CN107097652A - 一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法、装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法、装置及车辆，其中，驱动电机输出扭矩的检测处理方法包括：在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。本方案能够达到主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出的目的，避免驱动电机的输出扭矩的非预期输出、保证行车安全，此外，本方案不涉及到硬件变更、不会额外增加系统成本，同时具有易于实现的特点，因此具有良好的推广价值。

Description

一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法、装置及车辆
技术领域
本发明涉及车辆的技术领域，特别是指一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法、装置及车辆。
背景技术
面对日趋严峻的能源与环境问题，节能与新能源汽车正成为当前各国研究的热点，世界主要国家的政府都投入了大量人力物力开展相关的研发工作，大力发展节能与新能源汽车对于实现全球可持续发展、保护人类赖以生存的地球环境具有重要意义。在我国，节能与新能源汽车得到了政府和工业界的高度重视，并将其定为战略性新兴产业之一。发展节能与新能源汽车，尤其是具有零污染、零排放的纯电动汽车，不仅对我国能源安全、环境保护具有重大意义，同时也是我国汽车领域今后发展的趋势。
纯电动汽车通过电机驱动车轮实现车辆行驶，电机驱动及控制作为纯电动汽车的核心功能对整车性能影响重大，为此成为国内外各大纯电动汽车厂商研究的重点。随着永磁材料、电力电子技术、控制理论、电机制造以及信号处理硬件的发展，永磁同步电机(PMSM)得到了普遍应用，永磁同步电动机由于具有高效率、高输出转矩、高功率密度以及良好的动态性能等优点，目前成为纯电动汽车驱动系统的主流。安全、可靠是纯电动汽车正常运行的基本要求，对于车辆中的驱动系统(包括电机于电机控制器)，其功能正确、有效、安全的实现是保证车辆安全工作的前提。对于纯电动汽车，驱动系统扭矩的正确输出是行车安全最基本的前提，相对于传统燃油车，纯电动汽车驱动系统涉及到众多的高压、低压零部件，有更大的潜在失效风险，在这些失效风险中，以驱动电机扭矩的非预期输出最为严重，这就需要在任何时刻及状态下防止驱动系统扭矩的非预期输出，以避免车辆安全事故的发生。
但是，现有技术中并不能够主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出，以致存在发生车辆安全事故的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法、装置及车辆，解决现有技术中不能够主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法，包括：
在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；
根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；
在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。
可选的，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值的步骤包括：
获取电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速；
根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值。
可选的，所述根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值的步骤，采用如下公式：
其中，Test表示驱动电机的当前实际输出扭矩值，UDC表示电机控制器输入端直流母线电压，IMCU表示电机控制器输入端直流母线电流，PMCU表示电机控制器的当前消耗功率，ηmotor表示驱动电机的当前工作效率，n表示驱动电机的当前转速。
可选的，获取电机控制器的当前消耗功率和驱动电机的当前工作效率的步骤包括：
根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第一预设映射关系，得到所述电机控制器的当前消耗功率；
根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第二预设映射关系，得到所述驱动电机的当前工作效率。
可选的，所述根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果的步骤包括：
获取所述当前实际输出扭矩值与所述当前扭矩命令值之间的偏差扭矩值；
根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果。
可选的，所述根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果的步骤包括：
判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值；
在偏差扭矩值大于扭矩偏差上限值时，得到驱动电机存在非预期输出的检测结果。
可选的，所述判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值的步骤包括：
根据电机输出扭矩误差参数信息得到扭矩偏差上限值；
判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值。
