发明领域
[0001] 本发明涉及用于控制电力牵引
电动机的方法和装置，并且更具体地涉及为
电动车辆提供牵引力控制(诸如，防抱死
制动)的电动机
控制器。
[0002] 背景
[0003] 当车辆的
车轮转动并且滑动、或者抱死并且打滑时，牵引力丧失，而车辆的操作方对车辆操纵的控制可能会更少。在制动或
加速期间，这种丧失牵引力可能发生。这也导致
能量损失，并且对车辆操纵产生不利影响，因为打滑的车轮(例如，其中，轮胎
接触面(patch)相对于道路滑动的车轮)在道路上的抓地力比防滑的车轮小。对于这个问题的一个解决方案是防抱死
制动系统，也被称为ABS。在ABS系统中，将
传感器安装在单个车轮上或安装在
差速器中，以监测车轮的旋转速度，并基于这些单独的传感器测量来调节施加到车轮的制动
扭矩。在这样的系统中，车轮速度与平均测量车轮速度的偏差可以用来确定何时施加制动扭矩。
[0004] 在常规的制动系统中，车辆的多余
动能在制动衬片中作为热量而消散。然而，电动车辆和混合动力车辆可以使用
再生制动来改善能效，例如，使得以车辆的动量的形式储存的能量在制动期间可以被收集，以待储存和重新使用。在电动车辆中，增加来自再生制动的可用能量以便减少
电池需求并增加车辆可行驶距离将会是特别有利的。然而，再生制动的有效性可能取决于施加到再生系统的扭矩。为了避免导致车轮滑动，施加到再生制动系统的扭矩通常保持较低。这避免了扭矩大(扭矩大可能导致车辆的车轮滑动并失去牵引力)，但是这减少了以其他方式可能获得的效率的益处。在加速时丧失牵引力是在混合动力车辆和电动车辆中的一个问题，这与在加速时丧失牵引力在常规车辆中的原因相同。
[0005] 轮胎打滑并且车轮抱死的程度取决于道路表面的性质和施加于车轮上的扭矩的幅度。感测路况可能是复杂的，并且
现有技术尝试解决这个问题，已经开发了复杂的感测系统，以提供对于车轮运动的指示，并适应不同的路况和不同的路面。
[0006] 本公开旨在解决相关的技术问题，但是是在不需要复杂的感测布置的情况下这么做的。
[0007] 概述
[0008] 本发明的方面和示例在
权利要求中陈述。本公开的各方面提供了用于电动车辆中的牵引力控制的方法和装置。牵引力控制的一个示例是防抱死制动。牵引力控制的另一个示例是在加速期间减少车轮滑动。这样的方法和装置可以在不需要感测单独的车轮速度的情况下运行。
[0009] 例如，本公开的各方面包括电动机控制器和再生制动系统。根据本公开，这样的装置被配置成：使用对电动机产生的扭矩需求、来自双轴
加速度计的
信号和测量出的电动机速度来估计车辆速度。然后，在这个估计的车辆速度和电动机速度之间的差值可以用来识别和控制牵引力的损失。例如，可以调节对电动机产生的扭矩需求，从而减小在电动机速度与估计的车辆速度之间的差值。
[0010] 该装置还可以被配置成在闭环模式下估计车辆速度，在闭环模式下考虑了电动机速度以估计车辆速度，并且该装置响应于检测到牵引力的损失而从这个闭环模式切换到开环模式。在开环模式下，可以减小在估计车辆速度时施加到电动机速度的权重。该装置还可以被配置成：使得车辆速度的估计响应于确定电动机速度与(开环)估计的车辆速度匹配而从开环模式切换回闭环模式。
[0011] 为了估计车辆速度，本公开的各方面可以使用车辆运动模型来估计车辆
质量。本公开的各方面还可以估计车辆正行驶在的坡度。
[0012] 可以控制电动机扭矩调节的速率，以允许与扭矩需求可以恢复到车辆的操作方
请求的
水平相比，扭矩需求缩减(减小)得更快。
[0013] 加速度计可以与本文公开的电动机控制器集成。在一些示例中，它们可以与驱动功率转换器以向电动机供电的时序控制
