一种电动车控制方法及装置与流程

本发明属于电动车技术领域，尤其涉及一种电动车控制方法及装置。

背景技术：

在电动车技术领域，如何有效防止车辆溜坡是一个比较关键、共性的技术难题。车辆溜坡指的是由于路况等原因造成的与驾驶员行进意图相反的车辆运动，例如当车辆沿着倾斜坡道向上行驶的过程中，可能会出现车辆向下滑的情况。车辆溜坡极为危险，极易引起交通事故。

现有技术中，电动车防溜坡的控制方法主要有三种：第一种方法是通过识别坡度，对电机进行怠速控制，防止溜坡。第二种方法是通过状态观测器实时估计坡度，根据动力学公式计算驻坡所需转矩，同时通过自动计算反馈闭环控制输出补偿转矩防止车辆溜坡。第三种方法是通过识别坡度后，对电机进行转矩自平衡控制，使电机转子位置维持在检测的初始位置，使车辆停在坡上。

上述的电动车防溜坡控制方法，首先都是要识别坡度，因此，需要增加额外的坡度传感器的成本或者增加大量的坡度识别运算。

技术实现要素：

鉴于此，本发明实施例提供一种电动车控制方法及装置，以解决现有技术中需要增加额外的坡度传感器的成本或者增加大量的坡度识别运算的问题。

本发明实施例提供的一种电动车控制方法，可以包括：

获取目标电动车的当前速度和预设的目标速度；

当满足预设的防溜坡触发条件时，根据所述当前速度和所述目标速度通过PID控制算法得到防溜坡转矩；

根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整；

控制所述目标电动车的电机输出调整后的防溜坡转矩，以使所述目标电动车达到所述目标速度。

进一步地，所述根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整具体可以包括：

根据预设的计算系数、所述防溜坡转矩和所述当前速度计算转矩上限和转矩下限；

根据所述转矩上限和转矩下限对所述防溜坡转矩进行限幅。

进一步地，在根据所述转矩上限和转矩下限对所述防溜坡转矩进行限幅之前，还可以包括：

获取所述目标电动车的档位状态；

若所述转矩下限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩下限调整为零；

若所述转矩上限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩上限调整为零。

进一步地，在控制电机输出调整后的防溜坡转矩之前，还可以包括：

根据所述目标电动车的当前车辆状态得到综合转矩；

若所述综合转矩的有效驱动力大于所述调整后的防溜坡转矩的有效驱动力，则将所述综合转矩确定为调整后的防溜坡转矩，所述有效驱动力为转矩在所述档位状态指示的运动方向上产生的驱动力。

进一步地，在根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整之前，还可以包括：对所述防溜坡转矩进行滑动平均滤波；

所述对所述防溜坡转矩进行滑动平均滤波具体可以包括：

对所述防溜坡转矩以预定的采样周期进行采样，得到采样队列，所述采样队列为先进先出的队列；

丢弃所述采样队列的队首采样样本，并将新获得的采样样本加入队尾，得到更新后的采样队列；

将所述采样队列的平均值确定为所述防溜坡转矩。

本发明实施例提供的一种电动车控制装置，可以包括：

速度获取模块，用于获取目标电动车的当前速度和预设的目标速度；

PID控制模块，用于当满足预设的防溜坡触发条件时，根据所述当前速度和所述目标速度通过PID控制算法得到防溜坡转矩；

限幅模块，用于根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整；

转矩输出模块，用于控制所述目标电动车的电机输出调整后的防溜坡转矩，以使所述目标电动车达到所述目标速度。

进一步地，所述限幅模块具体可以包括：

计算单元，用于根据预设的计算系数、所述防溜坡转矩和所述当前速度计算转矩上限和转矩下限；

限幅单元，用于根据所述转矩上限和转矩下限对所述防溜坡转矩进行限幅。

进一步地，所述限幅模块还可以包括：

档位获取单元，用于获取所述目标电动车的档位状态；

下限调整单元，用于若所述转矩下限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩下限调整为零；

上限调整单元，用于若所述转矩上限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩上限调整为零。

进一步地，所述限幅模块还可以包括：

综合转矩单元，用于根据所述目标电动车的当前车辆状态得到综合转矩；

转矩调整单元，用于若所述综合转矩的有效驱动力大于所述调整后的防溜坡转矩的有效驱动力，则将所述综合转矩确定为调整后的防溜坡转矩，所述有效驱动力为转矩在所述档位状态指示的运动方向上产生的驱动力。