可选的，所述在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作的步骤包括：
在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，获取所述非预期输出的等级信息；
根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作。
可选的，所述根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作的步骤包括：
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为低级时，点亮驱动系统报警灯，并进行仪表文字提示；
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为中级时，点亮驱动系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并限制电机扭矩输出及最高车速；
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为高级时，点亮整车系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并控制电机控制器延时执行电机零扭矩操作。
本发明实施例还提供了一种驱动电机输出扭矩的检测处理装置，包括：
获取模块，用于在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；
处理模块，用于根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；
执行模块，用于在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。
可选的，所述获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速；
第一处理子模块，用于根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值。
可选的，所述第一处理子模块采用如下公式：
其中，Test表示驱动电机的当前实际输出扭矩值，UDC表示电机控制器输入端直流母线电压，IMCU表示电机控制器输入端直流母线电流，PMCU表示电机控制器的当前消耗功率，ηmotor表示驱动电机的当前工作效率，n表示驱动电机的当前转速。
可选的，所述获取模块包括：
第二处理子模块，用于根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第一预设映射关系，得到所述电机控制器的当前消耗功率；
第三处理子模块，用于根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第二预设映射关系，得到所述驱动电机的当前工作效率。
可选的，所述处理模块包括：
第二获取子模块，用于获取所述当前实际输出扭矩值与所述当前扭矩命令值之间的偏差扭矩值；
第四处理子模块，用于根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果。
可选的，所述第四处理子模块包括：
判断单元，用于判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值；
处理单元，用于在偏差扭矩值大于扭矩偏差上限值时，得到驱动电机存在非预期输出的检测结果。
可选的，所述判断单元包括：
处理子单元，用于根据电机输出扭矩误差参数信息得到扭矩偏差上限值；
判断子单元，用于判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值。
可选的，所述执行模块包括：
第三获取子模块，用于在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，获取所述非预期输出的等级信息；
执行子模块，用于根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作。
可选的，所述执行子模块具体用于：
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为低级时，点亮驱动系统报警灯，并进行仪表文字提示；
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为中级时，点亮驱动系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并限制电机扭矩输出及最高车速；
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为高级时，点亮整车系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并控制电机控制器延时执行电机零扭矩操作。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括：上述的驱动电机输出扭矩的检测处理装置。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，所述驱动电机输出扭矩的检测处理方法通过在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；根据当前实际输出扭矩值和当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；在检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作；达到主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出的目的，避免驱动电机的输出扭矩的非预期输出、保证行车安全；