电路安装在共同的壳体中。例如，它们可以被实现在与时序控制电路相同的PCB上。这样的系统可以允许单个单元(诸如，逆变器和/或该逆变器的控制器)被替换和/或更新，以在不需要安装复杂的
传感器系统和车轮监测装置的情况下，在现有车辆中提供牵引力控制。
[0015] 现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本公开的各方面，在附图中：
[0016] 图1显示了电动机控制器的图示；以及
[0017] 图2显示了示出在牵引力控制中有用的方法的
流程图。
[0018] 具体描述
[0019] 图1显示了电动车辆的功能
框图，该电动车辆包括电力牵引电动机和电动机控制器14、电源8以及
编码器4。图1所示的电动机控制器14被配置成：通过调节对牵引电动机2产生的扭矩需求，以便减小在电动机速度和使用由电动机控制器14携带的加速度计获得的车辆速度的估计之间的任何差值，以为电动车辆提供牵引力控制。车辆速度的估计是基于车辆质量的估计以及它所在的任意坡度。这使得能够在不使用
车轮传感器的情况下获得速度估计。
[0020] 图1的电动机控制器14包括用于接收来自电动车辆的操作方的扭矩请求的扭矩需求输入端，并且被配置成调节对电力牵引电动机2产生的实际扭矩需求，使得车辆响应操作方的请求同时还减小了在车辆的速度和电动机的速度之间的任何差。
[0021] 电动机控制器14被耦合，以将来自电源8的DC电力转换为用于驱动电力牵引电动机2的AC电力。编码器4耦合到电力牵引电动机2，用于感测电动机速度并且用于向电动机控制器14提供电动机速度信号。
[0022] 电动机控制器14包括用于接收这个电动机速度信号的编码器输入端24、用于接收用户的扭矩需求(例如，来自加速
踏板的扭矩需求)的扭矩请求输入端28、以及加速度计。加速度计被布置成提供指示沿着至少两个轴线(例如，与车辆的行进方向对齐的水平轴线和垂直于车辆的
轴距的垂直轴线)的加速度的信号。
[0023] 电动机控制器14包括电源控制器10，电源控制器10用于控制从功率转换器6(诸如，逆变器)向电力牵引电动机2的AC电力的输送。电动机控制器14还包括处理器12，处理器12被布置成向电源控制器10提供经调节的扭矩需求信号。经调节的扭矩需求信号由处理器
12基于电动机的速度、操作方的扭矩请求以及加速度计的输出来确定。在图1所示的示例中，处理器12包括车辆状态估计器、车辆速度估计器、模式切换器20和扭矩调节器16。
[0024] 车辆状态估计器22耦合到电动机速度信号、加速度计信号和经调节的扭矩需求信号。车辆状态估计器22被耦合，以向车辆速度估计器提供车辆参数，诸如，车辆质量的估计以及车辆正行驶在的表面的坡度(例如，车辆相对于重力的
角度)。
[0025] 车辆速度估计器18还耦合到电动机速度信号和加速度计信号。车辆速度估计器18还包括模式切换器20，并且车辆速度估计器18耦合到经调节的扭矩需求信号(例如，在施加任意调节之后对电动机产生的实际扭矩需求)。
[0026] 扭矩调节器16被布置成获得来自车辆状态估计器22的车辆质量的估计以及来自车辆速度估计器18的车辆速度的估计。扭矩调节器16还耦合到操作方扭矩请求输入端28以获得操作方的扭矩请求，并且耦合到编码器输入端24以获得电动机速度信号。扭矩调节器16被布置成向电源控制器10提供经调节的扭矩需求信号，并且还被布置成将经调节的扭矩需求信号反馈回到车辆状态估计器22和车辆速度估计器18。
