一種電動車控制方法及裝置與流程

本發明屬于電動車技術領域，尤其涉及一種電動車控制方法及裝置。

背景技術：

在電動車技術領域，如何有效防止車輛溜坡是一個比較關鍵、共性的技術難題。車輛溜坡指的是由于路況等原因造成的與駕駛員行進意圖相反的車輛運動，例如當車輛沿著傾斜坡道向上行駛的過程中，可能會出現車輛向下滑的情況。車輛溜坡極為危險，極易引起交通事故。

現有技術中，電動車防溜坡的控制方法主要有三種：第一種方法是通過識別坡度，對電機進行怠速控制，防止溜坡。第二種方法是通過狀態觀測器實時估計坡度，根據動力學公式計算駐坡所需轉矩，同時通過自動計算反饋閉環控制輸出補償轉矩防止車輛溜坡。第三種方法是通過識別坡度后，對電機進行轉矩自平衡控制，使電機轉子位置維持在檢測的初始位置，使車輛停在坡上。

上述的電動車防溜坡控制方法，首先都是要識別坡度，因此，需要增加額外的坡度傳感器的成本或者增加大量的坡度識別運算。

技術實現要素：

鑒于此，本發明實施例提供一種電動車控制方法及裝置，以解決現有技術中需要增加額外的坡度傳感器的成本或者增加大量的坡度識別運算的問題。

本發明實施例提供的一種電動車控制方法，可以包括：

獲取目標電動車的當前速度和預設的目標速度；

當滿足預設的防溜坡觸發條件時，根據所述當前速度和所述目標速度通過PID控制算法得到防溜坡轉矩；

根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整；

控制所述目標電動車的電機輸出調整后的防溜坡轉矩，以使所述目標電動車達到所述目標速度。

進一步地，所述根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整具體可以包括：

根據預設的計算系數、所述防溜坡轉矩和所述當前速度計算轉矩上限和轉矩下限；

根據所述轉矩上限和轉矩下限對所述防溜坡轉矩進行限幅。

進一步地，在根據所述轉矩上限和轉矩下限對所述防溜坡轉矩進行限幅之前，還可以包括：

獲取所述目標電動車的檔位狀態；

若所述轉矩下限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩下限調整為零；

若所述轉矩上限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩上限調整為零。

進一步地，在控制電機輸出調整后的防溜坡轉矩之前，還可以包括：

根據所述目標電動車的當前車輛狀態得到綜合轉矩；

若所述綜合轉矩的有效驅動力大于所述調整后的防溜坡轉矩的有效驅動力，則將所述綜合轉矩確定為調整后的防溜坡轉矩，所述有效驅動力為轉矩在所述檔位狀態指示的運動方向上產生的驅動力。

進一步地，在根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整之前，還可以包括：對所述防溜坡轉矩進行滑動平均濾波；

所述對所述防溜坡轉矩進行滑動平均濾波具體可以包括：

對所述防溜坡轉矩以預定的采樣周期進行采樣，得到采樣隊列，所述采樣隊列為先進先出的隊列；

丟棄所述采樣隊列的隊首采樣樣本，并將新獲得的采樣樣本加入隊尾，得到更新后的采樣隊列；

將所述采樣隊列的平均值確定為所述防溜坡轉矩。

本發明實施例提供的一種電動車控制裝置，可以包括：

速度獲取模塊，用于獲取目標電動車的當前速度和預設的目標速度；

PID控制模塊，用于當滿足預設的防溜坡觸發條件時，根據所述當前速度和所述目標速度通過PID控制算法得到防溜坡轉矩；

限幅模塊，用于根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整；

轉矩輸出模塊，用于控制所述目標電動車的電機輸出調整后的防溜坡轉矩，以使所述目標電動車達到所述目標速度。

進一步地，所述限幅模塊具體可以包括：

計算單元，用于根據預設的計算系數、所述防溜坡轉矩和所述當前速度計算轉矩上限和轉矩下限；

限幅單元，用于根據所述轉矩上限和轉矩下限對所述防溜坡轉矩進行限幅。

進一步地，所述限幅模塊還可以包括：

檔位獲取單元，用于獲取所述目標電動車的檔位狀態；

下限調整單元，用于若所述轉矩下限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩下限調整為零；

上限調整單元，用于若所述轉矩上限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩上限調整為零。

進一步地，所述限幅模塊還可以包括：

綜合轉矩單元，用于根據所述目標電動車的當前車輛狀態得到綜合轉矩；

轉矩調整單元，用于若所述綜合轉矩的有效驅動力大于所述調整后的防溜坡轉矩的有效驅動力，則將所述綜合轉矩確定為調整后的防溜坡轉矩，所述有效驅動力為轉矩在所述檔位狀態指示的運動方向上產生的驅動力。

