善车辆的纵向控制性能的目的；进一步地，所述电机控制器在执行防抱死制动控制功能时所使用的目标转换轮速信号是将电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号，以此避免使用理想的转换关系确定的信号执行防抱死制动控制功能时导致的制动精度低且适用性低的问题，有效提高了电机控制器执行防抱死制动控制的制动精度和性和广泛适用性。
在一个实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
具体地，如图3所示，所述电机控制器，可以用于实时获取车辆的制动踏板位置和车轮滑移率，并可以将接收到的制动踏板位置和车轮滑移率实时与预先存储的制动踏板位置阈值和车轮滑移率范围进行比较，如果确定当前时刻的制动踏板位置达到所述制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过所述车轮滑移率范围时，则生成紧急制动指令，并将所述紧急制动指令发送至CPU2，使得CPU2根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号执行防抱死制动控制功能，从而得到目标转矩控制信号，然后再进一步将所述目标转矩控制信号通过crossbar发送至 CPU1，使得所述CPU1根据所述目标转矩控制信号执行驱动电机控制功能；如果确定当前时刻的制动踏板位置未达到所述制动踏板位置阈值和/或车轮滑移率未超过所述车轮滑移率范围时，则生成普通工况驱制动指令，使得CPU1根据接收到的电机转速信号执行驱动电机控制功能、CPU2根据接收到的电机转速信号对应的目标转换轮速信号执行防抱死制动控制功能。
本实施例的控制系统中，电机控制器接收到紧急制动指令时能够使用电机转速信号对应的目标转换轮速信号直接执行防抱死制动功能，以此避免车辆紧急制动时执行防抱死制动功能的控制信号在CAN总线传输时造成的网络时滞，从而提高了防抱死制动功能的制动响应速度，缩短了制动距离，从而改善了车辆的制动可靠性和安全性；进一步地，电机控制器在接收到紧急制动指令且执行完防抱死制动控制功能后，根据所述目标转矩控制信号再执行驱动电机控制功能，以此避免了执行驱动电机控制功能的控制信号在CAN总线传输时造成的网络时滞，提高了执行驱动电机控制功能的响应速率，从而改善了车辆的驱动可靠性和安全性。
在一个实施例中，所述控制系统还包括通讯网络，所述通讯网络分别电连接所述整车控制器和所述电机控制器；
所述通讯网络，用于实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号。
具体地，在所述控制系统中，所述轮速传感器用于实时采集电动轮的轮速信号，并将所采集的轮速信号发送至所述整车控制器，所述电机旋变传感器用于实时采集电机转速信号，并将所采集的电机转速信号发送至所述电机控制器，所述整车控制器在接收到所述轮速信号时，可以将所接收到的所述轮速信号实时发送至所述通讯网络，所述电机控制器在接收到所述电机转速信号时，可以将所接收到的所述电机转速信号实时发送至所述通讯网络，因此所述通讯网络可以实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号，使得所述控制系统是一个能够将轮速信号和电机转速信号相互转换并能够实现冗余备份的分布式驱动车辆控制系统。可选地，所述通讯网络可以包括CAN总线。
本实施例的控制系统中，所述通讯网络通过实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号，用以将轮速信号和电机转速信号通过通讯网络在整车控制器和电机控制器中传输时实现信号的冗余备份的目的，以此能够实现在轮速传感器发生故障时使用所述通讯网络接收到的电机转速信号和所述扭转振动方程执行驱动防滑控制功能或者实现在电机旋变传感器发生故障时使用所述通讯网络接收到的轮速信号和所述扭转振动方程执行驱动电机控制功能和防抱死制动控制功能，进一步以此实现在正常工作时整个控制系统是多传感器系统、在任一传感器出现故障时信号可相互容错冗余的目的，从而实现了整车更加精确和复杂控制的目的。
在一个实施例中，所述整车控制器中还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块用于实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号，若第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息；若第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。
具体地，所述整车控制器中的故障诊断模块，可以实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号，并实时判断当前时刻是否接收到轮速信号和/ 或电机转速信号，且将所接收到的轮速信号和/或所接收到的电机转速信号，分别与预先存储的轮速信号范围和/或预先存储的电机转速信号范围进行比较，若第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息；若第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。可选地，所述第一时刻和所述第二时刻可以为相同时刻，也可以为不同时刻。
本实施例的控制系统中，通过整车控制器中设置的故障诊断模块以及所述通讯网络实时接收到的轮速信号和/或电机转速信号，确定生成所述轮速传感器故障的第一提示信息还是生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，以此有效提高了快速确定轮速传感器故障或者电机旋变传感器故障的灵活性和可靠性，也能够实现正常工作时整个控制系统是多传感器系统、出现故障时信号可相互容错冗余的目的，从而为实现整车更加精确和复杂的控制提供保障。
在一个实施例中，所述整车控制器，还用于根据所述故障诊断模块生成的所述第一提示信息，将所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号，根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
具体地，所述整车控制器确定所述故障诊断模块在所述第一时刻生成所述轮速传感器故障的第一提示信息时，可以确定所述轮速传感器发生了故障，此时所述整车控制器可以将所述通讯网络在所述第一时刻接收到的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号，并进一步根据所述第一转换轮速信号执行驱动防滑控制功能。其中，所述第一电机转速信号可以包括所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络的电机转速信号。
本实施例的控制系统中，在所述整车控制器确定所述故障诊断模块生成所述第一提示信息时，通过所述通讯网络中接收到的电机转速信号和预设扭转振动方程执行驱动防滑控制功能，以此避免现有技术中轮速传感器故障时使用通讯网络接收的电机转速信号和理想转换方程生成的控制信号进行驱动防滑控制时由于理想转换方程存在较大误差导致的车辆驱动防滑的可靠性和安全性较低的问题，实现了在轮速传感器故障时利用旋变电机转速信号通过所述扭转振动方程转换的轮速信号控制防抱死制动控制功能和驱动防滑功能的目的，也实现了某一传感器出现故障时采用通讯系统中的冗余信号也能够保证整车控制系统的正常功能的目的，从而有效提高了轮速传感器故障时车辆驱动防滑的可靠性和安全性。