[0027] 车辆状态估计器22被配置成使车辆运动的模型拟合于电动机速度信号和加速度计信号，以便获得车辆参数(诸如，车辆的质量)的估计。对电动机产生的实际(经调节的)扭矩需求也被用作这个模型的输入。该模型可以包括最小二乘估计器，并且可以采取从以下公式得出的一般线性或非线性模型的形式：ax,z＝F(m,g,T)，其中，ax,z是由加速度计26测得的车辆的加速度，m是车辆的质量，g是坡度，T是施加到电动机的扭矩需求，并且F是描述车辆动力学的已知数值函数或分析函数。这个函数可以是凭经验而得出并储存在
存储器中(例如，用于提供查找表类型估计器)的，或者这个函数可以是基于车辆的分析/运动学建模的。来自车辆状态估计器22的输出包括(1)车辆质量m的估计，以及(2)车辆正行驶在的坡度g的估计。这些参数被提供给车辆速度估计器18。车辆状态估计器22可以被配置成在一般操作期间保持车辆质量的恒定估计，并且在车辆从静止移开时或者在速度下降到低于
选定的
阈值时仅更新车辆质量的估计。
[0028] 车辆速度估计器18被配置成：基于车辆质量和坡度(车辆倾斜角度)的估计、对电动机产生的实际(经调节的)扭矩需求以及电动机速度，估计车辆速度。速度估计器18被配置成递归地操作-也就是说，除了利用这些输入参数之外，还利用其自身先前的车辆速度的估计来更新车辆速度的估计。
[0029] 可以将各种不同的估计
算法用于这个目的-递归估计器的一个示例是卡尔曼
滤波器，但也可以使用其他估计算法。在这样的系统中，车辆速度估计器18被配置成以离散的时间步为单位进行操作，并且在任何给定的时间步处，基于这些输入参数以及其自身先前的车辆速度的估计中的一个或更多个来估计当前的(或预测的)车辆速度。另外，车辆速度估计器18还可以使用描述在输入参数中的一个、一些或全部的准确度和/或(多个)先前的速度估计的准确度的误差信号，以估计车辆速度。车辆速度估计器18还被配置成：确定每个车辆速度估计的准确度(例如，误差)(例如，基于估计模型的输入的准确度)。车辆速度估计器18可以被配置成：向输入参数以及先前的速度估计赋予权重，该权重确定了在估计当前车辆速度中这些项中的每一项的相对贡献。该权重可以基于在相关项中的每一项的实际或估计的误差来确定。实际的或估计的误差可以是被选定的(例如，预定的或硬编码的)，或者可以是基于统计误差测定(诸如，方差)而确定的。
[0030] 模式切换器20被配置成监测估计的车辆速度和来自编码器4的测定的电动机速度信号，并且响应于检测到估计的车辆速度与电动机速度的不同超过选定的量，而改变车辆速度估计器18的操作模式。为了从闭环模式切换到开环模式，车辆速度估计器可以被配置成减小作为车辆速度估计的输入的、施加于电动机速度的权重。例如，车辆速度估计器可以被配置成不考虑电动机速度测量。另外，车辆速度估计器可以被配置成在估计车辆速度时增加施加到加速度计信号的权重。响应于在电动机速度与估计的电动车辆的速度之间的差的幅度超过预定阈值(例如当在电动机速度与估计的车辆速度之间的差指示车轮滑动或抱死的时候)，可以将车辆速度估计器18的模式切换至开环估计。另外，车辆速度估计器18的模式可以响应于电动机速度与估计的速度相匹配(例如，差值的幅度小于预定阈值)而从开环估计模式切换回闭环模式。在一些情况下，在扭矩调节的幅度小于选定的阈值水平的情况下(例如，当幅度为0时)，车辆速度估计器可以切换回闭环模式。
