一种电动车转矩控制方法、装置、电动车和存储介质与流程

1.本发明实施例涉及电动车控制技术领域，尤其涉及一种电动车转矩控制方法、装置、电动车和存储介质。


背景技术：

2.两轮电动车又被称为“电动车”，它是由蓄电池(电瓶)提供电能，由电动机驱动的纯电动机动车辆。两轮电动车以其小巧、快捷、绿色低污染的特点深受人们的喜爱，已经成为人们出行的必备交通工具之一。然而由于当前两轮电动车事故频发，两轮电动车的行驶安全越来越受到人们的重视，如何提高两轮电动车行驶的安全性成为两轮电动车研究的重点之一。
3.目前，电动车安全转矩控制技术在两轮电动车领域中的应用较少，现有的控制两轮电动车的安全转矩方式中，可以根据用户的加速习惯的速度需求，对电机的输出转矩进行调整。但是在实际应用中，用户使用电动车时的速度会根据实际情况不断变化。这种方式不能根据电动车的实际使用情况对电机输出的转矩进行实时调整，可能会发生驱动车轮打滑导致电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，降低了两轮电动车行驶的安全性。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种电动车转矩控制方法、装置、电动车和存储介质，可以根据电机加速度和轮胎与路面的附着系数实时调整电机输出的转矩，避免电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，提高两轮电动车行驶的安全性。
5.第一方面，本发明实施例提供一种电动车转矩控制方法，包括：
6.获取电机编码器在当前周期的编码器信号；
7.根据所述编码器信号计算在所述当前周期的整车速度和电机加速度；
8.基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、所述电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；
9.基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。
10.第二方面，本发明实施例提供一种电动车转矩控制装置，所述装置包括：
11.信号获取模块，用于获取电机编码器在当前周期的编码器信号；
12.加速度计算模块，用于根据所述编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；
13.系数确定模块，用于基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；
14.转矩控制模块，用于基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当
前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。
15.第三方面，本发明实施例还提供了一种电动车，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的电动车转矩控制方法。
16.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的电动车转矩控制方法。
17.本发明实施例中，获取电机编码器在当前周期的编码器信号；根据编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；基于整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；基于轮胎与路面的附着系数和电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据目标转矩控制电机在当前周期输出的转矩。即本发明实施例中，可以根据电机加速度和轮胎与路面的附着系数确定电机输出的目标转矩，并根据目标转矩对电机实际输出的转矩进行实时调整，防止电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，提高了两轮电动车行驶的安全性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1为本发明实施例提供的电动车转矩控制方法的一个流程图；
20.图2为本发明实施例提供的电动车转矩控制方法的另一流程图；
21.图3为本发明实施例提供的确定目标转矩的流程图；
22.图4为本发明实施例提供的电动车转矩控制装置的结构示意图；
23.图5为本发明实施例提供的电动车的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.图1为本发明实施例提供的电动车转矩控制方法的一个流程图，本发明实施例的方法可以实时调整电机输出的转矩，避免电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，提高两轮电动车行驶的安全性。该方法可以由本发明实施例提供的电动车转矩控制装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。以下实施例将以该装置集成在电动车中为例进行说明，参考图1，该方法具体可以包括如下步骤：
26.步骤101、获取电机编码器在当前周期的编码器信号。
27.其中，电机编码器是一种适用于电机上将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。本方案中，电机编码器可以用于测量电动车电机的转速。电机编码器包括光电编码器、霍尔传感器、磁电阻效应(tunnel magneto resistance，
tmr)传感器以及旋转变压器等。
28.具体地，控制器可以根据内部芯片的处理能力预先设置好周期时长，并按照预设周期获取电机编码器的编码器信号。例如在本方案中，根据普通两轮电动车的控制器芯片的处理能力，可以确定周期时长为62.5微秒。即控制器可以每隔62.5微秒获取一次编码器信号。
29.步骤102、根据编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度。