此外，本方案不涉及到硬件变更、不会额外增加系统成本，同时具有易于实现的特点，因此具有良好的推广价值。
附图说明
图1为本发明实施例一的驱动电机输出扭矩的检测处理方法流程示意图；
图2为本发明实施例的纯电动汽车控制系统构架示意图；
图3为本发明实施例的驱动电机输出扭矩的检测流程示意图；
图4为本发明实施例的电机控制器的当前功率消耗查询示意图；
图5为本发明实施例的驱动电机的当前工作效率查询示意图；
图6为本发明实施例中驱动电机存在输出扭矩的非预期输出时的处理流程示意图；
图7为本发明实施例二的驱动电机输出扭矩的检测处理装置结构示意图。
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。
本发明针对现有的技术中不能够主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出的问题，提供了多种解决方案，具体如下：
实施例一
如图1所示，本发明实施例一提供一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法，包括：
步骤11：在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；
步骤12：根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在(输出扭矩的)非预期输出的检测结果；
步骤13：在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。
本发明实施例一提供的所述驱动电机输出扭矩的检测处理方法通过在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；根据当前实际输出扭矩值和当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；在检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作；达到主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出的目的，避免驱动电机的输出扭矩的非预期输出、保证行车安全；
此外，本方案不涉及到硬件变更、不会额外增加系统成本，同时具有易于实现的特点，因此具有良好的推广价值。
具体的，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值的步骤包括：获取电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速；根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值。
更具体的，所述根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值的步骤，采用如下公式：
其中，Test表示驱动电机的当前实际输出扭矩值，UDC表示电机控制器输入端直流母线电压，IMCU表示电机控制器输入端直流母线电流，PMCU表示电机控制器的当前消耗功率，ηmotor表示驱动电机的当前工作效率，n表示驱动电机的当前转速。
为了保证驱动电机的当前实际输出扭矩值具有较高的准确性，本实施例中，获取电机控制器的当前消耗功率和驱动电机的当前工作效率的步骤优选包括：
根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第一预设映射关系，得到所述电机控制器的当前消耗功率；根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第二预设映射关系，得到所述驱动电机的当前工作效率。
其中，所述根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果的步骤包括：获取所述当前实际输出扭矩值与所述当前扭矩命令值之间的偏差扭矩值；根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果。
具体的，所述根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果的步骤包括：判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值；在偏差扭矩值大于扭矩偏差上限值时，得到驱动电机存在非预期输出的检测结果。
更具体的，所述判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值的步骤包括：根据电机输出扭矩误差参数信息得到扭矩偏差上限值；判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值。
本实施例中，所述在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作的步骤包括：在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，获取所述非预期输出的等级信息；根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作。
获取所述非预期输出的等级信息的步骤可具体为根据偏差扭矩值得到非预期输出的等级信息，还可以更具体为，将偏差扭矩值与预设阈值进行对比，以确定非预期输出的等级信息。
