專利名稱：一種純電動車扭矩安全在線監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動車的扭矩安全技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全球?qū)?jié)能和環(huán)保意識的增強，純電動汽車逐漸成為新能源汽車領(lǐng)域的最終 發(fā)展方向。驅(qū)動電機及電機控制器作為純電動汽車中的關(guān)鍵部件，是整車唯一的動力來源， 其輸出的真實扭矩準(zhǔn)確與否和整車行駛安全緊密相關(guān)。因此在目前純電動車尚未安裝具有 可行性且高精度的扭矩傳感器之前，準(zhǔn)確地獲取驅(qū)動電機實際輸出扭矩，并對扭矩進行實 時在線監(jiān)控和保護便成為純電動汽車安全控制中必不可少的環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種純電動車扭矩安全在線監(jiān)控方法，通過電機控制器實 時檢測驅(qū)動電機運行中的參數(shù)，從而估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值，同時電機控制器對 扭矩值進行對比監(jiān)控，并將結(jié)果及時反饋給整車控制器，以便整車控制器采取相應(yīng)保護措 施，防止因動力輸出錯誤而影響整車行駛的安全性和可靠性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種純電動車扭矩安全在線監(jiān)控方法，其包括以下步驟
1、整車控制器根據(jù)電機控制器上報給它的驅(qū)動電機最大可用扭矩值，再結(jié)合當(dāng)前狀態(tài) 下踏板深度信號、高壓動力電池允許的充放電功率，得到驅(qū)動電機需執(zhí)行的需求扭矩值，電 機系統(tǒng)根據(jù)整車控制器所給定的需求扭矩值進行扭矩控制，并通過驅(qū)動電機輸出扭矩；
2、電機控制器實時監(jiān)控電iilg行中的參數(shù)，并分別根據(jù)IGBT(絕緣柵雙極晶體管)模塊交流側(cè) 相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值I；.，根據(jù)IGBT模塊直流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電 機實際輸出扭矩值jI-；
3、電機控制器把根據(jù)交流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值，或把根據(jù)直流側(cè)估算
出的電機實際輸出扭矩值&，與整車控制器給出的驅(qū)動電機最大允許執(zhí)行扭矩值、驅(qū)動電 機最小允許執(zhí)行扭矩值進行對比作差，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩 執(zhí)行正常；若差值超過了允許的限定范圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行異 常；
電機控制器把根據(jù)交流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值Gi，與根據(jù)直流側(cè)估算出的
電機實際輸出扭矩值&進行對比作差，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩 執(zhí)行正常；若差值超過了允許的限定范圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行異 常；
4、驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行異常時，電機控制器需通過CAN通訊將故障等級、扭矩錯誤標(biāo)志 位信號上報給整車控制器，同時還需根據(jù)電機當(dāng)前所處狀態(tài)，將驅(qū)動電機最大可用扭矩值進行限制后發(fā)給整車控制器，由整車控制器及時采取相應(yīng)的保護措施。本發(fā)明通過對電機系統(tǒng)運行過程中參數(shù)的實時檢測、驅(qū)動電機執(zhí)行后實際輸出扭 矩的實時估算、以及對扭矩值進行相互的比較并采取相應(yīng)保護措施，可以實現(xiàn)對純電動車 驅(qū)動電機扭矩的在線監(jiān)控功能，保證整車行駛過程中的安全性和可靠性。


圖1本發(fā)明的扭矩在線監(jiān)控流程圖。
具體實施例方式結(jié)合圖1對本發(fā)明的驅(qū)動電機扭矩安全在線監(jiān)控方法作進一步說明。1、純電動車中整車控制器根據(jù)電機控制器上報給它的驅(qū)動電機最大可用扭矩值， 再結(jié)合當(dāng)前狀態(tài)下踏板深度信號、高壓動力電池允許的充放電功率，得到驅(qū)動電機需執(zhí)行 的需求扭矩值，電機系統(tǒng)根據(jù)整車控制器所給定的需求扭矩值進行扭矩控制，并通過驅(qū)動 電機輸出扭矩；
2、電機控制器實時監(jiān)控電機運行中的參數(shù)，并分別根據(jù)模塊交流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū) 動電機實際輸出扭矩值，根據(jù)IGBT (絕緣柵雙極晶體管)模塊直流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū) 動電機實際輸出扭矩值；
3、電機控制器把根據(jù)交流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值?。?，或把根據(jù)直流側(cè)估算
出的電機實際輸出扭矩值，與整車控制器給出的驅(qū)動電機最大允許執(zhí)行扭矩值、驅(qū)動電 機最小允許執(zhí)行扭矩值進行對比作差；
