速度闭环控制系统、方法及电动汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种速度闭环控制系统、方法及车辆，其中，系统包括：第一控制组件，用于识别车辆所处的当前工况，并生成车辆的目标车速和目标加速度；第二控制组件，用于获取电动汽车的当前车速和当前加速度，并根据当前工况、目标车速、目标加速度、当前车速和当前加速度得到目标扭矩，并将目标扭矩发送至电机控制器，以使电动汽车的电机根据目标扭矩进行输出。该系统可以将多个速度闭环系统整合以实现车辆的分层控制，减少结构冗余，降低维护成本，提高车辆的实用性，简单易实现。

Speed Closed Loop Control System, Method and Electric Vehicle

The invention discloses a speed closed-loop control system, method and vehicle, in which the system includes: a first control component for identifying the current working condition of the vehicle, and generating the target speed and target acceleration of the vehicle; a second control component for obtaining the current speed and current acceleration of the electric vehicle, and according to the current working condition, target speed, target acceleration, and time. The target torque is obtained by the front speed and the current acceleration, and the target torque is sent to the motor controller so that the motor of the electric vehicle can output according to the target torque. The system can integrate multiple speed closed-loop systems to achieve hierarchical control of vehicles, reduce structural redundancy, reduce maintenance costs, improve the practicability of vehicles, and is easy to achieve.