具体的，所述根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作的步骤包括：在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为低级时，点亮驱动系统报警灯，并进行仪表文字提示；在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为中级时，点亮驱动系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并限制电机扭矩输出及最高车速；在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为高级时，点亮整车系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并控制电机控制器延时执行电机零扭矩操作。
下面对本发明实施例提供的所述驱动电机输出扭矩的检测处理方法进行进一步说明。
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法(可以具体为适用于装备永磁同步电机的纯电动汽车电机输出扭矩校验检测及处理方法)。该方法中，首先通过电机控制器及驱动电机的状态信息对电机的实际输出扭矩进行估算，并利用该估算值与整车控制器向电机控制器发送的扭矩命令进行校验，判断是否发生驱动系统扭矩的非预期输出。若通过扭矩校验检测到扭矩的非预期输出，则根据该非预期输出扭矩对行车安全的危害程度渐进的给出不同的处理方法，通过仪表文字提醒、故障灯及报警音警示、限制扭矩输出及最高车速等方式，在保证行车安全的前提下最大程度的对驾驶员驾乘感受进行保护。
下面将本方案分为三部分进行具体介绍。
第一部分，纯电动汽车控制系统构架。
本发明实施例提供的方案可适用于具有如图2所示的系统构架的纯电动汽车。图2所示的系统构架包括了纯电动汽车的三大核心系统，分别为整车控制器VCU、电机控制器MCU与电池管理系统BMS。
根据该构架，纯电动汽车由整车控制器主导完成对车辆的控制实现，整车控制器根据电池管理系统、电机控制器反馈的动力电池及驱动系统状态信息，以及其它零部件的状态，按照预先制定的控制逻辑实现对整车的控制。
其中整车控制器接收并解析加速踏板APS、制动踏板BPS、档位GP信息、附件系统AUX信息，根据以上信息解析得到驾驶员的需求扭矩，之后根据整车、驱动系统及动力电池状态对该需求扭矩进行处理(扭矩平滑、扭矩限制)，最终得到扭矩命令；整车控制器将该扭矩命令发送给电机控制器，电机控制器则根据一定逻辑对驱动电机进行控制，使驱动电机输出扭矩准确跟随整车控制器的扭矩命令。
考虑到目前国内外大多数纯电动汽车均具有以上的控制系统构架，因此本方案具有普遍的推广价值。
第二部分，驱动电机输出扭矩校验检测。
根据图2所示系统构架，理想状态下整车控制器发出的扭矩命令应与电机实际输出扭矩一致，实际上，考虑到电机控制存在一定的合理误差，因此在驱动系统未发生故障的状态下(未发生限功率、限扭矩输出等故障)，整车控制器的命令扭矩与实际输出扭矩的差值应在一个合理的范围内，若超出该范围则认为出现了扭矩的非预期输出。
本方案对驱动电机输出扭矩的校验检测流程具体可见图3，包括：
步骤31：进行驱动系统故障检测；
步骤32：判断驱动系统是否存在故障，若是，结束流程，若否，进入步骤33；
步骤33：进行扭矩校验检测，获取偏差扭矩为ΔTq；
具体可根据ΔTq＝|Tcmd-Test|进行获取，其中，Tcmd为整车控制器发出的扭矩命令(整车控制器提供的当前扭矩命令值)，Test为电机实际输出扭矩(驱动电机的当前实际输出扭矩值)。
步骤34：判断ΔTq是否大于Tmax，若是，进入步骤35，若否，结束流程；
步骤35：判断发生扭矩校验故障。
具体如图3所示，系统上电后首先进行驱动系统故障的检测，该部分工作可由电机控制器完成，电机控制器将检测到的故障信息上报给整车控制器，整车控制器则根据以上信息判断驱动系统是否发生降功率、降扭矩等限制系统输出的故障，考虑到当发生以上故障时驱动系统的输出扭矩将不再按照整车控制器的命令执行，因此当检测到上述故障则不进行扭矩校验检测；
若驱动系统未发生降功率、降扭矩等限制系统输出的故障则进行扭矩校验。定义整车控制器发出的扭矩命令(整车控制器提供的当前扭矩命令值)为Tcmd，电机实际输出扭矩(驱动电机的当前实际输出扭矩值)为Test，偏差扭矩为ΔTq，则当ΔTq大于Tmax的条件成立时认为发生扭矩校验故障，其中阈值Tmax涵盖了电机输出扭矩误差等一些合理因素所造成的扭矩偏差。
此外，根据图3所示的扭矩校验检测构架可以看出，进行扭矩校验的一个重要前提是获得驱动电机的当前实际输出扭矩值Test，实际上电机控制器可自行估算驱动电机的实际输出扭矩同时进行扭矩校验检测及处理，但考虑到扭矩校验功能由整车控制器所主导，并且基于功能安全的冗余保护设计思想，本方案不利用电机控制器所估算的输出扭矩信息，而采用驱动系统消耗功率法计算驱动电机的当前实际输出扭矩值，具体如下：
式(1)中Test表示驱动电机的当前实际输出扭矩值，UDC表示电机控制器输入端直流母线电压，IMCU表示电机控制器输入端直流母线电流，PMCU表示电机控制器的当前消耗功率，ηmotor表示驱动电机的当前工作效率，n表示驱动电机的当前转速；根据该式便能够估算出驱动电机的当前实际输出扭矩值。
需要说的是，式(1)中电机控制器的当前消耗功率PMCU与驱动电机的当前工作效率ηmotor是动态变化的，其中电机控制器的当前消耗功率包含静态消耗功率与动态消耗功率两部分，静态消耗功率一般为定值，而动态消耗功率则与不同工况下的绝缘栅双极型晶体管IGBT开关损耗密切相关，同样驱动电机的当前消耗功率也与其工作状态密切相关，为保证式(1)计算得到的Test具有较高的准确性，电机控制器的当前消耗功率PMCU可采用如图4所示的方式计算得到，驱动电机的当前工作效率ηmotor可采用如图5所示的方式计算得到。
