CN102336141A - 一种电动汽车的扭矩监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车的驱动扭矩监控系统，本系统是根据车辆的行驶工况，进行电机控制器扭矩监控，其中包括车辆行驶工况判定模块(a)、系统电流监控模块(b)、系统电压监控模块(c)、系统电流电压反馈计算模块(d)、电机控制器扭矩反馈计算模块(e)，它们分别对电机控制器和电池的信息进行相应算法计算和判断，以对电机控制器扭矩进行全面的监控，并在扭矩失控时对扭矩进行应急处理及控制，确保行车安全。

Description

一种电动汽车的扭矩监控系统及方法
技术领域
本发明属于电动车控制领域，涉及电动车的力矩监控的方法。
背景技术
全球石油资源的日益枯竭和全球环境污染的日趋严重是制约社会、经济发展的重要因素，而各种新能源汽车的兴起，无疑是缓解能源压力和降低环境污染的有效措施。
由于电动汽车是由电机控制器来驱动，电机控制器特性与常规发动机特性截然不同，在一些特殊情况或车辆故障时，电机控制器可能出现扭矩失控的情况，这种情况会给车辆行驶带来极大的安全隐患。造成这种情况的原因可能是由于控制器硬件问题、软件问题、外界干扰、人为错误等原因，现在，还很难具备有效的办法对这种危害进行控制或降低。
发明内容
本发明提供一种电动汽车的驱动扭矩监控系统及方法，目的是为了对电动车的驱动扭矩进行实时监控，并在扭矩失控时对扭矩进行应急处理及控制，确保行车安全。
本发明的技术方案如下：
一种电动汽车的驱动扭矩监控系统，所述系统包括车辆行驶工况判定模块(a)、系统电流监控模块(b)、系统电压监控模块(c)、系统电流电压反馈计算模块(d)和电机控制器扭矩反馈计算模块(e)。
所述车辆行驶工况判定模块(a)用于判断车辆是否处在驱动模式，判断车辆是否有监控需求。若当前没有扭矩监控需求，则等待下一时刻监控功能开始；若当前有扭矩监控需求，则进入以下步骤，开始进行扭矩监控。
所述系统电流监控模块(b)，是根据直流转换器电流与电机控制器电流两者通过损耗处理以后与电池电流相比，以两者间的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围A：
A≧|（直流转换器电流+电机控制器电流）—电池电流|；
若两者的误差在预定范围A之内，则通过系统电流监控，进入系统电压监控模块(c)进行监控，否则进入监控故障处理。
所述系统电压监控模块(c)，是根据电机控制器电压通过损耗处理后的计算值与电池电压相比，以两者间的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围B：
B≧|电机控制器电压—电池电流|；
若两者的误差在预定范围B之内，则通过系统电压监控，进入系统电流电压反馈监控模块(d)进行监控，否则进入监控故障处理。
所述系统电流电压反馈监控模块(d)，是根据电机控制器的电压和电流及电机控制器当前转速，由不同转速下的电机控制器效率计算出电机控制器扭矩，并对电功率的损耗进行计算，将最后的计算值与电机控制器反馈扭矩相比较，以两者间的误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围C：
C≧|电机控制器计算扭矩—电机控制器反馈扭矩|；
若两者的误差在预定范围C之内，则通过系统电流电压反馈监控，进入电机控制器扭矩反馈监控模块(e)进行监控，否则进入监控故障处理。
所述电机控制器扭矩反馈监控模块(e)，是根据输出的电机控制器命令扭矩与电机控制器反馈扭矩之间的误差D对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围D：
D≧|电机控制器命令扭矩—电机控制器反馈扭矩|；
若两者的误差在预定范围D之内，则通过电机控制器扭矩反馈监控，进入正常扭矩输出，否则进入监控故障处理；
A、如进入正常扭矩输出，则将根据当前扭矩命令输出至电机控制器执行；
B、如进入监控故障处理，将电机控制器扭矩命令置为预定默认值或断开高压。
采用本发明能够有效地实时监控在一些特殊情况或车辆故障时，电机控制器可能出现扭矩失控的情况，极大地提高整车安全性及可靠性。
