CN104883158B - 电动汽车加速踏板信号的滤波方法及滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车加速踏板信号的滤波方法，包括以下步骤：获取加速踏板信号的采样值和滤波值；计算采样值和滤波值的差值以及差值的变化率；根据差值和差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量；根据当前时刻的加速踏板信号的采样值和增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。本发明实施例的方法，通过采样值和滤波值的差值以及差值变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，实现信号的滤波平滑处理，保证快速跟踪信号变化趋势。本发明还公开了一种电动汽车加速踏板信号的滤波装置。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车加速踏板信号的滤波方法及滤波装置。
背景技术
相关技术中，加速踏板通常采用一阶低通滤波方法或阶梯标定滤波方法进行信号滤波处理。
其中，一阶低通滤波方法可以通过将信号进行加权叠加处理，从而实现信号滤波处理，公式为：Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)，式中α＝滤波系数，X(n)表示本次采样值，Y(n-1)为上次滤波输出值，Y(n)是本次滤波输出值；另一种阶梯标定滤波方法可以通过将阶梯变量进行标定，从而实现信号滤波处理，公式为：Y(n)＝Y(n-1)+△Y，式中Y(n-1)为上次滤波输出值，Y(n)是本次滤波输出值，△Y为阶梯变量，信号增长时为正值、降低时为负值。
然而，一阶低通滤波方法不适用于驾驶员急踩或急收油门过程，平滑滤波效果差，并且阶梯标定滤波方法中阶梯变量一旦标定完成后即固化为常量，仅能针对常规、急踩或急收中某一种情况，无法适应所有工况，并且快速跟踪效果较差。因此，相关技术中的滤波方法无法很好地根据输入信号进行改变，从而无法实现自适应地修正信号改变量，导致输入信号不平滑或跟踪响应速度慢，因此有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种可以保证快速跟踪信号变化趋势，平滑滤波效果好的电动汽车加速踏板信号的滤波方法。
本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车加速踏板信号的滤波装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电动汽车加速踏板信号的滤波方法，包括以下步骤：获取当前时刻的加速踏板信号的采样值和滤波值；计算所述采样值和滤波值的差值以及所述差值的变化率；根据所述差值和所述差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量；以及根据所述当前时刻的加速踏板信号的采样值和所述增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。
根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波方法，通过计算采样值和滤波值的差值以及差值变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，从而对信号进行滤波平滑处理，实现自适应修正信号的改变量，适应车辆的所有工况，保证快速跟踪信号变化趋势，提高平滑滤波效果和快速跟踪效果，提高用户的使用体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述踏板信号的初始采样值和初始滤波值相同。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过插值算法得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过所述采样值减去所述滤波值得到的所述差值判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过检测加速踏板的开度判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
本发明另一方面实施例提出了一种电动汽车加速踏板信号的滤波装置，包括：采集模块，用于获取当前时刻的加速踏板信号的采样值和滤波值；计算模块，用于计算所述采样值和滤波值的差值以及所述差值的变化率；获取模块，用于根据所述差值和所述差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量；以及滤波模块，用于根据所述当前时刻的加速踏板信号的采样值和所述增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。
根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波装置，通过计算采样值和滤波值的差值以及差值变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，从而对信号进行滤波平滑处理，实现自适应修正信号的改变量，适应车辆的所有工况，保证快速跟踪信号变化趋势，提高平滑滤波效果和快速跟踪效果，提高用户的使用体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述踏板信号的初始采样值和初始滤波值相同。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过插值算法得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：判断模块，用于通过所述采样值减去所述滤波值得到的所述差值判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：检测模块，用于通过检测加速踏板的开度判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的电动汽车加速踏板信号的滤波方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的电动汽车加速踏板信号的滤波装置的结构示意图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面在描述根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波方法及滤波装置之前，先来简单描述一下对信号进行平滑滤波处理的重要性。