进一步地，所述电动车控制装置还可以包括：滤波模块，用于对所述防溜坡转矩进行滑动平均滤波；

所述滤波模块具体可以包括：

采样单元，用于对所述防溜坡转矩以预定的采样周期进行采样，得到采样队列，所述采样队列为先进先出的队列；

更新单元，用于丢弃所述采样队列的队首采样样本，并将新获得的采样样本加入队尾，得到更新后的采样队列；

计算单元，用于将所述采样队列的平均值确定为所述防溜坡转矩。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例获取目标电动车的当前速度和预设的目标速度；当满足预设的防溜坡触发条件时，根据所述当前速度和所述目标速度通过PID控制算法得到防溜坡转矩；根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整；控制所述目标电动车的电机输出调整后的防溜坡转矩，以使所述目标电动车达到所述目标速度。通过本发明实施例，运用PID控制算法得到了防溜坡转矩，并对所述防溜坡转矩进行限幅，控制电机输出精准的防溜坡转矩，使所述车辆速度快速准确地达到所述预设的目标速度，无需增加额外的坡度传感器的成本或者增加大量的坡度识别运算。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明实施例一提供的一种电动车控制方法的示意流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种电动车控制装置的示意框图。

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做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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

参见图1，是本发明实施例一提供的一种电动车控制方法的示意框图，该方法可以包括以下步骤：

步骤S101，获取目标电动车的当前速度和预设的目标速度。

一般地，目标速度可以设置为零，即保持目标电动车位置不变；目标速度也可以根据实际情况进行设置，本实施例对此不作具体限定。

容易理解地，如果将目标速度设置为正数，则表明需要目标电动车前进，如果将目标速度设置为负数，则表明需要目标电动车后退。

步骤S102，当满足预设的防溜坡触发条件时，根据所述当前速度和所述目标速度通过PID控制算法得到防溜坡转矩。

所述防溜坡触发条件可以包括：所述当前速度与所述目标速度之差不满足预设的误差范围条件。

不同的系统，速度反馈信号的精度、波动幅度不同，一般设置一个介入计算的误差范围，即所述当前速度与所述目标速度之差的绝对值很小时不再进行PID计算。

所述误差范围条件可以为[-40RPM，40RPM]，其中，RPM表示每分钟转数。也可以根据实际情况进行设置，本实施例对此不作具体限定。

步骤S103，根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整。

优选地，步骤S103具体可以包括：

步骤S1031，根据预设的计算系数、所述防溜坡转矩和所述当前速度计算转矩上限和转矩下限。

所述计算系数与速度、电流归一化等系统参数有关，可以设置为100，也可以根据实际情况进行设置，本实施例对此不作具体限定。

所述转矩下限可以通过如下公式计算得到：Limit1＝A-(k×ABS(speed))，其中Limit1表示转矩下限，A表示所述防溜坡转矩，k表示所述预设的计算系数，speed表示所述当前速度，该公式表示所述转矩下限为所述防溜坡转矩减去所述预设的计算系数与所述当前速度的绝对值的乘积。

类似地，所述转矩上限可以通过如下公式计算得到：Limit2＝A+(k×ABS(speed))，其中Limit2表示转矩上限，该公式表示所述转矩上限为所述防溜坡转矩加上所述预设的计算系数与所述当前速度的绝对值的乘积。

需要注意的是，以上关于转矩上限和转矩下限的计算公式仅为示例，该计算公式也可以根据实际情况进行设置，本实施例对此不作具体限定。

步骤S1032，根据所述转矩上限和转矩下限对所述防溜坡转矩进行限幅。

根据所述转矩上限和转矩下限可以确定所述防溜坡转矩的范围应为[Limit1,Limit2]，若所述防溜坡转矩大于所述转矩上限Limit2，则将所述转矩上限确定为所述防溜坡转矩，若所述防溜坡转矩小于所述转矩下限Limit1，则将所述转矩下限确定为所述防溜坡转矩。

实际应用中，还要考虑所述目标电动车的档位状态，在前进档位时防止向后溜坡，在后退档位时防止向前溜坡，保证既可以得到合适的防溜坡转矩，又不会影响正常的行驶状态，并且可以做到防溜坡计算这部分是持续工作的，对于档位切换等状态变化的过度是平稳的。

因此，优选地，在步骤S1032之前，还可以包括：

步骤S103a，获取所述目标电动车的档位状态。

所述档位状态可以包括：前进档位和后退档位。

步骤S103b，若所述转矩下限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩下限调整为零。

一般地，若转矩的值为正，则代表对所述目标电动车进行前进方向上的驱动，若转矩的值为负，则代表对所述目标电动车进行后退方向上的驱动。那么，若所述档位状态为前进档位且所述转矩下限小于零，则将所述转矩下限调整为零。

