CN111731104B - 一种电动汽车的转矩监控方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的转矩监控方法及系统，包括：获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息，并计算整车的需求转矩T1；对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，计算整车的维持转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；获取车辆的实时电机转矩T3；基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断；当实时电机转矩T3出现异常性故障时，计算电机目标转矩T4。本发明能够通过较为简单的计算方式，有效的对电动汽车中的整车控制器转矩和电机转矩进行监控，以维持车辆驾驶功能，至无故障或停车。

Description

一种电动汽车的转矩监控方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种电动汽车的转矩监控方法及系统。
背景技术
现有的电动汽车的转矩监控方法，一般是利用电机输出外特性或整车可用能量对整车控制器输出转矩进行限制，对整车控制器输出转矩的监控则采用电机反馈转矩进行差值比较监控。现有的电动汽车的转矩监控方法存在以下问题和缺陷：
1、对整车控制器转矩监控方式简单，多采用电机外特性或电池充放电功率对整车控制器转矩进行限制。该方法仅能防止整车控制器输出转矩超限，但不能解决整车控制器输出转矩是否符合驾驶员需求和整车状态。例如，在D档，踩下油门后，整车控制器输出负转矩，造成车辆倒退。此时整车控制器输出转矩未超限，但已造成危险。
2、利用电机转矩对整车控制器转矩进行监控。该方法是将电机外特性限制缩小为电机实时转矩，限制范围有所缩小，但电机转矩来源于整车控制器转矩，如果整车控制器转矩计算错误，仍然会造成整车控制器输出转矩不符合驾驶员需求和整车状态。
3、采用两套硬件进行冗余计算，增加了设计成本，存在设计造成的系统性风险。
因此，如何简单有效的对电动汽车的转矩进行监控，是一项亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电动汽车的转矩监控方法，能够通过较为简单的计算方式，有效的对电动汽车中的整车控制器转矩和电机转矩进行监控，以维持车辆驾驶功能，至无故障或停车。
本发明提供了一种电动汽车的转矩监控方法，包括：
获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
对所述需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；
当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当所述需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将所述需求转矩T1的值赋给所述维持转矩T2；
获取车辆的实时电机转矩T3；
基于所述维持转矩T2对所述实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
优选地，所述方法还包括：
当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对所述需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，对所述实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。
优选地，所述对所述需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断，包括：基于所述车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，所述整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
基于所述整车运行模式和所述档位信息对所述需求转矩T1进行合理性故障判断；
基于所述需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断。
优选地，所述异常性故障包括一级故障和二级故障；所述基于所述需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断，包括：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内，若否，则：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内，若是，则确定所述需求转矩T1出现所述一级故障；若否，则：
确定所述需求转矩T1出现所述二级故障，其中，ΔT1大于所述需求转矩T1的允许变化率，ΔT2大于ΔT1。
优选地，所述基于所述维持转矩T2对所述实时电机转矩T3进行异常性故障判断，包括：
判断所述实时电机转矩T3是否在所述维持转矩T2±ΔT3范围内，若否，则确定所述实时电机转矩T3出现异常性故障。
一种电动汽车的转矩监控系统，包括：
第一获取模块，用于获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
需求转矩计算模块，用于基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
整车控制器转矩监控模块，用于对所述需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；
所述整车控制器转矩监控模块，还用于当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当所述需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将所述需求转矩T1的值赋给所述维持转矩T2；
第二获取模块，用于获取车辆的实时电机转矩T3；
电机转矩监控模块，用于基于所述维持转矩T2对所述实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
所述整车控制器转矩监控模块，还用于当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
优选地，所述系统还包括：
故障处理模块，用于当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对所述需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
