CN108215938A - 电驱动系统转矩控制的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电驱动系统转矩控制的方法及装置，包括：获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。本发明所提供的方法及装置可以提高纯电动汽车电驱动系统总成转矩控制精度。

Description

电驱动系统转矩控制的方法及装置
技术领域
本发明涉及电驱动系统总成领域，特别是涉及一种电驱动系统转矩控制的方法及装置。
背景技术
随着化工能源的不断枯竭与环境污染的加剧，日常生活中电动汽车的使用日趋广泛。电驱动系统作为电动汽车的核心部件，为整车提供驱动力。面对成本、小型化、轻量化的多重压力，电机控制器、驱动电机、减速器高度集成的电驱动系统总成已成为未来新能源动力系统发展的重要趋势。
现有技术中纯电动汽车电驱动系统转矩控制方式为：电驱动系统以驱动电机输出端的转矩作为动力系统的目标控制转矩，并将驱动电机输出端的转矩与减速器的传动比相乘，得到纯电动汽车的电驱动系统的输出转矩。
由于润滑油温度对减速器的传动效率影响较大，润滑油油温越低，润滑油粘度越高，传动效率越低；油温越高，润滑油粘度越低，传动效率越高。在整车运行过程中，减速器的油温随整车工况的变换而变化，减速器传动效率会相应变化。因此，现有技术中纯电动汽车电驱动系统的转矩控制过程忽略了润滑油温度对传动效率的影响，从而忽略了减速器的传动效率对转矩偏差的影响，导致动力系统实际输出转矩小于整车期望转矩，转矩控制精度较低。
综上所述可以看出，如何提高电驱动系统总成输出转矩的精度是目前有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电驱动系统转矩控制的方法及装置，已解决现有技术中电驱动系统转矩控制精度较低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电驱动系统转矩控制的方法，包括：获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。
优选地，所述温度与减速器效率系数的映射关系的预设过程包括：预先在减速器润滑油温度范围中选取个数为n的温度值，为每个预选温度设置减速器效率系数，每个预选温度对应的减速器效率系数的数量为n；当所述减速器润滑油的当前温度为预选温度之间的温度时，对预选温度对应的减速器效率系数进行线性差值，得出预选温度之间的温度对应的减速器效率系数，以便得到所述减速器润滑油温度范围内不同温度对应的减速器效率系数映射表。
优选地，所述减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系的预设过程包括：分别在每个预选温度的状态下，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，获得处于每个预选温度时总成需求转矩与电机转速对应的减速器效率映射表。
优选地，所述温度与减速器效率系数的映射关系的预设过程包括：在减速器润滑油温度范围内选取最低温度、中间温度、最高温度，所述最低温度对应的减速器效率系数为a＝1、b＝0、c＝0；所述中间温度对应的减速器效率系数为a＝0、b＝1、c＝0；所述最高温度对应的减速器效率系数为a＝0、b＝0、c＝1；当减速器润滑油温度为所述最低温度、所述中间温度、所述最高温度之间的温度值时，对所述最低温度、所述中间温度、所述最高温度对应的减速器效率系数进行线性差值，得出所述减速器润滑油温度范围内不同温度对应的减速器效率系数映射表。
优选地，所述减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系的预设过程包括：所述减速器润滑油温度为最低温度时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第一映射表；所述减速器润滑油温度为中间温度时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第二映射表；所述减速器润滑油温度为最高温度时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第三映射表。
优选地，所述根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩包括：
采用N＝(a*η1+b*η2+c*η3)*T/i确定电机输出转矩；其中，N为电机输出转矩；a、b、c为所述减速器润滑油的当前温度对应的减速器效率系数；η1、η2、η3分别为所述当前总成需求转矩和所述当前电机转矩在所述最低温度、所述中间温度、所述最高温度时的减速器效率；T为所述当前总成需求转矩；i为所述减速器的传动比。
优选地，所述依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率包括：根据纯电动汽车整车油门踏板信号，获取当前总成需求转矩；根据旋转变压器信号，计算当前电机转速；依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与所述当前总成需求转矩和所述当前电机转速对应的减速器效率。
本发明还提供了一种电驱动系统转矩控制的装置，包括：
第一获取模块，用于获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；
第二获取模块，用于依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；
转矩计算模块，用于根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。
优选地，还包括减速器油温监测模块，用于利用减速器油温传感器实时监测所述减速器润滑油温度变化。
优选地，还包括转速监测模块，用于根据旋转变压器信号，计算所述当前电机转速。