步骤S103c，若所述转矩上限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩上限调整为零。

与步骤S103b所述类似地，若所述档位状态为后退档位且所述转矩上限大于零，则将所述转矩上限调整为零。

步骤S104，控制所述目标电动车的电机输出调整后的防溜坡转矩，以使所述目标电动车达到所述目标速度。

优选地，在步骤S104之前，还可以包括：

步骤S103d，根据所述目标电动车的当前车辆状态得到综合转矩。

所述综合转矩为考虑了包括油门在内的相关因素，经过综合处理得到的转矩目标值。

步骤S103e，若所述综合转矩的有效驱动力大于所述调整后的防溜坡转矩的有效驱动力，则将所述综合转矩确定为调整后的防溜坡转矩，所述有效驱动力为转矩在所述档位状态指示的运动方向上产生的驱动力。

例如，若所述档位状态为前进档位且所述综合转矩大于所述调整后的防溜坡转矩(正数)，则将所述综合转矩确定为调整后的防溜坡转矩。

又如，若所述档位状态为后退档位且所述综合转矩小于所述调整后的防溜坡转矩(负数)，则将所述综合转矩确定为调整后的防溜坡转矩。

优选地，在步骤S103之前，还可以包括：

步骤a，对所述防溜坡转矩进行滑动平均滤波。

步骤a具体可以包括：

步骤a1，对所述防溜坡转矩以预定的采样周期进行采样，得到采样队列，所述采样队列为先进先出的队列。

所述采样周期可以为63微秒，也可以根据实际情况进行设置，以保证得到的防溜坡转矩平稳，本实施例对此不作具体限定。

步骤a2，丢弃所述采样队列的队首采样样本，并将新获得的采样样本加入队尾，得到更新后的采样队列。

所述采样队列长度可以为200，也可以根据实际情况进行设置，以保证得到的防溜坡转矩平稳，本实施例对此不作具体限定。

步骤a3，将所述采样队列的平均值确定为所述防溜坡转矩。

通过以上滑动平均滤波，可有效保证所述防溜坡转矩的平稳输出。

综上所述，本发明实施例获取目标电动车的当前速度和预设的目标速度；当满足预设的防溜坡触发条件时，根据所述当前速度和所述目标速度通过PID控制算法得到防溜坡转矩；根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整；控制所述目标电动车的电机输出调整后的防溜坡转矩，以使所述目标电动车达到所述目标速度。通过本发明实施例，运用PID控制算法得到了防溜坡转矩，并对所述防溜坡转矩进行限幅，控制电机输出精准的防溜坡转矩，使所述车辆速度快速准确地达到所述预设的目标速度，无需增加额外的坡度传感器的成本或者增加大量的坡度识别运算。

实施例二：

参见图2，是本发明实施例二提供的一种电动车控制装置的示意框图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该电动车控制装置可以是内置于电动车内的软件单元、硬件单元或者软硬结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到所述电动车中。

所述电动车控制装置可以包括：

速度获取模块201，用于获取目标电动车的当前速度和预设的目标速度；

PID控制模块202，用于当满足预设的防溜坡触发条件时，根据所述当前速度和所述目标速度通过PID控制算法得到防溜坡转矩；

限幅模块203，用于根据预设的限幅规则对所述防溜坡转矩进行调整；

转矩输出模块204，用于控制所述目标电动车的电机输出调整后的防溜坡转矩，以使所述目标电动车达到所述目标速度。

进一步地，所述限幅模块203具体包括：

计算单元2031，用于根据预设的计算系数、所述防溜坡转矩和所述当前速度计算转矩上限和转矩下限；

限幅单元2032，用于根据所述转矩上限和转矩下限对所述防溜坡转矩进行限幅。

进一步地，所述限幅模块203还包括：

档位获取单元2033，用于获取所述目标电动车的档位状态；

下限调整单元2034，用于若所述转矩下限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩下限调整为零；

上限调整单元2035，用于若所述转矩上限对所述目标电动车的驱动方向与所述档位状态指示的运动方向不一致，则将所述转矩上限调整为零。

进一步地，所述限幅模块203还包括：

综合转矩单元2036，用于根据所述目标电动车的当前车辆状态得到综合转矩；

转矩调整单元2037，用于若所述综合转矩的有效驱动力大于所述调整后的防溜坡转矩的有效驱动力，则将所述综合转矩确定为调整后的防溜坡转矩，所述有效驱动力为转矩在所述档位状态指示的运动方向上产生的驱动力。

进一步地，所述电动车控制装置还包括：滤波模块205，用于对所述防溜坡转矩进行滑动平均滤波；

所述滤波模块205具体包括：

采样单元2051，用于对所述防溜坡转矩以预定的采样周期进行采样，得到采样队列，所述采样队列为先进先出的队列；

更新单元2052，用于丢弃所述采样队列的队首采样样本，并将新获得的采样样本加入队尾，得到更新后的采样队列；

计算单元2053，用于将所述采样队列的平均值确定为所述防溜坡转矩。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。