CN103395376B - 一种纯电动汽车扭矩请求的监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种纯电动汽车扭矩请求的监控系统，以保证纯电动汽车的扭矩控制安全。本发明的纯电动汽车扭矩请求的监控系统中，监控单元根据制动踏板的位置信号、油门踏板的位置信号、自动巡航控制信号、车速信号、发动机转速信号、档位信号、电池管理系统的动力电池状态信号、ABS系统状态信号计算出电机的输出扭矩，进行油门踏板的位置监控、自动巡航扭矩控制、再生制动扭矩控制和跛行模式扭矩控制，同时对安全监控算法的程序执行和数据流进行监控，确保电机的实际输出扭矩不超出合理范围，并在扭矩请求不合理的情况下关闭电机扭矩输出，保证电机及行驶安全，具有很好的实用性。
Description
技术领域
本发明属于纯电动汽车整车安全控制领域，特别涉及到纯电动汽车扭矩请求的监控系统。
背景技术
石油价格的不断走高促使纯电动汽车发展进入提速阶段，在当前动力电池技术飞速发展的背景下，实现纯电动汽车的高车速化已经进入实质进展阶段，而且电动汽车要想取代传统内燃机车的霸主地位就必须朝着高速化、高续航里程的方向发展。
众所周知，车速越高对整车扭矩的控制安全要求就更高，现阶段国内大多数纯电动汽车的单芯片控制结构限制了电动汽车安全监控策略的开发实施，而扭矩安全恰恰是未来电动汽车控制的核心技术之一，所以时下开发扭矩安全监控技术是电动汽车大规模产业化所必备的要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种纯电动汽车扭矩请求的监控系统，以保证纯电动汽车的扭矩控制安全。
本发明的纯电动汽车扭矩请求的监控系统中，监控单元根据制动踏板的位置信号、油门踏板的位置信号、自动巡航控制信号、车速信号、发动机转速信号、档位信号、电池管理系统的动力电池状态信号、ABS系统状态信号计算出电机的输出扭矩，并在所述扭矩请求不合理的情况下关闭电机扭矩输出，关键在于包括如下步骤：
A：油门踏板的位置监控：监控单元接收油门踏板的两个传感器所传送的油门位置信号，若油门踏板的两个传感器的数值差超过预定值时，监控单元判定油门踏板位置不合理，监控单元向整车控制器发出信号，整车控制器强制使车辆进入跛行模式；
B：自动巡航扭矩控制：当车速大于40公里/小时且已经设定巡航控制车速，监控单元根据当前发动机转速及驾驶员所设定的巡航控制车速查表得到最大许可巡航控制扭矩；所述自动巡航控制信号包括驾驶员巡航控制输入请求及巡航控制设定车速信号；
C：再生制动扭矩控制：当车速大于12公里/小时，档位处于前进档，油门踏板松开，动力电池的SOC值低于97%，ABS系统状态安全有效，其制动踏板被踩下，则监控单元控制电机进入制动回收模式，监控单元根据车速查表得出最大允许再生制动扭矩，所述最大允许再生制动扭矩小于等于电机的最大扭矩；
D：跛行模式扭矩控制：当油门踏板位置不合理或者制动踏板未踩下，档位处于前进或倒退位置，车速大于1km/h且小于10km/h时，监控单元控制电机进入跛行模式，此时监控单元将电机的跛行模式最大许可扭矩设定在前进档设定为上限30N.m，倒档则设定为下限-30N.m；
E：监控单元根据油门踏板的位置解析出驾驶员需求扭矩，并与所述的最大许可巡航控制扭矩、最大允许再生制动扭矩、跛行模式最大许可扭矩进行扭矩合成，得到当前允许输出扭矩，监控单元将所述当前允许输出扭矩与整车控制器传来的扭矩请求进行比较，若在预定时间范围内整车控制器传来的扭矩请求大于当前允许输出扭矩，则监控单元关闭电机扭矩输出，若在电机扭矩输出关闭1000毫秒后整车控制器传来的扭矩请求仍大于当前允许输出扭矩，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接；若整车控制器传来的扭矩请求小于或等于当前允许输出扭矩，则监控单元以当前允许输出扭矩做为电机的最终输出扭矩。
为避免整车控制器中的监控算法的程序流出错，本发明提出了两种对监控算法的程序流监控方法：
