CN104859483B - 电动汽车的扭矩修正系数计算和扭矩解析的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车的扭矩修正系数计算和扭矩解析的方法及系统，在考虑了电机转速和加速踏板开度之外，还综合考虑了车速和故障等级来确定扭矩修正系数和修正起始点，实时地修正系统解析的需求扭矩。当车速和故障等级不同，而加速踏板开度相同时，可以得到不同的扭矩修正系数，进而得到更准确的扭矩解析系数，本发明的上述方案为电机的实际输出扭矩提供更准确、更全面的考虑因素，提高了整车的扭矩控制精度。

Description

电动汽车的扭矩修正系数计算和扭矩解析的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种电动汽车控制技术领域，具体地涉及一种电动汽车的扭矩修正系数计算和扭矩解析的方法及系统。

背景技术

在节能环保的社会大背景之下，开发并推出节能环保的新能源汽车已形成了共识，电动汽车因其显著的节能减排效果，国内外汽车公司都将其列为重要的发展方向，因此对其关键技术的开发和研究具有非常重要的意义。电动汽车是以车载高压电池为单一动力源，由电机直接驱动的新能源汽车，作为电动汽车的驱动装置，电机的输出扭矩决定了电动汽车的行驶状况。

现有技术中关于电动汽车扭矩安全监控的一种方法如图1所示。根据电机转速和加速踏板开度通过查二维表来确定输出扭矩系数。其中的二维表中记录着电机转速、加速踏板开度和输出扭矩系数之间的对应关系，在确定了电机转速和加速踏板开度后，可以直接准确的获得与之对应的输出扭矩系数。根据系统中电机的最大允许扭矩、电池的最大放电功率和最大充电功率等因素确定系统最大可用扭矩。输出扭矩系数与系统最大可用扭矩相乘即可确定系统需求扭矩。

现有技术中的上述方法仅依据电机的转速和加速踏板开度来确定输出扭矩系数。即只要电机转速和加速踏板开度相同，无论整车系统状态如何，输出扭矩系数就是相同的。电机作为电动汽车的直接驱动装置，其实际输出扭矩除了收到电机转速和加速踏板开度的影响之外必然会受到整车系统状态的影响。而电机的实际输出的扭矩是在系统需求扭矩的基础上确定的，如果系统需求扭矩在解析时，只考虑电机转速和加速踏板开度，那么当整车系统状态、故障处理方式等因素发生改变时，系统需求扭矩并不会发生改变，在此基础上得到的电机实际输出扭矩也不会发生改变。显然，上述处理方式与电机的实际运行状态并不相符，得到的电机实际输出扭矩并不准确，在电动汽车的运行过程中存在一定的安全隐患。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于解析电动汽车系统需求扭矩的方法仅仅考虑电机转速和加速踏板开度的影响，没有考虑整车系统状态，在此基础上得到的电机实际输出扭矩不准确，安全系数低，从而提出一种综合考虑整车系统状态的电动汽车的扭矩修正系数计算和扭矩解析的方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种电动汽车的扭矩修正系数计算方法，包括如下步骤：

S1：获取系统状态参数，所述系统状态参数包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级；

S2：根据所述车速和所述系统故障等级确定修正级别和修正起始点；

S3：根据所述修正级别和所述电机转速确定扭矩修正系数。

上述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，步骤S2的具体过程如下：

利用车速和系统故障等级制定修正级别分类表，根据步骤S1得到的所述车速和所述系统故障等级利用查表法确定修正级别和修正起始点。

上述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，步骤S2中：

所述修正起始点是指对扭矩解析系数进行修正的起始踏板开度。

上述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，步骤S3的具体过程如下：

利用修正级别和电机转速制定扭矩修正系数表，根据步骤S2中得到的所述修正级别和步骤S1中得到的所述电机转速利用查表法确定扭矩修正系数。

本发明还提供一种电动汽车的扭矩解析方法，包括如下步骤：

W1：根据上述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，获取电动汽车的扭矩修正系数；

W2：根据所述扭矩修正系数与扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数。

本发明还提供一种电动汽车的扭矩修正系数计算系统，包括：

参数获取模块，用于获取系统状态参数，所述系统状态参数包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级；

第一修正模块，根据参数获取模块获取的车速和故障系统等级确定修正级别和修正起始点；

第二修正模块，根据所述第一修正模块获取的修正级别和电机转速确定扭矩修正系数。

上述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，所述第一修正模块中存储有利用车速和系统故障等级制定的修正级别分类表，根据参数获取模块得到的所述车速和所述系统故障等级利用查表法确定修正级别和修正起始点。