如图4所示，考虑到电机控制器的消耗功率与驱动系统的工作状态强相关，因此在前期通过台架标定获得驱动电机转速、扭矩命令值与电机控制器的消耗功率间的映射关系，并将其以表格形式进行存储，实际应用过程中通过驱动电机的当前转速n与当前扭矩命令值Tcmd直接查询得到PMCU，用于式(1)的计算。同样，如图5所示，以相同的方式在前期获得驱动电机转速、扭矩命令值与驱动电机的工作效率间的映射关系，实际应用过程中通过驱动电机的当前转速n与扭矩命令值Tcmd直接查询得到ηmotor。
第三部分，驱动电机输出扭矩校验处理。
以上介绍了驱动电机输出扭矩的校验流程，本部分将针对扭矩校验过程中发现的扭矩非预期输出处理进行详细介绍，具体为根据偏差扭矩的大小对其所引起安全隐患的危害程度进行评估分级，并分别给出不同危害程度下的处理方案。其中处理方案包括通过仪表文字提示、故障灯及报警音提醒驾驶员，通过限制整车动力输出、限制最高车速、整车零扭矩等方式，渐进的对车辆进行限制，通过不同的处理方式，在保证行车安全的前提下，最大程度的保护驾驶员的驾驶感受。
具体本方案对驱动电机输出扭矩的校验处理流程可见图6，包括：
步骤61：判断是否Tmax＜ΔTq≤Tq1，若是，进入步骤62，若否，进入步骤63；
步骤62：采用处理方式1；
步骤63：判断是否Tq1＜ΔTq≤Tq2，若是，进入步骤64，若否，进入步骤65；
步骤64：采用处理方式2；
步骤65：判断是否ΔTq>Tq2，若是，进入步骤66，若否，结束流程；
步骤66：采用处理方式3。
其中，上述Tq2大于Tq1，Tq1大于Tmax。
如图6所示，首先判断偏差扭矩ΔTq是否满足条件Tmax＜ΔTq≤Tq1，若满足该条件则认为此时的偏差扭矩未超出太大，由该偏差扭矩所能够引起的安全隐患属于轻度范畴，因此采用处理方式1进行处理；若ΔTq超过Tq1但未超过Tq2，即满足Tq1＜ΔTq≤Tq2条件，则此时的偏差扭矩已经达到较大程度，虽然偏差扭矩较大，但仍属于可控范围，因此该状态所引起的安全隐患属于中度范畴，此时采用处理方式2进行处理，相对于处理方式1而言，处理方式2更为严苛；若ΔTq超过Tq2，则表明此时的偏差扭矩已经很大并达到不可控程度，该偏差扭矩所引起的安全隐患属于重度范畴，此时采用处理方式3进行处理，与处理方式1、2相比，处理方式3最为严苛。
图6所示的扭矩校验处理构架中根据偏差扭矩ΔTq与车辆状态对由此所可能引起的安全隐患进行分级，共分为三级，按照危害程度的增加依次为轻度、中度、重度，在此基础上分别执行三种不同的处理方式，下面分别对这三种处理方式进行介绍。
①处理方式1
处理措施：点亮仪表驱动系统报警灯，同时仪表文字提示驾驶员：“车辆发生轻微故障，建议前往维修点对车辆进行检修”。
考虑到这种情况下扭矩偏差造成的安全隐患属于轻度范畴，因此仅通过仪表文字提示来提醒驾驶员。
②处理方式2
处理措施：仪表文字提示驾驶员：“车辆驱动系统故障，动力输出将受到限制，请匀速行驶并尽快前往维修点对车辆进行检修”，同时仪表通过点亮驱动系统报警灯、鸣报警音对驾驶员进行提示；电机控制器限制电机扭矩输出及最高车速。
这种情况下，扭矩偏差造成的安全隐患已经属于中度范畴，此时需要通过仪表文字提示、点亮报警灯以及鸣响报警音来提醒驾驶员，并通过限制扭矩输出及最高车速这种更严格的方式对车辆及车上人员进行保护，其中限制后的车速仅能够保证车辆最基本的行驶需求。
③处理方式3
处理措施：仪表文字提示驾驶员：“车辆驱动系统故障，动力即将中断，请尽快安全停车并与售后维修人员取得联系”，仪表点亮整车系统故障灯、鸣报警音；电机控制器延时执行电机零扭矩操作。
这种情况下，车辆面临扭矩失控的风险，此时扭矩偏差造成的安全隐患已经属于严重范畴，因此除需通过仪表文字提示、点亮报警灯以及鸣响报警音来提醒驾驶员，还需要通过延时切断动力输出这种严厉的措施对车辆及车上人员进行保护，防止因扭矩失控所引起安全隐患。
在本方案中，通过扭矩估算得到偏差扭矩，在此基础上可根据偏差扭矩以及车辆状态对车辆存在的安全隐患进行分级，并针对不同的危害程度给出与之对应的处理方法，以保证行车安全，以及最大程度的保护驾驶员的驾驶感受。
由上可知，本实施例提供的方案首先通过电机控制器及驱动电机的状态信息对电机的实际输出扭矩进行估算，并利用该估算值与整车控制器向电机控制器发送的扭矩命令进行校验，判断是否发生驱动系统扭矩的非预期输出。若通过扭矩校验检测到扭矩的非预期输出，则根据该非预期输出扭矩对行车安全的危害程度渐进的给出不同的处理方案，通过仪表文字提醒、故障灯及报警音警示、限制扭矩输出及最高车速等方式，在保证行车安全的前提下最大程度的对驾驶员驾驶感受进行保护。
其中，在驱动系统未发生故障的前提下，由整车控制器根据驱动系统功率消耗估算得到电机当前的输出扭矩，并利用该估算值与扭矩命令值进行比较，以实现扭矩校验，及时检测出驱动电机扭矩的非预期输出。其中在估算电机实际输出扭矩的过程中，为保证估算精度，本方案将电机控制器的消耗功率以及驱动电机的工作效率作为变量考虑，这与驱动系统的实际工作状况相一致，同时本方案给出一种电机控制器消耗功率和驱动电机工作效率的计算方法，在此基础上得到的扭矩校验结果具有较高的准确性。
此外，本方案根据偏差扭矩的大小对其所造成安全隐患的危害程度进行评估分级，并分别给出不同危害程度下的处理方式，其中处理方式包括通过仪表文字提示、故障灯及报警音提醒驾驶员，通过限制整车动力输出、限制最高车速、整车零扭矩等方式，渐进的对车辆进行限制，通过不同的处理方式，在保证行车安全的前提下，最大程度的保护驾驶员的驾驶感受。同时，由于本方案不涉及到硬件变更，不会额外增加系统成本，同时具有易于实现的特点，因此具有良好的推广价值。
实施例二
如图7所示，本发明实施例二提供一种驱动电机输出扭矩的检测处理装置，包括：
获取模块71，用于在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；
处理模块72，用于根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；