所述故障处理模块，还用于当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，对所述实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。
优选地，所述整车控制器转矩监控模块具体用于：
基于所述车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，所述整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
基于所述整车运行模式和所述档位信息对所述需求转矩T1进行合理性故障判断；
基于所述需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断。
优选地，所述异常性故障包括一级故障和二级故障；所述整车控制器转矩监控模块具体用于：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内，若否，则：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内，若是，则确定所述需求转矩T1出现所述一级故障；若否，则：
确定所述需求转矩T1出现异常性故障，其中，ΔT1大于所述需求转矩T1的允许变化率，ΔT2大于ΔT1。
优选地，所述电机转矩监控模块具体用于：
判断所述实时电机转矩T3是否在所述维持转矩T2±ΔT3范围内，若否，则确定所述实时电机转矩T3出现异常性故障。
综上所述，本发明公开了一种电动汽车的转矩监控方法，当需要对电动汽车的转矩进行监控时，首先获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息，然后基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；对需求转矩T1进行合理性故障和/或异常性故障判断，当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；获取车辆的实时电机转矩T3，基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。本发明能够通过较为简单的计算方式，有效的对电动汽车中的整车控制器转矩和电机转矩进行监控，以维持车辆驾驶功能，至无故障或停车。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控方法实施例1的方法流程图；
图2为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控方法实施例2的方法流程图；
图3为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控方法实施例3的方法流程图；
图4为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控系统实施例1的结构示意图；
图5为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控系统实施例2的结构示意图；
图6为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控系统实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
如图1所示，为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控方法实施例1的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S101、获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
当需要对电动汽车的转矩进行监控时，首先获取车辆的车速信息V，档位信息G，油门信息Acc和制动信息Brk。
其中，在获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息时，可以通过CAN通讯获取车速信息V，通过外接开关或CAN通讯获取档位信息G，通过传感器信息采集获取油门信息Acc，通过传感器信息采集或外接开关获取制动信息Brk。
S102、基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
在获取到车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息后，可以先根据车速信息V，油门信息Acc和制动信息Brk确定出整车运行模式Mode；具体的整车运行模式Mode的确定方式如式1所示：
Figure BDA0002562901940000071
然后，计算不同整车运行模式Mode下的需求转矩T1。其中，需求转矩T1的计算需考虑整车所处运行模式，不同运行模式的计算方式存在差异，其为车速，油门踏板信号，制动踏板信号和档位信号的函数，没有固定的表达式。实际整车条件下采用标定方法得到。即，需求转矩T1的计算包括：驾驶员需求转矩计算(根据车速，油门踏板或制动踏板)，车辆运行模式转矩计算(驱动，制动，滑行和蠕行)，最高车速限制转矩计算，巡航功能下转矩计算，ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)接管控制下转矩需求计算。根据整车状态和驾驶员输入，VCU最终输出整车需求转矩T1。
当然，当获取到车速信息、档位信息、油门信息和制动信息后，也可以直接根据上述信息确定需求转矩T1，确定方式采用事先标定即可。
S103、对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；
在计算出整车的需求转矩T1后，进一步对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断。其中，合理性故障判断的内容主要是判断需求转矩T1的正负性是否符合当前的驾驶工况；异常性故障判断的内容是车辆是否出现非预期性的加/减速。
S104、当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；
当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，即，当需求转矩T1出现合理性故障，或者需求转矩T1出现异常性故障，或者需求转矩T1同时出现合理性故障和异常性故障时，重新根据车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2。需要说明的是，当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，维持转矩T2等于需求转矩T1。