上述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，所述第一修正模块中，所述修正起始点是指对扭矩解析系数进行修正的起始踏板开度。

上述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，所述第二修正模块中存储有利用修正级别和电机转速制定扭矩修正系数表，根据第一修正模块得到的所述修正级别和参数获取模块得到的所述电机转速利用查表法确定扭矩修正系数。

本发明还提供一种电动汽车的扭矩解析系统，包括以上所述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，用于获取电动汽车的扭矩修正系数，还包括：第一计算模块，根据所述扭矩修正系数与扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法及系统，在考虑了电机转速和加速踏板开度之外，还综合考虑了车速和故障等级来确定扭矩修正系数和修正起始点。当车速和故障等级不同，而加速踏板开度相同时，可以得到不同的扭矩修正系数。本发明的上述方案为电机的实际输出扭矩提供更准确、更全面的考虑因素，提高了整车的扭矩控制精度。

(2)本发明所述的电动汽车的扭矩解析方法及系统，在获取扭矩解析系数时综合考虑电动汽车的整车系统状态参数，因此能够获得更准确的扭矩解析系数。进一步，根据扭矩解析系数获得的系统需求扭矩以及电机实际输出扭矩也更为准确。通过为扭矩控制功能提供更准确的输入，提高了整车的动态响应和扭矩控制的精度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是现有技术中一种电动汽车的扭矩解析方法的示意图；

图2是本发明一个实施例的一种电动汽车的扭矩修正系数计算方法的示意图；

图3是本发明一个实施例的一种电动汽车的扭矩解析方法的示意图；

图4是本发明一个实施例的电动汽车的扭矩解析系数修正结果示意图；

图5是本发明一个实施例的一种电动汽车的扭矩修正系数计算系统；

图6是本发明一个实施例的一种电动汽车的扭矩解析系统。

具体实施方式

本发明提供具体实施例主要涉及两个方面。其中一部分实施例涉及如何计算电动汽车的扭矩修正系数，另一部分实施例涉及如何根据扭矩修正系数获取系统需求扭矩。

实施例1

本实施例提供一种电动汽车的扭矩修正系数计算方法，如图2所示，包括如下步骤：

S1：获取系统状态参数，所述系统状态参数包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级。

S2：根据所述车速和所述系统故障等级确定修正级别和修正起始点。

S3：根据所述修正级别和所述电机转速确定扭矩修正系数。

其中，步骤S1中所述系统状态参数，是指电动汽车的整车系统状态参数。除了包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级之外，还可以包括制动能量回收状态、ABS工作状态等。本实施例中根据上述四个系统状态参数可以获得扭矩解析时的修正系数。

在步骤S2中，修正起始点是指对扭矩解析系数进行修正的起始踏板开度。本实施例中，利用车速和系统故障等级制定修正级别分类表，如表1所示。根据步骤S1得到的所述车速和所述系统故障等级利用查表法确定修正级别和修正起始点。

表1修正级别分类表

如表1所示，n₁，n₂，n₃为加速踏板开度值，用百分比表示，针对不同的故障等级，分别从不同的加速踏板开度值开始修正解析扭矩。例如系统故障等级为0级，车速为V₁时，修正级别为0，修正起始点无，此时扭矩修正系数为1。系统故障等级为2级，车速为V₃时，修正级别为8，当加速踏板开度为n₂时开始对扭矩解析系数进行修正。针对表1中涉及的故障等级，是按照故障的严重程度来划分，国家标准中针对电动汽车中的各种故障的严重程度有明确的规定。而本实施例中的故障等级并不等同于故障的严重程度。例如，某一故障本身属于非常严重的级别，那么只出现这一个故障时，故障等级就可能很高。而有些故障本身并不是很严重，但是出现了很多不严重的故障，综合起来的故障等级也可能很高。本实施例中故障等级划分方法参照ISO26262标准。

当确定故障等级之后，车速是可以实时从电动汽车的控制系统直接获取的。从表1中，可以直接确定修正级别和修正起始点。作为一种实现方式，表1中的各个参数可以选择以下值：V1＝50KM/小时，V2＝40KM/小时，V3＝30KM/小时，V4＝20KM/小时，V5＝10KM/小时，n1＝30％，n2＝40％，n3＝50％。以上只是给出一种具体的实施例，但是本领域技术人员应该明白表1是中的参数选择是根据电动汽车的实时运行状态中获得的经验值，并且通过多次试验之后进行不断调整所获得的结果，参数并非是固定不变的。