具体地，加速踏板信号是车辆如新能源汽车中电动汽车中整车控制器的重要输入量，控制器硬件可以通过采集加速踏板传感器获取加速踏板信号，并且在整形和放大后传输给应用层软件接口。然而，实际采集的加速踏板信号突变较多，因此进入运算模块前必须经过滤波平滑处理，否则会造成电机等部件目标指令的突变。其中，一方面会造成动力突变，导致使舒适性变差，同时另一方面由于受限于电机扭矩的跟踪精度，导致不能精确地响应需求扭矩，甚至会损坏电机，降低电机的使用寿命。
本发明正是基于上述问题，而提出了一种电动汽车加速踏板信号的滤波方法与一种电动汽车加速踏板信号的滤波装置。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波方法及滤波装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波方法。参照图1所示，该方法包括以下步骤：
S101，获取当前时刻的加速踏板信号的采样值和滤波值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，踏板信号的初始采样值和初始滤波值相同。
具体地，采样值RSi表示当前时刻加速踏板曲线对应数值，加速踏板信号为输入量，例如通过加速踏板传感器直接采集；滤波值TSi表示当前时刻加速踏板滤波曲线对应数值，滤波值TSi的初始值与采样值RSi的初始值相同。
S102，计算采样值和滤波值的差值以及差值的变化率。
具体地，差值△Si表示采样值RSi和滤波值TSi之差，△Si＝RSi-TSi，单位为百分比，差值的变化率d△Si/dt表示差值△Si的微分。
S103，根据差值和差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过采样值减去滤波值得到的差值判断加速踏板信号为增长状态或降低状态。
举例而言，如果差值大于零，则可以判断加速踏板信号为增长状态；如果差值小于零，则可以判断加速踏板信号为降低状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过检测加速踏板的开度判断加速踏板信号为增长状态或降低状态。
举例而言，如果检测到当前时刻的加速踏板开度增大，则可以判断加速踏板信号为增长状态；如果检测到当前时刻的加速踏板开度减小，则可以判断加速踏板信号为降低状态。
需要说明的是，本发明并不仅限于通过差值和检测加速踏板的开度判断加速踏板信号为增长状态和降低状态判断方式。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过插值算法得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量。
S104，根据当前时刻的加速踏板信号的采样值和增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。
在本发明的实施例中，踏板信号改变量根据信号升降能自适应地进行调整，每个时刻改变量与前后时刻的差值、以及差值的变化率相关，保证快速跟踪信号变化趋势的同时，实现输入信号的平滑处理。
具体地，加速踏板增长和降低过程中即加速踏板信号分别为增长状态或降低状态时采用两种插值方法进行处理：
当加速踏板曲线在增长过程中，根据差值△Si和差值的变化率d△Si/dt，推导出采样值TSi在下一时刻增量△TSi+1，增量△TSi+1可以根据增量推算表1并且通过差值△Si和差值的变化率d△Si/dt插值获得，其中，表1中数值可标定；下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+1＝TSi+△TSi+1；同理，根据公式可计算出差值△Si+1＝RSi+1-TSi+1，差值△Si+1求微分后可得变化率d△Si+1/dt，根据表1插值出增量△TSi+2，再下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+2＝TSi+1+△TSi+2；以此类推，可计算加速踏板曲线经过滤波后在任意时刻的数值。
表1
当加速踏板曲线在降低过程中，根据差值△Si和差值的变化率d△Si/dt，推导出采样值TSi在下一时刻降量△TSi+1，降量△TSi+1可以根据降量推算表表2，通过差值△Si和差值的变化率d△Si/dt插值获得，其中，表2中数值可标定；下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+1＝TSi-△TSi+1；同理，根据公式可计算出差值△Si+1＝RSi+1-TSi+1，差值△Si+1求微分后可得变化率d△Si+1/dt，根据表2插值出降量△TSi+2，再下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+2＝TSi+1-△TSi+2；以此类推，可计算加速踏板曲线经过滤波后在任意时刻的数值。
表2
根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波方法，通过计算采样值和滤波值的差值以及差值变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，从而对信号进行滤波处理，实现自适应修正信号的改变量，适应车辆的所有工况，保证快速跟踪信号变化趋势，提高平滑滤波效果和快速跟踪效果，提高用户的使用体验。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波装置。参照图2所示，该滤波装置100包括：采集模块10、计算模块20、获取模块30和滤波模块40。
其中，采集模块10用于获取当前时刻的加速踏板信号的采样值和滤波值。计算模块20用于计算采样值和滤波值的差值以及差值的变化率。获取模块30用于根据差值和差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量。滤波模块40用于根据当前时刻的加速踏板信号的采样值和增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。本发明实施例的滤波装置100根据加速信号前后时刻的差值与差值的变化率获取下一个时刻的信号的该变量，保证快速跟踪信号变化确实的同时，实现输入信号即加速踏板信号的平滑处理。
进一步地，在本发明的一个实施例中，踏板信号的初始采样值和初始滤波值相同。
具体地，采样值RSi表示当前时刻加速踏板曲线对应数值，加速踏板信号为输入量，例如通过加速踏板传感器直接采集；滤波值TSi表示当前时刻加速踏板滤波曲线对应数值，滤波值TSi的初始值与采样值RSi的初始值相同。
进一步地，差值△Si表示采样值RSi和滤波值TSi之差，△Si＝RSi-TSi，单位为百分比，差值的变化率d△Si/dt表示差值△Si的微分。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的滤波装置100还包括：判断模块50(图中未具体标示)。其中，判断模块50用于通过采样值减去滤波值得到的差值判断加速踏板信号为增长状态或降低状态。