执行模块73，用于在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。
本发明实施例二提供的所述驱动电机输出扭矩的检测处理装置通过在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；根据当前实际输出扭矩值和当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；在检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作；达到主动校验检测并处理驱动电机扭矩的非预期输出的目的，避免驱动电机的输出扭矩的非预期输出、保证行车安全；
此外，本方案不涉及到硬件变更、不会额外增加系统成本，同时具有易于实现的特点，因此具有良好的推广价值。
具体的，所述获取模块包括：第一获取子模块，用于获取电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速；第一处理子模块，用于根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值。
更具体的，所述第一处理子模块采用如下公式：
其中，Test表示驱动电机的当前实际输出扭矩值，UDC表示电机控制器输入端直流母线电压，IMCU表示电机控制器输入端直流母线电流，PMCU表示电机控制器的当前消耗功率，ηmotor表示驱动电机的当前工作效率，n表示驱动电机的当前转速。
为了保证驱动电机的当前实际输出扭矩值具有较高的准确性，本实施例中，所述获取模块包括：第二处理子模块，用于根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第一预设映射关系，得到所述电机控制器的当前消耗功率；第三处理子模块，用于根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第二预设映射关系，得到所述驱动电机的当前工作效率。
其中，所述处理模块包括：第二获取子模块，用于获取所述当前实际输出扭矩值与所述当前扭矩命令值之间的偏差扭矩值；第四处理子模块，用于根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果。
具体的，所述第四处理子模块包括：判断单元，用于判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值；处理单元，用于在偏差扭矩值大于扭矩偏差上限值时，得到驱动电机存在非预期输出的检测结果。
更具体的，所述判断单元包括：处理子单元，用于根据电机输出扭矩误差参数信息得到扭矩偏差上限值；判断子单元，用于判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值。
本实施例中，所述执行模块包括：第三获取子模块，用于在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，获取所述非预期输出的等级信息；执行子模块，用于根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作。
其中，所述执行子模块具体用于：在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为低级时，点亮驱动系统报警灯，并进行仪表文字提示；在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为中级时，点亮驱动系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并限制电机扭矩输出及最高车速；在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为高级时，点亮整车系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并控制电机控制器延时执行电机零扭矩操作。
其中，上述驱动电机输出扭矩的检测处理方法的所述实现实施例均适用于该驱动电机输出扭矩的检测处理装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种车辆，包括：上述的驱动电机输出扭矩的检测处理装置。
其中，上述驱动电机输出扭矩的检测处理装置的所述实现实施例均适用于该车辆的实施例中，也能达到相同的技术效果。
需要说明的是，此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块/子模块/单元/子单元，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。
本发明实施例中，模块/子模块/单元/子单元可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。
实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。
在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种驱动电机输出扭矩的检测处理方法，其特征在于，包括：
在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；
根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；
在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。
2.根据权利要求1所述的检测处理方法，其特征在于，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值的步骤包括：