30.其中，当前周期是当前时刻所在的周期。在一种可选的实施方式中，控制器可以根据编码器信号计算电动车在当前周期的轮速，根据轮速确定电动车在当前周期的整车速度。并且，可以根据当前周期的电机加速度是否突变来确定当前周期的轮速是否更新。例如，当电机加速度超过预设加速度范围时，可以确定当前周期的电动车的轮速异常，进一步可以确定当前周期的电动车的轮速不需要更新，则可以将上一个周期的电动车的轮速确定为当前周期的电动车的轮速。
31.本方案中，根据编码器信号计算在当前周期的电机加速度，包括如下步骤a1-步骤a3：
32.步骤a1：基于编码器信号计算在当前周期的候选电机转速。
33.电机编码器包括光电编码器、霍尔传感器、tmr传感器以及旋转变压器等。其中，霍尔传感器具有安装简单、线性度好和体积小等优点。霍尔传感器检测电机速度和位置的原理是在电机定子上相互间隔120
°
的位置安装三个霍尔元件，而永磁体位于转子上，当转子旋转时，受永磁体影响三相霍尔元件输出相位互差120
°
、占空比为50％的方波信号。或者根据三相霍尔与转子的角度，可以将电机的位置信息划分为间隔60
°
的霍尔区间，控制算法对离散的霍尔位置进行线性拟合可以得到转子的准确位置。
34.示例性的，利用安装在电机上的霍尔传感器，采用的传统测速计算方法中的m法测电机转速：设定一个固定的采样(采集霍尔传感器发送的三相霍尔信号)周期时间t，在固定的采样时间t内记录三相霍尔信号上升下降沿信号跳变的次数m。每次信号上升下降沿跳变一次的间隔为每60
°
电角度。则根据转过的电角度和经过的时间，可以计算得出候选电机转速为：
[0035][0036]
利用安装在电机上的霍尔传感器，采用的传统测速计算方法中的t法测电机转速：检测电机转子转过固定n个霍尔扇区所经过的时间t。三相霍尔信号每个区间之间的电角度为固定的60
°
电角度，根据电机转过固定的角度和已知的时间，可以计算得出候选电机转速为：
[0037][0038]
步骤a2：当候选电机转速在预设转速范围内时，对候选电机转速进行滤波处理，得到目标电机转速。
[0039]
其中，滤波处理是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的过程。控制器可以根据领域大数据等确定预设转速范围，预设转速
范围用于判断候选电机转速是否存在异常。当候选电机转速在预设转速范围内时，表示候选电机转速是正常的，可以用于后续计算电机加速度。如果候选电机转速不在预设转速范围内，表示候选电机转速是不正常的，不能用于计算电机加速度。
[0040]
具体地，即使候选电机转速符合预设转速范围，但用m法和t法得到的候选电机转速仍有可能存在误差，对预设转速范围内的候选电机转速进行滤波处理后，可以得到更加准确的电机转速，即目标电机转速。本方案中，可以利用卡尔曼滤波算法对计算得到的候选电机转速进行滤波。卡尔曼滤波算法可以根据电机的状态方程，基于候选电机转速对电机的状态变量进行估计，用估计的状态变量和0作为反馈信号，控制电机的正确换向和实现闭环控制，从而得到目标电机转速。
[0041]
a3：基于目标电机转速计算在当前周期的电机加速度。
[0042]
具体地，在计算出目标电机转速后，可以根据公式：电机加速度＝(目标电机转速2-目标电机转速1)/时间，计算电机加速度。其中，目标电机转速2是当前周期的目标电机转速，目标电机转速1是上一周期的目标电机转速。时间是目标电机转速2和目标电机转速1之间的时间差，即预设周期。当然，在得到电机加速度后，可以对电机加速度进行滤波处理，以提高电机加速度的精准度。
[0043]
根据上述步骤，控制器可以准确的计算出电机在当前周期的转速，从而提高电机加速度的计算结果，为后续准确调整电机输出的转矩奠定了基础。
[0044]
步骤103、基于整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数。
[0045]
其中，路面附着参数是用于计算轮胎与路面的附着系数的一个或几个参数的总称。路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项。风阻系数是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数，用它可以计算出车辆在行驶时的空气阻力，风阻系数的大小取决于车辆的外形。风阻常数是控制器根据领域大数据预先设置的，用于计算电动车在当前周期的风阻力的一个常数。电动车行驶时的迎风面积为电动车行驶时在行驶方向的投影面积。轮胎与路面的附着系数是轮胎与路面的附着力与车轮法向(与路面垂直的方向)压力的比值。轮胎与路面的附着力是轮胎和路面的接触部分的相互吸引力。轮胎与路面的附着系数可以反映出轮胎和路面之间的静摩擦系数。轮胎与路面的附着系数越大，可利用的附着力就越大，电动车就越不容易打滑。
[0046]
在一种可选的实施方式中，在得到当前周期的整车速度和路面附着参数后，控制器可以将风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和整车速度相乘，得到第一乘积；将第一乘积和风阻常数相除，得到电动车在当前周期的风阻力；基于预先确定的电机驱动力矩和风阻力的差值、预先获取的车轮转动惯量计算电动车在当前周期的附着力；将附着力与整车重力和后车轮半径的乘积相除，得到电动车在当前周期的轮胎与路面的附着系数。
[0047]
步骤104、基于轮胎与路面的附着系数和电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据目标转矩控制电机在当前周期输出的转矩。
[0048]
其中，目标转矩是控制器确定出的，电机应该向电动车后轮输出的最佳转矩。电机在当前周期输出的转矩是电机实际向后轮输出的转矩。
[0049]
在一种可选的实施方式中，当控制器确定轮胎与路面的附着系数和电机加速度后，将电机加速度输入至比例-积分-微分pid调节器，得到电机加速度对应的电机调节转
