電動汽車的扭矩濾波控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種電動汽車的扭矩濾波控制方法，包括如下步驟：采集電動汽車的電機輸出的扭矩信號，并對所述扭矩信號進(jìn)行解析以獲取當(dāng)前扭矩信號；檢測所述當(dāng)前扭矩信號的變化速度和變化趨勢，如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化速度超過預(yù)設(shè)變化范圍，則控制所述電動汽車進(jìn)入濾波控制模式；在所述濾波控制模式下，則根據(jù)所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢對所述當(dāng)前扭矩信號進(jìn)行濾波調(diào)整，以將所述當(dāng)前扭矩信號設(shè)定為需求扭矩信號；以及控制所述電動汽車以所述需求扭矩信號行駛。該控制方法能夠為電動汽車獲得良好的動力性，使整車安全、平順行駛。
【專利說明】電動汽車的扭矩濾波控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電動汽車的扭矩濾波控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車無污染的優(yōu)點使其成為當(dāng)前汽車發(fā)展的主要方向，所以對電動汽車關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和研究具有非常重要的意義。而電動汽車的扭矩控制技術(shù)已成為電動汽車技術(shù)的一個重要研究部分。
[0003]一般情況下，電動汽車?yán)抿?qū)動電機及高壓電池系統(tǒng)替代原有發(fā)動機動力系統(tǒng)，通過扭矩解析后的輸入值與系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)及汽車工況等條件計算出合適的電機扭矩值，通過CAN總線發(fā)送到電機控制系統(tǒng)，滿足駕駛員的扭矩需求，以確保車輛安全、合理、舒適的運行。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點是，電動汽車在加速或減速過程中，如果扭矩變化太快導(dǎo)致扭矩變得不夠平滑，從而會大大影響電動汽車的動力性，降低了舒適性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0006]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種電動汽車的扭矩濾波控制方法，能夠為電動汽車獲得良好的動力性，使整車安全、平順行駛。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提出了一種電動汽車的扭矩濾波控制方法，包括如下步驟:
[0008]采集電動汽車的電機輸出的扭矩信號，并對所述扭矩信號進(jìn)行解析以獲取當(dāng)前扭矩信號；
[0009]檢測所述當(dāng)前扭矩信號的變化速度和變化趨勢，如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化速度超過預(yù)設(shè)變化范圍，則控制所述電動汽車進(jìn)入濾波控制模式；
[0010]在所述濾波控制模式下，則根據(jù)所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢對所述當(dāng)前扭矩信號進(jìn)行濾波調(diào)整，以將所述當(dāng)前扭矩信號設(shè)定為需求扭矩信號；
[0011]控制所述電動汽車以所述需求扭矩信號行駛。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車的扭矩濾波控制方法，對電機當(dāng)前扭矩進(jìn)行相應(yīng)地平滑、濾波以得到需求扭矩信號，為電動汽車加速或減速獲得良好的動力性，使電動汽車能夠安全、平順地行駛，大大提高了電動汽車的舒適性。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述濾波控制模式包括加速濾波控制模式和減速濾波控制模式。
[0014]其中，如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢為增加趨勢，則控制所述電動汽車進(jìn)入所述加速濾波控制模式；或者
[0015]如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢為減少趨勢，則控制所述電動汽車進(jìn)入所述減速濾波控制模式。
[0016]在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢對所述當(dāng)前扭矩信號進(jìn)行濾波調(diào)整，還包括獲得能夠?qū)⑺鲭妱悠嚨能囁俜€(wěn)定在預(yù)設(shè)速度范圍的扭矩。
[0017]并且，所述需求扭矩信號根據(jù)以下公式得到:
[0018]T=rate*t+Tq-old
[0019]其中，T為所述電動汽車的當(dāng)前扭矩，rate為斜率，t為時間閾值，Tq-old為上一時刻的扭矩。
