CN111619364A - 一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制器及车辆 - Google Patents

一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制器及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制系统及车辆，其中应用于电机控制器的控制方法，包括：获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及扭矩的变化趋势；当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；当确定变速箱达到预紧要求时，退出扭矩预紧模式。本发明的技术方案通过控制输出扭矩的大小，使变速箱在变向时主动齿轮的转速较小，有利于消除齿轮间的齿隙，避免在齿隙未消除时由于主动齿轮的转速较快与从动齿轮产生的敲击，有利于保证变速箱的使用寿命，同时有利于保证用户的驾驶体验。

Description

一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制器及车辆
技术领域
本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制器及车辆。
背景技术
当前市场上的大部分车辆在低速行驶时，容易发生振动和敲击现象，尤其是在0-15km/h车速段轻踩油门或松油门时，最容易发生敲击现象在市区堵车行驶时此现象很明显，会给用户带来非常不好的驾驶体验。
针对这一现象，一般在机械结构上通过真假双质量飞轮或变刚度螺旋弹簧等结构减小敲击现象发生的可能性，或者通过设置车辆怠速功能，避开最容易发生敲击现象的速度区间。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制器及车辆，用以解决当前车辆在低速行驶时易产生振动和敲击现象的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电机输出扭矩的控制方法，应用于电机控制器，包括：
获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及扭矩的变化趋势；
当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；
当确定变速箱达到预紧要求时，退出扭矩预紧模式。
具体地，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值的步骤包括：
获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩，其中，预设扭矩控制函数的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值，第二阈值的绝对值不大于第一阈值；
当检测到电机的输出扭矩值为第二阈值时，控制电机以第二阈值持续输出，并开始计时；
当计时达到预设时间时，确定变速箱达到预紧要求。
进一步的，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，在退出预紧模式的步骤之后，还包括：
根据车辆实际需要的扭矩，控制电机向变速箱输出的扭矩。
优选地，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，在获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩时，电机向变速箱输出的扭矩的变化梯度的绝对值，不大于第三阈值。
优选地，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，第一阈值为2Nm。
本发明的另一优选实施例还提供了一种电机控制器，包括：
获取模块，用于获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及扭矩的变化趋势；
第一处理模块，用于当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；
第二处理模块，用于当确定变速箱达到预紧要求时，退出扭矩预紧模式。
具体地，如上所述的电机控制器，第一处理模块包括：
第一处理单元，用于获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩，其中，预设扭矩控制函数的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值，第二阈值的绝对值不大于第一阈值；
第二处理单元，用于当检测到电机的输出扭矩值为第二阈值时，控制电机以第二阈值持续输出，并开始计时；
确定单元，用于当计时达到预设时间时，确定变速箱达到预紧要求。
优选地，如上所述的电机控制器，还包括：
第三处理模块，用于根据车辆实际需要的扭矩，控制电机向变速箱输出的扭矩。
本发明的又一优选实施例还提供了一种动力系统，其特征在于，包括：变速箱、电机以及如上所述的电机控制器；
其中，电机分别与变速箱以及电机控制器连接，电机控制器用于控制电机向变速箱输出的输出扭矩。
本发明的另一优选实施例还提供了一种车辆，包括：如上所述的动力系统。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电机输出扭矩的控制方法、电机控制器及车辆，至少具有以下有益效果：
通过控制输出扭矩的大小，使变速箱在变向时与电机连接的主动齿轮的能转动且转速较小，有利于消除齿轮间的齿隙，避免在过零切换时由于齿隙未消除时且主动齿轮的转速较快与从动齿轮产生的敲击现象，有利于保证变速箱的使用寿命，同时有利于保证用户的驾驶体验。
附图说明
图1为本发明的电机输出扭矩的控制方法的流程示意图之一；
