CN103587431B - 电动汽车的扭矩滤波控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动汽车的扭矩滤波控制方法，包括如下步骤：采集电动汽车的电机输出的扭矩信号，并对所述扭矩信号进行解析以获取当前扭矩信号；检测所述当前扭矩信号的变化速度和变化趋势，如果所述当前扭矩信号的变化速度超过预设变化范围，则控制所述电动汽车进入滤波控制模式；在所述滤波控制模式下，则根据所述当前扭矩信号的变化趋势对所述当前扭矩信号进行滤波调整，以将所述当前扭矩信号设定为需求扭矩信号；以及控制所述电动汽车以所述需求扭矩信号行驶。该控制方法能够为电动汽车获得良好的动力性，使整车安全、平顺行驶。

Description

电动汽车的扭矩滤波控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车控制技术领域，特别涉及一种电动汽车的扭矩滤波控制方法。

背景技术

电动汽车无污染的优点使其成为当前汽车发展的主要方向，所以对电动汽车关键技术进行开发和研究具有非常重要的意义。而电动汽车的扭矩控制技术已成为电动汽车技术的一个重要研究部分。

一般情况下，电动汽车利用驱动电机及高压电池系统替代原有发动机动力系统，通过扭矩解析后的输入值与系统当前状态及汽车工况等条件计算出合适的电机扭矩值，通过CAN总线发送到电机控制系统，满足驾驶员的扭矩需求，以确保车辆安全、合理、舒适的运行。

现有技术存在的缺点是，电动汽车在加速或减速过程中，如果扭矩变化太快导致扭矩变得不够平滑，从而会大大影响电动汽车的动力性，降低了舒适性。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种电动汽车的扭矩滤波控制方法，能够为电动汽车获得良好的动力性，使整车安全、平顺行驶。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种电动汽车的扭矩滤波控制方法，包括如下步骤：

采集电动汽车的电机输出的扭矩信号，并对所述扭矩信号进行解析以获取当前扭矩信号；

检测所述当前扭矩信号的变化速度和变化趋势，如果所述当前扭矩信号的变化速度超过预设变化范围，则控制所述电动汽车进入滤波控制模式；

在所述滤波控制模式下，则根据所述当前扭矩信号的变化趋势对所述当前扭矩信号进行滤波调整，以将所述当前扭矩信号设定为需求扭矩信号；

控制所述电动汽车以所述需求扭矩信号行驶。

根据本发明实施例的电动汽车的扭矩滤波控制方法，对电机当前扭矩进行相应地平滑、滤波以得到需求扭矩信号，为电动汽车加速或减速获得良好的动力性，使电动汽车能够安全、平顺地行驶，大大提高了电动汽车的舒适性。

在本发明的一个实施例中，所述滤波控制模式包括加速滤波控制模式和减速滤波控制模式。

其中，如果所述当前扭矩信号的变化趋势为增加趋势，则控制所述电动汽车进入所述加速滤波控制模式；或者

如果所述当前扭矩信号的变化趋势为减少趋势，则控制所述电动汽车进入所述减速滤波控制模式。

在本发明的一个实施例中，根据所述当前扭矩信号的变化趋势对所述当前扭矩信号进行滤波调整，还包括获得能够将所述电动汽车的车速稳定在预设速度范围的扭矩。

并且，所述需求扭矩信号根据以下公式得到：

T=rate*t+Tq-old

其中，T为所述电动汽车的当前扭矩，rate为斜率，t为时间阈值，Tq-old为上一时刻的扭矩。

进一步地，所述需求扭矩信号为：在所述加速滤波控制模式下输出的扭矩最小值；或者在所述减速滤波控制模式下输出的扭矩最大值。

通过对电动汽车的扭矩进行平滑、滤波处理来防止扭矩要求的快速变化，为驾驶员提供良好的动力性和舒适性。

在本发明的一个实施例中，如果满足以下任一条件，则控制所述电动汽车退出所述滤波控制模式：

（1）所述电动汽车的当前扭矩超过预设范围；

（2）所述电动汽车的关键部件中存在处于不允许状态的部件；

（3）所述电动汽车的系统存在故障。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电动汽车的扭矩滤波控制方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的电动汽车的扭矩滤波控制方法中加速滤波控制模式下的流程图；

图3为根据本发明一个实施例的加速滤波前后扭矩比对示意图；

图4为根据本发明另一个实施例的电动汽车的扭矩滤波控制方法中减速滤波控制模式下的流程图；和

图5为根据本发明另一个实施例的减速滤波前后扭矩比对示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/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”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电动汽车的扭矩滤波控制方法。