1、在扭矩监控过程中，整车控制器中的监控算法代码被拷贝至内存中的指定空间，监控单元周期性地向所述内存中的监控算法代码发送问题，所述内存中的监控算法代码经过运算后向监控单元输出答案，监控单元将该答案与预存在监控单元内的答案进行对比，如果内存中的监控算法代码连续答错若干个问题，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接。
2、在扭矩监控过程中，监控单元向整车控制器发送计数初始值，整车控制器在执行监控算法的同时对该计数初始值进行累加，并在监控算法执行完毕后将结果发送至监控单元，监控单元将该结果与预存在监控单元内的答案进行对比，如果整车控制器连续多次计算错误，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接。
所述A步骤中，当制动踏板和油门踏板同时被踩下，若油门开度大于5%且油门踏板的位置变化率在两个运算周期内小于15%，则监控单元忽略油门踏板的位置信息，以制动踏板的位置为基准进行各项监控。
进一步地，所述A步骤中，若油门踏板的两个传感器的数值差在油门踏板深度大于95%时大于4%或者在油门踏板深度小于95%时大于2%，且超出预定时长时，监控单元即判定油门踏板位置不合理。
进一步地，所述E步骤中，得到当前允许输出扭矩后，监控单元对允许输出扭矩进行扭矩变化速率限制和滤波处理，然后再将处理后的当前允许输出扭矩与整车控制器传来的扭矩请求进行比较。
进一步地，为方便用户掌握监控状态，所述A步骤中，若监控单元判定油门踏板位置不合理，则监控单元存储相应的油门踏板位置不合理故障码；在所述E步骤中，若整车控制器传来的扭矩请求大于当前允许输出扭矩，则监控单元存储相应的扭矩请求不合理故障码。
在本发明中，监控单元根据各种行驶状态来对整车控制器的扭矩请求进行监控，同时对安全监控算法的程序执行和数据流进行监控，确保电机的实际输出扭矩不超出合理范围，并可在整车控制器的扭矩请求不合理时关闭电机扭矩输出，保证电机及行驶安全，具有很好的实用性。
附图说明
图1是本发明的纯电动汽车扭矩请求的监控系统的控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的纯电动汽车扭矩请求的监控系统中，监控单元根据制动踏板的位置信号、油门踏板的位置信号、自动巡航控制信号、车速信号、发动机转速信号、档位信号、电池管理系统的动力电池状态信号、ABS系统状态信号计算出电机的输出扭矩，并在所述扭矩请求不合理的情况下关闭电机扭矩输出，关键在于包括如下步骤：
A：油门踏板的位置监控：监控单元接收油门踏板的两个传感器所传送的油门位置信号，若油门踏板的两个传感器的数值差在油门踏板深度大于95%时大于4%或者在油门踏板深度小于95%时大于2%，且超出预定时长时，监控单元即判定油门踏板位置不合理，监控单元向整车控制器发出信号，整车控制器强制使车辆进入跛行模式；当制动踏板和油门踏板同时被踩下，若油门开度大于5%且油门踏板的位置变化率在两个运算周期内小于15%，则监控单元忽略油门踏板的位置信息，以制动踏板的位置为基准进行各项监控；
B：自动巡航扭矩控制：当车速大于40公里/小时且已经设定巡航控制车速，监控单元根据当前发动机转速及驾驶员所设定的巡航控制车速查表得到最大许可巡航控制扭矩；所述自动巡航控制信号包括驾驶员巡航控制输入请求及巡航控制设定车速信号；
C：再生制动扭矩控制：当车速大于12公里/小时，档位处于前进档，油门踏板松开，动力电池的SOC值低于97%，ABS系统状态安全有效，其制动踏板被踩下，则监控单元控制电机进入制动回收模式，监控单元根据车速查表得出最大允许再生制动扭矩，所述最大允许再生制动扭矩小于等于电机的最大扭矩；
D：跛行模式扭矩控制：当油门踏板位置不合理或者制动踏板未踩下，档位处于前进或倒退位置，车速大于1km/h且小于10km/h时，监控单元控制电机进入跛行模式，此时监控单元将电机的跛行模式最大许可扭矩设定在前进档设定为上限30N.m，倒档则设定为下限-30N.m；