矩；获取电动车在当前周期的转把开度；当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩小于0时，若当前周期的转把开度大于上一个周期的转把开度，将预先获取到的上一个周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩；若当前周期的转把开度不大于上一个周期的转把开度，基于当前周期的转把开度确定当前周期的给定转矩；将当前周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。当轮胎与路面的附着系数不小于预设附着系数，或者当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩不小于0时，将当前周期的给定转矩确定为目标转矩。进一步地，控制器可以根据目标转矩实时调整电机在当前周期输出的转矩，使得电机向后轮输出的转矩为最佳转矩。
[0050]
本实施例的技术方案，获取电机编码器在当前周期的编码器信号；根据编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；基于整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；基于轮胎与路面的附着系数和电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据目标转矩控制电机在当前周期输出的转矩。本实施例的技术方案，可以根据电机加速度和轮胎与路面的附着系数确定电机输出的目标转矩，并根据目标转矩对电机实际输出的转矩进行实时调整，防止电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，提高了两轮电动车行驶的安全性。
[0051]
图2为本发明实施例提供的电动车转矩控制方法的另一流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进行细化。具体的方法可如图2所示，该方法可以包括如下步骤：
[0052]
步骤201、获取电机编码器在当前周期的编码器信号，根据编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度。
[0053]
步骤202、将预先确定的风阻系数、预先确定的电动车行驶时的迎风面积和整车速度的平方值相乘，得到第一乘积。
[0054]
其中，风阻系数是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数，用它可以计算出车辆在行驶时的空气阻力，风阻系数的大小取决于车辆的外形。本方案中，根据领域大数据可以将两轮电动车的风阻系数设置为0.65。电动车行驶时的迎风面积为电动车行驶时在行驶方向的投影面积。通过三维数模的测量可以得到电动车行驶时的迎风面积。当三维数据不健全时，也可以通过电动车的设计总布置图测量得到电动车行驶时的迎风面积。
[0055]
示例性的，用v表示整车速度，s表示电动车行驶时的迎风面积，cd表示风阻系数，则可以得到第一乘积为：cd*s*v2。
[0056]
步骤203、将第一乘积和风阻常数相除，得到在当前周期的风阻力。
[0057]
其中，风阻常数是控制器根据领域大数据预先设置的，用于计算电动车在当前周期的风阻力的一个常数。本方案中，将风阻常数设置为21.25。示例性的，第一乘积为：cd*s*v2，风阻常数为21.25，用fw表示风阻力。则可以确定电动车在当前周期的风阻力为：fw＝cd*s*v2/21.15
[0058]
步骤204、基于风阻力、预先确定的整车重力和后车轮半径计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数。
[0059]
其中，轮胎与路面的附着系数可以反映出轮胎和路面之间的静摩擦系数。轮胎与路面的附着系数由路面和轮胎决定的，轮胎与路面的附着系数越大，可利用的附着力就越大，电动车就越不容易打滑。控制器可以直接根据电动车的出厂信息确定电动车的整车重
力和后轮半径，或者，也可以根据电动车上的重力感应器获取电动车在当前时刻的整车重力。
[0060]
本方案实施例中，可选的，基于风阻力、预先确定的整车重力和后车轮半径计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数，包括：基于预先确定的电机驱动力矩和风阻力的差值、预先获取的车轮转动惯量计算在当前周期的附着力。将附着力与整车重力和后车轮半径的乘积相除，得到在当前周期的轮胎与路面的附着系数。
[0061]
其中，车轮转动惯量是指一个车轮在旋转时所具有的惯性。具体地，控制器可以实时接收到电机在工作时输出的电流和电压，将电机输出的电流和电压相乘，可以得到电机的输出功率。将电机的输出功率和获取到的电机转速相乘，便可以得到电机驱动力矩。进一步地，基于电机驱动力矩和风阻力的差值、预先获取的车轮转动惯量计算电动车在当前周期的附着力。
[0062]
示例性的，用tm表示电机驱动力矩，用fw表示电动车在当前周期的风阻力，用j
ω
表示车轮转动惯量，ω表示后车轮转速，t表示当前周期的时长。则电动车在当前周期的附着力可以表示为：
[0063]
进一步地，在得到电动车在当前周期的附着力后，将附着力与整车重力和后车轮半径的乘积相除，得到电动车在当前周期的轮胎与路面的附着系数。示例性的，用g表示整车重力，r
ω
表示后车轮半径，用μ表示电动车在当前周期的轮胎与路面的附着系数为：
[0064]
步骤205、将电机加速度输入至pid调节器，得到电机加速度对应的电机调节转矩。
[0065]
其中，pid调节器是由比例单元p、积分单元i和微分单元d组成。pid调节器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。pid调节器可以把收集到的加速度和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，并根据新的输入值得到对应的电机调节转矩。如此，控制器可以将电机加速度输入至pid调节器并得到电机加速度对应的电机调节转矩。
[0066]