[0031] 车辆速度估计器18被配置成使得当在闭环模式下操作时，由车辆速度估计器18使用电动机速度(例如，由编码器4测定的电动机速度)来估计车辆速度。在开环模式下，从编码器4获得的电动机速度信号被给予比在闭环模式下更小的权重，例如，在估计车辆速度时它可以被完全忽视。例如，在开环模型中，车辆速度估计可以是基于在进入开环模式之前获得的车辆速度的一个或更多个估计，和/或，相比于在闭环模式下运行时的这些先前的车辆速度的估计的相对权重，可以增加向在先的车辆速度的估计赋予的权重的程度。
[0032] 扭矩调节器16被配置成将估计的车辆速度信号与从编码器4获得的电动机速度信号进行比较，并且在电动机速度信号与估计的车辆速度匹配的情况下，不调节操作方的扭矩需求。然而，如果这个比较检测到不匹配，则扭矩调节器16被配置成通过调节扭矩需求(例如，通过回退(减小)或增大扭矩需求)来进行响应，以减少或消除这种不匹配。
[0033] 扭矩调节器16可以被配置成：使得仅响应于在选定的时间段中该不匹配超出选定的公差水平，才施加这种调节。例如，时间段是基于与车辆
传动系统相关的瞬时绕紧或后冲而选定的。扭矩调节器16还可以被配置成：响应于检测到该上限阈值不匹配而触发模式切换器20的操作，使得无论何时扭矩调节器16正在调节扭矩需求，车辆速度估计器18总是以开环模式操作。
[0034] 扭矩调节器16被配置成：基于这种不匹配的标记(sign)来选择扭矩调节。例如，如果不匹配指示电动机速度的过冲(与加速期间的车轮滑动相关)，则扭矩需求回退(减小)以减小电动机的加速度。另一方面，如果不匹配指示电动机速度下冲(与制动期间的车轮抱死相关)，则可以通过增加扭矩需求(以及因此的电动机速度)直到电动机速度与车辆速度匹配来减小电动机的减速度(制动扭矩)。
[0035] 在电动机速度与车辆速度之间的“不匹配”提供了差值或误差信号，其用于确定将要由扭矩调节器16施加的扭矩调节的程度。为了改善车辆操纵，扭矩调节器16被配置成
修改该差值信号。例如，扭矩调节器16可以包括
低通滤波器，该低通滤波器被布置成对在电动机速度和估计的车辆速度之间的差值进行滤波。低通滤波器可以具有基于车辆的传动系统的时间常数(或特征
频率)而选定的截止频率，以减小或消除与传动系统绕紧和后冲相关的瞬变。扭矩调节器16还可以被配置为经过一段时间逐渐减小扭矩调节-例如，扭矩调节器16可以响应于检测到电动机速度和车辆速度不匹配而施加初始扭矩需求调节，然后逐渐减小扭矩需求调节的幅度。这可以使扭矩调节器16能够收敛到扭矩调节的最小水平，该扭矩调节的最小水平将会矫正在车辆速度和电动机速度之间的不匹配。这可以通过在采用PI控制器(或其功能等同物)处理差值信号之前对差值信号施加缩减量(负偏移量)来实现。然后可以基于逐渐变少的(随着时间变化而减小的)扭矩调节信号来确定扭矩调节。
[0036] 扭矩调节器16还可以被配置成：与使得能够恢复到其默认水平的经调节的最大可用扭矩需求相比，使得最大可用扭矩需求的缩减量能够更快地施加。例如，扭矩调节器16可以被配置成：将扭矩需求恢复到操作方所请求的水平的速率进行限制，但是使得仅由在电动机速度与车辆速度之间的不匹配来确定缩减的速率。这可以使得与能够恢复到扭矩需求
输入信号的值相比，对电动机产生的扭矩需求减小得更快，并且可以抑制或防止所施加的扭矩调节引起不期望的车辆行为，诸如，振动或抖动。
[0037] 为了帮助理解本公开，现在将在操作中描述图1的装置。
[0038] 在操作中，当包括图1的装置的车辆从静止启动时，用户对控制器产生扭矩需求，以便移开。操作方的扭矩请求被传递到扭矩调节器16，扭矩调节器16然后提供实际的扭矩需求信号(例如，包括任何调节的信号)。然后，电动机控制器14的处理器12基于该实际的扭矩需求来控制电源控制器10和功率转换器6。