举例而言，如果差值大于零，则可以判断加速踏板信号为增长状态；如果差值小于零，则可以判断加速踏板信号为降低状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的滤波装置100还包括：检测模块60(图中未具体标示)。其中，检测模块60用于通过检测加速踏板的开度判断加速踏板信号为增长状态或降低状态。
举例而言，如果检测到当前时刻的加速踏板开度增大，则可以判断加速踏板信号为增长状态；如果检测到当前时刻的加速踏板开度减小，则可以判断加速踏板信号为降低状态。
需要说明的是，本发明并不仅限于通过差值和检测加速踏板的开度判断加速踏板信号为增长状态和降低状态判断方式。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过插值算法得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量。
在本发明的实施例中，踏板信号改变量根据信号升降能自适应地进行调整，每个时刻改变量与前后时刻的差值、以及差值的变化率相关，保证快速跟踪信号变化趋势的同时，实现输入信号的平滑处理。
具体地，加速踏板增长和降低过程中即加速踏板信号分别为增长状态或降低状态时采用两种插值方法进行处理：
当加速踏板曲线在增长过程中，根据差值△Si和差值的变化率d△Si/dt，推导出采样值TSi在下一时刻增量△TSi+1，增量△TSi+1可以根据增量推算表1并且通过差值△Si和差值的变化率d△Si/dt插值获得，其中，表1中数值可标定；下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+1＝TSi+△TSi+1；同理，根据公式可计算出差值△Si+1＝RSi+1-TSi+1，差值△Si+1求微分后可得变化率d△Si+1/dt，根据表1插值出增量△TSi+2，再下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+2＝TSi+1+△TSi+2；以此类推，可计算加速踏板曲线经过滤波后在任意时刻的数值。
当加速踏板曲线在降低过程中，根据差值△Si和差值的变化率d△Si/dt，推导出采样值TSi在下一时刻降量△TSi+1，降量△TSi+1可以根据降量推算表表2，通过差值△Si和差值的变化率d△Si/dt插值获得，其中，表2中数值可标定；下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+1＝TSi-△TSi+1；同理，根据公式可计算出差值△Si+1＝RSi+1-TSi+1，差值△Si+1求微分后可得变化率d△Si+1/dt，根据表2插值出降量△TSi+2，再下一时刻加速踏板曲线对应数值TSi+2＝TSi+1-△TSi+2；以此类推，可计算加速踏板曲线经过滤波后在任意时刻的数值。
根据本发明实施例提出的电动汽车加速踏板信号的滤波装置，通过计算采样值和滤波值的差值以及差值变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，从而对信号进行滤波处理，实现自适应修正信号的改变量，适应车辆的所有工况，保证快速跟踪信号变化趋势，提高平滑滤波效果和快速跟踪效果，提高用户的使用体验。
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。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
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。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种电动汽车加速踏板信号的滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取当前时刻的加速踏板信号的采样值和滤波值；
计算所述采样值和滤波值的差值以及所述差值的变化率；
根据所述差值和所述差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，其中，根据所述差值和所述差值的变化率推导出所述采样值在下一时刻增量，所述增量根据增量推算表并且通过所述差值和所述差值的变化率插值获得，并且根据所述差值和所述差值的变化率推导出所述采样值在下一时刻降量，所述降量根据降量推算表并且通过所述差值和所述差值的变化率插值获得；以及
根据所述当前时刻的加速踏板信号的采样值和所述增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。
2.根据权利要求1所述的电动汽车加速踏板信号的滤波方法，其特征在于，所述踏板信号的初始采样值和初始滤波值相同。
3.根据权利要求1所述的电动汽车加速踏板信号的滤波方法，其特征在于，通过所述采样值减去所述滤波值得到的所述差值判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
4.根据权利要求1所述的电动汽车加速踏板信号的滤波方法，其特征在于，通过检测加速踏板的开度判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
5.一种电动汽车加速踏板信号的滤波装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取当前时刻的加速踏板信号的采样值和滤波值；
计算模块，用于计算所述采样值和滤波值的差值以及所述差值的变化率；
获取模块，用于根据所述差值和所述差值的变化率得到下一时刻的加速踏板信号的采样值的增量或降量，其中，根据所述差值和所述差值的变化率推导出所述采样值在下一时刻增量，所述增量根据增量推算表并且通过所述差值和所述差值的变化率插值获得，并且根据所述差值和所述差值的变化率推导出所述采样值在下一时刻降量，所述降量根据降量推算表并且通过所述差值和所述差值的变化率插值获得；以及
滤波模块，用于根据所述当前时刻的加速踏板信号的采样值和所述增量或降量得到下一时刻的加速踏板信号的滤波值。
6.根据权利要求5所述的电动汽车加速踏板信号的滤波装置，其特征在于，所述踏板信号的初始采样值和初始滤波值相同。
7.根据权利要求5所述的电动汽车加速踏板信号的滤波装置，其特征在于，还包括：判断模块，用于通过所述采样值减去所述滤波值得到的所述差值判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
8.根据权利要求5所述的电动汽车加速踏板信号的滤波装置，其特征在于，还包括：检测模块，用于通过检测加速踏板的开度判断所述加速踏板信号为增长状态或降低状态。
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