步骤206、获取电动车在当前周期的转把开度。
[0067]
其中，转把内部主要是由磁钢、霍尔元件、复位弹簧、传感线路和塑料外壳构成的。转把开度和电机的给定转矩具有一定的对应关系，转把开度越大，电机的给定转矩就越大，电动车的速度也就越快。控制器可以实时获取到电动车的转把开度。
[0068]
步骤207、当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩小于0时，基于当前周期的转把开度和电机调节转矩确定目标转矩。
[0069]
其中，预设附着系数是控制器根据领域大数据预先确定出的一个数值，预设附着系数用于确定当电动车在当前周期的给定转矩的计算方式。轮胎与路面的附着系数越大，可利用的附着力就越大，电动车就越不容易打滑。
[0070]
本方案中，可选的，当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩小于0时，基于当前周期的转把开度和电机调节转矩确定目标转矩，包括如下步骤b1-步骤b2：
[0071]
步骤b1：若当前周期的转把开度大于上一个周期的转把开度，将预先获取到的上一个周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。
[0072]
具体地，若当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩小于0，且当前周期的转把开度大于上一个周期的转把开度，表示当前周期的给定转矩大于上个周期的给定转矩，电动车可能有打滑风险且电动车正处于加速状态，则可以将上个周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。例如，在当前周期的轮胎与路面的附着系数为0.7，预设附着系数为0.75。电机调节转矩为-5，上个周期的给定转矩为7，则可以确定电机在当前周期的目标转矩为-5+7。
[0073]
步骤b2：若当前周期的转把开度不大于上一个周期的转把开度，基于当前周期的转把开度确定当前周期的给定转矩；将当前周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。
[0074]
具体地，控制器中存储着转把开度和给定转矩的对应关系，控制器可以在转把开度和给定转矩的对应关系中确定出当前周期的转把开度对应的当前周期的给定转矩。若当前周期的转把开度不大于上一个周期的转把开度，表示当前周期的给定转矩不大于上个周期的给定转矩，电动车有打滑的风险但是电动车将要或者正处于减速状态，则可以将当前周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。
[0075]
步骤208、当轮胎与路面的附着系数不小于预设附着系数，或者当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩不小于0时，基于当前周期的转把开度确定目标转矩。
[0076]
具体地，当轮胎与路面的附着系数不小于预设附着系数，或者当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩不小于0时，表示电动车的附着力较大，发生侧滑的可能性较小，控制器可以在转把开度和给定转矩的对应关系中确定出当前周期的转把开度对应的给定转矩，并直接将当前周期的给定转矩确定为目标转矩。
[0077]
图3为本发明实施例提供的确定目标转矩的流程图。如图3所示，在控制器根据电机加速度得到电机调节转矩后，获取电动车在当前周期的转把开度。判断轮胎与路面的附着系数是否小于预设附着系数，当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数时，判断电机调节转矩是否小于0，如果电机调节转矩小于0，则判断当前周期的转把开度是否大于上一个周期的转把开度(转把开度是否在增大)。若当前周期的转把开度大于上一个周期的转把开度，将上一个周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。当前周期的转把开度不大于上一个周期的转把开度，则根据当前周期的转把开度计算当前周期的给定转矩，将当前周期的给定转矩和调节转矩相加，得到目标转矩。若轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数并且电机调节转矩不小于0，则将当前周期的给定转矩确定为目标转矩。若轮胎与路面的附着系数不小于预设附着系数，则将当前周期的给定转矩确定为目标转矩。
[0078]
通过上述步骤，控制器可以根据轮胎与路面的附着系数确定电机的给定转矩的计算方式，并根据对应的计算方式准确的计算出电机的给定转矩。进一步可以根据给定转矩快速、准确的确定电机的目标转矩，使得电动车的可以输出合适的转矩，进而提高两轮电动车行驶的安全性。
[0079]
步骤209、根据目标转矩控制电机在当前周期输出的转矩。
[0080]
本发明实施例中，获取电机编码器在当前周期的编码器信号，根据编码器信号计
算在当前周期的整车速度和电机加速度；将预先确定的风阻系数、预先确定的电动车行驶时的迎风面积和整车速度的平方值相乘，得到第一乘积；将第一乘积和风阻常数相除，得到在当前周期的风阻力；基于风阻力、预先确定的整车重力和后车轮半径计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；将电机加速度输入至pid调节器，得到电机加速度对应的电机调节转矩；获取电动车在当前周期的转把开度；当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩小于0时，基于当前周期的转把开度和电机调节转矩确定目标转矩；当轮胎与路面的附着系数不小于预设附着系数，或者当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且电机调节转矩不小于0时，基于当前周期的转把开度确定目标转矩。本实施例的技术方案，能够准确的计算出电动车在当前周期的轮胎与路面的附着系数，根据电动车的电机加速度和轮胎与路面的附着系数对电机输出的转矩进行实时调整，防止电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，提高了两轮电动车行驶的安全性。