在一实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到所述第二提示信息时，将所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方式后，得到第二转换电机转速信号，根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
具体地，当所述电机控制器在所述第二时刻接收到所述故障诊断模块发送的所述第二提示信息时，可以确定所述电机旋变传感器发生了故障，此时所述电机控制器可以将所述通讯网络在第二时刻接收到的第二轮速信号输入至所述扭转振动方式后，得到第二转换电机转速信号，并进一步根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；并且，所述电机控制器也可以用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。其中，所述第二轮速信号可以包括所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络的轮速信号。
本实施例的控制系统中，在所述电机控制器接收到所述故障诊断模块发送的所述第二提示信息时，通过所述通讯网络中接收到的轮速信号和预设扭转振动方程执行驱动电机控制功能和防抱死制动功能，以此避免现有技术中电机旋变传感器故障时只能执行驱动电机控制功能且在使用通讯网络接收的轮速信号和理想转换方程生成的控制信号进行驱动电机控制时由于理想转换方程存在较大误差导致的驱动电机控制功能的可靠性和安全性较低的问题，实现了电机旋变故障时利用轮速信号通过所述扭转振动方程转换的电机转速信号执行驱动电机控制的功能电机，实现了某一传感器出现故障时采用通讯系统中的冗余信号也能够保证整车控制系统的正常功能的目的，从而有效提高了电机旋变传感器故障时车辆驱动电机控制功能和防抱死制动控制功能的可靠性和安全性。
在一实施例中，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号，并根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
具体地，当所述电机控制器确定当前时刻获取到的车辆的制动踏板位置达到所述制动踏板位置阈值且获取到的车轮滑移率超过所述车轮滑移率范围的同时，也接收到所述故障诊断模块发送的所述第二提示信息，此时可以确定接收到了紧急制动指令且所述电机旋变传感器发生了故障，然后可以根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号，并根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。其中，所述第二轮速信号可以包括所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络的轮速信号。
本实施例的控制系统中，在所述电机控制器确定接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，通过所述通讯网络中接收到的轮速信号执行防抱死制动控制功能和驱动电机控制功能，以此实现车辆在紧急制动情况下且电机旋变传感器发生故障时快速执行防抱死制动控制功能和驱动电机控制功能的目的，从而有效提高了所述控制系统的灵活性和功能多样性，实现了整车更加精确和复杂的控制。
在一实施例中，所述预设的扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512330620000131
其中，
Figure BDA0002512330620000132
Figure BDA0002512330620000133
Figure BDA0002512330620000134
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512330620000135
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512330620000136
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512330620000137
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512330620000138
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000139
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA00025123306200001310
表示轮胎面的转速加速度。
具体地，在所述控制系统中，电动轮系统的电机、减速器和轮胎是高度机电耦合的，以电动轮的机电耦合模型为基础，可以研究轮毂电机转速信号与电动轮轮速信号之间的关系，实现多传感器容错冗余的分布式电驱动车辆复杂动力学控制。在电动轮的扭转振动模型中，电动轮简化为考虑集中质量的周向可变形系统，即将轮毂电机、减速器、轮辋、轮胎各部件的质量集中在电机转子、减速器及轮辋、胎面三个自由度，三者之间通过弹簧-阻尼系统连接，图4所示为电动轮的扭转振动模型，根据所述扭转振动模型确定出所述扭转振动方程，所述扭转振动方程能够在轮速信号和电机转速信号共同用于电机驱动与机电复合制动的控制时实现轮速信号和电机转速信号的高精度转换，以此实现在整车控制系统工作时充分利用电机转速信号和轮速信号之间的转换关系实现相互冗余容错的目的。
如图5所示，提供了一种基于电机旋变和轮速传感器的控制方法，包括以下步骤：
步骤S11，轮速传感器采集电动轮的轮速信号。
步骤S12，整车控制器根据所述轮速信号进行驱动防滑控制。
步骤S13，电机旋变传感器采集电机转速信号。
步骤S14，电机控制器根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在一个实施例中，如图6所示，步骤S14还包括：
步骤S141，当所述电机控制器接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号。
步骤S142，所述电机控制器根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，所述方法还包括：
通讯网络实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号。
在一个实施例中，如图7所示，所述方法还包括：
步骤S21，所述整车控制器中的故障诊断模块实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号。
步骤S22，若所述故障诊断模块第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息。