如图1所示，该控制方法包括如下步骤：

S101，采集电动汽车的电机输出的扭矩信号，并对扭矩信号进行解析以获取当前扭矩信号。

也就是说，首先对驾驶员意图进行判断，如果为踩油门踏板，汽车开始加速，扭矩需求处于增加状态；如果为踩制动踏板或松油门踏板，汽车开始减速，扭矩需求处于减少状态。

S102，检测当前扭矩信号的变化速度和变化趋势，如果当前扭矩信号的变化速度超过预设变化范围，则控制电动汽车进入滤波控制模式。

其中，滤波控制模式包括加速滤波控制模式和减速滤波控制模式。

并且，如果当前扭矩信号的变化趋势为增加趋势，则控制电动汽车进入加速滤波控制模式；如果当前扭矩信号的变化趋势为减少趋势，则控制电动汽车进入减速滤波控制模式。

S103，在滤波控制模式下，则根据当前扭矩信号的变化趋势对当前扭矩信号进行滤波调整，以将当前扭矩信号设定为需求扭矩信号。

S104，控制电动汽车以需求扭矩信号行驶。

也就是说，当电动汽车在加速滤波控制模式时，根据此时采集到的解析后的扭矩、整车自身状态信息及路况信息，将此模式下电机应发出的扭矩，经过相应的平滑、滤波处理后发送给TQR（Torque Request，扭矩请求模块）进行实际扭矩输出，为电动汽车加速获得良好的动力性，最终发送给MCU（Micro Control Unit，微控制单元），使整车安全、平顺地行驶。当电动汽车在减速滤波控制模式时，根据此时采集的解析后的扭矩、整车自身状态信息及路况信息，将此模式下电机应当发出的扭矩，经过相应的平滑、滤波处理后发送给扭矩请求模块（TQR）进行实际扭矩输出，为电动汽车制动获得良好的动力性，最终发送给MCU，使整车安全、平顺地行驶。

在本发明的一个实施例中，根据驾驶员的当前需求扭矩来判断选择滤波控制模式，进行扭矩滤波、平滑处理。当判断出整车处于扭矩较快变化运行状态时，进入到扭矩滤波控制模式中。在此模式下又分为两种控制模式，即加速滤波控制模式和减速滤波控制模式。其中，驾驶员的当前需求扭矩根据加速踏板、电机转速、车速以及当前档位等信息计算得到。

进一步地，当整车扭矩需求增加时，电动汽车进入加速滤波控制模式；当整车扭矩需求减小时，电动汽车进入减速滤波控制模式。

具体地，如图2所示，电动汽车在加速滤波控制模式时，控制方法包括以下步骤：

S201，由采集到的解析后扭矩信号，判断出车辆所处状态。

S202，根据驾驶员的当前需求扭矩较快增加变化选择进入加速滤波控制模式。

S203，判断电动汽车的当前扭矩是否超过预设范围。如果是，则执行步骤S208；如果否，则执行下一步骤S204。其中，扭矩预设范围根据当前扭矩需求量设置。

S204，判断扭矩需求是否处于增加状态。如果是，则执行下一步骤S205；如果否，则执行步骤S208。

S205，汽车加速动力性是否增强。如果是，则执行下一步骤S206；如果否，则执行步骤S208。其中，汽车加速动力性根据TQF（Torque Filter，扭矩滤波）上一时刻扭矩和当前时刻扭矩计算得到。

S206，电动汽车的关键部件中是否存在处于不允许状态的部件。如果是，则执行步骤S208；如果否，则执行下一步骤S207。

S207，电动汽车的系统是否存在故障。如果是，则执行步骤S208；如果否，则执行步骤S209。

S208，电动汽车退出加速滤波控制模式。

S209，扭矩输出最小值。

也就是说，利用当前扭矩信号，滤波处理出能够将电动汽车的车速稳定在预设速度范围的扭矩即车速在设定速度一定范围内波动的平滑扭矩。加速滤波前后扭矩比对如图3所示，在扭矩接近0时变化较慢，远离0时变化较快，由于滤波后的扭矩达到最大值的时间相对更长，因此曲线相对更加平滑。其中，TQD_Tq为滤波前的扭矩，FILTER_Tq为滤波后的扭矩。

最后，需求扭矩信号根据以下公式得到：

T=rate*t+Tq-old

其中，T为电动汽车的当前扭矩，rate为斜率，t为时间阈值例如0.01s，Tq-old为上一时刻的扭矩。在加速滤波控制模式下输出的扭矩最小值，并将其发送给扭矩仲裁模块进行扭矩请求处理，按照驾驶员意图增强汽车加速动力性，最终发送给MCU，控制电动汽车平稳加速，使之正常、安全地行驶。

