CN106809055B - 一种电机输出扭矩控制方法及装置 - Google Patents

一种电机输出扭矩控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电机输出扭矩控制方法及装置，该电机输出扭矩控制方法包括：检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；获取电机的最大输出扭矩值；判断是否获取到制动踏板信号；在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。本发明提供的电机输出扭矩控制方法能够减小电机在下坡过程中踩踏刹车时的能量输出，延长车辆刹车片的使用寿命。

Description

一种电机输出扭矩控制方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其是一种电机输出扭矩控制方法及装置。
背景技术
车辆在下坡路上行驶时，车辆的车速会越来越快，通常情况下，驾驶员会通过踩踏制动踏板对车辆的车速进行控制，此种状态下，电机的输出扭矩并未发生变化，也即，在驾驶员踩踏制动踏板的过程中，电机输出的实际扭矩是超过了电机的需求扭矩的，造成了能量的浪费，并且还非常不利于车辆的行车安全。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种电机输出扭矩控制方法及装置，用以实现减小电机在下坡过程中踩踏刹车时的能量输出。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供的电机输出扭矩控制方法，包括：
检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；
获取电机的最大输出扭矩值；
判断是否获取到制动踏板信号；
在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
优选地，所述获得车辆的当前制动需求扭矩的步骤包括：
判断车辆的当前滑移率与预设滑移率之间的大小；
在所述车辆的当前滑移率小于等于所述预设滑移率时，则根据所述当前滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
在所述车辆的当前滑移率大于所述预设滑移率时，则根据所述预设滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩。
优选地，所述获得电机的当前输出扭矩的步骤包括：
在所述车辆的当前制动需求扭矩小于等于所述电机的最大输出扭矩时，将所述当前制动需求扭矩作为所述电机的当前输出扭矩；
在所述车辆的当前制动需求扭矩大于所述电机的最大输出扭矩时，将所述电机的最大输出扭矩作为所述电机的当前输出扭矩。
优选地，所述车辆控制方法还包括：
在未获取到制动踏板信号时，根据所述电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述电机的当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
优选地，所述检测车辆的当前滑移率的步骤包括：
检测车辆的当前行驶车速和当前行驶轮速；
根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率。
优选地，所述根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率的步骤，包括：
根据公式
获得车辆的当前滑移率s，v为车辆的当前行驶车速，wr为车辆的当前行驶轮速。
优选地，所述车辆的当前坡度值通过角度传感器检测获得。
根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种电机输出扭矩控制装置，包括：
检测模块，用于检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
获得模块，用于根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；
获取模块，用于获取电机的最大输出扭矩值；
判断模块，用于判断是否获取到制动踏板信号；
第一发送模块，用于在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
优选地，所述获得模块包括：
判断单元，用于判断车辆的当前滑移率与预设滑移率之间的大小；
第一获取单元，用于在所述车辆的当前滑移率小于等于所述预设滑移率时，则根据所述当前滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
第二获取单元，用于在所述车辆的当前滑移率大于所述预设滑移率时，则根据所述预设滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩。