步骤S23，若所述故障诊断模块第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。
在一个实施例中，如图8所示，在步骤S23之后，所述方法还可以包括：
步骤S31，所述整车控制器根据所述故障诊断模块生成的所述第一提示信息，将所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号。
步骤S32，所述整车控制器根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
在一个实施例中，如图9所示，在步骤S23之后，所述方法还可以包括：
步骤S41，当所述电机控制器接收到所述第二提示信息时，将所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第二转换电机转速信号。
步骤S42，所述电机控制器根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
在一个实施例中，如图10所示，所述方法还包括：
步骤S51，当所述电机控制器接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号。
步骤S52，所述电机控制器根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
在一个实施例中，步骤S14中的所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512330620000151
其中，
Figure BDA0002512330620000152
Figure BDA0002512330620000153
Figure BDA0002512330620000154
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512330620000161
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512330620000162
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512330620000163
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512330620000164
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000165
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000166
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，所述方法还包括：所述电机控制器输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
应该理解的是，虽然图5-10的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5-10中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
关于基于电机旋变和轮速传感器的控制方法的具体限定可以参见上文中对于基于电机旋变和轮速传感器的控制系统的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图11所示，提供了一种基于电机旋变和轮速传感器的控制装置，包括：第一采集模块11、第一控制模块12、第二采集模块13和第二控制模块14，其中：
第一采集模块11，用于采集电动轮的轮速信号。
第一控制模块12，用于根据所述轮速信号进行驱动防滑控制。
第二采集模块13，用于采集电机转速信号。
第二控制模块14，用于根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
第二控制模块14，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
所述控制装置，还包括通讯网络子模块，用于实时接收第一控制模块12发送的轮速信号和第二控制模块14发送的电机转速信号。
第一控制模块12，还包括故障诊断子模块，所述故障诊断子模块用于实时接收通讯网络子模块发送的轮速信号和/或电机转速信号，若第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成第一采集模块11故障的第一提示信息；若第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成第二采集模块12故障故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至第二控制模块14。
第一控制模块12，还用于根据所述故障诊断子模块生成的所述第一提示信息，将第二控制模块14在所述第一时刻发送至通讯网络子模块中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号，根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
第二控制模块14，还用于当接收到所述第二提示信息时，将第一控制模块 12在所述第二时刻发送至通讯网络子模块中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第二转换电机转速信号，根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
第二控制模块14，还用于当接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号，并根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
第二控制模块14中的所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512330620000171
其中，
Figure BDA0002512330620000172
Figure BDA0002512330620000173
Figure BDA0002512330620000181
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512330620000182
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512330620000183
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512330620000184
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512330620000185
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000186
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000187
表示轮胎面的转速加速度。