进一步地，步骤S3中，利用修正级别和电机转速制定扭矩修正系数表，如表2所示。根据步骤S2中得到的所述修正级别和步骤S1中得到的所述电机转速利用查表法确定扭矩修正系数。显然，可以根据表2中所记录的内容从中直接查找到扭矩修正系数。例如在转速为1000rpm、修正级别为1时，对应的修正系数为0.9，修正系数可标定。表2中给出的二维表，其中修正级别、电机转速和扭矩修正系数具有唯一确定的对应关系。因此，当其中两者确定之后，可以直接准确地查找到相应的扭矩修正系数。

表2扭矩修正系数表

当车速和故障等级不同，而加速踏板开度相同时，采用本实施例中的上述步骤可以得到不同的扭矩修正系数。因此，采用本实施例中的上述方案，在考虑了电机转速和加速踏板开度之外，还综合考虑了车速和故障等级来确定扭矩修正系数和修正起始点，实时地修正系统解析的需求扭矩，为电机的实际输出扭矩提供更准确、更全面的考虑因素，提高了整车的扭矩控制精度。

如图4所示，给出了扭矩解析系数修正结果示意图，三种不同的系统状态参数下，修正起始点为加速踏板开度为20％，得到的三个扭矩修正系数分别为a₁、a₂、a₃，其中，三角形标识对应的修正系数为a₁，正方形标识对应的修正系数为a₂，菱形标识对应的修正系数为a₃。通过图3所示的结果，充分证明了，在不同的系统状态下，解析获得的系统需求扭矩是随状态变化而变化的值。通过本实施例中的上述方案，能够针对不同的系统状态参数获得更为贴切电动汽车实际运行情况的扭矩解析系数，从而能够获得更为准确的系统需求扭矩，进一步得到的电机的实际输出扭矩也更为准确。

实施例2

本实施例提供一种电动汽车的扭矩解析方法，如图3所示，包括如下步骤：

W1：根据实施例1所述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，获取电动汽车的扭矩修正系数；

W2：根据所述扭矩修正系数与扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数。

步骤W2中，根据扭矩修正系数和扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数的方法可以有很多种，根据不同情况的电动汽车，其采用的修正方式也可能不同。在得到修正后的扭矩解析系数后，可以对结果进行验证，在验证过程中，对运算方式进行调整，最终得到切合实际运行情况的修正方式。本实施例中，通过扭矩修正系数与扭矩解析系数相乘后得到修正后的扭矩解析系数。

本实施例中，步骤W2中，扭矩解析系数的获取和现有技术中采用的技术方案相同，是根据所述电机转速和所述加速踏板开度确定的。或者在电池管理系统中或者在整车控制器中直接内置获取扭矩解析系数的算法，可直接输出扭矩解析系数。

作为优选的技术方案，在获得了修正后的扭矩解析系数之后，本实施例中还进一步包括如下步骤：W3：根据系统最大可用扭矩和修正后的扭矩解析系数得到系统需求扭矩。通过系统最大可用扭矩和修正后的扭矩解析系数相乘得到系统需求扭矩。系统最大可用扭矩是根据电机的最大允许扭矩、电池的最大放电功率和最大充电功率确定的。

通过本实施例中的上述方案，由于综合考虑了整车系统的不同状态对解析扭矩系数的影响，从而能够获得更为准确的解析扭矩系数，相对于现有技术来说能够获得更为准确的系统需求扭矩和电机的实际输出扭矩，提高了整车的动态响应和扭矩控制的精度。

实施例3

本实施例提供一种电动汽车的扭矩修正系数计算系统，如图5所示，包括参数获取模块，第一修正模块，第二修正模块。其中，所述参数获取模块，用于获取系统状态参数，所述系统状态参数包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级。所述第一修正模块，根据参数获取模块获取的车速和故障系统等级确定修正级别和修正起始点。所述第二修正模块，根据所述第一修正模块获取的修正级别和电机转速确定扭矩修正系数。

其中，所述参数获取模块获取的所述系统状态参数，是指电动汽车的整车系统状态参数。本实施例中采用上述系统状态参数即可获得准确的扭矩修正系数。所述第一修正模块中，所述第一修正模块中存储有利用车速和系统故障等级制定的修正级别分类表，根据参数获取模块得到的所述车速和所述系统故障等级利用查表法确定修正级别和修正起始点。所述修正级别分类表详见表1。