图2为本发明的电机输出扭矩的控制方法的流程示意图之二；
图3为本发明的电机控制器的结构示意图。
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。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
参见图1，本发明的一优选实施例提供了一种电机输出扭矩的控制方法，应用于电机控制器，包括：
步骤S101，获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及扭矩的变化趋势；
步骤S102，当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；
步骤S103，当确定变速箱达到预紧要求时，退出扭矩预紧模式。
在本发明的实施例中，当电机的输出扭矩(即电机向变速箱输出的扭矩)的变化趋势指示扭矩处于过零切换时，则进入扭矩预紧模式，通过控制电机的输出扭矩的范围，对变速箱进行预紧。其中，过零切换包括输出扭矩由负向输出切换至正向输出以及由正向输出切换至负向输出，两者原理相同。在本发明中主要以由负向输出切换至正向输出为例进行说明，当变化趋势为由负向输出向正向输出切换，且扭矩的当前值为零时，控制电机向变速箱输出的扭矩的值不大于(即小于或等于)第一阈值，即通过控制输出扭矩的大小，使变速箱在变向时与电机连接的主动齿轮的能转动且转速较小，有利于消除齿轮间的齿隙，避免在过零切换时由于齿隙未消除时且主动齿轮的转速较快与从动齿轮产生的敲击现象，有利于保证变速箱的使用寿命，同时有利于保证用户的驾驶体验。相较于增加装置的方法有利于节约成本，相较于避开速度区间的方法使得车辆控制更加流畅。
参见图2，具体地，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值的步骤包括：
步骤S201，获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩，其中，预设扭矩控制函数的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值，第二阈值的绝对值不大于第一阈值；
步骤S202，当检测到电机的输出扭矩值为第二阈值时，控制电机以第二阈值持续输出，并开始计时；
步骤S203，当计时达到预设时间时，确定变速箱达到预紧要求。
在本发明的实施例中，首先获取一与扭矩的变化趋势相同的预设扭矩控制函数，并根据预设扭矩控制函数控制电机的输出扭矩从零逐渐提升至第二阈值，用于为变速箱的主动齿轮提供动力，此时由于电机的输出扭矩较低，使得与电机连接的主动齿轮的转速以及惯性较小，在带动从动齿轮转动时不会产生猛烈的敲击，当输出扭矩达到第二阈值时，控制电机持续以第二阈值进行输出，通过主动齿轮匀速带动从动齿轮间运动，使主动齿轮与从动齿轮进行磨合消除齿隙，当持续时间达到预设时间时，确定齿隙完全消除，此时即使施加较大的扭矩也不会再产生敲击等现象，因此确定变速箱达到预紧要求，便于进行后续操作。
可选地，上述获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩的步骤还可以为通过控制滤波装置对电机输出的扭矩进行滤波，使得经过滤波后的输出扭矩满足上述起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值的要求。
进一步的，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，在退出预紧模式的步骤之后，还包括：
根据车辆实际需要的扭矩，控制电机向变速箱输出的扭矩。
在本发明的实施例中，当确定变速箱达到预紧要求时，退出扭矩预紧模式的步骤之后，根据车辆的实际需求，控制电机向变速箱输出的扭矩，便于车辆正常功能的实现。
优选地，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，在获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩时，电机向变速箱输出的扭矩的变化梯度的绝对值，不大于第三阈值。
在本发明的实施例中，在控制电机根据预设扭矩函数向变速箱输出扭矩时，扭矩的变化梯度不大于第三阈值，避免了在某一时刻的扭矩过大而导致的主动齿轮的转速过快，以及进而导致的敲击现象的发生。优选地，在变化梯度不大于第三阈值的基础上，可限制其平均变化梯度不大于一第四阈值，其中，第四阈值小于第三阈值。可选地，当电机控制器通过控制滤波装置对电机输出的扭矩进行滤波，使得经过滤波后的输出扭矩满足上述起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值的要求时，上述对扭矩的变化梯度的限制同样适用。
优选地，如上所述的电机输出扭矩的控制方法，第一阈值为2Nm。
在本发明的实施例中，限定第一阈值为2Nm仅仅为对第一阈值的一实际举例，本领域的技术人员根据变速箱和/或电机的类型等实际情况，将第一阈值限定为其他数值，也属于本发明的保护范围。
参见图3，本发明的另一优选实施例还提供了一种电机控制器，包括：
获取模块301，用于获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及扭矩的变化趋势；
第一处理模块302，用于当扭矩的变化趋势指示扭矩处于过零切换过程，且扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制电机向变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；
第二处理模块303，用于当确定变速箱达到预紧要求时，退出扭矩预紧模式。
具体地，如上所述的电机控制器，第一处理模块302包括：
