CN113400951A - 一种电机输出扭矩的控制方法、装置及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机输出扭矩的控制方法、装置及电动汽车，涉及电机控制技术领域，所述电机输出扭矩的控制方法包括：在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。本发明的方案实现了在汽车处于智能单踏板控制模式且用户无加速需求时，实现快速刹车，提升用户操控舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及整车控制技术领域，尤其是涉及一种电机输出扭矩的控制方法、装置及电动汽车。
背景技术
目前，市场上具备智能单踏板控制的汽车，在驾驶员松开加速踏板且车速小于3km/h后，汽车就失去了回收扭矩的功能，只能以零扭矩的方式向前滑行，也就是说，完全依靠摩擦力使车辆停下。
智能单踏板功能本身就是通过一个踏板的操控来实现车辆行驶和停止，如果缺失快速刹停功能，在操控舒适性上会有欠缺。例如，在城市堵车路况，频繁需要跟车前进和停车时，如果仅依靠摩擦力使汽车停下，则需要在汽车快接近前车时经常需要频繁踩刹车，才能防止跟车时与前车相撞，这就不能实现真正意义上的一个踏板的智能控制。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电机输出扭矩的控制方法、装置及电动汽车，从而解决现有技术中智能单踏板控制的汽车无法实现快速刹车的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种电机输出扭矩的控制方法，所述方法包括：
在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；
根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；
根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；
采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；
根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。
可选的，在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机的当前转速及转速变化率的步骤包括：
获取所述电机的当前转速；
对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速；
根据所述电机转速和至少前一时刻的电机转速，确定所述转速变化率。
可选的，对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速的步骤包括：
对所述当前转速进行带阻滤波，获得第一转速；
对所述第一转速进行低通滤波，获得所述电机转速。
可选的，根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法的步骤包括：
判断所述电机转速是否小于预设转速，或者，所述转速变化率小于预设转速变化率；若所述电机转速小于所述预设转速，或者，所述转速变化率小于所述预设转速变化率，则确定所述调节算法为比例积分调节，否则，确定所述调节算法为比例调节。
可选的，根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩的步骤包括：
对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩；
控制所述电机输出所述修正扭矩。
可选的，对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩的步骤包括：
判断所述调节扭矩是否大于第一预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第一预设扭矩；
判断所述调节扭矩是否小于第二预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第二预设扭矩；其中，所述第一预设扭矩大于所述第二预设扭矩。
可选的，控制所述电机输出所述修正扭矩的步骤包括：
根据预先存储的电机转速与扭矩输出梯度对应关系表，控制所述电机按照梯度输出所述修正扭矩。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电机输出扭矩的控制装置，包括：
获取模块，用于在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；
第一确定模块，用于根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；
第二确定模块，用于根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；
调节模块，用于采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；
控制模块，用于根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。
可选的，所述获取模块包括：
获取子模块，用于获取所述电机的当前转速；
处理子模块，用于对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速；
确定子模块，用于根据所述电机转速和至少前一时刻的电机转速，确定所述转速变化率。
可选的，所述处理子模块包括：
第一处理单元，用于对所述当前转速进行带阻滤波，获得第一转速；
第二处理单元，用于对所述第一转速进行低通滤波，获得所述电机转速。
可选的，所述第二确定模块用于判断所述电机转速是否小于预设转速，或者，所述转速变化率小于预设转速变化率；若所述电机转速小于所述预设转速，或者，所述转速变化率小于所述预设转速变化率，则确定所述调节算法为比例积分调节，否则，确定所述调节算法为比例调节。
可选的，所述控制模块包括：
修正子模块，用于对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩；
控制子模块，用于控制所述电机输出所述修正扭矩。
可选的，所述修正子模块包括：
第一判断单元，用于判断所述调节扭矩是否大于第一预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第一预设扭矩；
第二判断单元，用于判断所述调节扭矩是否小于第二预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第二预设扭矩；其中，所述第一预设扭矩大于所述第二预设扭矩。
可选的，所述控制子模块具体用于根据预先存储的电机转速与扭矩输出梯度对应关系表，控制所述电机按照梯度输出所述修正扭矩。
第三方面，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电机输出扭矩的控制装置。
第四方面，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器，存储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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的电机输出扭矩的控制方法的步骤。