附图说明
图1是本发明的扭矩监控流程图。
图2是本发明的车辆行驶工况判定模块简图。
图3是本发明的系统电流监控模块简图。
图4是本发明的系统电压监控模块简图。
图5是本发明的系统电流电压反馈监控模块简图。
图6是本发明的电机控制器扭矩反馈监控模块简图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明：
如图1所示，本系统是根据车辆的行驶工况，进行电机控制器扭矩监控，其中包括车辆行驶工况判定模块(a)、系统电流监控模块(b)、系统电压监控模块(c)、系统电流电压反馈计算模块(d)、电机控制器扭矩反馈计算模块(e)，它们分别对电机控制器和电池的信息进行相应算法计算和判断，以对电机控制器扭矩进行全面的监控。
如图2所示，车辆行驶工况判定模块(a)，首先判断车辆是否处在驱动模式，判断车辆是否有监控需求。
如图3所示，系统电流监控模块(b)，是根据直流转换器电流与电机控制器电流两者通过损耗处理以后与电池电流相比，以两者间的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围A：
A≧|（直流转换器电流+电机控制器电流）—电池电流|。
如图4所示，系统电压监控模块(c)，是根据电机控制器电压通过损耗处理后的计算值与电池电压相比，以两者间的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围B：
B≧|电机控制器电压—电池电流|。
如图5所示，系统电流电压反馈监控模块(d)，是根据电机控制器的电压和电流及电机控制器当前转速，由不同转速下的电机控制器效率计算出电机控制器扭矩，并对电功率的损耗进行计算，将最后的计算值与电机控制器反馈扭矩相比较，以两者间的误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围C：
C≧|电机控制器计算扭矩—电机控制器反馈扭矩|。
如图6所示，电机控制器扭矩反馈监控模块(e)，是根据输出的电机控制器命令扭矩与电机控制器反馈扭矩之间的误差D对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围D：
D≧|电机控制器命令扭矩—电机控制器反馈扭矩|。
参见图1， 控制方法如下：当扭矩监控功能开始后，首先根据车辆行驶工况判定模块(a)，参见图2，根据当前车辆高压状态及整车行驶工况判断车辆当前是否有扭矩监控需求，若当前没有扭矩监控需求，则等待下一时刻监控功能开始；若当前有扭矩监控需求，则进入以下步骤，开始进行扭矩监控：
1．首先进入系统电流监控模块(b)后，参见图3，根据电机控制器电流、其他整车高压负载电流及损耗计算，同电池电流进行误差比较，若两者的误差在预定范围A之内，则通过系统电流监控，进入系统电压监控模块(c)进行监控，否则进入监控故障处理；
2．进入系统电压监控模块(c)后，参见图4，根据电机控制器电压及损耗计算，同电池电压进行误差比较，若两者的误差在预定范围B之内，则通过系统电压监控，进入系统电流电压反馈监控模块(d)进行监控，否则进入监控故障处理；
3．进入系统电流电压反馈监控模块(d)后，参见图5，是根据电机控制器的电压和电流及电机控制器当前转速，由不同转速下的电机控制器效率计算出电机控制器扭矩，并对电功率的损耗进行计算，将最后的计算值与电机控制器反馈扭矩相比较，若两者的误差在预定范围C之内，则通过系统电流电压反馈监控，进入电机控制器扭矩反馈监控模块(e)进行监控，否则进入监控故障处理；
4．进入电机控制器扭矩反馈监控模块(e)后，参见图6，进行电机控制器命令扭矩与电机控制器反馈扭矩进行比较，若两者的误差在预定范围D之内，则通过电机控制器扭矩反馈监控，进入正常扭矩输出，否则进入监控故障处理。
5．如进入正常扭矩输出，则将根据当前扭矩命令输出至电机控制器执行；
6.如进入监控故障处理，将电机控制器扭矩命令置为预定默认值或断开高压。

Claims (2)

1.一种电动汽车的驱动扭矩监控系统，所述系统包括车辆行驶工况判定模块(a)、系统电流监控模块(b)、系统电压监控模块(c)、系统电流电压反馈计算模块(d)和电机控制器扭矩反馈计算模块(e)；