在计算维持转矩T2时，多采用标定方式得到。具体的，在计算整车的维持转矩T2时，主要是维持车辆可行驶状态，根据车辆的运行模式(驱动，制动，滑行和蠕行)输出整车维持转矩T2。例如，驱动状态下输出随车速变化的转矩，制动状态输出固定的回收转矩，滑行或蠕行则不输出转矩，不响应整车其他功能(例如巡航，最高车速限制等)。由于维持转矩T2的计算主要是维持车辆可行驶状态，因此维持转矩T2的计算方法比需求转矩T1的计算方法简单，基本不会存在软件计算错误的问题。
S105、获取车辆的实时电机转矩T3；
为进一步对电机转矩进行异常性故障判断，进一步获取车辆的实时电机转矩T3，实时电机转矩T3为电机实时输出的转矩。
S106、基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
在获取到车辆的实时电机转矩T3后，根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断。需要说明的是，当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，维持转矩T2的值为计算出的需求转矩T1的值，当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，维持转矩T2的值为上述基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算出的整车的维持转矩T2的值。
S107、当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4，电机目标转矩T4为电机输出扭矩的目标值。
当根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，实时电机转矩T3出现异常性故障时，重新根据车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。需要说明的是，当根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，实时电机转矩T3未出现异常性故障时，电机目标转矩T4的值为维持转矩T2的值，当计算出T4时，整车控制器将需求转矩T4作为目标输出转矩发送至电机控制器。
综上所述，在上述实施例中，当需要对电动汽车的转矩进行监控时，首先获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息，然后基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断，当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；获取车辆的实时电机转矩T3，基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。能够通过较为简单的计算方式，有效的对电动汽车中的整车控制器转矩和电机转矩进行监控，以维持车辆驾驶功能，至无故障或停车。
如图2所示，为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控方法实施例2的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S201、获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
当需要对电动汽车的转矩进行监控时，首先获取车辆的车速信息V，档位信息G，油门信息Acc和制动信息Brk。
其中，在获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息时，可以通过CAN通讯信息获取车速信息V，通过外接开关或CAN通讯信息获取档位信息G，通过传感器信息采集获取油门信息Acc，通过传感器信息采集或外接开关获取制动信息Brk。
S202、基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
在获取到车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息后，进一步根据车速信息V，油门信息Acc和制动信息Brk确定出整车运行模式Mode；具体的整车运行模式Mode的确定方式如式1所示：
Figure BDA0002562901940000101
然后，计算不同整车运行模式Mode下的需求转矩T1。其中，需求转矩T1的计算需考虑整车所处运行模式，不同运行模式的计算方式存在差异，其为车速，油门踏板信号，制动踏板信号和档位信号的函数，没有固定的表达式。实际整车条件下采用标定方法得到。即，需求转矩T1的计算包括：驾驶员需求转矩计算(根据车速，油门踏板或制动踏板)，车辆运行模式转矩计算(驱动，制动，滑行和蠕行)，最高车速限制转矩计算，巡航功能下转矩计算，ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)接管控制下转矩需求计算。根据整车状态和驾驶员输入，VCU最终输出整车需求转矩T1。
S203、基于车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
在计算出整车的需求转矩T1后，进一步对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断。其中，合理性故障判断的内容主要是判断需求转矩T1的正负性是否符合当前的驾驶工况；异常性故障判断的内容是车辆是否出现非预期性的加/减速。
在对需求转矩T1进行合理性故障进行判断时，首先根据车速信息、油门信息和制动信息确定出整车运行模式，其中，整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行。
S204、基于整车运行模式和档位信息对需求转矩T1进行合理性故障判断；
在确定出整车运行模式后，进一步对需求转矩T1在不同整车运行模式Mode和档位信息G下的正负性进行判断。如，判断在Mode＝驱动，G＝前进挡时，是否T1＜0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝制动，G＝前进挡时，是否T1＞0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝蠕动，G＝前进挡时，是否T1＜0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝滑动，G＝前进挡时，是否T1＞0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝驱动，G＝倒挡时，是否T1＞0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在G＝空挡时，是否T1不等于0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；