本发明实施例的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明实施例通过在检测到电动汽车处于只能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，一方面，根据电机转速确定当前需求扭矩，并根据当前需求扭矩控制电机输出扭矩，解决了现有技术中只能通过溜车实现车辆刹停导致缺失快速刹停功能的问题，提高了用户的操控舒适性；另一方面，根据电机转速或转速变化率确定对当前需求扭矩与目标扭矩的偏差的调节算法，实现了根据不同电机转速确定不同的调节算法，从而保证车辆在小上坡或下坡的路况上也能实现跟平路一样的刹车效果，且不会出现扭矩失控的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的电机输出扭矩的控制装置的步骤示意图；
图2为本发明实施例的电机输出扭矩的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明针对现有技术中汽车在智能单踏板模式下只能通过滑行溜车的方式停车，不具备快速刹停的功能，导致用户的操控舒适性不足，且易出现与前车相撞的问题，提供了一种电机输出扭矩的控制方法、装置及电动汽车，实现了汽车在智能单踏板模式下的快速刹停，提高了用户的操控舒适性且不易与其他车辆发生相撞的危险。
如图1所示，本发明实施例提供了一种电机输出扭矩的控制方法，所述方法包括：
步骤S101，在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；
本步骤中，在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零时，判断用户目前有刹车的意图，因此，需要根据该判断结果计算汽车的当前需求扭矩，众所周知，所述当前需求扭矩是根基电机转速确定的，所以，本步骤中，在判断用户目前有刹车的意图时，首先需要获取电机的转动参数，如电机转速和转所变化率。
步骤S102，根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；
步骤S103，根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；
本步骤中，由于汽车刹停的过程是电机输出扭矩的一个渐变过程，即：由当前的输出扭矩降低至零，从而使汽车停止，因此，需要不断对扭矩进行调节，本发明实施例针对汽车处于不同的状态确定不同的调节算法，避免了扭矩失控的问题，提高了用户的乘车舒适性。
步骤S104，采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；
步骤S105，根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。
在检测到电动汽车处于只能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，一方面，根据电机转速确定当前需求扭矩，并根据当前需求扭矩控制电机输出扭矩，解决了现有技术中只能通过溜车实现车辆刹停导致缺失快速刹停功能的问题，提高了用户的操控舒适性；另一方面，根据电机转速或转速变化率确定对当前需求扭矩与目标扭矩的偏差的调节算法，实现了根据不同电机转速确定不同的调节算法，从而保证车辆在小上坡或下坡的路况上也能实现跟平路一样的刹车效果，且不会出现扭矩失控的情况。
作为一个可选实施例，步骤S101，在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机的当前转速及转速变化率的步骤包括：
a)获取所述电机的当前转速；
b)对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速；
c)根据所述电机转速和至少前一时刻的电机转速，确定所述转速变化率。
由于汽车的刹停功能涉及到电机转速在预设转速，优选为200rpm，以下的大扭矩控制，所以在此区间非常容易出现转速和扭矩共振的问题，这样会严重干涉扭矩的正常输出，因此，在本发明实施例中，通过对所述当前转速进行滤波处理，消除了转速信号中的波动，从而抑制共振效果。
具体的，b)对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速的步骤包括：
对所述当前转速进行带阻滤波，获得第一转速；
对所述第一转速进行低通滤波，获得所述电机转速。
本发明实施了的滤波处理具体是通过设计一个特殊滤波器，通过带组滤波器和低通滤波器的组合，实现对所述当前转速的滤波，从而能达到消除转速信号中的波动，相对于传统意义上的带通滤波，本发明实施例的滤波处理还达到了抑制转速与扭矩的共振效果。
作为一个可选实施例，步骤S103根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法，包括：
判断所述电机转速是否小于预设转速，或者，所述转速变化率小于预设转速变化率；若所述电机转速小于所述预设转速，或者，所述转速变化率小于所述预设转速变化率，则确定所述调节算法为比例积分调节，否则，确定所述调节算法为比例调节。
本实施例中，比例调节用于控制汽车产生负扭矩，实现将车辆拉停；积分调节用于计算坡道控制扭矩，保证车辆在小上坡和下坡也能实现跟平路一样的刹停效果。具体的，积分控制分为两个部分，一部分是积分时刻控制，另一部分是扭矩限制控制；其中，积分时刻控制是确定积分调节开始计算的时机，如在检测到电机转速小于预设转速，该预设转速可以为使车辆趋于停止的转速；或者，在检测到转速变化率小于预设转速变化率，该转速变化率可以使车辆接近匀速行驶，优选的，预设转速变化率未0的时候，在调节算法中加入积分调节，这样，防止了过早加入积分调节，导致提前积分过饱和后扭矩失控的问题。
综上可知，本发明实施例优选适用于车辆处于智能单踏板控制模式时，在上坡或下坡过程中，实现车辆的快速刹停。
作为一个可选实施例，步骤S105，根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩，包括：
对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩；
控制所述电机输出所述修正扭矩。
本实施例中，通过对所述调节扭矩进行修正，使得车辆在快速刹停的过程中，电机的输出扭矩的平滑，保证了驱动电机动力输出的平顺，提高了用户的驾乘感受。
具体的，对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩的步骤包括：
判断所述调节扭矩是否大于第一预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第一预设扭矩；
判断所述调节扭矩是否小于第二预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第二预设扭矩；其中，所述第一预设扭矩大于所述第二预设扭矩。
由上可知，本步骤具体用于将所述调节扭矩修正在第一预设扭矩和第二预设扭矩之间，使得电机的输出扭矩始终位于第一预设扭矩和第二预设扭矩之间，从而实现车辆的行驶过程中的平顺性，在确保车辆满足快速刹停的功能的基础上，提升用户的驾乘感受。
具体的，控制所述电机输出所述修正扭矩的步骤包括：
根据预先存储的电机转速与扭矩输出梯度对应关系表，控制所述电机按照梯度输出所述修正扭矩。
本步骤通过将修正扭矩按照梯度进行输出，实现了在扭矩正负切换时的缓变化处理，即过零梯度处理，是在车辆上坡或下坡过程中，出现正负扭矩变化时，需要进行过零梯度处理，从而避免刹停过程中容易出现敲击异响和振动的问题，以及出现溜车导致与其他车辆相撞的危险，提高了用户的驾车安全性和舒适性。
本发明实施例的电机输出扭矩的控制方法，在对需求扭矩进行调节从而控制电机输出扭矩的过程中，通过根据电机转速或转速变化率调整对需求扭矩的调节算法，适时的增加积分调节，使得在汽车处于智能单踏板模式能够实现快速刹停，且避免了在刹停过程中由于提前积分过饱和后出现扭矩失控的现象，提升了用户的乘车舒适性。