获取电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速；
根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值。
3.根据权利要求2所述的检测处理方法，其特征在于，所述根据所述电机控制器输入端直流母线电压、电机控制器输入端直流母线电流、电机控制器的当前消耗功率、驱动电机的当前工作效率以及驱动电机的当前转速，得到驱动电机的当前实际输出扭矩值的步骤，采用如下公式：
<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>s</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>9.55</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>&amp;eta;</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>o</mi> <mi>t</mi> <mi>o</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>U</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>M</mi> <mi>C</mi> <mi>U</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>M</mi> <mi>C</mi> <mi>U</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mi>n</mi> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
其中，Test表示驱动电机的当前实际输出扭矩值，UDC表示电机控制器输入端直流母线电压，IMCU表示电机控制器输入端直流母线电流，PMCU表示电机控制器的当前消耗功率，ηmotor表示驱动电机的当前工作效率，n表示驱动电机的当前转速。
4.根据权利要求2或3所述的检测处理方法，其特征在于，获取电机控制器的当前消耗功率和驱动电机的当前工作效率的步骤包括：
根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第一预设映射关系，得到所述电机控制器的当前消耗功率；
根据所述整车控制器提供的当前扭矩命令值、所述驱动电机的当前转速和第二预设映射关系，得到所述驱动电机的当前工作效率。
5.根据权利要求1所述的检测处理方法，其特征在于，所述根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果的步骤包括：
获取所述当前实际输出扭矩值与所述当前扭矩命令值之间的偏差扭矩值；
根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果。
6.根据权利要求5所述的检测处理方法，其特征在于，所述根据所述偏差扭矩值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果的步骤包括：
判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值；
在偏差扭矩值大于扭矩偏差上限值时，得到驱动电机存在非预期输出的检测结果。
7.根据权利要求6所述的检测处理方法，其特征在于，所述判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值的步骤包括：
根据电机输出扭矩误差参数信息得到扭矩偏差上限值；
判断所述偏差扭矩值是否大于扭矩偏差上限值。
8.根据权利要求1所述的检测处理方法，其特征在于，所述在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作的步骤包括：
在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，获取所述非预期输出的等级信息；
根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作。
9.根据权利要求8所述的检测处理方法，其特征在于，所述根据所述等级信息，执行对应的预设处理操作的步骤包括：
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为低级时，点亮驱动系统报警灯，并进行仪表文字提示；
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为中级时，点亮驱动系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并限制电机扭矩输出及最高车速；
在所述等级信息指示所述非预期输出的等级为高级时，点亮整车系统报警灯，进行仪表文字提示和语音报警提示，并控制电机控制器延时执行电机零扭矩操作。
10.一种驱动电机输出扭矩的检测处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在驱动系统未出现故障时，获取驱动电机的当前实际输出扭矩值和整车控制器提供的当前扭矩命令值；
处理模块，用于根据所述当前实际输出扭矩值和所述当前扭矩命令值，得到驱动电机是否存在非预期输出的检测结果；
执行模块，用于在所述检测结果指示驱动电机存在非预期输出时，执行预设处理操作。
11.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求10所述的驱动电机输出扭矩的检测处理装置。
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