E：监控单元根据油门踏板的位置解析出驾驶员需求扭矩，并与所述的最大许可巡航控制扭矩、最大允许再生制动扭矩、跛行模式最大许可扭矩进行扭矩合成，得到当前允许输出扭矩，监控单元对允许输出扭矩进行扭矩变化速率限制和滤波处理，然后再将处理后的当前允许输出扭矩与整车控制器传来的扭矩请求进行比较，若在预定时间范围内整车控制器传来的扭矩请求大于当前允许输出扭矩，则监控单元关闭电机扭矩输出，若在电机扭矩输出关闭1000毫秒后整车控制器传来的扭矩请求仍大于当前允许输出扭矩，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接；若整车控制器传来的扭矩请求小于或等于当前允许输出扭矩，则监控单元以当前允许输出扭矩做为电机的最终输出扭矩；
F：在扭矩监控过程中，整车控制器中的监控算法代码被拷贝至内存中的指定空间，监控单元周期性地向所述内存中的监控算法代码发送问题，所述内存中的监控算法代码经过运算后向监控单元输出答案，监控单元将该答案与预存在监控单元内的答案进行对比，如果内存中的监控算法代码连续答错若干个问题，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接。
G：在扭矩监控过程中，监控单元向整车控制器发送计数初始值，整车控制器在执行监控算法的同时对该计数初始值进行累加，并在监控算法执行完毕后将结果发送至监控单元，监控单元将该结果与预存在监控单元内的答案进行对比，如果整车控制器连续多次计算错误，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接。
所述A步骤中，若监控单元判定油门踏板位置不合理，则监控单元存储相应的油门踏板位置不合理故障码；在所述E步骤中，若整车控制器传来的扭矩请求大于当前允许输出扭矩，则监控单元存储相应的扭矩请求不合理故障码。
Claims (6)
1.一种纯电动汽车扭矩请求的监控系统，监控单元根据制动踏板的位置信号、油门踏板的位置信号、自动巡航控制信号、车速信号、发动机转速信号、档位信号、电池管理系统的动力电池状态信号、ABS系统状态信号计算出电机的输出扭矩，并在所述扭矩请求不合理的情况下关闭电机扭矩输出，其特征在于包括如下步骤：
A：油门踏板的位置监控：监控单元接收油门踏板的两个传感器所传送的油门位置信号，若油门踏板的两个传感器的数值差超过预定值时，监控单元判定油门踏板位置不合理，监控单元向整车控制器发出信号，整车控制器强制使车辆进入跛行模式；
B：自动巡航扭矩控制：当车速大于40公里/小时且已经设定巡航控制车速，监控单元根据当前发动机转速及驾驶员所设定的巡航控制车速查表得到最大许可巡航控制扭矩；所述自动巡航控制信号包括驾驶员巡航控制输入请求及巡航控制设定车速信号；
C：再生制动扭矩控制：当车速大于12公里/小时，档位处于前进档，油门踏板松开，动力电池的SOC值低于97%，ABS系统状态安全有效，其制动踏板被踩下，则监控单元控制电机进入制动回收模式，监控单元根据车速查表得出最大允许再生制动扭矩，所述最大允许再生制动扭矩小于等于电机的最大扭矩；
D：跛行模式扭矩控制：当油门踏板位置不合理或者制动踏板未踩下，档位处于前进或倒退位置，车速大于1km/h且小于10km/h时，监控单元控制电机进入跛行模式，此时监控单元将电机的跛行模式最大许可扭矩设定在前进档设定为上限30N·m，倒档则设定为下限-30N·m；
E：监控单元根据油门踏板的位置解析出驾驶员需求扭矩，并与所述的最大许可巡航控制扭矩、最大允许再生制动扭矩、跛行模式最大许可扭矩进行扭矩合成，得到当前允许输出扭矩，监控单元将所述当前允许输出扭矩与整车控制器传来的扭矩请求进行比较，若在预定时间范围内整车控制器传来的扭矩请求大于当前允许输出扭矩，则监控单元关闭电机扭矩输出，若在电机扭矩输出关闭1000毫秒后整车控制器传来的扭矩请求仍大于当前允许输出扭矩，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接；若整车控制器传来的扭矩请求小于或等于当前允许输出扭矩，则监控单元以当前允许输出扭矩做为电机的最终输出扭矩；