[0039] 车辆状态估计器22获得来自编码器4的、指示电动机速度的信号，以及来自加速度计26的、指示由加速度计26感测到的
惯性力(例如，除了由于车辆运动引起的任何加速度之外的重力)的信号。加速度计26的信号指示这个力在车辆行进方向上的幅度、以及在垂直于轴距的方向上的幅度。车辆状态估计器22还获得实际的扭矩需求信号，并使用这个信号连同电动机速度和加速度计26的信号，以使用以上描述的车辆运动的模型来获得车辆质量和其可能位于的任意坡度的估计。
[0040] 然后，车辆速度估计器18基于电动机速度信号、实际的扭矩需求以及从车辆状态估计器22获得的质量估计信号和坡度估计信号，来更新其车辆速度的估计。在电动机速度与估计的车辆速度相差超过选定的阈值水平的情况下，模式切换器20将速度估计器18变成开环模式，并且向扭矩调节器16提供车辆速度的估计。然后，扭矩调节器16计算选定的扭矩需求的调节，以减小在电动机速度与车辆速度的估计之间的差值。例如，如果在两者之间的差值指示电动机比车辆加速得更快，则扭矩调节器16将扭矩需求回退(减小)选定的量，以减小该差值。通过减小制动或驱动扭矩的最大限度，可以施加计算出的扭矩调节。例如，当扭矩请求与车辆运动(驱动扭矩)方向相同时，施加扭矩调节以减小最大可用扭矩，而不是直接修改操作方的扭矩请求。制动扭矩和驱动扭矩限度可以单独编码，并且单独调节。但是，在这两种情况下，通过减小最大可用扭矩(扭矩限度)来施加扭矩调节。这可能能够改进操作方的控制。
[0041] 当扭矩需求调节正在被施加时，车辆速度估计器18以开环模式运行。换句话说，在电动机的操作正在被调节以减少车轮打滑或车轮抱死的时期期间，车辆速度的估计降低了赋予电动机速度的权重。例如，电动机速度可以被忽略。另外，在估计当前车辆速度时，可以增加赋予先前的车辆速度估计的权重。
[0042] 在正在施加调节的同时，在每个时间步处，扭矩调节器16确定在当前(开环)估计的车辆速度与电动机速度之间的差值的更新后的测量，以获得更新后的差值信号。然后，基于更新后的差值信号，确定将要施加的扭矩调节水平。如上所述，扭矩调节器16被配置成总是试图降低所施加的扭矩调节水平，因此例如如果差值信号保持恒定，则扭矩调节器16将逐渐降低扭矩调节水平。这可以通过扭矩调节器16使用负偏移量修改差值信号并且基于对这个经修改的差值信号进行操作的PI控制器的输出来计算扭矩调节(缩减)的水平来实现。然后，将计算出的扭矩调节应用于操作方的扭矩请求，以向电源控制器10提供新的实际扭矩需求信号。
[0043] 图2是示出可以在适当地编程的电动机控制器14中实施的操作方法的流程图，该电动机控制器14适于接收加速度计信号(例如，来自双轴加速度计的信号)和电动机速度信号(例如，来自编码器4的信号)。
[0044] 以静止的车辆为例，图2所示的方法如下进行。当车辆接通时(但在它开始移动之前)，从多轴加速度计获得加速度计信号200。电动机速度信号还可以获得，并且用于检测200车辆运动。在检测到车辆从静止移开202(例如，基于电动机速度的增加或加速度计信号)的情况下，产生203车辆的倾斜角度的估计(例如，车辆所在的路面的坡度)。这可以基于在车辆静止时(在检测到202车辆已经移开之前)获得的加速度计信号。例如，坡度/倾斜角度的初始估计可以基于在车辆接通但在车辆开始行驶之前并且因此没有加速的时候获得的加速度计信号。