S205、基于需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断；
异常性故障判断的目的在于甄别计算出的需求转矩T1是否存在变化率过于剧烈的情况，因此在对需求转矩T1进行异常性故障进行判断时，可以根据需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断。
S206、当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，进一步对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录。通过对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录，便于后续根据记录内容对故障进行分析处理。
S207、当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；
当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，即，当需求转矩T1出现合理性故障，或者需求转矩T1出现异常性故障，或者需求转矩T1同时出现合理性故障和异常性故障时，重新根据车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2。需要说明的是，当需求转矩T1未出现合理性故障和异常性故障时，维持转矩T2等于需求转矩T1。
在计算维持转矩T2时，多采用标定方式得到。具体的，在计算整车的维持转矩T2时，主要是维持车辆可行驶状态，根据车辆的运行模式(驱动，制动，滑行和蠕行)输出整车维持转矩T2。例如，驱动状态下输出随车速变化的转矩，制动状态输出固定的回收转矩，滑行或蠕行则不输出转矩，不响应整车其他功能(例如巡航，最高车速限制等)。由于维持转矩T2的计算主要是维持车辆可行驶状态，因此维持转矩T2的计算方法比需求转矩T1的计算方法简单，基本不会存在软件计算错误的问题。
S208、获取车辆的实时电机转矩T3；
为进一步对电机转矩进行异常性故障判断，进一步获取车辆的实时电机转矩T3。
S209、基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
在获取到车辆的实时电机转矩T3后，根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断。需要说明的是，当需求转矩T1未出现合理性故障和异常性故障时，维持转矩T2的值为计算出的需求转矩T1的值，当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，维持转矩T2的值为上述基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算出的整车的维持转矩T2的值。
S210、当实时电机转矩T3出现异常性故障时，对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录；
当实时电机转矩T3出现异常性故障时，进一步对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。通过对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录，便于后续根据记录内容对故障进行分析处理。
S211、当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
当根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，实时电机转矩T3出现异常性故障时，重新根据车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4，多采用标定的方式得到。需要说明的是，当根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，实时电机转矩T3未出现异常性故障时，电机目标转矩T4的值为维持转矩T2的值。
综上所述，本实施例在上述实施例的基础上，具体能够基于整车运行模式和档位信息对需求转矩T1进行合理性故障判断，以及基于需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断；并且当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，能够对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；当实时电机转矩T3出现异常性故障时，能够对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。
如图3所示，为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控方法实施例3的方法流程图，所述方法可以包括以下步骤：
S301、获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
当需要对电动汽车的转矩进行监控时，首先获取车辆的车速信息V，档位信息G，油门信息Acc和制动信息Brk。
其中，在获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息时，可以通过CAN通讯信息获取车速信息V，通过外接开关或CAN通讯信息获取档位信息G，通过传感器信息采集获取油门信息Acc，通过传感器信息采集或外接开关获取制动信息Brk。
S302、基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
在获取到车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息后，进一步根据车速信息V，油门信息Acc和制动信息Brk确定出整车运行模式Mode；具体的整车运行模式Mode的确定方式如式1所示：
Figure BDA0002562901940000141
然后，计算不同整车运行模式Mode下的需求转矩T1。其中，需求转矩T1的计算需考虑整车所处运行模式，不同运行模式的计算方式存在差异，其为车速，油门踏板信号，制动踏板信号和档位信号的函数，没有固定的表达式。实际整车条件下采用标定方法得到。即，需求转矩T1的计算包括：驾驶员需求转矩计算(根据车速，油门踏板或制动踏板)，车辆运行模式转矩计算(驱动，制动，滑行和蠕行)，最高车速限制转矩计算，巡航功能下转矩计算，ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)接管控制下转矩需求计算。根据整车状态和驾驶员输入，VCU最终输出整车需求转矩T1。