4、電機控制器把根據(jù)交流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值，與根據(jù)直流側(cè)估算出
的電機實際輸出扭矩值&進行對比作差；
5、電機控制器在對上述扭矩值進行對比作差后，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為 驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行正常；若差值超過了允許的限定范圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電 機扭矩執(zhí)行異常，此時電機控制器需通過CAN通訊將扭矩錯誤的故障等級信號、扭矩錯誤 標(biāo)志位信號上報給整車控制器，同時將驅(qū)動電機最大可用扭矩值進行限制后發(fā)給整車控制 器，由整車控制器及時采取相應(yīng)的保護措施。在所述步驟1中驅(qū)動電機最大可用扭矩值，是指驅(qū)動電機在當(dāng)前所處的轉(zhuǎn)速、溫 度、故障狀態(tài)條件下所能輸出的峰值扭矩值；整車控制器在計算需驅(qū)動電機去執(zhí)行的需求 扭矩值時會考慮該值對計算的限制。在所述步驟2中根據(jù)IGBT模塊交流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值 ^的計算過程為電機控制器通過安裝在驅(qū)動電機三相線上的電流傳感器實時檢測電機
三相交流電流值、ifc和；然后電機控制器通過坐標(biāo)變換將三相交流電流轉(zhuǎn)換成d軸和 q軸上的扭矩控制電流&和& ；最后電機控制器再根據(jù)驅(qū)動電機本身的電感和、、磁通鏈V、、極對數(shù)Pz ,結(jié)合^和I3 ,按照對應(yīng)的扭矩方程式4 =^pJ喊.HLi -Lt^iIj ；計 算出驅(qū)動電機實際輸出的扭矩值。 在所述步驟2中根據(jù)IGBT模塊直流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值 ^的計算過程為電機控制器通過安裝在IGBT直流側(cè)的電流和電壓傳感器，實時檢測從
高壓動力電池包進入電機控制器的輸入電壓值I“和電流值Jifc ；電機控制器通過安裝在
驅(qū)動電機上的位置傳感器實時檢測電機實際運行轉(zhuǎn)速”；電機控制器通過查表得到該電機
系統(tǒng)在臺架試驗中標(biāo)定所得的系統(tǒng)效率值；最后結(jié)合以上所述L^Jifc、《和,按
照對應(yīng)的扭矩方程式τ± =懇*1^*…-.；計算出驅(qū)動電機當(dāng)前的實際輸出的扭矩值在所述步驟3中驅(qū)動電機最大允許執(zhí)行扭矩值，是指在純電動車中整車控制器所 給定的，且驅(qū)動電機在執(zhí)行過程中最大也不能超過的扭矩限制值，如果驅(qū)動電機實際執(zhí)行 的輸出扭矩超過了這個最大允許執(zhí)行扭矩值，將會給整車行駛的安全性和可靠性帶來很大 的影響。在所述步驟3中驅(qū)動電機最小允許執(zhí)行扭矩值，是指在純電動車中整車控制器所 給定的，且驅(qū)動電機在執(zhí)行過程中最小不能低于的扭矩限制值，如果驅(qū)動電機實際執(zhí)行的 輸出扭矩低于了這個最小允許執(zhí)行扭矩值，也將會給整車行駛的安全性和可靠性帶來很大 的影響。在所述步驟5中，電機控制器需要對所得到的扭矩值進行對比作差，并根據(jù)對比 結(jié)果及時向整車控制器上報相應(yīng)信息
第一種是將或&與整車控制器給出的驅(qū)動電機最大、最小允許執(zhí)行扭矩值進行比
較，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行正常，且后續(xù)電機仍按整車控制 器的需求值執(zhí)行扭矩；若差值超過允許的限定范圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭 矩執(zhí)行時出現(xiàn)了異常，此時電機控制器需通過CAN通訊及時將扭矩錯誤的故障等級、扭矩 錯誤標(biāo)志位信號上報給整車控制器，同時將驅(qū)動電機最大可用扭矩值進行限制后發(fā)給整車 控制器，由整車控制器及時采取相應(yīng)的保護措施。第二種是將I；和直接進行比較，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為驅(qū)動電機
扭矩執(zhí)行正常，且后續(xù)電機仍按整車控制器的需求值執(zhí)行扭矩；若差值超過允許的限定范 圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行時出現(xiàn)了異常，此時電機控制器也需通過 CAN通訊及時將扭矩錯誤的故障等級、扭矩錯誤標(biāo)志位信號上報給整車控制器，同時將驅(qū) 動電機最大可用扭矩值進行限制后發(fā)給整車控制器，由整車控制器及時采取相應(yīng)的保護措 施。
權(quán)利要求