[0045] 然后，基于坡度、电动机的速度、电动机扭矩需求以及当车辆移开时(例如，在运动被检测到之后)从加速度计获得的信号来确定204车辆质量的估计。例如，将车辆的加速度和坡度与电动机扭矩和速度关联起来的车辆动力学模型可以用于估计车辆的质量。通过将这个模型拟合到加速度计信号、电动机扭矩需求和电动机速度，获得车辆质量的估计。该模型可以包括倾斜角度/坡度的先验估计(例如，如上所述在即将移开之前即刻获得的估计)，并且可以按照最小二乘意义来执行拟合过程。一旦车辆已经从静止移开，并且已经估计出车辆的质量，则这个质量的估计可以被储存206到数据存储器(诸如，计算机可读存储器)中。
[0046] 虽然一旦车辆处于运动状态时质量的估计就可以保持恒定，但是坡度的估计在车辆行驶时被更新，例如，基于将电动机扭矩需求、车辆质量和电动机速度拟合到这个相同的模型以获得新的更新后的倾斜角/坡度的估计。另外，在车辆行驶时，作为准连续离散时间过程208、201、212、214、216、218、220、222、224、226、228的一部分，车辆速度也被估计208并且被重新估计。下面将要描述这个过程的其他部分，其与速度的估计并不直接相关。从基于车辆速度的先前的估计的意义上来说，车辆速度的估计是递归的。它还基于诸如电动机速度、车辆的质量、车辆正行驶在的坡度以及对电动机产生的扭矩需求等参数。例如，在任何给定的时间步处，基于包括这些参数的车辆动力学模型以及车辆速度的一个或更多个先前的估计(例如，来自一个或更多个先前的时间步的车辆速度的估计)，估计车辆速度。这些估计和这些参数的误差(例如，它们的方差或准确度的估计)也用于这个车辆速度的估计。在这个实施方案中，使用递归估计器(诸如，卡尔曼滤波器)来进行估计。在执行这种递归估计时，赋予这些参数中的每个参数以及这些估计中的每个估计的权重可以基于各自的误差(例如，方差)。
[0047] 在这个离散时间过程中，在每个时间步，将估计的车辆速度与电动机速度进行比较212，以获得差值信号。在这个比较中，车辆速度可以以电动机速度为单位来表示-例如，考虑到传动系统的
传动比和/或车辆的车轮尺寸、并且假定没有车轮滑动、并且传动系统处于稳定状态，来缩放车辆速度。将电动机扭矩需求信号的符号(方向)与估计的车辆速度的符号(方向)进行比较。如果扭矩需求和速度具有不同的符号(处于相反的方向)，则差值信号的符号是相反的。
[0048] 然后，将差值信号用于确定214是否施加扭矩需求调节。例如，如果差值指示电动机速度与估计的车辆速度相差多于阈值公差，则根据差值信号来确定216扭矩需求调节，并且车辆速度估计过程208被改变成开环模式。在开环模式下操作时，在确定估计的车辆速度时，电动机速度被赋予比在闭环模式下更小的权重(例如，它们可以忽略)。如果确定将要施加扭矩调节，则在由PI控制器操作以确定扭矩调节(缩减)值之前，使差值信号衰减(例如，通过减去小的恒定偏移量)。衰减的影响是导致PI控制器总是试图减小扭矩调节的大小，使得在恒定差值信号的情况下，扭矩调节的水平将逐渐降低-换句话说，将扭矩的缩减选择为以便于总是使操作方的扭矩需求请求被遵循-例如以使车辆操作方可用的扭矩最大化。当确定216扭矩调节时，调节值被限制为使得它不能超过最大电动机扭矩。另外，扭矩调节被控制218，使得与扭矩水平可以恢复相比，扭矩水平可以降低(缩减)得更快。这可以通过对扭矩调节的转换速率设置单向限制来提供。
[0049] 然后，将计算出的扭矩调节施加220到从车辆操作方接收到的扭矩请求，以提供经调节的扭矩需求信号，并将经调节的扭矩需求信号提供给功率转换器6，以控制电力到牵引电动机2的输送。通过减小制动或驱动扭矩的最大限度，可以施加220计算出的扭矩调节。例如，当扭矩请求与车辆运动(驱动扭矩)方向相同时，施加扭矩调节以减小最大可用扭矩，而不是直接修改操作方的扭矩请求。制动扭矩和驱动扭矩限度可以单独编码，并且单独调节。但是，在这两种情况下，通过减小最大可用扭矩(扭矩限度)来施加扭矩调节。这可能能够改进操作方的控制。