S303、基于车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
在计算出整车的需求转矩T1后，进一步对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断。其中，合理性故障判断的内容主要是判断需求转矩T1的正负性是否符合当前的驾驶模式；异常性故障判断的内容是车辆是否出现非预期性的加/减速。
在对需求转矩T1进行合理性故障进行判断时，首先根据车速信息、油门信息和制动信息确定出整车运行模式，其中，整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行。
S304、基于整车运行模式和档位信息对需求转矩T1进行合理性故障判断；
在确定出整车运行模式后，进一步对需求转矩T1在不同整车运行模式Mode和档位信息G下的正负性进行判断。如，判断在Mode＝驱动，G＝前进挡时，是否T1＜0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝制动，G＝前进挡时，是否T1＞0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝蠕动，G＝前进挡时，是否T1＜0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝滑动，G＝前进挡时，是否T1＞0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在Mode＝驱动，G＝倒挡时，是否T1＞0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；判断在G＝空挡时，是否T1不等于0，若是，则需求转矩T1出现合理性故障，若否，则需求转矩T1未出现合理性故障；
S305、判断需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内，若否，则进入S306：
S306、判断需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内，若是，则进入S307，若否，则进入S308：
S307、确定需求转矩T1出现一级故障；
S308、确定需求转矩T1出现二级故障，其中，ΔT1大于需求转矩T1的允许变化率，ΔT2大于ΔT1；
异常性故障判断的目的在于甄别计算出的需求转矩T1是否存在变化率过于剧烈的情况，因此在对需求转矩T1进行异常性故障进行判断时，可以根据需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断。
具体的，在实际的应用中，针对不同的剧烈程度，在对需求转矩T1的异常性故障进行判断时，可以设置多个等级。如，设置两个等级，一级可以仅用于记录需求转矩T1变化率过大，但不做故障处理，即不计算需求转矩T2；二级则记录故障并计算需求转矩T2。
具体的，当需求转矩T1在上一计算周期的需求转矩T1_last±ΔT1范围内时，则一级异常性校验置0，即，此时需求转矩T1未出现异常性故障，相反，当需求转矩T1未在上一计算周期的需求转矩T1_last±ΔT1范围内时，进一步判断需求转矩T1是否在上一计算周期的需求转矩T1_last±ΔT2范围内，若是，则二级异常性校验置0，即，此时需求转矩T1未出现二级故障，仅出现一级故障，即此时需求转矩T1的变化率过大，进行记录，但不做故障处理。相反，当需求转矩T1未在上一计算周期的需求转矩T1_last±ΔT2范围内时，二级异常性校验置1，即，此时确定需求转矩T1出现异常性故障，需要记录并作故障处理。
上述的二级故障和一级故障的区别在于：1、产生的方式不同。一级故障是在需求转矩变化率(本计算时刻与上一计算时刻的需求转矩差值)较大，但并不影响驾驶舒适性，整车控制器仍然可以输出当前所计算的需求转矩。二级故障是需求转矩变化率过大，已影响到驾驶舒适性，造成车辆非预期加速度(或减速度)过大，例如超出0.4g，整车控制器需重新计算需求转矩，即计算需求转矩T2。2、处理方式不同。一级故障下仅做故障记录，不改变转矩输出。二级故障下做故障处理，同时需重新计算需求转矩。
需要说明的是，ΔT1应比需求转矩T1的允许变化率略大，可取5-10Nm，此处允许变化率即是车辆的需求扭矩T1的变化率并未超出合理范围，允许的变化率可提前人为设定；ΔT2可以根据驾驶员所能承受的非预期加速度与整车质量计算得到，另外，ΔT2大于ΔT1，且ΔT2须大于T1。
S309、当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，进一步对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录。通过对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录，便于后续根据记录内容对故障进行分析处理。
S310、当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；
当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，即，当需求转矩T1出现合理性故障，或者需求转矩T1出现异常性故障，或者需求转矩T1同时出现合理性故障和异常性故障时，重新根据车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2。需要说明的是，当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，维持转矩T2等于需求转矩T1。
在计算维持转矩T2时，多采用标定方式得到。具体的，在计算整车的维持转矩T2时，主要是维持车辆可行驶状态，根据车辆的运行模式(驱动，制动，滑行和蠕行)输出整车维持转矩T2。例如，驱动状态下输出随车速变化的转矩，制动状态输出固定的回收转矩，滑行或蠕行则不输出转矩，不响应整车其他功能(例如巡航，最高车速限制等)。由于维持转矩T2的计算主要是维持车辆可行驶状态，因此维持转矩T2的计算方法比需求转矩T1的计算方法简单，基本不会存在软件计算错误的问题。
S311、获取车辆的实时电机转矩T3；
为进一步对电机转矩进行异常性故障判断，进一步获取车辆的实时电机转矩T3。
S312、判断实时电机转矩T3是否在维持转矩T2±ΔT3范围内，若否，则确定实时电机转矩T3出现异常性故障；
在获取到车辆的实时电机转矩T3后，根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断。
具体的，在实际应用中，在对实时电机转矩T3是否出现异常性故障进行判断时，当实时电机转矩T3在维持转矩T2±ΔT3范围内时，则确定实时电机转矩T3未出现异常性故障，相反，当实时电机转矩T3未在维持转矩T2±ΔT3范围内时，则确定实时电机转矩T3出现异常性故障。