【技术实现步骤摘要】
速度闭环控制系统、方法及电动汽车
本专利技术涉及车辆
，特别涉及一种速度闭环控制系统、方法及车辆。
技术介绍
目前，车辆的蠕行系统、巡航控制系统等多个速度闭环应用系统均作为一个单独的子系统来开发，各个子系统单独计算目标扭矩后传送给MCU(MotorControlUnit，电机控制单元)，以对车辆进行整车控制。然而，相关技术中需要多名开发人员维护上述的各个应用的子系统，导致维护成本较高，且各个应用子系统之间虽然存在功能重复的单元，不能够得到高效地复用，浪费资源，成本较高的同时，结构存在冗余，有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电动汽车的速度闭环控制系统，该系统可以减少结构冗余，降低维护成本，提高车辆的实用性，简单易实现。本专利技术的另一个目的在于提出一种电动汽车的速度闭环控制方法。本专利技术的再一个目的在于提出一种电动汽车。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种电动汽车的速度闭环控制系统，包括：第一控制组件，用于识别车辆所处的当前工况，并生成车辆的目标车速和目标加速度；第二控制组件，用于获取所述电动汽车的当前车速和当前加速度，并根据所述当前工况、所述目标车速、所述目标加速度、所述当前车速和所述当前加速度得到目标扭矩，并将所述目标扭矩发送至电机控制器，以使所述电动汽车的电机根据所述目标扭矩进行输出。本专利技术实施例的电动汽车的速度闭环控制系统，第一控制组件计算目标加速度和目标车速，第二控制组件根据上层控制器输出的目标车速、目标加速度以及车辆反馈回来的实际加速度、实际车速形成一个闭环系统，以计算目标扭矩并传送给电机控制器，从而将多个速度闭环系统整合以实现车辆的分层控制，减少结构冗余，降低维护成本，提高车辆的实用性，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的电动汽车的速度闭环控制系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一控制组件包括：工况选择模块，用于根据输入信号确定所述当前工况，其中，所述当前工况包括蠕行工况和巡航工况；蠕行模块，用于根据所述当前车速和所述当前挡位确定蠕行目标车速和蠕行目标加速度；巡航模块，用于根据所述当前车速、当前距离和当前触发信号确定巡航目标车速和巡航目标加速度。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第二控制组件包括：扭矩获取模块，用于获取所述电动汽车的整车纵向行驶基础扭矩；扭矩补偿模块，用于根据所述当前车速、所述目标车速、所述当前加速度和所述目标加速度生成比例积分微分PID扭矩；扭矩斜率限制模块，用于对所述整车纵向行驶基础扭矩和所述比例积分微分PID扭矩之和进行斜率限制，以输出所述目标扭矩。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第二控制组件还包括：扭矩滤波模块，用于对所述目标扭矩进行滤波处理。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述扭矩斜率限制模块的限制公式为：Out(k)＝MAX(MIN(In(k)-Out(k-1)，GradLimitMaxVal),GradLimitMinVal)+Out(k-1)，其中，In(k)为输入值，GradLimitMaxVal与GradLimitMinVal分别为斜率限制上限值和斜率限制下限值，Out(k-1)为前回输出值，Out(k)为输出值。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述扭矩滤波模块的滤波公式为：Out(k)＝Out(k-1)+(In(k)-Out(k-1))*ratio，其中，ratio表示滤波参数，In(k)为输入值，Out(k-1)为前回输出值。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述扭矩获取模块包括：第一扭矩模块，用于在所述电动汽车满足第一预设条件时，将预设扭矩值作为所述整车纵向行驶基础扭矩；第二扭矩模块，用于在所述电动汽车满足第二预设条件时，根据MAP查找表获取所述整车纵向行驶基础扭矩；第三扭矩模块，用于在所述电动汽车满足第三预设条件时，通过车辆纵向动力学公式获取所述整车纵向行驶基础扭矩。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种电动汽车的速度闭环控制方法，其特征在于，采用上述的系统，其中，方法包括以下步骤：识别车辆所处的当前工况，并生成车辆的目标车速和目标加速度；获取所述电动汽车的当前车速和当前加速度，并根据所述当前工况、所述目标车速、所述目标加速度、所述当前车速和所述当前加速度得到目标扭矩；将所述目标扭矩发送至电机控制器，以使所述电动汽车的电机根据所述目标扭矩进行输出。本专利技术实施例的电动汽车的速度闭环控制方法，首先计算目标加速度和目标车速，其次根据上层控制器计算的目标车速、目标加速度以及车辆反馈回来的实际加速度、实际车速形成一个闭环系统，以计算目标扭矩并传送给电机控制器，从而将多个速度闭环系统整合以实现车辆的分层控制，减少结构冗余，降低维护成本，提高车辆的实用性，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的电动汽车的速度闭环控制方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述识别车辆所处的当前工况，并生成车辆的目标车速和目标加速度，包括：根据输入信号确定所述当前工况，其中，所述当前工况包括蠕行工况和巡航工况；在所述当前工况为所述蠕行工况时，根据所述当前车速和所述当前挡位确定蠕行目标车速和蠕行目标加速度；在所述当前工况为所述巡航工况时，根据所述当前车速、当前距离和当前触发信号确定巡航目标车速和巡航目标加速度。为达到上述目的，本专利技术再一方面实施例提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的速度闭环控制系统。该电动汽车的第一控制组件计算目标加速度和目标车速，第二控制组件根据上层控制器输出的目标车速、目标加速度以及车辆反馈回来的实际加速度、实际车速形成一个闭环系统，以计算目标扭矩并传送给电机控制器，从而将多个速度闭环系统整合以实现车辆的分层控制，减少结构冗余，降低维护成本，提高车辆的实用性，简单易实现。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/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为根据本专利技术实施例的电动汽车的速度闭环控制系统的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的电动汽车的速度闭环控制系统的原理示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的工况选择示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的定速巡航上层控制示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的PID扭矩示意图；以及图6为根据本专利技术一个实施例的基于MAP查找表的扭矩值的原理示意图；图7为根据本专利技术一个实施例的基于车辆纵向动力学计算的扭矩值的原理示意图；图8为根据本专利技术实施例的电动汽车的速度闭环控制方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的速度闭环控制系统、方法及车辆，首先将参照附图描述根据本专利技术实施例提出的电动汽车的速度闭环控制系统。图1是本专利技术实施例的电动汽车的速度闭环控制系统的结构示意图。如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车的速度闭环控制系统，其特征在于，包括：第一控制组件，用于识别车辆所处的当前工况，并生成车辆的目标车速和目标加速度；第二控制组件，用于获取所述电动汽车的当前车速和当前加速度，并根据所述当前工况、所述目标车速、所述目标加速度、所述当前车速和所述当前加速度得到目标扭矩，并将所述目标扭矩发送至电机控制器，以使所述电动汽车的电机根据所述目标扭矩进行输出。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的速度闭环控制系统，其特征在于，包括：第一控制组件，用于识别车辆所处的当前工况，并生成车辆的目标车速和目标加速度；第二控制组件，用于获取所述电动汽车的当前车速和当前加速度，并根据所述当前工况、所述目标车速、所述目标加速度、所述当前车速和所述当前加速度得到目标扭矩，并将所述目标扭矩发送至电机控制器，以使所述电动汽车的电机根据所述目标扭矩进行输出。2.根据权利要求1所述的电动汽车的速度闭环控制系统，其特征在于，所述第一控制组件包括：工况选择模块，用于根据输入信号确定所述当前工况，其中，所述当前工况包括蠕行工况和巡航工况；蠕行模块，用于根据所述当前车速和所述当前挡位确定蠕行目标车速和蠕行目标加速度；巡航模块，用于根据所述当前车速、当前距离和当前触发信号确定巡航目标车速和巡航目标加速度。3.根据权利要求1所述的电动汽车的速度闭环控制系统，其特征在于，所述第二控制组件包括：扭矩获取模块，用于获取所述电动汽车的整车纵向行驶基础扭矩；扭矩补偿模块，用于根据所述当前车速、所述目标车速、所述当前加速度和所述目标加速度生成比例积分微分PID扭矩；扭矩斜率限制模块，用于对所述整车纵向行驶基础扭矩和所述比例积分微分PID扭矩之和进行斜率限制，以输出所述目标扭矩。4.根据权利要求3所述的电动汽车的速度闭环控制系统，其特征在于，所述第二控制组件还包括：扭矩滤波模块，用于对所述目标扭矩进行滤波处理。5.根据权利要求4所述的电动汽车的速度闭环控制系统，其特征在于，所述扭矩斜率限制模块的限制公式为：Out(k)＝MAX(MIN(In(k)-Out(k-1)，GradLimitMaxVal),GradLimitMinVal)+Out(k-1)，其中，In(k)为输入值，GradLimitMaxVal与GradLimitMinVal分别为斜率限制上限值和斜率限制下限值...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿来志，朱磊，马守明，唐斌，成亚，张欣，马博，胡伟，高鲜辉，吴杰伟，
申请(专利权)人：国机智骏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32