進一步地，所述電動車控制裝置還可以包括：濾波模塊，用于對所述防溜坡轉矩進行滑動平均濾波；

所述濾波模塊具體可以包括：

采樣單元，用于對所述防溜坡轉矩以預定的采樣周期進行采樣，得到采樣隊列，所述采樣隊列為先進先出的隊列；

更新單元，用于丟棄所述采樣隊列的隊首采樣樣本，并將新獲得的采樣樣本加入隊尾，得到更新后的采樣隊列；

計算單元，用于將所述采樣隊列的平均值確定為所述防溜坡轉矩。

本發明實施例與現有技術相比存在的有益效果是：本發明實施例獲取目標電動車的當前速度和預設的目標速度；當滿足預設的防溜坡觸發條件時，根據所述當前速度和所述目標速度通過PID控制算法得到防溜坡轉矩；根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整；控制所述目標電動車的電機輸出調整后的防溜坡轉矩，以使所述目標電動車達到所述目標速度。通過本發明實施例，運用PID控制算法得到了防溜坡轉矩，并對所述防溜坡轉矩進行限幅，控制電機輸出精準的防溜坡轉矩，使所述車輛速度快速準確地達到所述預設的目標速度，無需增加額外的坡度傳感器的成本或者增加大量的坡度識別運算。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例一提供的一種電動車控制方法的示意流程圖；

圖2是本發明實施例二提供的一種電動車控制裝置的示意框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應當理解，當在本說明書和所附權利要求書中使用時，術語“包括”指示所描述特征、整體、步驟、操作、元素和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元素、組件和/或其集合的存在或添加。

還應當理解，在此本發明說明書中所使用的術語僅僅是出于描述特定實施例的目的而并不意在限制本發明。如在本發明說明書和所附權利要求書中所使用的那樣，除非上下文清楚地指明其它情況，否則單數形式的“一”、“一個”及“該”意在包括復數形式。

還應當進一步理解，在本發明說明書和所附權利要求書中使用的術語“和/或”是指相關聯列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可能組合，并且包括這些組合。

如在本說明書和所附權利要求書中所使用的那樣，術語“如果”可以依據上下文被解釋為“當...時”或“一旦”或“響應于確定”或“響應于檢測到”。類似地，短語“如果確定”或“如果檢測到[所描述條件或事件]”可以依據上下文被解釋為意指“一旦確定”或“響應于確定”或“一旦檢測到[所描述條件或事件]”或“響應于檢測到[所描述條件或事件]”。