需要说明的是，ΔT3可以根据所用电机的转矩响应特性进行选择。实际应用中多采用标定的方法进行确认，确保故障得到监控且不误报。
S313、当实时电机转矩T3出现异常性故障时，对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录；
当实时电机转矩T3出现异常性故障时，进一步对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。通过对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录，便于后续根据记录内容对故障进行分析处理。
S314、当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
当根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，实时电机转矩T3出现异常性故障时，重新根据车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4，T4可采用标定方式得到。需要说明的是，当根据维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断，实时电机转矩T3未出现异常性故障时，电机目标转矩T4的值为维持转矩T2的值。
综上所述，本发明提出整车控制器转矩监控和电机转矩监控的方法，对电动车转矩进行监控。对于整车控制器转矩监控的目的是监控整车控制器转矩正负是否合理(合理性校验)，数值是否异常(异常性校验)。合理性校验的目的在于监控整车控制器转矩是否导致车辆非预期的行驶方向改变，例如车辆前进模式下产生倒退等，故而根据车辆模式进行整车控制器转矩正负性判断。异常性在于监控整车控制器转矩是否导致车辆非预期的加速或减速，故而对整车控制器转矩的转矩变化率进行监控。由于电机作为电动车整车控制器转矩输出部件，整车控制器需要电机转矩进行监控，监控其响应的转矩是否异常。当整车控制器转矩监控和电机转矩监控出现故障时，则会触发整车控制器转矩重新计算，该计算方式较原有计算方式简单，以维持车辆驾驶功能，至无故障或停车，同时，此方法用一套简单的策略监控一套复杂的策略，并进行处理，其能够避免复杂策略的计算错误、能够有效的避免仅用电机外特性或电池充放电功率对VCU转矩进行限制带来的非预期风险。最后对电机转矩监控能够有效判断电机响应转矩是否存在故障，该功能可以在电机响应存在故障时进行电机保护操作并记录相关故障。该方法主要通过软件进行实现，未增加硬件要求，实现成本低，可移植性高。
如图4所示，为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控系统实施例1的结构示意图，所述系统可以包括：
第一获取模块401，用于获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
需求转矩计算模块402，用于基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
整车控制器转矩监控模块403，用于对需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；
整车控制器转矩监控模块403，还用于当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；
第二获取模块404，用于获取车辆的实时电机转矩T3；
电机转矩监控模块405，用于基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
整车控制器转矩监控模块403，还用于当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
综上所述，本实施例公开的电动汽车的转矩监控系统的工作原理与上述电动汽车的转矩监控方法实施例1的工作原理相同，在此不再赘述。
如图5所示，为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控系统实施例2的结构示意图，所述系统可以包括：
第一获取模块501，用于获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
需求转矩计算模块502，用于基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
整车控制器转矩监控模块503，用于基于车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
整车控制器转矩监控模块503，还用于基于整车运行模式和档位信息对需求转矩T1进行合理性故障判断；
整车控制器转矩监控模块503，还用于基于需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断；
故障处理模块504，用于当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
整车控制器转矩监控模块503，还用于当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；
第二获取模块505，用于获取车辆的实时电机转矩T3；
电机转矩监控模块506，用于基于维持转矩T2对实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
故障处理模块504，还用于当实时电机转矩T3出现异常性故障时，对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录；
整车控制器转矩监控模块503，还用于当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
综上所述，本实施例公开的电动汽车的转矩监控系统的工作原理与上述电动汽车的转矩监控方法实施例2的工作原理相同，在此不再赘述。
如图6所示，为本发明公开的一种电动汽车的转矩监控系统实施例3的结构示意图，所述系统可以包括：
第一获取模块601，用于获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
需求转矩计算模块602，用于基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
整车控制器转矩监控模块603，用于基于车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
整车控制器转矩监控模块603，还用于基于整车运行模式和档位信息对需求转矩T1进行合理性故障判断；
整车控制器转矩监控模块603，还用于判断需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内；