一種純電動汽車扭矩安全在線監(jiān)控的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)整車控制器根據(jù)電機控制器上報給它的驅(qū)動電機最大可用扭矩值，再結(jié)合當(dāng)前狀態(tài)下踏板深度信號、高壓動力電池允許的充放電功率，得到驅(qū)動電機需執(zhí)行的需求扭矩值，電機系統(tǒng)根據(jù)整車控制器所給定的需求扭矩值進行扭矩控制，并通過驅(qū)動電機輸出扭矩；(2)電機控制器實時監(jiān)控電機運行中的參數(shù)，并分別根據(jù)IGBT模塊交流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值，根據(jù)IGBT模塊直流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值；(3)電機控制器把根據(jù)交流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值，或把根據(jù)直流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值，與整車控制器給出的驅(qū)動電機最大允許執(zhí)行扭矩值、驅(qū)動電機最小允許執(zhí)行扭矩值進行對比作差，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行正常，且后續(xù)電機仍按整車控制器的需求值執(zhí)行扭矩；若差值超過了允許的限定范圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行異常；進一步，電機控制器把根據(jù)交流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值，與根據(jù)直流側(cè)估算出的電機實際輸出扭矩值進行對比作差，若差值在允許的限定范圍內(nèi)，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行正常，且后續(xù)電機仍按整車控制器的需求值執(zhí)行扭矩；若差值超過了允許的限定范圍且持續(xù)了一段時間，則認(rèn)為驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行異常；(4)當(dāng)判定驅(qū)動電機扭矩執(zhí)行異常時，電機控制器通過CAN通訊將故障等級、扭矩錯誤標(biāo)志位信號上報給整車控制器，同時還根據(jù)電機當(dāng)前所處狀態(tài)，將驅(qū)動電機最大可用扭矩值進行限制后發(fā)給整車控制器，由整車控制器及時采取相應(yīng)的保護措施。553735dest_path_image001.jpg,134889dest_path_image002.jpg,407738dest_path_image001.jpg,136660dest_path_image002.jpg
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車扭矩安全在線監(jiān)控的方法，其特征在于在所述 步驟(1)中驅(qū)動電機最大可用扭矩值，是指驅(qū)動電機在當(dāng)前所處的轉(zhuǎn)速、溫度、故障狀態(tài)條 件下所能輸出的峰值扭矩值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的純電動汽車扭矩安全在線監(jiān)控的方法，其特征在于在所述步驟(2)中根據(jù)IGBT模塊交流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值&的計算 過程為電機控制器通過安裝在驅(qū)動電機三相線上的電流傳感器實時檢測電機三相交流電 流值L、ib和^ ；然后電機控制器通過坐標(biāo)變換將三相交流電流轉(zhuǎn)換成d軸和q軸上的扭矩控制電流。和& ；最后電機控制器再根據(jù)驅(qū)動電機本身的電感‘和‘、磁通鏈Wg、極對 數(shù)A,結(jié)合廠和i ,按照對應(yīng)的扭矩方程式I；:；計算出驅(qū)動電^ QJm機實際輸出的扭矩值I.。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的純電動汽車扭矩安全在線監(jiān)控的方法，其特征在于在 所述步驟(2)中根據(jù)IGBT模塊直流側(cè)相關(guān)參數(shù)估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值4的計算 過程為電機控制器通過安裝在IGBT模塊直流側(cè)的電流和電壓傳感器，實時檢測從高壓動力電池包進入電機控制器的輸入電壓值1.^和電流值；電機控制器通過安裝在驅(qū)動電 機上的位置傳感器實時檢測電機實際運行轉(zhuǎn)速》；電機控制器通過查表得到該電機系統(tǒng)在 臺架試驗中標(biāo)定所得的系統(tǒng)效率值^si ；最后結(jié)合以上所述Lk、I士、η和IJs^ ,按照對應(yīng)的扭矩方程式n=；計算出驅(qū)動電機當(dāng)前的實際輸出的扭矩值 。mm么Wi
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的純電動汽車扭矩安全在線監(jiān)控的方法，其特征在于在 所述步驟(3)中驅(qū)動電機最大允許執(zhí)行扭矩值，是指在純電動車中整車控制器所給定的，且 驅(qū)動電機在執(zhí)行過程中最大也不能超過的扭矩限制值；驅(qū)動電機最小允許執(zhí)行扭矩值，是 指在純電動車中整車控制器所給定的，且驅(qū)動電機在執(zhí)行過程中最小不能低于的扭矩限制值。
全文摘要
本發(fā)明為一種純電動汽車扭矩安全在線監(jiān)控的方法。所述方法是通過電機控制器對驅(qū)動電機執(zhí)行扭矩過程中相關(guān)參數(shù)的實時檢測，估算出驅(qū)動電機實際輸出扭矩值，同時電機控制器對所得估算扭矩進行對比監(jiān)控，并將對比結(jié)果及時反饋給整車控制器，由整車控制器采取相應(yīng)的保護措施，以保證電動汽車安全、可靠的運行。
文檔編號B60L3/00GK101934743SQ20101029840
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者萬艷寬, 朱小豐, 肖偉 申請人:重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司