所述车辆行驶工况判定模块(a)用于判断车辆是否处在驱动模式，判断车辆是否有监控需求；
若当前没有扭矩监控需求，则等待下一时刻监控功能开始；若当前有扭矩监控需求，则进入以下步骤，开始进行扭矩监控：
所述系统电流监控模块(b)，是根据直流转换器电流与电机控制器电流两者通过损耗处理以后与电池电流相比，以两者间的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围A：
A≧|（直流转换器电流+电机控制器电流）—电池电流|；
若两者的误差在预定范围A之内，则通过系统电流监控，进入系统电压监控模块(c)进行监控，否则进入监控故障处理；
所述系统电压监控模块(c)，是根据电机控制器电压通过损耗处理后的计算值与电池电压相比，以两者间的绝对误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围B：
B≧|电机控制器电压—电池电流|；
若两者的误差在预定范围B之内，则通过系统电压监控，进入系统电流电压反馈监控模块(d)进行监控，否则进入监控故障处理；
所述系统电流电压反馈监控模块(d)，是根据电机控制器的电压和电流及电机控制器当前转速，由不同转速下的电机控制器效率计算出电机控制器扭矩，并对电功率的损耗进行计算，将最后的计算值与电机控制器反馈扭矩相比较，以两者间的误差作为依据对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围C：
C≧|电机控制器计算扭矩—电机控制器反馈扭矩|；
若两者的误差在预定范围C之内，则通过系统电流电压反馈监控，进入电机控制器扭矩反馈监控模块(e)进行监控，否则进入监控故障处理；
所述电机控制器扭矩反馈监控模块(e)，是根据输出的电机控制器命令扭矩与电机控制器反馈扭矩之间的误差D对电机控制器扭矩进行监控，要求绝对误差必须小于等于预定范围D：
D≧|电机控制器命令扭矩—电机控制器反馈扭矩|；
若两者的误差在预定范围D之内，则通过电机控制器扭矩反馈监控，进入正常扭矩输出，否则进入监控故障处理；
A、如进入正常扭矩输出，则将根据当前扭矩命令输出至电机控制器执行；
B、如进入监控故障处理，将电机控制器扭矩命令置为预定默认值或断开高压。
2.一种利用权利要求1所述电动汽车的驱动扭矩监控系统进行监控的方法，其步骤如下：
当扭矩监控功能开始后，首先根据车辆行驶工况判定模块(a)，根据当前车辆高压状态及整车行驶工况判断车辆当前是否有扭矩监控需求，若当前没有扭矩监控需求，则等待下一时刻监控功能开始；若当前有扭矩监控需求，则进入以下步骤，开始进行扭矩监控：
（1）首先进入系统电流监控模块(b)后，根据电机控制器电流、整车高压负载电流计算，同电池电流进行误差比较，若两者的误差在预定范围A之内，则通过系统电流监控，进入系统电压监控模块(c)进行监控，否则进入监控故障处理；
（2）进入系统电压监控模块(c)后，根据电机控制器电压计算，同电池电压进行误差比较，若两者的误差在预定范围B之内，则通过系统电压监控，进入系统电流电压反馈监控模块(d)进行监控，否则进入监控故障处理；
（3）进入系统电流电压反馈监控模块(d)后，根据电机控制器的电压和电流及电机控制器当前转速，由不同转速下的电机控制器效率计算出电机控制器扭矩，并对电功率的损耗进行计算，将最后的计算值与电机控制器反馈扭矩相比较，若两者的误差在预定范围C之内，则通过系统电流电压反馈监控，进入电机控制器扭矩反馈监控模块(e)进行监控，否则进入监控故障处理；
（4）进入电机控制器扭矩反馈监控模块(e)后，将电机控制器命令扭矩与电机控制器反馈扭矩进行比较，若两者的误差在预定范围D之内，则通过电机控制器扭矩反馈监控，进入正常扭矩输出，否则进入监控故障处理；
A、如进入正常扭矩输出，则将根据当前扭矩命令输出至电机控制器执行；
B、如进入监控故障处理，将电机控制器扭矩命令置为预定默认值或断开高压。
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