[0020]進(jìn)一步地，所述需求扭矩信號為:在所述加速濾波控制模式下輸出的扭矩最小值；或者在所述減速濾波控制模式下輸出的扭矩最大值。
[0021]通過對電動汽車的扭矩進(jìn)行平滑、濾波處理來防止扭矩要求的快速變化，為駕駛員提供良好的動力性和舒適性。
[0022]在本發(fā)明的一個實施例中，如果滿足以下任一條件，則控制所述電動汽車退出所述濾波控制模式:
[0023](I)所述電動汽車的當(dāng)前扭矩超過預(yù)設(shè)范圍；
[0024](2)所述電動汽車的關(guān)鍵部件中存在處于不允許狀態(tài)的部件；
[0025](3)所述電動汽車的系統(tǒng)存在故障。
[0026]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0028]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車的扭矩濾波控制方法的流程圖；
[0029]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電動汽車的扭矩濾波控制方法中加速濾波控制模式下的流程圖；
[0030]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的加速濾波前后扭矩比對示意圖；
[0031]圖4為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的電動汽車的扭矩濾波控制方法中減速濾波控制模式下的流程圖；和
[0032]圖5為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的減速濾波前后扭矩比對示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0034]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0035]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0036]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發(fā)明的實施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0037]下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電動汽車的扭矩濾波控制方法。
[0038]如圖1所示，該控制方法包括如下步驟:
[0039]SlOl，采集電動汽車的電機輸出的扭矩信號，并對扭矩信號進(jìn)行解析以獲取當(dāng)前扭矩信號。
[0040]也就是說，首先對駕駛員意圖進(jìn)行判斷，如果為踩油門踏板，汽車開始加速，扭矩需求處于增加狀態(tài)；如果為踩制動踏板或松油門踏板，汽車開始減速，扭矩需求處于減少狀態(tài)。
[0041]S102，檢測當(dāng)前扭矩信號的變化速度和變化趨勢，如果當(dāng)前扭矩信號的變化速度超過預(yù)設(shè)變化范圍，則控制電動汽車進(jìn)入濾波控制模式。
[0042]其中，濾波控制模式包括加速濾波控制模式和減速濾波控制模式。
[0043]并且，如果當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢為增加趨勢，則控制電動汽車進(jìn)入加速濾波控制模式；如果當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢為減少趨勢，則控制電動汽車進(jìn)入減速濾波控制模式。
[0044]S103，在濾波控制模式下，則根據(jù)當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢對當(dāng)前扭矩信號進(jìn)行濾波調(diào)整，以將當(dāng)前扭矩信號設(shè)定為需求扭矩信號。
[0045]S104，控制電動汽車以需求扭矩信號行駛。
[0046]也就是說，當(dāng)電動汽車在加速濾波控制模式時，根據(jù)此時采集到的解析后的扭矩、整車自身狀態(tài)信息及路況信息，將此模式下電機應(yīng)發(fā)出的扭矩，經(jīng)過相應(yīng)的平滑、濾波處理后發(fā)送給TQR (Torque Request,扭矩請求模塊)進(jìn)行實際扭矩輸出，為電動汽車加速獲得良好的動力性，最終發(fā)送給MCU(Micro Control Unit，微控制單元)，使整車安全、平順地行駛。當(dāng)電動汽車在減速濾波控制模式時，根據(jù)此時采集的解析后的扭矩、整車自身狀態(tài)信息及路況信息，將此模式下電機應(yīng)當(dāng)發(fā)出的扭矩，經(jīng)過相應(yīng)的平滑、濾波處理后發(fā)送給扭矩請求模塊(TQR)進(jìn)行實際扭矩輸出，為電動汽車制動獲得良好的動力性，最終發(fā)送給MCU，使整車安全、平順地行駛。