优选地，所述第一发送模块包括：
第一确定单元，用于在所述车辆的当前制动需求扭矩小于等于所述电机的最大输出扭矩时，将所述当前制动需求扭矩作为所述电机的当前输出扭矩；
第二确定单元，用于在所述车辆的当前制动需求扭矩大于所述电机的最大输出扭矩时，将所述电机的最大输出扭矩作为所述电机的当前输出扭矩。
优选地，所述电机输出扭矩控制装置还包括：
第二发送模块，用于在未接收到制动踏板信号时，根据所述电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述电机的当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
优选地，所述检测模块包括：
检测单元，用于检测车辆的当前行驶车速和当前行驶轮速；
获得单元，用于根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率。
与现有技术相比，本发明实施例提供的电机输出扭矩控制方法及装置，至少具有以下有益效果：
在获取到制动踏板信号时，通过根据获得的车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩对电机的当前输出扭矩进行控制，实现在下坡过程中，不需要驾驶员持续踩踏制动踏板便可实现对车辆的当前输出扭矩进行控制，进而在车辆安全行驶的前提下实现减少车辆能量的输出的效果，同时还能延长车辆刹车片的寿命。
附图说明
图1为本发明第一实施例所述的电机输出扭矩控制方法的结构示意图；
图2为本发明第二实施例所述的电机输出扭矩控制方法的结构示意图；
图3为本发明第三实施例所述的电机输出扭矩控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
参照图1，本发明第一实施例提供了一种电机输出扭矩控制方法，包括：
步骤101，检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
步骤102，根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；
步骤103，获取电机的最大输出扭矩值；
步骤104，判断是否获取到制动踏板信号；
步骤105，在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
具体的，在步骤101中，通过设置在车辆上的角度传感器来获得车辆所处位置的当前坡度值。对于车辆的当前滑移率的获取则通过以下步骤来实现：
首先检测车辆的当前行驶车速v以及车辆的当前行驶轮速wr，通过公式
获得车辆的当前滑移率。采用此种方式来获得车辆的当前滑移率的方式简单，且获得的数值的精度高。
在步骤103中，对电机的最大输出扭矩的获取可以通过以下方式获得，首先获得车辆的当前行驶环境温度，电机控制器的当前温度，车辆的当前行驶车速。再通过公式：
x＝[T Tmcu Tq VT]
获得输入矢量x，其中，T为所述车辆的当前行驶环境温度，Tmcu为所述车辆的电机控制器的当前温度，Tq为所述车辆的当前制动需求扭矩，V表示所述车辆的当前行驶车速。最后，在径向基函数神经网络设计完成后，将输入矢量x输入进行训练。通过公式：
获得最大输出扭矩Tmcu，上述的输出结果y(x,w))即为该最大输出扭矩 Tmcu，其中，wi为权重，l为隐层神经元数量，l为常数，在本发明实施例中， l的数值为9,ci为中心矢量，‖x-ci‖为输入矢量到中心矢量的距离，φ为径向基函数，在本发明中，φ取为高斯径向基函数。
上通过输入不同组合条件的输入矢量，能够计算出不同状态下的最大输出扭矩，也即本发明实施例中的电机的最大输出扭矩。通过此种方式获得的电机的最大输出扭矩的精度非常高。
上述对车辆的当前制动需求扭矩的获取是通过事先进行试验得到的，例如，在某次试验中，车辆在坡度为20°的下坡路上行驶时，根据车辆的当前行驶车速和当前行驶轮速得到的滑移率为17％，在正常情况下，车辆在此条件下的输出扭矩为第一输出扭矩，通过多次测试可以得到一个最小的第二输出扭矩，该第二输出扭矩能够满足不需要驾驶员踩踏刹车就能保证车辆在一车速范围内行驶，此时，该第二输出扭矩即为本发明实施例中的车辆的当前输出扭矩。通过不同的测试，可以得到在不同坡度，不同滑移率条件下的车辆的当前制动需求扭矩值。
通过本发明第一实施例提供的方法，车辆在下坡过程中，当驾驶员踩踏刹车时，通过对电机的当前输出扭矩进行控制，使得车辆能够在驾驶员踩踏刹车后能够快速将车辆车速保持在一车速范围内进行行驶，进而使得驾驶员能够快速松开制动踏板，不会长期使用刹车踏板，不仅减少了车辆消耗能量，同时，还能延长刹车片的使用寿命。
最优的，本发明实施例中的电机输出扭矩的控制方法适用于在坡度较小的下坡路段，通常在坡度较小的下坡路段，车辆的行驶车速不会过快，获得的车辆的当前制动需求扭矩小于电机的最大输出扭矩的机率更大，更容易实现在驾驶员踩踏踏板时将车辆的当前输出扭矩调节至车辆的当前制动需求扭矩这一状态。
参照图2，本发明第二实施例提供了一种电机输出扭矩控制方法，包括：