[0050] 在施加扭矩调节的同时，重新估计坡度，并且使用开环估计模型来估计车辆速度。具体地，这个模型包括依据车辆速度的先前的估计、电动机扭矩需求、车辆质量以及车辆正行驶在的坡度对于车辆运动的描述。将车辆速度的这个开环估计与电动机速度进行比较
222，以确定两者之间的差值(新的更新后的差值信号)。如上面所解释的，将电动机扭矩需求信号的符号与开环估计车辆速度的符号进行比较。如果扭矩需求和车辆速度具有不同的符号(处于相反的方向)，则差值信号的符号是相反的。这意味着在制动时，扭矩调节将以与在加速时扭矩调节所做的相反的方式进行响应。在制动时，如果车辆速度大于电动机速度，则扭矩调节将趋向于减小可用的制动扭矩，由此使电动机速度增加以减少车轮抱死。相反，当扭矩需求和车辆速度处于相同方向并且车辆正在加速时，扭矩调节将趋于减小可用的加速扭矩，以减少车轮滑动。
[0051] 然后，将差值信号对照阈值进行测试，并且如果差值信号小于阈值大小，则停止扭矩调节(减小到零)，并且该过程返回228到闭环车辆速度估计模式。当以这种开环模式操作并且施加扭矩调节时，用于停止扭矩调节并返回到闭环估计模式的阈值可以不同于用于开始施加扭矩调节并切换到开环估计模式的阈值。如果新差值信号小于这个阈值，则计算226并施加218新的扭矩调节。
[0052] 以上的公开已指出对与扭矩需求的控制，但是在一些电动车辆中，电动机控制基于控制速度而不是扭矩-例如可以使用速度控制回路。在这样的配置中，将会把扭矩调节施加于速度控制回路的输出而不是施加于操作方的扭矩请求。还可以应用前述实施方案的其他变型。例如，加速度计可以包括两个或更多个单独的单轴加速度计，该单轴加速度计被布置成感测不同方向上的加速度(惯性力)。加速度计可以包括单个多轴加速度计，诸如倾斜的加速度计，倾斜的加速度计可操作以提供装置相对于重力的倾斜角度以及车辆在行进方向上的横向加速度的指示。还可以使用
陀螺仪和/或MEM加速度计，例如，本文描述的加速度计信号可以由任意惯性测量装置提供。
[0053] 感测电动机速度的编码器4可以是机电设备或光学设备，其被布置以确定电动机的轴或轮轴的角度
位置或运动并且将这个位置转换为模拟或
数字信号。
[0054] 还应该认识到，诸如仓库物料搬运车辆(例如，起重车)的某些类型的车辆通常总是会在平坦的表面上行驶。然而，在其它
用例中(例如，对于道路车辆)，车辆可能在具有使车辆模型改变的坡度的表面上行驶。因此，在一些实施方案中，由车辆状态估计器22确定的参数包括对坡度的估计。相应地，由车辆状态估计器22使用的模型可以被修改成包括例如基于斜面效应的余弦模型计算坡度的参数。
[0055] 可以基于车辆的和/或用户偏好的性能需求来选择用于确定电动机速度与车辆速度是否匹配的公差水平。公差水平可以基于车辆的速度来选择。例如，公差水平可以包括车辆的速度的百分比，例如，5％限度或2％限度。
[0056] 以上已经解释了车辆质量的估计和车辆倾斜角度/坡度的估计可以通过将车辆动力学模型拟合到速度信号和加速度计信号来确定。这种拟合可以以最小二乘意义进行，但是还可以使用其他拟合过程，例如贝叶斯估计器和最大似然估计器。模型本身可以是线性或非线性的，并且可以包括对非线性模型的线性化近似。还应将理解的是，模型本身可以是用数字表示的或分析的，并且可以包括分析的贡献与用数字定义的贡献的混合物。