所述第二控制模块14，还用于输出的电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
关于基于电机旋变和轮速传感器的控制装置的具体限定可以参见上文中对于基于电机旋变和轮速传感器的控制系统的限定，在此不再赘述。上述基于电机旋变和轮速传感器的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC (近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于电机旋变和轮速传感器的控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
轮速传感器采集电动轮的轮速信号；
整车控制器根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；
电机旋变传感器采集电机转速信号；
电机控制器根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当所述电机控制器接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号；所述电机控制器根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
通讯网络实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述整车控制器中的故障诊断模块实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号，若所述故障诊断模块第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息；若所述故障诊断模块第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述整车控制器根据所述故障诊断模块生成的所述第一提示信息，将所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号；所述整车控制器根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当所述电机控制器接收到所述第二提示信息时，将所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第二转换电机转速信号；所述电机控制器根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
当所述电机控制器接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号；所述电机控制器根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512330620000201
其中，
Figure BDA0002512330620000202
Figure BDA0002512330620000203
Figure BDA0002512330620000204
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512330620000211
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512330620000212
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512330620000213
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512330620000214
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000215
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000216
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述电机控制器输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
轮速传感器采集电动轮的轮速信号；
整车控制器根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；
电机旋变传感器采集电机转速信号；
电机控制器根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当所述电机控制器接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号；所述电机控制器根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通讯网络实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述整车控制器中的故障诊断模块实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号，若所述故障诊断模块第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息；若所述故障诊断模块第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述整车控制器根据所述故障诊断模块生成的所述第一提示信息，将所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号；所述整车控制器根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当所述电机控制器接收到所述第二提示信息时，将所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第二转换电机转速信号；所述电机控制器根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
当所述电机控制器接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号；所述电机控制器根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述扭转振动方程，包括：
Figure BDA0002512330620000221
其中，
Figure BDA0002512330620000222
Figure BDA0002512330620000223
Figure BDA0002512330620000224
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure BDA0002512330620000231
表示电机转子的转速，
Figure BDA0002512330620000232
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure BDA0002512330620000233