步骤201，检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
步骤202，获取电机的最大输出扭矩值；
步骤203，判断车辆的当前滑移率与预设滑移率之间的大小；
步骤204，在当前滑移率小于等于预设滑移率时，根据当前滑移率和当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
步骤205，在当前滑移率大于预设滑移率时，根据预设滑移率和当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
步骤206，判断是否获取到制动踏板信号；
步骤207，在获取到制动踏板信号时，判断车辆的当前制动需求扭矩是否大于电机的最大输出扭矩；
步骤208，当车辆的当前制动需求扭矩大于电机的最大输出扭矩时，将车辆的当前制动需求扭矩作为电机的当前输出扭矩；
步骤209，当车辆的当前制动需求扭矩小于等于电机的最大输出扭矩时，将电机的最大输出扭矩作为电机的当前输出扭矩；
步骤210，在未获取到制动踏板信号时，将电机的最大输出扭矩作为电机的当前输出扭矩；
步骤211，根据步骤208或步骤209或步骤210中获得的电机的当前输出扭矩，向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
在本发明第二实施例中，获得车辆的当前滑移率的方式以及获得电机的最大输出扭矩与上述第一实施例中相同，在此，不再赘述。
步骤203至步骤205中预设滑移率为20％，在车辆的滑移率低于20％时，车辆才不会出现驱动轮抱死的情况，在本发明实施例中，在车辆下坡过程中，当在驾驶员踩踏刹车踏板时对电机的当前输出扭矩的控制必须在车辆不出现驱动轮抱死的前提下进行，以保证行车安全。
当驾驶员在踩踏制动踏板时，表明车辆的车速过快，此时，在获取到驾驶员踩踏制动踏板的动作时，通过在预先测试得到的表格中获得车辆的当前制动需求扭矩，并根据该当前制动需求扭矩与电机的最大输出扭矩之间进行比较，确定出电机的实际输出扭矩，进而向电机控制器发送对电机的扭矩输出进行控制的信号。
本发明第二实施例中，细化了电机的当前输出扭矩的获取方式以及要求电机的当前制动需求扭矩必须是在保证车辆驱动轮不抱死的基础上获得的。通过本发明第二实施例给出的车辆扭矩控制方法，在有坡度的路段的行驶过程中，通过当获取到制动踏板信号时，通过对电机的当前输出扭矩的控制，实现不通过驾驶员持续踩踏制动踏板便能实现将车辆车速控制在一定车速范围内。同时，由于将车辆电机的当前输出扭矩的控制，减少了车辆电机的能量输出，实现在了在下坡过程中，节约能量的效果。
参照图3，根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种电机输出扭矩控制装置。具体的，该电机输出扭矩控制装置可以设置在整机控制器中，也可以设置在电机控制器中，或者该装置的部分模块/单元位于整机控制器，部分模块/单元位于电机控制器。该电机输出扭矩控制装置包括：
检测模块31，用于检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
获得模块32，用于根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；
获取模块33，用于获取电机的最大输出扭矩值；
判断模块34，用于判断是否获取到制动踏板信号；
第一发送模块35，用于在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
优选地，所述获得模块包括：
判断单元，用于判断车辆的当前滑移率与预设滑移率之间的大小；
第一获取单元，用于在所述车辆的当前滑移率小于等于所述预设滑移率时，则根据所述当前滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
第二获取单元，用于在所述车辆的当前滑移率大于所述预设滑移率时，则根据所述预设滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩。
优选地，所述第一发送模块包括：
第一确定单元，用于在所述车辆的当前制动需求扭矩小于等于所述电机的最大输出扭矩时，将所述当前制动需求扭矩作为所述电机的当前输出扭矩；
第二确定单元，用于在所述车辆的当前制动需求扭矩大于所述电机的最大输出扭矩时，将所述电机的最大输出扭矩作为所述电机的当前输出扭矩。
优选地，所述电机输出扭矩控制装置还包括：
第二发送模块，用于在未接收到制动踏板信号时，根据所述电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述电机的当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
优选地，所述检测模块包括：
检测单元，用于检测车辆的当前行驶车速和当前行驶轮速；