[0081]
图4为本发明实施例提供的电动车转矩控制装置的结构示意图，该装置适用于执行本发明实施例提供的电动车转矩控制方法。如图4所示，该装置具体可以包括：
[0082]
信号获取模块401，用于获取电机编码器在当前周期的编码器信号；
[0083]
加速度计算模块402，用于根据所述编码器信号计算在所述当前周期的整车速度和电机加速度；
[0084]
系数确定模块403，用于基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、所述电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；
[0085]
转矩控制模块404，用于基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。
[0086]
可选的，系数确定模块401，具体用于：将所述风阻系数、所述电动车行驶时的迎风面积和所述整车速度的平方值相乘，得到第一乘积；
[0087]
将所述第一乘积和所述风阻常数相除，得到在当前周期的风阻力；
[0088]
基于所述风阻力、预先确定的整车重力和后车轮半径计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数。
[0089]
可选的，系数确定模块401，还用于：基于预先确定的电机驱动力矩和所述风阻力的差值、预先获取的车轮转动惯量计算在当前周期的附着力；
[0090]
将所述附着力与所述整车重力和所述后车轮半径的乘积相除，得到在当前周期的轮胎与路面的附着系数。
[0091]
可选的，转矩控制模块404，具体用于：将所述电机加速度输入至比例-积分-微分pid调节器，得到所述电机加速度对应的电机调节转矩；
[0092]
获取电动车在当前周期的转把开度；
[0093]
当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且所述电机调节转矩小于0时，基于所述当前周期的转把开度和所述电机调节转矩确定所述目标转矩。
[0094]
可选的，转矩控制模块404，还用于：若所述当前周期的转把开度大于所述上一个周期的转把开度，将预先获取到的上一个周期的给定转矩和所述调节转矩相加，得到所述目标转矩；
[0095]
若所述当前周期的转把开度不大于所述上一个周期的转把开度，基于所述当前周
期的转把开度确定所述当前周期的给定转矩；
[0096]
将所述当前周期的给定转矩和所述调节转矩相加，得到所述目标转矩。
[0097]
可选的，转矩控制模块404，还用于：当轮胎与路面的附着系数不小于所述预设附着系数，或者当轮胎与路面的附着系数小于所述预设附着系数且所述电机调节转矩不小于0时，基于当前周期的转把开度确定目标转矩。
[0098]
可选的，加速度计算模块402，具体用于：基于所述编码器信号计算在当前周期的候选电机转速；
[0099]
当所述候选电机转速在预设转速范围内时，对所述候选电机转速进行滤波处理，得到目标电机转速；
[0100]
基于所述目标电机转速计算所述当前周期的电机加速度。
[0101]
本发明实施例所提供的电动车转矩控制装置可执行本发明任意实施例所提供的电动车转矩控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。本实施例中未详尽描述的内容可以参考本发明任意方法实施例中的描述。
[0102]
图5为本发明实施例提供的电动车的结构示意图，参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的电动车的计算机系统12的结构示意图。图5示出的电动车仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。电动车12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0103]
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
[0104]
电动车12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电动车12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0105]
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。电动车12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0106]
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0107]
电动车12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电动车12交互的设备通信，和/或与使得该电动车
12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。另外，本实施例中的电动车12，显示器24不是作为独立个体存在，而是嵌入镜面中，在显示器24的显示面不予显示时，显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且，电动车12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图5所示，网络适配器20通过总线18与电动车12的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合电动车12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0108]
