CN110733354B - 一种电动汽车扭矩控制方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车的扭矩控制方法、装置及车辆，所述方法包括：监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。本发明所述的一种电动汽车扭矩控制方法及装置，通过监测电机运转的加速度及时间，当判断车辆处于打滑状态时，控制电机系统降低输出扭矩以防止打滑，从而相对传统的ESP系统，减少了控制逻辑的复杂程度，也无需繁多的执行器件，降低了硬件成本。

Description

一种电动汽车扭矩控制方法、装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车扭矩控制方法、装置及车辆。

背景技术

随着驱动技术的进步，汽车的防止打滑日益受到各方的关注。

目前，通常是为汽车配置ESP(Electronic Stability Program，电子稳定程序)系统的TCS(Traction Control System，牵引力控制系统)功能，通过车轮轮速和车速比较计算出滑移率，进而判断车辆打滑，通过调节发动机的输出扭矩和驱动轮上的制动力实现防滑。

然而，ESP系统需要配合各种传感器以及真空助力器、管路和制动器、液压调节器等执行器件，整个控制逻辑较为复杂，硬件成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电动汽车扭矩控制方法、装置及车辆，以简化车辆现有ESP的控制系统，降低成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车扭矩控制方法，所述方法包括：

监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；

若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。

可选的，所述方法还包括：

当所述加速度小于等于预设阈值时，结束扭矩控制。

可选的，所述若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制包括：

若满足所述打滑条件，则获取扭矩控制的标志信息；

根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求；

若满足所述防滑要求，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制。

可选的，所述根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求包括：

根据所述标志信息，监测是否存在油门信号；

根据所述油门信号存在与否，判断是否满足防滑要求，其中，当存在所述油门信号时，则满足所述防滑要求。

一种电动汽车扭矩控制装置，所述装置包括：

工况监测模块，用于监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；

第一获取模块，用于若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。

可选的，所述装置还包括：

终止模块，当所述加速度小于等于预设阈值时，终止扭矩控制。

可选的，所述第一获取模块包括：

标志信息获取子模块，用于若满足所述打滑条件，则获取扭矩控制的标志信息；

判断子模块，用于根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求；

目标扭矩获取子模块，用于若满足所述防滑要求，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制。

可选的，所述判断子模块包括：

油门监测单元，用于根据所述标志信息，监测是否存在油门信号；

防滑要求判断单元，用于根据所述油门信号存在与否，判断是否满足防滑要求，其中，当存在所述油门信号时，则满足所述防滑要求。

相对于现有技术，本发明所述的混合动力系统具有以下优势：

本发明所述的一种电动汽车扭矩控制方法及装置，通过监测电机运转的加速度及时间，当判断车辆处于打滑状态时，控制电机系统降低输出扭矩以防止打滑，从而相对传统的ESP系统，减少了控制逻辑的复杂程度，也无需繁多的执行器件，降低了硬件成本。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以简化车辆扭矩控制方法，提升车辆扭矩控制便利性，降低车辆成本。

为达到上述目的，本发明新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，所述车辆包括前述的扭矩控制装置。

所述车辆与上述扭矩控制方法及装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种电动汽车扭矩控制方法的示意图；

图2为本发明实施例所述的又一种电动汽车扭矩控制方法的示意图；

图3为本发明实施例所述的一种电动汽车扭矩控制装置的结构框图；

图4为本发明实施例所述的又一种电动汽车扭矩控制装置的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

参照图1，本发明提供了一种电动汽车扭矩控制方法，所述方法包括：

步骤101，监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；

具体地，通常而言，现有的ESP系统通过布设在车辆上的各种传感器采集车轮的轮速以及当前车速，通过比较计算得到汽车的滑移率来判断车辆是否处于打滑状态。而在本申请中，则预先设置了打滑条件，车辆打滑状态的判定需同时满足以下条件：电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长。可将预设阈值设置为A，A基于不同车辆的发动机性能存在差异，通常可按照车辆百公里加速时加速度的1.75～2倍设置。可将预设时长设置为T，对应不同的车速区间，T可取不同的值，具体可参照表1给出的对应关系设置T的数值。