本发明所提供的一种电驱动系统转矩控制的方法及装置，根据减速器润滑油的当前温度，从预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；再利用所述减速器效率系数对当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率进行校正，从而得到精度较高的当前温度下的减速器效率；根据当前温度下的减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，计算得到电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩控制。上述的方法及装置，考虑了减速器润滑油温度对减速器传动效率的影响，将减速器输出端的转矩作为动力系统总成转矩控制的目标，在不增加电驱动系统总成本的情况下，对当前总成需求转矩和当前电机转速下的减速器效率进行了校正，提高了电驱动系统总成电机输出转矩的精度，从而提高了纯电动汽车电驱动系统总成转矩控制精度。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的电驱动系统转矩控制的方法的第一种具体实施例的流程图；
图2为本发明所提供的电驱动系统转矩控制的方法的第二种具体实施例的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种电驱动系统转矩控制的装置的结构框图；
图4为本发明实施例提供的另一种电驱动系统转矩控制的装置的结构框图；
图5为电驱动系统总成结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电驱动系统转矩控制的方法及装置可以提高纯电动汽车电驱动系统总成转矩控制精度。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的电驱动系统转矩控制的方法的第一种具体实施例的流程图；具体操作步骤如下：
步骤S101：获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；
所述温度与减速器效率系数的映射关系的预设过程包括：预先在减速器润滑油温度范围中选取个数为n的温度值，为每个预选温度设置减速器效率系数，每个预选温度对应的减速器效率系数的数量为n；当所述减速器润滑油的当前温度为预选温度之间的温度时，对预选温度对应的减速器效率系数进行线性差值，得出预选温度之间的温度对应的减速器效率系数，以便得到所述减速器润滑油温度范围内不同温度对应的减速器效率系数映射表。
步骤S102：依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；
所述减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系的预设过程包括：分别在每个预选温度的状态下，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，获得处于每个预选温度时总成需求转矩与电机转速对应的减速器效率映射表。
步骤S103：根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。
在本具体实施例中，考虑了减速器润滑油温度对减速器传动效率的影响，将减速器输出端的转矩作为动力系统总成转矩控制的目标，在不增加电驱动系统总成本的情况下，对当前总成需求转矩和当前电机转速下的减速器效率进行了校正，提高了电驱动系统总成电机输出转矩的精度，从而提高了纯电动汽车电驱动系统总成转矩控制精度。
请参考图2，图2为本发明所提供的电驱动系统转矩控制的方法的第二种具体实施例的流程图；
在上述具体实施例的基础上，在减速器润滑油温度范围内选取最低温度Tmin、中间温度Tmid、最低温度Tmax；最低温度Tmin对应的减速器效率系数为a＝1、b＝0、c＝0；中间温度Tmid对应的减速器效率系数为a＝0、b＝1、c＝0；最高温度Tmax对应的减速器效率系数为a＝0、b＝0、c＝1。当减速器润滑油温度为Tmin、Tmid、Tmax的之间温度值时，对Tmin、Tmid、Tmax对应的减速器效率系数进行线性差值，得出所述减速器润滑油温度范围内不同温度对应的减速器效率系数映射表MAP1。
当所述减速器润滑油温度为最低温度Tmin时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第一映射表MAP2；当所述减速器润滑油温度为中间温度Tmid时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第二映射表MAP3；当所述减速器润滑油温度为最高温度Tmax时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第三映射表MAP4。
需要说明的是，在所述减速器润滑油温度范围内预选数量为n的温度值设置减速器效率系数作为得到其他温度对应的减速器效率系数的参数，对n的值不作限定，例如3，4。在本实施例中，选择了3个温度值：最低温度Tmin、中间温度Tmid、最低温度Tmax，并为预选的温度值设置减速器效率系数，选择3个温度值可以在计算量较少的情况下使当前温度下减速器效率计算值具有较高精度。
本实施例具体操作步骤如下：
步骤S201：获取减速器润滑油的当前温度，根据所述当前温度，实时查表MAP1得到所述当前温度下的减速器效率系数a、b、c；
步骤S202：根据纯电动汽车整车油门踏板信号，获取当前总成需求转矩T；
步骤S203：根据旋转变压器信号，计算当前电机转速n；
步骤S204：实时查表MAP2、MAP3、MAP4，分别得到所述当前总成需求转矩T和所述当前电机转速n在Tmin、Tmid、Tmax状态下的减速器效率η1、η2、η3；
步骤S205：利用公式N＝(a*η1+b*η2+c*η3)*T/i，计算得出电机输出转矩N；其中i为所述减速器的传动比。
需要说明的是，在本实施例中不对步骤S201的操作顺序进行限定，在步骤S205之前的任一步执行都可以；步骤S202与步骤S203的操作顺序也不作限定，只要保证在步骤S204之前执行即可。
在本具体实施例中，通过预设的MAP1、MAP2、MAP3以及MAP4，查询得到在所述减速器润滑油的当前温度下的减速器效率系数，利用所述减速器效率系数校正在所述当前总成需求转矩和所述当前电机转速时的减速器传动效率；提高了电驱动系统总成电机输出转矩的精度，从而提高了纯电动汽车电驱动系统总成转矩控制精度。
请参考图3，图3为本发明实施例提供的一种电驱动系统转矩控制的装置的结构框图；具体装置可以包括：