如图2所示，本发明实施例还提供一种电机输出扭矩的控制装置，包括：
获取模块201，用于在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；
第一确定模块202，用于根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；
第二确定模块203，用于根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；
调节模块204，用于采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；
控制模块205，用于根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。
可选的，本发明实施例中，所述获取模块201包括：
获取子模块，用于获取所述电机的当前转速；
处理子模块，用于对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速；
确定子模块，用于根据所述电机转速和至少前一时刻的电机转速，确定所述转速变化率。
可选的，本发明实施例中，所述处理子模块包括：
第一处理单元，用于对所述当前转速进行带阻滤波，获得第一转速；
第二处理单元，用于对所述第一转速进行低通滤波，获得所述电机转速。
可选的，本发明实施例中，所述第二确定模块用于判断所述电机转速是否小于预设转速，或者，所述转速变化率小于预设转速变化率；若所述电机转速小于所述预设转速，或者，所述转速变化率小于所述预设转速变化率，则确定所述调节算法为比例积分调节，否则，确定所述调节算法为比例调节。
可选的，本发明实施例中，所述控制模块包括：
修正子模块，用于对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩；
控制子模块，用于控制所述电机输出所述修正扭矩。
可选的，本发明实施例中，所述修正子模块包括：
第一判断单元，用于判断所述调节扭矩是否大于第一预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第一预设扭矩；
第二判断单元，用于判断所述调节扭矩是否小于第二预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第二预设扭矩；其中，所述第一预设扭矩大于所述第二预设扭矩。
可选的，本发明实施例中，所述控制子模块具体用于根据预先存储的电机转速与扭矩输出梯度对应关系表，控制所述电机按照梯度输出所述修正扭矩。
需要说明的是，本发明实施例提供的电机输出扭矩的控制装置是能够执行上述电机输出扭矩的控制方法的装置，则上述电机输出扭矩的控制方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电机输出扭矩的控制装置。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器，存储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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的电机输出扭矩的控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述电机输出扭矩的控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，包括：
在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；
根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；
根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；
采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；
根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。
2.根据权利要求1所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机的当前转速及转速变化率的步骤包括：
获取所述电机的当前转速；
对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速；
根据所述电机转速和至少前一时刻的电机转速，确定所述转速变化率。
3.根据权利要求2所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，对所述当前转速进行滤波处理，获得所述电机转速的步骤包括：
对所述当前转速进行带阻滤波，获得第一转速；
对所述第一转速进行低通滤波，获得所述电机转速。
4.根据权利要求1所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法的步骤包括：
判断所述电机转速是否小于预设转速，或者，所述转速变化率小于预设转速变化率；若所述电机转速小于所述预设转速，或者，所述转速变化率小于所述预设转速变化率，则确定所述调节算法为比例积分调节，否则，确定所述调节算法为比例调节。
5.根据权利要求1所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩的步骤包括：
对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩；
控制所述电机输出所述修正扭矩。
6.根据权利要求5所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，对所述调节扭矩进行修正，获得修正扭矩的步骤包括：
判断所述调节扭矩是否大于第一预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第一预设扭矩；
判断所述调节扭矩是否小于第二预设扭矩，若是，则将所述调节扭矩修正为所述第二预设扭矩；其中，所述第一预设扭矩大于所述第二预设扭矩。
7.根据权利要求5所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，控制所述电机输出所述修正扭矩的步骤包括：
根据预先存储的电机转速与扭矩输出梯度对应关系表，控制所述电机按照梯度输出所述修正扭矩。
8.一种电机输出扭矩的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在检测到电动汽车处于智能单踏板控制模式且加速踏板的开度为零的情况下，获取电机转速及转速变化率；
第一确定模块，用于根据所述转速，确定所述电动汽车的当前需求扭矩；
第二确定模块，用于根据所述电机转速或所述转速变化率，确定对所述当前需求扭矩和目标扭矩的偏差的调节算法；
调节模块，用于采用当前确定的调节算法，对所述偏差进行调节，获得调节扭矩；
控制模块，用于根据所述调节扭矩，控制所述电机输出相应扭矩。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求8所述的电机输出扭矩的控制装置。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括：处理器，存储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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电机输出扭矩的控制方法的步骤。
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