表1

车速v(km/h)	0≤v＜15	15≤v＜25	25≤v＜35	35≤v＜45	45≤v
						T(ms)	60	50	45	40	35

基于上述电机运转时加速度与预设阈值A的关系，结合预设时长T，能够区分车辆是否处于假打滑(车辆沿行进方向产生了位移，但个别车轮处于空转)的状态，如车辆在通过凹凸不平的路况(如颠簸路、减速带等)时，驱动轮腾空，导致附着力减小，若此时加速度超过了预设阈值A，直接判定车辆打滑，并进行扭矩调整，会导致车辆加速无力，影响驾驶感。因而，设置预设时长T这个参数，可减少对打滑现象的误判。假设正常情况下，车辆以30km/h的平均速度通过减速带时，当加速度超过了预设阈值A时，参照表1，若此时持续时间小于50ms，则认为其处于假打滑，因为实际中车辆可能只是颠簸一下，耗时很短就通过了该减速带，只有当持续时间超过50ms时，才会判定此时处于打滑状态。因而在表1所给出的对应关系中，当车速较慢时，预设时长T会相对较长；当车速较快时，预设时长T较短。从而，综合考虑电机运转时的加速度及其持续时长，可准确有效地判断当前车辆是否处于真正的打滑状态，防止误判导致的错误动作，影响驾驶感及行车安全。

步骤102，若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。

具体地，当判定得知车辆满足前述打滑条件时，为防止车辆的打滑加剧，需对电机的输出扭矩进行调整降低，以改善附着力。可基于下述公式对电机的输出扭矩进行调整控制，得到需要的目标扭矩。

在上述公式中，T_s为车辆打滑时的电机输出扭矩；

为电机不同加速度对应的第一限扭系数，可参照表2提供的电机加速度与预设阈值A的倍数选取；σ为不同车速对应的第二限扭系数，可参照表3选取，当电机加速度与预设阈值A的倍数介于表中给出的数值之间时，选取较大的一个σ值即可，比如，电机加速度是预设阈值A的1.2倍，则选取σ为0.9；T为降扭后得到的目标扭矩。

表2

表3

车速v(km/h)	0≤v＜15	15≤v＜25	25≤v＜35	35≤v＜45	45≤v
						σ	0.9	0.93	0.94	0.96	0.97

因而，在降低扭矩的过程中，仍将电机的加速度以及车速因素考虑在内，采取上述经验系数，相对传统方案而言，控制逻辑更为简单，只需整车控制器及电机控制器控制驱动系统进行扭矩调整即可。

本发明所述的一种电动汽车扭矩控制方法，通过监测电机运转的加速度及时间，当判断车辆处于打滑状态时，控制电机系统降低输出扭矩以防止打滑，从而相对传统的ESP系统，减少了控制逻辑的复杂程度，也无需繁多的执行器件，降低了硬件成本。

实施例二

参照图2，本发明提供了又一种电动汽车扭矩控制方法，所述方法包括：

步骤201，监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；

具体地，通常而言，现有的ESP系统通过布设在车辆上的各种传感器采集车轮的轮速以及当前车速，通过比较计算得到汽车的滑移率来判断车辆是否处于打滑状态。而在本申请中，则预先设置了打滑条件，车辆打滑状态的判定需同时满足以下条件：电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长。可将预设阈值设置为A，A基于不同车辆的发动机性能存在差异，通常可按照车辆百公里加速时加速度的1.75～2倍设置。可将预设时长设置为T，对应不同的车速区间，T可取不同的值，具体可参照表1给出的对应关系设置T的数值。

表1

车速v(km/h)	0≤v＜15	15≤v＜25	25≤v＜35	35≤v＜45	45≤v
						T(ms)	60	50	45	40	35

基于上述电机运转时加速度与预设阈值A的关系，结合预设时长T，能够区分车辆是否处于假打滑(车辆沿行进方向产生了位移，但个别车轮处于空转)的状态，如车辆在通过凹凸不平的路况(如颠簸路、减速带等)时，驱动轮腾空，导致附着力减小，若此时加速度超过了预设阈值A，直接判定车辆打滑，并进行扭矩调整，会导致车辆加速无力，影响驾驶感。因而，设置预设时长T这个参数，可减少对打滑现象的误判。假设正常情况下，车辆以30km/h的平均速度通过减速带时，当加速度超过了预设阈值A时，参照表1，若此时持续时间小于50ms，则认为其处于假打滑，因为实际中车辆可能只是颠簸一下，耗时很短就通过了该减速带，只有当持续时间超过50ms时，才会判定此时处于打滑状态。因而在表1所给出的对应关系中，当车速较慢时，预设时长T会相对较长；当车速较快时，预设时长T较短。从而，综合考虑电机运转时的加速度及其持续时长，可准确有效地判断当前车辆是否处于真正的打滑状态，防止误判导致的错误动作，影响驾驶感及行车安全。