為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。

實施例一：

參見圖1，是本發明實施例一提供的一種電動車控制方法的示意框圖，該方法可以包括以下步驟：

步驟S101，獲取目標電動車的當前速度和預設的目標速度。

一般地，目標速度可以設置為零，即保持目標電動車位置不變；目標速度也可以根據實際情況進行設置，本實施例對此不作具體限定。

容易理解地，如果將目標速度設置為正數，則表明需要目標電動車前進，如果將目標速度設置為負數，則表明需要目標電動車后退。

步驟S102，當滿足預設的防溜坡觸發條件時，根據所述當前速度和所述目標速度通過PID控制算法得到防溜坡轉矩。

所述防溜坡觸發條件可以包括：所述當前速度與所述目標速度之差不滿足預設的誤差范圍條件。

不同的系統，速度反饋信號的精度、波動幅度不同，一般設置一個介入計算的誤差范圍，即所述當前速度與所述目標速度之差的絕對值很小時不再進行PID計算。

所述誤差范圍條件可以為[-40RPM，40RPM]，其中，RPM表示每分鐘轉數。也可以根據實際情況進行設置，本實施例對此不作具體限定。

步驟S103，根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整。

優選地，步驟S103具體可以包括：

步驟S1031，根據預設的計算系數、所述防溜坡轉矩和所述當前速度計算轉矩上限和轉矩下限。

所述計算系數與速度、電流歸一化等系統參數有關，可以設置為100，也可以根據實際情況進行設置，本實施例對此不作具體限定。

所述轉矩下限可以通過如下公式計算得到：Limit1＝A-(k×ABS(speed))，其中Limit1表示轉矩下限，A表示所述防溜坡轉矩，k表示所述預設的計算系數，speed表示所述當前速度，該公式表示所述轉矩下限為所述防溜坡轉矩減去所述預設的計算系數與所述當前速度的絕對值的乘積。

類似地，所述轉矩上限可以通過如下公式計算得到：Limit2＝A+(k×ABS(speed))，其中Limit2表示轉矩上限，該公式表示所述轉矩上限為所述防溜坡轉矩加上所述預設的計算系數與所述當前速度的絕對值的乘積。

需要注意的是，以上關于轉矩上限和轉矩下限的計算公式僅為示例，該計算公式也可以根據實際情況進行設置，本實施例對此不作具體限定。

步驟S1032，根據所述轉矩上限和轉矩下限對所述防溜坡轉矩進行限幅。

根據所述轉矩上限和轉矩下限可以確定所述防溜坡轉矩的范圍應為[Limit1,Limit2]，若所述防溜坡轉矩大于所述轉矩上限Limit2，則將所述轉矩上限確定為所述防溜坡轉矩，若所述防溜坡轉矩小于所述轉矩下限Limit1，則將所述轉矩下限確定為所述防溜坡轉矩。

實際應用中，還要考慮所述目標電動車的檔位狀態，在前進檔位時防止向后溜坡，在后退檔位時防止向前溜坡，保證既可以得到合適的防溜坡轉矩，又不會影響正常的行駛狀態，并且可以做到防溜坡計算這部分是持續工作的，對于檔位切換等狀態變化的過度是平穩的。

因此，優選地，在步驟S1032之前，還可以包括：

步驟S103a，獲取所述目標電動車的檔位狀態。

所述檔位狀態可以包括：前進檔位和后退檔位。

步驟S103b，若所述轉矩下限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩下限調整為零。

一般地，若轉矩的值為正，則代表對所述目標電動車進行前進方向上的驅動，若轉矩的值為負，則代表對所述目標電動車進行后退方向上的驅動。那么，若所述檔位狀態為前進檔位且所述轉矩下限小于零，則將所述轉矩下限調整為零。

步驟S103c，若所述轉矩上限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩上限調整為零。

與步驟S103b所述類似地，若所述檔位狀態為后退檔位且所述轉矩上限大于零，則將所述轉矩上限調整為零。

步驟S104，控制所述目標電動車的電機輸出調整后的防溜坡轉矩，以使所述目標電動車達到所述目標速度。

優選地，在步驟S104之前，還可以包括：

步驟S103d，根據所述目標電動車的當前車輛狀態得到綜合轉矩。

所述綜合轉矩為考慮了包括油門在內的相關因素，經過綜合處理得到的轉矩目標值。

步驟S103e，若所述綜合轉矩的有效驅動力大于所述調整后的防溜坡轉矩的有效驅動力，則將所述綜合轉矩確定為調整后的防溜坡轉矩，所述有效驅動力為轉矩在所述檔位狀態指示的運動方向上產生的驅動力。