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及电动车转矩控制，例如实现本发明实施例所提供的一种电动车转矩控制方法：获取电机编码器在当前周期的编码器信号；根据所述编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。
[0109]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明所有发明实施例提供的一种电动车转矩控制方法：获取电机编码器在当前周期的编码器信号；根据所述编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0110]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0111]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0112]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在
用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0113]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种电动车转矩控制方法，其特征在于，包括：获取电机编码器在当前周期的编码器信号；根据所述编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数，包括：将所述风阻系数、所述电动车行驶时的迎风面积和所述整车速度的平方值相乘，得到第一乘积；将所述第一乘积和所述风阻常数相除，得到在当前周期的风阻力；基于所述风阻力、预先确定的整车重力和后车轮半径计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述当前周期的风阻力、预先确定的整车重力和后车轮半径计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数，包括：基于预先确定的电机驱动力矩和所述风阻力的差值、预先获取的车轮转动惯量计算在当前周期的附着力；将所述附着力与所述整车重力和所述后车轮半径的乘积相除，得到在当前周期的轮胎与路面的附着系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，包括：将所述电机加速度输入至比例-积分-微分pid调节器，得到所述电机加速度对应的电机调节转矩；获取电动车在当前周期的转把开度；当轮胎与路面的附着系数小于预设附着系数且所述电机调节转矩小于0时，基于所述当前周期的转把开度和所述电机调节转矩确定所述目标转矩。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述当前周期的转把开度和所述电机调节转矩确定所述目标转矩，包括：若所述当前周期的转把开度大于上一个周期的转把开度，将预先获取到的上一个周期的给定转矩和所述调节转矩相加，得到所述目标转矩；若所述当前周期的转把开度不大于所述上一个周期的转把开度，基于所述当前周期的转把开度确定所述当前周期的给定转矩；将所述当前周期的给定转矩和所述调节转矩相加，得到所述目标转矩。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当轮胎与路面的附着系数不小于所述预设附着系数，或者当轮胎与路面的附着系数小于所述预设附着系数且所述电机调节转矩不小于0时，基于所述当前周期的转把开度确定所述目标转矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述编码器信号计算在所述当前周期的电机加速度，包括：基于所述编码器信号计算在当前周期的候选电机转速；当所述候选电机转速在预设转速范围内时，对所述候选电机转速进行滤波处理，得到目标电机转速；基于所述目标电机转速计算所述当前周期的电机加速度。8.一种电动车转矩控制装置，其特征在于，包括：信号获取模块，用于获取电机编码器在当前周期编码器信号；加速度计算模块，用于根据所述编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；系数确定模块，用于基于所述整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；其中，所述路面附着参数包括：风阻系数、电动车行驶时的迎风面积和风阻常数中的一项或多项；转矩控制模块，用于基于轮胎与路面的附着系数和所述电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据所述目标转矩控制所述电机在当前周期输出的转矩。9.一种电动车，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一所述的电动车转矩控制方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一所述的电动车转矩控制方法。

技术总结
本发明实施例公开了一种电动车转矩控制方法、装置、电动车和存储介质，该方法包括：获取电机编码器在当前周期的编码器信号；根据编码器信号计算在当前周期的整车速度和电机加速度；基于整车速度和预先确定的路面附着参数计算在当前周期的轮胎与路面的附着系数；基于轮胎与路面的附着系数和电机加速度确定电机在当前周期的目标转矩，并根据目标转矩控制电机在当前周期输出的转矩。本发明实施例的方法可以根据电机加速度和轮胎与路面的附着系数确定电机输出的目标转矩，并根据目标转矩对电机实际输出的转矩进行实时调整，防止电动车发生侧滑、侧翻的情况发生，提高了两轮电动车行驶的安全性。驶的安全性。驶的安全性。


技术研发人员：刘铁丁 高宇 胡维超 陈清付 张柳鹏
受保护的技术使用者：广东高标电子科技有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/7