[0047]在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)駕駛員的當(dāng)前需求扭矩來判斷選擇濾波控制模式，進(jìn)行扭矩濾波、平滑處理。當(dāng)判斷出整車處于扭矩較快變化運行狀態(tài)時，進(jìn)入到扭矩濾波控制模式中。在此模式下又分為兩種控制模式，即加速濾波控制模式和減速濾波控制模式。其中，駕駛員的當(dāng)前需求扭矩根據(jù)加速踏板、電機轉(zhuǎn)速、車速以及當(dāng)前檔位等信息計算得到。
[0048]進(jìn)一步地，當(dāng)整車扭矩需求增加時，電動汽車進(jìn)入加速濾波控制模式；當(dāng)整車扭矩需求減小時，電動汽車進(jìn)入減速濾波控制模式。
[0049]具體地，如圖2所示，電動汽車在加速濾波控制模式時，控制方法包括以下步驟:
[0050]S201,由采集到的解析后扭矩信號，判斷出車輛所處狀態(tài)。
[0051]S202，根據(jù)駕駛員的當(dāng)前需求扭矩較快增加變化選擇進(jìn)入加速濾波控制模式。
[0052]S203，判斷電動汽車的當(dāng)前扭矩是否超過預(yù)設(shè)范圍。如果是，則執(zhí)行步驟S208 ;如果否，則執(zhí)行下一步驟S204。其中，扭矩預(yù)設(shè)范圍根據(jù)當(dāng)前扭矩需求量設(shè)置。
[0053]S204，判斷扭矩需求是否處于增加狀態(tài)。如果是，則執(zhí)行下一步驟S205 ;如果否，則執(zhí)行步驟S208。
[0054]S205，汽車加速動力性是否增強。如果是，則執(zhí)行下一步驟S206 ;如果否，則執(zhí)行步驟S208。其中，汽車加速動力性根據(jù)TQF (Torque Filter，扭矩濾波)上一時刻扭矩和當(dāng)前時刻扭矩計算得到。
[0055]S206，電動汽車的關(guān)鍵部件中是否存在處于不允許狀態(tài)的部件。如果是，則執(zhí)行步驟S208 ;如果否，則執(zhí)行下一步驟S207。
[0056]S207，電動汽車的系統(tǒng)是否存在故障。如果是，則執(zhí)行步驟S208 ;如果否，則執(zhí)行步驟S209。
[0057]S208,電動汽車退出加速濾波控制模式。
[0058]S209，扭矩輸出最小值。
[0059]也就是說，利用當(dāng)前扭矩信號，濾波處理出能夠?qū)㈦妱悠嚨能囁俜€(wěn)定在預(yù)設(shè)速度范圍的扭矩即車速在設(shè)定速度一定范圍內(nèi)波動的平滑扭矩。加速濾波前后扭矩比對如圖3所示，在扭矩接近O時變化較慢，遠(yuǎn)離O時變化較快，由于濾波后的扭矩達(dá)到最大值的時間相對更長，因此曲線相對更加平滑。其中，TQD_Tq為濾波前的扭矩，F(xiàn)ILTER_Tq為濾波后的扭矩。
[0060]最后，需求扭矩信號根據(jù)以下公式得到:
[0061]T=rate*t+Tq-old
[0062]其中，T為電動汽車的當(dāng)前扭矩，rate為斜率，t為時間閾值例如0.01s, Tq-old為上一時刻的扭矩。在加速濾波控制模式下輸出的扭矩最小值，并將其發(fā)送給扭矩仲裁模塊進(jìn)行扭矩請求處理，按照駕駛員意圖增強汽車加速動力性，最終發(fā)送給MCU，控制電動汽車平穩(wěn)加速，使之正常、安全地行駛。
[0063]具體地，在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖4所示，電動汽車在減速濾波控制模式時，控制方法包括以下步驟:
[0064]S401,由采集到的解析后扭矩信號，判斷出車輛所處狀態(tài)。
[0065]S402，根據(jù)駕駛員的當(dāng)前需求扭矩較快減小變化選擇進(jìn)入減速濾波控制模式。
[0066]S403，判斷電動汽車的當(dāng)前扭矩是否超過預(yù)設(shè)范圍。如果是，則執(zhí)行步驟S408 ;如果否，則執(zhí)行下一步驟S404。
[0067]S404，判斷扭矩需求是否處于減小狀態(tài)。如果是，則執(zhí)行下一步驟S405 ;如果否，則執(zhí)行步驟S408。
[0068]S405，汽車制動力是否增強。如果是，則執(zhí)行下一步驟S406 ;如果否，則執(zhí)行步驟S408。
[0069]S406，電動汽車的關(guān)鍵部件中是否存在處于不允許狀態(tài)的部件。如果是，則執(zhí)行步驟S408 ;如果否，則執(zhí)行下一步驟S407。
[0070]S407，電動汽車的系統(tǒng)是否存在故障。如果是，則執(zhí)行步驟S408 ;如果否，則執(zhí)行步驟S409。
[0071]S408，電動汽車退出減速濾波控制模式。
[0072]S409，扭矩輸出最大值。
[0073]也就是說，利用當(dāng)前扭矩信號，濾波處理出能夠?qū)㈦妱悠嚨能囁俜€(wěn)定在預(yù)設(shè)速度范圍的扭矩即車速在設(shè)定速度一定范圍內(nèi)波動的平滑扭矩。減速濾波前后扭矩比對如圖5所示，在扭矩接近O時變化較慢，遠(yuǎn)離O時變化較快，由于濾波后的扭矩達(dá)到最小值的時間相對更長，因此曲線相對更加平滑。其中，TQD_Tq為濾波前的扭矩，F(xiàn)ILTER_Tq為濾波后的扭矩。
[0074]最后，需求扭矩信號根據(jù)以下公式得到:
[0075]T=rate*t+Tq-old