[0057] 在本公开的上下文中，应理解的是，在非滑稳态条件下(其中车轮抓住道路并且传动系中的任何后冲已经退绕)，电动机速度和车辆速度是由传动系统的传动比和车轮的尺寸来关联的。无论传动系统的传动装置或车轮尺寸如何，本公开当然适用，并且为了简单起见，在本文考虑的车辆速度将会以电动机速度为单位来表示-也就是说，已经考虑传动系统的传动装置和车轮尺寸而进行归一化。还应当理解的是，电动机速度旨在表示当电动机连接到传动系统时的电动机驱动输出的
角速度。
[0058] 已经参考对AC电动机的控制来说明图1的实施方案，但是本公开的方法和装置还可以用于控制DC电动机的操作。图1中所示的装置中的一些或全部可以被包含在共同的壳体中。例如，用于控制功率转换器6的加速度计和
电子设备可以一起安装在同一壳体中，并且可以安装在相同的PCB上。
[0059] 在附图中，相同的参考标记用于指代相同的元件。大体上参照附图，应当理解的是，示意性功能框图用于指示本文中描述的系统和装置的功能。然而应当理解的是，功能不需要以这种方式来划分，且不应被认为意味着任何特定的
硬件结构。
[0060] 在本公开的上下文中，本领域技术人员应当理解的是，可以在定制的硬件逻辑处理单元(诸如，电子设备)中实施本文描述的方法和装置，以生成定时
控制信号和可以用于控制电动机的其他输出。以上描述了这样的系统的一个示例，但是应当理解的是，该系统的不同部分之间的功能划分仅仅是示例性的，并且图1中描述的系统的一个或更多个部分的功能可以与该系统的其他部分共享或者集成到单一的元件。还应该理解的是，电动机控制器还可以包括可编程处理器，所以以上参照图1描述的控制方案和装置还可以在适于接收双轴加速度计信号的和/或具有内置加速度计的任意电动机控制器14的适当地编程的处理器中实施。适当地编程的一个示例是对这样的处理器进行编程以执行参照图2描述的方法的计算机可读指令。因此，在本公开的一些示例中，一个或更多个存储元件可储存用于实施本文中所描述的操作的数据和/或程序指令。本公开的实施方案提供了包括程序指令的有形的非暂时性储存介质，程序指令可操作来对处理器进行编程以执行本文中所描述和/或要求保护的任意一个或多个方法和/或提供如本文中所描述和/或要求保护的
数据处理装置。
[0061] 至于装置-在附图中所示的元件中一个或更多个元件的功能可被进一步细分和/或分布在本公开的整个装置中。在一些实施方案中，附图中所示的一个或多个元件的功能可集成到单一功能单元中。这样的功能单元(例如，电动机控制器14的一个或更多个特征(诸如，处理器及其部件))可以用固定逻辑(诸如，
逻辑门的组件)或可编程逻辑(诸如，由处理器执行的
软件和/或
计算机程序指令)来实施。还可以使用软件和硬件的混合物。还可以使用任意类型的可编程逻辑，适合的可编程逻辑的示例包括可编程处理器、可编程数字逻辑(例如，
现场可编程门阵列(FPGA)、可擦除可编程
只读存储器(EPROM)、
电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、
专用集成电路、ASIC或其它类型的数字逻辑、软件、代码、电子指令、闪存、光盘、CD-ROM、DVD ROM、磁卡或光卡、适用于储存电子指令的其它类型的机器可读介质或它们任意合适的组合。上述实施方案应理解为说明性示例。设想另外的实施方案。应理解的是，所描述的与任何一个实施方案有关的任意特征可单独使用，或与所描述的其它特征组合使用，以及还可用在与任意其它实施方案的一个或多个特征的组合中，或者用在任意其它实施方案的任意组合中。此外，还可以采用以上未描述的等价物或修改而不背离本发明的范围，本发明的范围在所附权利要求中定义。