表示轮胎面的转速，
Figure BDA0002512330620000234
电机转子的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000235
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure BDA0002512330620000236
表示轮胎面的转速加速度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述电机控制器输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于电机旋变和轮速传感器的控制系统，包括：整车控制器、电机控制器、电机旋变传感器、轮速传感器、防抱死制动控制模块，其特征在于，所述电机控制器是集成所述防抱死制动控制模块的多核电机控制器，所述多核电机控制器包括CPU1、CPU2、CAN控制器和CAN收发器，所述CPU1和所述CPU2作为多核MCU芯片通过交叉开关矩阵连接，所述防抱死制动控制模块与所述多核电机控制器通过所述多核MCU芯片之间的所述交叉开关矩阵进行快速数据交互，所述整车控制器与所述轮速传感器电连接，所述电机控制器与所述电机旋变传感器电连接；
所述轮速传感器，用于采集电动轮的轮速信号，并将所述轮速信号发送至所述整车控制器；
所述整车控制器，用于根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；
所述电机旋变传感器，用于检测电机转子的位置信号和转速信号，得到表征电机方向和转速的电机转速信号，并将所述电机转速信号发送至所述电机控制器；其中，所述电机转速信号包括电机位置信号和电机转速信号；
所述电机控制器，用于根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令时，根据所述目标转换轮速信号进行防抱死制动控制，得到目标转矩控制信号，并根据所述目标转矩控制信号进行驱动电机控制；其中，所述紧急制动指令包括根据当前时刻的制动踏板位置达到预设的制动踏板位置阈值且车轮滑移率超过预设的车轮滑移率范围时生成的指令。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通讯网络，所述通讯网络分别电连接所述整车控制器和所述电机控制器；
所述通讯网络，用于实时接收所述整车控制器发送的轮速信号和所述电机控制器发送的电机转速信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述整车控制器中还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块用于实时接收所述通讯网络发送的轮速信号和/或电机转速信号，若第一时刻接收到电机转速信号时确定所述第一时刻接收到的轮速信号超出预设的轮速信号范围或者所述第一时刻没有接收到轮速信号，则生成所述轮速传感器故障的第一提示信息；若第二时刻接收到轮速信号时确定所述第二时刻接收到的电机转速信号超出预设的电机转速信号范围或者所述第二时刻没有接收到电机转速信号，则生成所述电机旋变传感器故障的第二提示信息，并将所述第二提示信息发送至所述电机控制器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述整车控制器，还用于根据所述故障诊断模块生成的所述第一提示信息，将所述电机控制器在所述第一时刻发送至所述通讯网络中的第一电机转速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第一转换轮速信号，根据所述第一转换轮速信号进行驱动防滑控制。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电机控制器，还用于当接收到所述第二提示信息时，将所述整车控制器在所述第二时刻发送至所述通讯网络中的第二轮速信号输入至所述扭转振动方程后，得到第二转换电机转速信号，根据所述第二转换电机转速信号进行驱动电机控制；以及用于根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电机控制器，还用于当接收到紧急制动指令且接收到所述第二提示信息时，根据所述第二轮速信号进行防抱死制动控制，得到第二转矩控制信号，并根据所述第二转矩控制信号进行驱动电机控制。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扭转振动方程，包括：
Figure FDA0002899301120000021
其中，
Figure FDA0002899301120000022
Figure FDA0002899301120000023
Figure FDA0002899301120000024
Jm表示等效电机转子转动惯量，Jh表示等效轮辋转动惯量，Jr表示等效轮胎转动惯量，i13表示减速器传动比，Cmh表示减速箱等效扭转阻尼，Chr表示轮辋胎面间等效扭转阻尼，Kmh表示减速器等效刚度，Khr表示轮辋胎面间等效刚度，Tm表示电机输出转矩，Fx表示轮胎面受到地面的切向力，Rr表示轮胎半径，θm表示电机转子的转角，θh表示轮毂与减速器输出端的转角，θr表示轮胎面的转角，
Figure FDA0002899301120000031
表示电机转子的转速，
Figure FDA0002899301120000032
表示轮毂与减速器输出端的转速，
Figure FDA0002899301120000033
表示轮胎面的转速，
Figure FDA0002899301120000034
电机转子的转速加速度，
Figure FDA0002899301120000035
表示轮毂与减速器输出端的转速加速度，
Figure FDA0002899301120000036
表示轮胎面的转速加速度。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机控制器还用于输出电气信号，并根据所述电气信号驱动轮毂电机。
10.一种基于电机旋变和轮速传感器的控制方法，其特征在于，应用于基于电机旋变和轮速传感器的控制系统，所述控制系统包括：整车控制器、电机控制器、电机旋变传感器、轮速传感器、防抱死制动控制模块，所述电机控制器是集成所述防抱死制动控制模块的多核电机控制器，所述多核电机控制器包括CPU1、CPU2、CAN控制器和CAN收发器，所述CPU1和所述CPU2作为多核MCU芯片通过交叉开关矩阵连接，所述防抱死制动控制模块与所述多核电机控制器通过所述多核MCU芯片之间的所述交叉开关矩阵进行快速数据交互，所述整车控制器与所述轮速传感器电连接，所述电机控制器与所述电机旋变传感器电连接，所述方法包括：
所述轮速传感器采集电动轮的轮速信号；
所述整车控制器根据所述轮速信号进行驱动防滑控制；
所述电机旋变传感器检测电机转子的位置信号和转速信号，得到表征电机方向和转速的电机转速信号；
所述电机控制器根据所述电机转速信号进行驱动电机控制，以及根据所述电机转速信号对应的目标转换轮速信号进行防抱死制动控制；其中，所述目标转换轮速信号包括将所述电机转速信号输入至预设的扭转振动方程后得到的信号。
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