获得单元，用于根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率。
通过本发明第三实施例提供的电机输出扭矩控制装置，能够使得车辆在有坡度的路段行驶时，通过对电机的当前输出扭矩的控制，不需要通过驾驶员持续踩踏刹车踏板便能将车辆的车速降低至预设的车速范围内，实现了减少车辆的输出能量的效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机输出扭矩控制方法，其特征在于，包括：
检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；
获取电机的最大输出扭矩值；
判断是否获取到制动踏板信号；
在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号；
所述获得车辆的当前制动需求扭矩的步骤包括：
判断车辆的当前滑移率与预设滑移率之间的大小；
在所述车辆的当前滑移率小于等于所述预设滑移率时，则根据所述当前滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
在所述车辆的当前滑移率大于所述预设滑移率时，则根据所述预设滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩。
2.根据权利要求1所述的电机输出扭矩控制方法，其特征在于，所述获得电机的当前输出扭矩的步骤包括：
在所述车辆的当前制动需求扭矩小于等于所述电机的最大输出扭矩时，将所述当前制动需求扭矩作为所述电机的当前输出扭矩；
在所述车辆的当前制动需求扭矩大于所述电机的最大输出扭矩时，将所述电机的最大输出扭矩作为所述电机的当前输出扭矩。
3.根据权利要求1所述的电机输出扭矩控制方法，其特征在于，所述车辆控制方法还包括：
在未获取到制动踏板信号时，根据所述电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述电机的当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
4.根据权利要求1所述的电机输出扭矩控制方法，其特征在于，所述检测车辆的当前滑移率的步骤包括：
检测车辆的当前行驶车速和当前行驶轮速；
根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率。
5.根据权利要求4所述的电机输出扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率的步骤，包括：
根据公式
计算得到车辆的当前滑移率s，其中，v为车辆的当前行驶车速，wr为车辆的当前行驶轮速。
6.根据权利要求1所述的电机输出扭矩控制方法，其特征在于，所述车辆的当前坡度值通过角度传感器检测获得。
7.一种电机输出扭矩控制装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测车辆的当前滑移率和车辆所处位置的当前坡度值；
获得模块，用于根据所述车辆的当前滑移率和所述车辆所处位置的当前坡度值，获得车辆的当前制动需求扭矩；
获取模块，用于获取电机的最大输出扭矩值；
判断模块，用于判断是否获取到制动踏板信号；
第一发送模块，用于在获取到制动踏板信号时，根据所述车辆的当前制动需求扭矩和电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号；
所述获得模块包括：
判断单元，用于判断车辆的当前滑移率与预设滑移率之间的大小；
第一获取单元，用于在所述车辆的当前滑移率小于等于所述预设滑移率时，则根据所述当前滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩；
第二获取单元，用于在所述车辆的当前滑移率大于所述预设滑移率时，则根据所述预设滑移率和所述当前坡度值，得到车辆的当前制动需求扭矩。
8.根据权利要求7所述的电机输出扭矩控制装置，其特征在于，所述第一发送模块包括：
第一确定单元，用于在所述车辆的当前制动需求扭矩小于等于所述电机的最大输出扭矩时，将所述当前制动需求扭矩作为所述电机的当前输出扭矩；
第二确定单元，用于在所述车辆的当前制动需求扭矩大于所述电机的最大输出扭矩时，将所述电机的最大输出扭矩作为所述电机的当前输出扭矩。
9.根据权利要求7所述的电机输出扭矩控制装置，其特征在于，所述电机输出扭矩控制装置还包括：
第二发送模块，用于在未接收到制动踏板信号时，根据所述电机的最大输出扭矩，获得电机的当前输出扭矩，并根据所述电机的当前输出扭矩向电机控制器发送控制电机的扭矩输出的信号。
10.根据权利要求7所述的电机输出扭矩控制装置，其特征在于，所述检测模块包括：
检测单元，用于检测车辆的当前行驶车速和当前行驶轮速；
获得单元，用于根据所述当前行驶车速和当前行驶轮速，获得车辆的当前滑移率。
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