在扭矩监控过程中，整车控制器中的监控算法代码被拷贝至内存中的指定空间，监控单元周期性地向所述内存中的监控算法代码发送问题，所述内存中的监控算法代码经过运算后向监控单元输出答案，监控单元将该答案与预存在监控单元内的答案进行对比，如果内存中的监控算法代码连续答错若干个问题，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接；
或者在扭矩监控过程中，监控单元向整车控制器发送计数初始值，整车控制器在执行监控算法的同时对该计数初始值进行累加，并在监控算法执行完毕后将结果发送至监控单元，监控单元将该结果与预存在监控单元内的答案进行对比，如果整车控制器连续多次计算错误，则监控单元强制关断高压电池继电器，断开高压电池与电机的电连接。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车扭矩请求的监控系统，其特征在于所述A步骤中，当制动踏板和油门踏板同时被踩下，若油门开度大于5%且油门踏板的位置变化率在两个运算周期内小于15%，则监控单元忽略油门踏板的位置信息，以制动踏板的位置为基准进行各项监控。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车扭矩请求的监控系统，其特征在于所述A步骤中，若油门踏板的两个传感器的数值差在油门踏板深度大于95%时大于4%或者在油门踏板深度小于95%时大于2%，且超出预定时长时，监控单元即判定油门踏板位置不合理。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车扭矩请求的监控系统，其特征在于所述E步骤中，得到当前允许输出扭矩后，监控单元对允许输出扭矩进行扭矩变化速率限制和滤波处理，然后再将处理后的当前允许输出扭矩与整车控制器传来的扭矩请求进行比较。
5.根据权利要求1所述的纯电动汽车扭矩请求的监控系统，其特征在于所述A步骤中，若监控单元判定油门踏板位置不合理，则监控单元存储相应的油门踏板位置不合理故障码。
6.根据权利要求1所述的纯电动汽车扭矩请求的监控系统，其特征在于在所述E步骤中，若整车控制器传来的扭矩请求大于当前允许输出扭矩，则监控单元存储相应的扭矩请求不合理故障码。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHERY NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAIC CHERY AUTOMOBILE CO., LTD. Effective date: 20150720 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150720 Address after: 241000 Yijiang, Anhui Province, Jin Hua Road, No. 226, South Road, No. Patentee after: New-energy automobile Technology Co., Ltd. of Cherry Address before: 241009 Wuhu economic and Technological Development Zone, Anhui, No. 8 Changchun Road Patentee before: Saic Chery Automobile Co., Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 241000 No. 226 Jin Hua Nan Road, Yijiang hi tech Industrial Development Zone, Anhui, Wuhu Patentee after: Chery New Energy Automobile Co.,Ltd. Address before: 241000 No. 226 Hua Jin South Road, Yijiang District, Anhui, Wuhu Patentee before: CHERY NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. |