[0076]其中，T為電動汽車的當(dāng)前扭矩，rate為斜率，t為時間閾值例如0.01s, Tq-old為上一時刻的扭矩。在減速濾波控制模式下輸出的扭矩最大值，并將其發(fā)送給扭矩仲裁模塊進(jìn)行扭矩請求處理，按照駕駛員意圖增強汽車減速動力性，最終發(fā)送給MCU，控制電動汽車平穩(wěn)減速，使之正常、安全地行駛。
[0077]根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車的扭矩濾波控制方法，對電機當(dāng)前扭矩進(jìn)行相應(yīng)地平滑、濾波以得到需求扭矩信號，為電動汽車加速或減速獲得良好的動力性，使電動汽車能夠安全、平順地行駛，大大提高了電動汽車的舒適性。
[0078]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0079]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(R0M)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(⑶ROM)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進(jìn)行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
[0080]本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0081]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0082]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 采集電動汽車的電機輸出的扭矩信號，并對所述扭矩信號進(jìn)行解析以獲取當(dāng)前扭矩信號; 檢測所述當(dāng)前扭矩信號的變化速度和變化趨勢，如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化速度超過預(yù)設(shè)變化范圍，則控制所述電動汽車進(jìn)入濾波控制模式； 在所述濾波控制模式下，則根據(jù)所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢對所述當(dāng)前扭矩信號進(jìn)行濾波調(diào)整，以將所述當(dāng)前扭矩信號設(shè)定為需求扭矩信號；以及控制所述電動汽車以所述需求扭矩信號行駛。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于，所述濾波控制模式包括加速濾波控制模式和減速濾波控制模式。
3.如權(quán)利要求2所述的電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于， 如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢為增加趨勢，則控制所述電動汽車進(jìn)入所述加速濾波控制模式；或者 如果所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢為減少趨勢，則控制所述電動汽車進(jìn)入所述減速濾波控制模式。
4.如權(quán)利要求3所述的電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于，根據(jù)所述當(dāng)前扭矩信號的變化趨勢對所述當(dāng)前扭矩信號進(jìn)行濾波調(diào)整，還包括: 獲得能夠?qū)⑺鲭妱悠嚨能囁俜€(wěn)定在預(yù)設(shè)速度范圍的扭矩。
5.如權(quán)利要求4所述的電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于，所述需求扭矩信號根據(jù)以下公式得到:
T=rate*t+Tq-old 其中，T為所述電動汽車的當(dāng)前扭矩，rate為斜率，t為時間閾值，Tq-old為上一時刻的扭矩。
6.如權(quán)利要求5所述的電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于，所述需求扭矩信號為: 在所述加速濾波控制模式下輸出的扭矩最小值；或者 在所述減速濾波控制模式下輸出的扭矩最大值。
7.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的扭矩濾波控制方法，其特征在于，如果滿足以下任一條件，則控制所述電動汽車退出所述濾波控制模式: (1)所述電動汽車的當(dāng)前扭矩超過預(yù)設(shè)范圍； (2)所述電動汽車的關(guān)鍵部件中存在處于不允許狀態(tài)的部件； (3)所述電動汽車的系統(tǒng)存在故障。
【文檔編號】B60L15/02GK103587431SQ201210291594
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月15日
【發(fā)明者】馬麗娜, 荀野, 王華杰, 王世蒙 申請人:北汽福田汽車股份有限公司