第一获取模块100，用于获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；
第二获取模块200，用于依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；
转矩计算模块300，用于根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。
本实施例的电驱动系统转矩控制的装置用于实现前述的电驱动系统转矩控制的方法，因此电驱动系统转矩控制的装置中的具体实施方式可见前文中的电驱动系统转矩控制的方法的实施例部分，例如，第一获取模块100，第二获取模块200，转矩计算模块300，分别用于实现上述电驱动系统转矩控制的方法中步骤S101，S102和S103，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
请参考图4和图5，图4为本发明实施例提供的另一种电驱动系统转矩控制的装置的结构框图；图5为电驱动系统总成结构示意图。
在上述装置实施例的基础上，本具体装置实施例中，还包括：
减速器油温监测模块400，用于利用减速器油温传感器实时监测减速器润滑油温度变化；
转速监测模块500，用于根据旋转变压器信号，计算当前电机转速n；
总成转矩需求模块600，用于根据纯电动汽车整车油门踏板信号，获取当前总成需求转矩T。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的电驱动系统转矩控制的方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电驱动系统转矩控制的方法，其特征在于，包括：
获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；
依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；
根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度与减速器效率系数的映射关系的预设过程包括：
预先在减速器润滑油温度范围中选取个数为n的温度值，为每个预选温度设置减速器效率系数，每个预选温度对应的减速器效率系数的数量为n；
当所述减速器润滑油的当前温度为预选温度之间的温度时，对预选温度对应的减速器效率系数进行线性差值，得出预选温度之间的温度对应的减速器效率系数，以便得到所述减速器润滑油温度范围内不同温度对应的减速器效率系数映射表。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系的预设过程包括：
分别在每个预选温度的状态下，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，获得处于每个预选温度时总成需求转矩与电机转速对应的减速器效率映射表。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度与减速器效率系数的映射关系的预设过程包括：
在减速器润滑油温度范围内选取最低温度、中间温度、最高温度，所述最低温度对应的减速器效率系数为a＝1、b＝0、c＝0；所述中间温度对应的减速器效率系数为a＝0、b＝1、c＝0；所述最高温度对应的减速器效率系数为a＝0、b＝0、c＝1；当减速器润滑油温度为所述最低温度、所述中间温度、所述最高温度之间的温度值时，对所述最低温度、所述中间温度、所述最高温度对应的减速器效率系数进行线性差值，得出所述减速器润滑油温度范围内不同温度对应的减速器效率系数映射表。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系的预设过程包括：
所述减速器润滑油温度为最低温度时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第一映射表；所述减速器润滑油温度为中间温度时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第二映射表；所述减速器润滑油温度为最高温度时，计算不同总成需求转矩和不同电机转速对应的减速器效率，得到减速器效率第三映射表。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩包括：
采用N＝(a*η1+b*η2+c*η3)*T/i确定电机输出转矩；其中，N为电机输出转矩；a、b、c为所述减速器润滑油的当前温度对应的减速器效率系数；η1、η2、η3分别为所述当前总成需求转矩和所述当前电机转矩在所述最低温度、所述中间温度、所述最高温度时的减速器效率；T为所述当前总成需求转矩；i为所述减速器的传动比。
7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率包括：
根据纯电动汽车整车油门踏板信号，获取当前总成需求转矩；
根据旋转变压器信号，计算当前电机转速；
依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与所述当前总成需求转矩和所述当前电机转速对应的减速器效率。
8.一种电驱动系统转矩控制的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取减速器润滑油的当前温度，以便依据预设的温度与减速器效率系数的映射关系获取当前温度下的减速器效率系数；
第二获取模块，用于依据预设的减速器润滑油温度、总成需求转矩、电机转速以及减速器效率的映射关系，获取与当前总成需求转矩和当前电机转速对应的减速器效率；
转矩计算模块，用于根据所述减速器效率系数、所述减速器效率、所述当前总成需求转矩以及减速器的传动比，确定电机输出转矩，以便实现对电驱动系统转矩的控制。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
减速器油温监测模块，用于利用减速器油温传感器实时监测所述减速器润滑油温度变化。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
转速监测模块，用于根据旋转变压器信号，计算所述当前电机转速。
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