进一步地，所述第二修正模块中存储有利用修正级别和电机转速制定扭矩修正系数表，根据第一修正模块得到的所述修正级别和参数获取模块得到的所述电机转速利用查表法确定扭矩修正系数。其中，所述扭矩修正系数表详见表2。

当车速和故障等级不同，而加速踏板开度相同时，采用本实施例中的上述方案可以得到不同的扭矩修正系数。由于本实施例中的上述方案，在考虑了电机转速和加速踏板开度之外，还综合考虑了车速和故障等级来确定扭矩修正系数和修正起始点，实时地修正系统解析的需求扭矩，为电机的实际输出扭矩提供更准确、更全面的考虑因素，提高了整车的扭矩控制精度。

实施例4

本实施例提供一种电动汽车的扭矩解析系统，如图6所示，利用实施例3所述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，获取电动汽车的扭矩修正系数，还包括：第一计算模块，根据所述扭矩修正系数与扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数。

在实施本实施例中的上述方案时，所述第一计算模块中，根据扭矩修正系数和扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数的方法可以有很多种，本实施例中，通过扭矩修正系数与扭矩解析系数相乘后得到修正后的扭矩解析系数。其中的扭矩解析系数的获取和现有技术中采用的技术方案相同，是根据所述电机转速和所述加速踏板开度确定的。或者在电池管理系统中或者在整车控制器中直接内置获取扭矩解析系数的算法，可直接输出扭矩解析系数。

作为优选的技术方案，本实施例还包括：第二计算模块，根据系统最大可用扭矩和修正后的扭矩解析系数得到系统需求扭矩。通过系统最大可用扭矩和修正后的扭矩解析系数相乘得到系统需求扭矩。系统最大可用扭矩是根据电机的最大允许扭矩、电池的最大放电功率和最大充电功率确定的。

通过本实施例中的上述方案，由于综合考虑了整车系统的不同状态对解析扭矩系数的影响，从而能够获得更为准确的解析扭矩系数，相对于现有技术来说能够获得更为准确的系统需求扭矩和电机的实际输出扭矩，提高了整车的动态响应和扭矩控制的精度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种电动汽车的扭矩修正系数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取系统状态参数，所述系统状态参数包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级；

S2：利用车速和系统故障等级制定修正级别分类表，根据步骤S1得到的所述车速和所述系统故障等级利用查表法确定修正级别和修正起始点；

S3：根据所述修正级别和所述电机转速确定扭矩修正系数。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，其特征在于，步骤S2中：

所述修正起始点是指对扭矩解析系数进行修正的起始踏板开度。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，其特征在于，步骤S3的具体过程如下：

利用修正级别和电机转速制定扭矩修正系数表，根据步骤S2中得到的所述修正级别和步骤S1中得到的所述电机转速利用查表法确定扭矩修正系数。

4.一种电动汽车的扭矩解析方法，其特征在于，包括如下步骤：

W1：根据权利要求1-3任一所述的电动汽车的扭矩修正系数计算方法，获取电动汽车的扭矩修正系数；

W2：根据所述扭矩修正系数与扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数。

5.一种电动汽车的扭矩修正系数计算系统，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取系统状态参数，所述系统状态参数包括电机转速、加速踏板开度、车速和系统故障等级；

第一修正模块，存储有利用车速和系统故障等级制定的修正级别分类表，根据参数获取模块得到的所述车速和所述系统故障等级利用查表法确定修正级别和修正起始点；

第二修正模块，根据所述第一修正模块获取的修正级别和电机转速确定扭矩修正系数。

6.根据权利要求5所述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，其特征在于，

所述第一修正模块中，所述修正起始点是指对扭矩解析系数进行修正的起始踏板开度。

7.根据权利要求5所述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，其特征在于，

所述第二修正模块中存储有利用修正级别和电机转速制定扭矩修正系数表，根据第一修正模块得到的所述修正级别和参数获取模块得到的所述电机转速利用查表法确定扭矩修正系数。

8.一种电动汽车的扭矩解析系统，其特征在于，包括权利要求5-7任一所述的电动汽车的扭矩修正系数计算系统，用于获取电动汽车的扭矩修正系数，还包括：

第一计算模块，根据所述扭矩修正系数与扭矩解析系数得到修正后的扭矩解析系数。