步骤202，若满足所述打滑条件，则获取扭矩控制的标志信息；

当监测到的数据表明车辆满足上述防滑条件时，整车控制器还可获取扭矩控制的标志信息，以提示整车控制器，电机控制器即将控制驱动系统调整扭矩，整车控制器根据获取到的标志信息，可提前干预扭矩降低的控制过程。

步骤203，根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求；

具体可以包括：a、根据所述标志信息，监测是否存在油门信号；

b、根据所述油门信号存在与否，判断是否满足防滑要求，其中，当存在所述油门信号时，则满足所述防滑要求。

在整车控制器获取到标示扭矩控制动作的标志信息后，开始对车辆防滑要求进行判断，因为有的时候车辆打滑后，司机也许立刻熄火停车检查，显然，此时降低扭矩没有任何意义。因而，在接收到标志信息后，根据该标志信息的提示，需监测此时油门信号是否存在，若存在油门信号，即车辆仍具备运动的动力，而处于原地打滑的状态，则认为需要进行防滑处理，即满足防滑要求。反之，若监测到油门信号为零，即油门信号不存在，且存在刹车信号，则认为车辆已经停止，无需防滑。当然，刹车信号可以来源于制动踏板或驻车制动器中的至少一个。可见，通过对油门信号的监测，可避免车辆徒劳地进行防滑处理，节省车辆能源，避免输出无用功。

步骤204，若满足所述防滑要求，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制。

当根据油门信号判断得知车辆满足防滑要求，需要进行防滑处理时，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。

具体地，当判定得知车辆满足前述打滑条件时，为防止车辆的打滑加剧，需对电机的输出扭矩进行调整降低，以改善附着力。可基于下述公式对电机的输出扭矩进行调整控制，得到需要的目标扭矩。

在上述公式中，T_s为车辆打滑时的电机输出扭矩；

为电机不同加速度对应的第一限扭系数，可参照表2提供的电机加速度与预设阈值A的倍数选取；σ为不同车速对应的第二限扭系数，可参照表3选取，当电机加速度与预设阈值A的倍数介于表中给出的数值之间时，选取较大的一个σ值即可，比如，电机加速度是预设阈值A的1.2倍，则选取σ为0.9；T为降扭后得到的目标扭矩。

表2

表3

车速v(km/h)	0≤v＜15	15≤v＜25	25≤v＜35	35≤v＜45	45≤v
						σ	0.9	0.93	0.94	0.96	0.97

因而，在降低扭矩的过程中，仍将电机的加速度以及车速因素考虑在内，采取上述经验系数，相对传统方案而言，控制逻辑更为简单，只需整车控制器及电机控制器控制驱动系统进行扭矩调整即可。

步骤205，当所述加速度小于等于预设阈值时，结束扭矩控制。

当电机输出扭矩得到降低，车辆打滑现象有所改善时，此时若监测到电机运转的加速度小于等于预设阈值A，则可认为车辆已脱离打滑状态，可结束扭矩的控制过程，退出相应的工作模式，调整车辆恢复正常运转状态。

本发明所述的一种电动汽车扭矩控制方法，通过监测电机运转的加速度及时间，当判断车辆处于打滑状态时，控制电机系统降低输出扭矩以防止打滑，相对传统的ESP系统，减少了控制逻辑的复杂程度，也无需繁多的执行器件，降低了硬件成本。此外，通过监测是否满足防滑要求，可有效避免不必要的扭矩控制过程，可避免车辆徒劳地进行防滑处理，节省车辆能源，避免输出无用功。

实施例三

参照图3，本发明提供了一种电动汽车扭矩控制装置，所述装置包括：

工况监测模块301，用于监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；

第一获取模块302，用于若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。

本发明所述的一种电动汽车扭矩控制装置，通过监测电机运转的加速度及时间，当判断车辆处于打滑状态时，控制电机系统降低输出扭矩以防止打滑，从而相对传统的ESP系统，减少了控制逻辑的复杂程度，也无需繁多的执行器件，降低了硬件成本。