第一处理单元3021，用于获取一预设扭矩控制函数，控制电机根据预设扭矩控制函数输出扭矩，其中，预设扭矩控制函数的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值，第二阈值的绝对值不大于第一阈值；第一处理单元还可以为：通过控制滤波装置对电机输出的扭矩进行滤波，其中经过滤波后的输出扭矩的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值；
第二处理单元3022，用于当检测到电机的输出扭矩值为第二阈值时，控制电机以第二阈值持续输出，并开始计时；
确定单元3023，用于当计时达到预设时间时，确定变速箱达到预紧要求。
优选地，如上所述的电机控制器，还包括：
第三处理模块304，用于根据车辆实际需要的扭矩，控制电机向变速箱输出的扭矩。
本发明的电机控制器的实施例是与上述电机输出扭矩的控制方法的实施例对应的电机控制器，上述控制方法的实施例中的所有实现手段均适用于该电机控制器的实施例中，也能达到相同的技术效果。本发明的又一优选实施例还提供了一种动力系统，其特征在于，包括：变速箱、电机以及如上所述的电机控制器；
其中，电机分别与变速箱以及电机控制器连接，电机控制器用于控制电机向变速箱输出的输出扭矩。
在本发明的实施例中，动力系统包括如上所述的电机控制器，使得当电机向变速箱输出的扭矩处于过零切换过程时，通过在扭矩为零时对变速箱进行扭矩预紧，消除变速箱中的齿隙，避免了敲击现象的发生，有利于保证用户的驾驶体验以及动力系统的使用寿命。
本发明的另一优选实施例还提供了一种车辆，包括：如上所述的动力系统。
在本发明的实施例中，车辆包括如上所述的动力系统，通过避免电机向变速箱输出的扭矩处于过零切换过程中的敲击现象，有利于保证用户的驾驶体验，同时有利于保证车辆的使用寿命。
此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
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。
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的控制方法，应用于电机控制器，其特征在于，包括：
获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及所述扭矩的变化趋势；
当所述扭矩的变化趋势指示所述扭矩处于过零切换过程，且所述扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制所述电机向所述变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；
当确定所述变速箱达到预紧要求时，退出所述扭矩预紧模式。
2.根据权利要求1所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，所述当所述扭矩的变化趋势指示所述扭矩处于过零切换过程，且所述扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制所述电机向所述变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值的步骤包括：
获取一预设扭矩控制函数，控制所述电机根据所述预设扭矩控制函数输出扭矩，其中，所述预设扭矩控制函数的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值，所述第二阈值的绝对值不大于所述第一阈值；
当检测到所述电机的输出扭矩值为所述第二阈值时，控制所述电机以所述第二阈值持续输出，并开始计时；
当计时达到预设时间时，确定所述变速箱达到所述预紧要求。
3.根据权利要求2所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，在所述退出所述预紧模式的步骤之后，还包括：
根据车辆实际需要的扭矩，控制所述电机向所述变速箱输出的扭矩。
4.根据权利要求2所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，在所述获取一预设扭矩控制函数，控制所述电机根据所述预设扭矩控制函数输出扭矩时，所述电机向所述变速箱输出的扭矩的变化梯度的绝对值，不大于第三阈值。
5.根据权利要求1或2所述的电机输出扭矩的控制方法，其特征在于，所述第一阈值为2Nm。
6.一种电机控制器，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电机向变速箱输出的扭矩的当前值以及所述扭矩的变化趋势；
第一处理模块，用于当所述扭矩的变化趋势指示所述扭矩处于过零切换过程，且所述扭矩的当前值为零时进入扭矩预紧模式，控制所述电机向所述变速箱输出的扭矩的绝对值不大于第一阈值；
第二处理模块，用于当确定所述变速箱达到预紧要求时，退出所述扭矩预紧模式。
7.根据权利要求6所述的电机控制器，其特征在于，所述第一处理模块包括：
第一处理单元，用于获取一预设扭矩控制函数，控制所述电机根据所述预设扭矩控制函数输出扭矩，其中，所述预设扭矩控制函数的起始阈值为零，结束阈值为预设的第二阈值，所述第二阈值的绝对值不大于所述第一阈值；
第二处理单元，用于当检测到所述电机的输出扭矩值为所述第二阈值时，控制所述电机以所述第二阈值持续输出，并开始计时；
确定单元，用于当计时达到预设时间时，确定所述变速箱达到所述预紧要求。
8.根据权利要求6所述的电机控制器，其特征在于，还包括：
第三处理模块，用于根据车辆实际需要的扭矩，控制所述电机向所述变速箱输出的扭矩。
9.一种动力系统，其特征在于，包括：变速箱、电机以及如权利要求6-8任一项所述的电机控制器；
其中，所述电机分别与所述变速箱以及所述电机控制器连接，所述电机控制器用于控制所述电机向所述变速箱输出的输出扭矩。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的动力系统。
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