例如，若所述檔位狀態為前進檔位且所述綜合轉矩大于所述調整后的防溜坡轉矩(正數)，則將所述綜合轉矩確定為調整后的防溜坡轉矩。

又如，若所述檔位狀態為后退檔位且所述綜合轉矩小于所述調整后的防溜坡轉矩(負數)，則將所述綜合轉矩確定為調整后的防溜坡轉矩。

優選地，在步驟S103之前，還可以包括：

步驟a，對所述防溜坡轉矩進行滑動平均濾波。

步驟a具體可以包括：

步驟a1，對所述防溜坡轉矩以預定的采樣周期進行采樣，得到采樣隊列，所述采樣隊列為先進先出的隊列。

所述采樣周期可以為63微秒，也可以根據實際情況進行設置，以保證得到的防溜坡轉矩平穩，本實施例對此不作具體限定。

步驟a2，丟棄所述采樣隊列的隊首采樣樣本，并將新獲得的采樣樣本加入隊尾，得到更新后的采樣隊列。

所述采樣隊列長度可以為200，也可以根據實際情況進行設置，以保證得到的防溜坡轉矩平穩，本實施例對此不作具體限定。

步驟a3，將所述采樣隊列的平均值確定為所述防溜坡轉矩。

通過以上滑動平均濾波，可有效保證所述防溜坡轉矩的平穩輸出。

綜上所述，本發明實施例獲取目標電動車的當前速度和預設的目標速度；當滿足預設的防溜坡觸發條件時，根據所述當前速度和所述目標速度通過PID控制算法得到防溜坡轉矩；根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整；控制所述目標電動車的電機輸出調整后的防溜坡轉矩，以使所述目標電動車達到所述目標速度。通過本發明實施例，運用PID控制算法得到了防溜坡轉矩，并對所述防溜坡轉矩進行限幅，控制電機輸出精準的防溜坡轉矩，使所述車輛速度快速準確地達到所述預設的目標速度，無需增加額外的坡度傳感器的成本或者增加大量的坡度識別運算。

實施例二：

參見圖2，是本發明實施例二提供的一種電動車控制裝置的示意框圖，為了便于說明，僅示出與本發明實施例相關的部分。

該電動車控制裝置可以是內置于電動車內的軟件單元、硬件單元或者軟硬結合的單元，也可以作為獨立的掛件集成到所述電動車中。

所述電動車控制裝置可以包括：

速度獲取模塊201，用于獲取目標電動車的當前速度和預設的目標速度；

PID控制模塊202，用于當滿足預設的防溜坡觸發條件時，根據所述當前速度和所述目標速度通過PID控制算法得到防溜坡轉矩；

限幅模塊203，用于根據預設的限幅規則對所述防溜坡轉矩進行調整；

轉矩輸出模塊204，用于控制所述目標電動車的電機輸出調整后的防溜坡轉矩，以使所述目標電動車達到所述目標速度。

進一步地，所述限幅模塊203具體包括：

計算單元2031，用于根據預設的計算系數、所述防溜坡轉矩和所述當前速度計算轉矩上限和轉矩下限；

限幅單元2032，用于根據所述轉矩上限和轉矩下限對所述防溜坡轉矩進行限幅。

進一步地，所述限幅模塊203還包括：

檔位獲取單元2033，用于獲取所述目標電動車的檔位狀態；

下限調整單元2034，用于若所述轉矩下限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩下限調整為零；

上限調整單元2035，用于若所述轉矩上限對所述目標電動車的驅動方向與所述檔位狀態指示的運動方向不一致，則將所述轉矩上限調整為零。

進一步地，所述限幅模塊203還包括：

綜合轉矩單元2036，用于根據所述目標電動車的當前車輛狀態得到綜合轉矩；

轉矩調整單元2037，用于若所述綜合轉矩的有效驅動力大于所述調整后的防溜坡轉矩的有效驅動力，則將所述綜合轉矩確定為調整后的防溜坡轉矩，所述有效驅動力為轉矩在所述檔位狀態指示的運動方向上產生的驅動力。

進一步地，所述電動車控制裝置還包括：濾波模塊205，用于對所述防溜坡轉矩進行滑動平均濾波；

所述濾波模塊205具體包括：

采樣單元2051，用于對所述防溜坡轉矩以預定的采樣周期進行采樣，得到采樣隊列，所述采樣隊列為先進先出的隊列；

更新單元2052，用于丟棄所述采樣隊列的隊首采樣樣本，并將新獲得的采樣樣本加入隊尾，得到更新后的采樣隊列；

計算單元2053，用于將所述采樣隊列的平均值確定為所述防溜坡轉矩。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的模塊及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的范圍。

在本發明所提供的實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通訊連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明實施例的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)或處理器(processor)執行本發明實施例各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例各實施例技術方案的精神和范圍。