实施例四

参照图4，本发明提供了又一种电动汽车扭矩控制装置，所述装置包括：

工况监测模块401，用于监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长；

第一获取模块402，用于若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数。

可选的，所述第一获取模块402包括：

标志信息获取子模块4021，用于若满足所述打滑条件，则获取扭矩控制的标志信息；

判断子模块4022，用于根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求；

目标扭矩获取子模块4023，用于若满足所述防滑要求，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制。

判断子模块4022可具体包括：

油门监测单元40221，用于根据所述标志信息，监测是否存在油门信号；

防滑要求判断单元40222，用于根据所述油门信号存在与否，判断是否满足防滑要求，其中，当存在所述油门信号时，则满足所述防滑要求。

终止模块403，当所述加速度小于等于预设阈值时，终止扭矩控制。

本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括前述的扭矩控制装置。

本发明所述的一种电动汽车扭矩控制装置及车辆，通过监测电机运转的加速度及时间，当判断车辆处于打滑状态时，控制电机系统降低输出扭矩以防止打滑，相对传统的ESP系统，减少了控制逻辑的复杂程度，也无需繁多的执行器件，降低了硬件成本。此外，通过监测是否满足防滑要求，可有效避免不必要的扭矩控制过程，可避免车辆徒劳地进行防滑处理，节省车辆能源，避免输出无用功。

对于上述装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车扭矩控制方法，其特征在于，所述方法包括：

监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长，其中，所述预设阈值基于不同车辆的发动机性能设置为车辆百公里加速时加速度的1.75～2倍；所述预设时长根据不同的车速区间设置；

若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数，

所述目标扭矩具体基于下述公式得到：

T＝Ts×φ×σ，

其中Ts为车辆打滑时的电机输出扭矩，φ为电机不同加速度对应的第一限扭系数，σ为不同车速对应的第二限扭系数，T为降扭后得到的目标扭矩；在降低扭矩的过程中，仍将所述电机的加速度以及所述车速考虑在内；

所述方法还包括：

当所述加速度小于等于预设阈值时，结束扭矩控制。

2.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制包括：

若满足所述打滑条件，则获取扭矩控制的标志信息；

根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求；

若满足所述防滑要求，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制。

3.根据权利要求2所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求包括：

根据所述标志信息，监测是否存在油门信号；

根据所述油门信号存在与否，判断是否满足防滑要求，其中，当存在所述油门信号时，则满足所述防滑要求。

4.一种电动汽车扭矩控制装置，其特征在于，所述装置包括：

工况监测模块，用于监测电机工况是否满足打滑条件，其中，所述打滑条件为电机的加速度大于预设阈值，并且持续时长大于预设时长，其中，所述预设阈值基于不同车辆的发动机性能设置为车辆百公里加速时加速度的1.75～2倍；所述预设时长根据不同的车速区间设置；

第一获取模块，用于若满足所述打滑条件，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制，其中，所述限扭系数包括对应电机加速度的第一限扭系数，和对应车速的第二限扭系数，

所述目标扭矩具体基于下述公式得到：

T＝Ts×φ×σ，

其中Ts为车辆打滑时的电机输出扭矩，φ为电机不同加速度对应的第一限扭系数，σ为不同车速对应的第二限扭系数，T为降扭后得到的目标扭矩；在降低扭矩的过程中，仍将所述电机的加速度以及所述车速考虑在内；

所述装置还包括：

终止模块，当所述加速度小于等于预设阈值时，终止扭矩控制。

5.根据权利要求4所述的扭矩控制装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

标志信息获取子模块，用于若满足所述打滑条件，则获取扭矩控制的标志信息；

判断子模块，用于根据所述标志信息，判断是否满足防滑要求；

目标扭矩获取子模块，用于若满足所述防滑要求，则根据限扭系数与电机输出扭矩的乘积获取目标扭矩对扭矩进行控制。

6.根据权利要求5所述的扭矩控制装置，其特征在于，所述判断子模块包括：

油门监测单元，用于根据所述标志信息，监测是否存在油门信号；

防滑要求判断单元，用于根据所述油门信号存在与否，判断是否满足防滑要求，其中，当存在所述油门信号时，则满足所述防滑要求。

7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求4-6任一项所述的扭矩控制装置。

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