具体地，在本发明的另一个实施例中，如图4所示，电动汽车在减速滤波控制模式时，控制方法包括以下步骤：

S401，由采集到的解析后扭矩信号，判断出车辆所处状态。

S402，根据驾驶员的当前需求扭矩较快减小变化选择进入减速滤波控制模式。

S403，判断电动汽车的当前扭矩是否超过预设范围。如果是，则执行步骤S408；如果否，则执行下一步骤S404。

S404，判断扭矩需求是否处于减小状态。如果是，则执行下一步骤S405；如果否，则执行步骤S408。

S405，汽车制动力是否增强。如果是，则执行下一步骤S406；如果否，则执行步骤S408。

S406，电动汽车的关键部件中是否存在处于不允许状态的部件。如果是，则执行步骤S408；如果否，则执行下一步骤S407。

S407，电动汽车的系统是否存在故障。如果是，则执行步骤S408；如果否，则执行步骤S409。

S408，电动汽车退出减速滤波控制模式。

S409，扭矩输出最大值。

也就是说，利用当前扭矩信号，滤波处理出能够将电动汽车的车速稳定在预设速度范围的扭矩即车速在设定速度一定范围内波动的平滑扭矩。减速滤波前后扭矩比对如图5所示，在扭矩接近0时变化较慢，远离0时变化较快，由于滤波后的扭矩达到最小值的时间相对更长，因此曲线相对更加平滑。其中，TQD_Tq为滤波前的扭矩，FILTER_Tq为滤波后的扭矩。

最后，需求扭矩信号根据以下公式得到：

T=rate*t+Tq-old

其中，T为电动汽车的当前扭矩，rate为斜率，t为时间阈值例如0.01s，Tq-old为上一时刻的扭矩。在减速滤波控制模式下输出的扭矩最大值，并将其发送给扭矩仲裁模块进行扭矩请求处理，按照驾驶员意图增强汽车减速动力性，最终发送给MCU，控制电动汽车平稳减速，使之正常、安全地行驶。

根据本发明实施例的电动汽车的扭矩滤波控制方法，对电机当前扭矩进行相应地平滑、滤波以得到需求扭矩信号，为电动汽车加速或减速获得良好的动力性，使电动汽车能够安全、平顺地行驶，大大提高了电动汽车的舒适性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种电动汽车的扭矩滤波控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集电动汽车的电机输出的扭矩信号，并对所述扭矩信号进行解析以获取当前扭矩信号；

检测所述当前扭矩信号的变化速度和变化趋势，如果所述当前扭矩信号的变化速度超过预设变化范围，则控制所述电动汽车进入滤波控制模式；

在所述滤波控制模式下，则根据所述当前扭矩信号的变化趋势对所述当前扭矩信号进行滤波调整，获得能够将所述电动汽车的车速稳定在预设速度范围的扭矩，以将所述当前扭矩信号设定为需求扭矩信号；以及

控制所述电动汽车以所述需求扭矩信号行驶。

2.如权利要求1所述的电动汽车的扭矩滤波控制方法，其特征在于，所述滤波控制模式包括加速滤波控制模式和减速滤波控制模式。

3.如权利要求2所述的电动汽车的扭矩滤波控制方法，其特征在于，

如果所述当前扭矩信号的变化趋势为增加趋势，则控制所述电动汽车进入所述加速滤波控制模式；或者

如果所述当前扭矩信号的变化趋势为减少趋势，则控制所述电动汽车进入所述减速滤波控制模式。

4.如权利要求1所述的电动汽车的扭矩滤波控制方法，其特征在于，所述需求扭矩信号根据以下公式得到：

T＝rate*t+Tq-old

其中，T为所述电动汽车的当前扭矩，rate为斜率，t为时间阈值，Tq-old为上一时刻的扭矩。

5.如权利要求4所述的电动汽车的扭矩滤波控制方法，其特征在于，所述需求扭矩信号为：

在加速滤波控制模式下输出的扭矩最小值；或者

在减速滤波控制模式下输出的扭矩最大值。

6.如权利要求1所述的电动汽车的扭矩滤波控制方法，其特征在于，如果满足以下任一条件，则控制所述电动汽车退出所述滤波控制模式：

(1)所述电动汽车的当前扭矩超过预设范围；

(2)所述电动汽车的关键部件中存在处于不允许状态的部件；

(3)所述电动汽车的系统存在故障。