整车控制器转矩监控模块603，还用于当需求转矩T1未在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内时，判断需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内；
整车控制器转矩监控模块603，还用于当需求转矩T1未在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内时，确定需求转矩T1出现异常性故障，其中，ΔT1大于需求转矩T1的允许变化率，ΔT2大于ΔT1；
故障处理模块604，用于当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
整车控制器转矩监控模块603，还用于当需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将需求转矩T1的值赋给维持转矩T2；
第二获取模块605，用于获取车辆的实时电机转矩T3；
电机转矩监控模块606，用于判断实时电机转矩T3是否在维持转矩T2±ΔT3范围内，若否，则确定实时电机转矩T3出现异常性故障；
故障处理模块604，还用于当实时电机转矩T3出现异常性故障时，对实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录；
整车控制器转矩监控模块603，还用于当实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4。
综上所述，本实施例公开的电动汽车的转矩监控系统的工作原理与上述电动汽车的转矩监控方法实施例3的工作原理相同，在此不再赘述。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车的转矩监控方法，其特征在于，包括：
获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
对所述需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；
当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当所述需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将所述需求转矩T1的值赋给所述维持转矩T2；
获取车辆的实时电机转矩T3；
基于所述维持转矩T2对所述实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4；
其中，所述对所述需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断，包括：
基于所述车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，所述整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
基于所述整车运行模式和所述档位信息对所述需求转矩T1进行合理性故障判断；
基于所述需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断；
其中，所述异常性故障包括一级故障和二级故障；所述基于所述需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断，包括：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内，若否，则：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内，若是，则确定所述需求转矩T1出现所述一级故障；若否，则：
确定所述需求转矩T1出现所述二级故障，其中，ΔT1大于所述需求转矩T1的允许变化率，且ΔT2大于ΔT1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对所述需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，对所述实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述维持转矩T2对所述实时电机转矩T3进行异常性故障判断，包括：
判断所述实时电机转矩T3是否在所述维持转矩T2±ΔT3范围内，若否，则确定所述实时电机转矩T3出现异常性故障。
4.一种电动汽车的转矩监控系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取车辆的车速信息、档位信息、油门信息和制动信息；
需求转矩计算模块，用于基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的需求转矩T1；
整车控制器转矩监控模块，用于对所述需求转矩T1进行合理性故障和异常性故障判断；
所述整车控制器转矩监控模块，还用于当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算整车的维持转矩T2；当所述需求转矩T1未出现合理性故障和/或异常性故障时，将所述需求转矩T1的值赋给所述维持转矩T2；
第二获取模块，用于获取车辆的实时电机转矩T3；
电机转矩监控模块，用于基于所述维持转矩T2对所述实时电机转矩T3进行异常性故障判断；
所述整车控制器转矩监控模块，还用于当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，基于所述车速信息、档位信息、油门信息和制动信息计算电机目标转矩T4；
其中，所述整车控制器转矩监控模块具体用于：
基于所述车速信息、油门信息和制动信息确定整车运行模式，其中，所述整车运行模式包括驱动、制动、滑行和蠕行；
基于所述整车运行模式和所述档位信息对所述需求转矩T1进行合理性故障判断；
基于所述需求转矩T1和上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last进行异常性故障判断；
其中，所述异常性故障包括一级故障和二级故障；所述整车控制器转矩监控模块具体用于：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT1范围内，若否，则：
判断所述需求转矩T1是否在上一计算周期计算得出的需求转矩T1_last±ΔT2范围内，若是，则确定所述需求转矩T1出现所述一级故障；若否，则：
确定所述需求转矩T1出现异常性故障，其中，ΔT1大于所述需求转矩T1的允许变化率，ΔT2大于ΔT1。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：
故障处理模块，用于当所述需求转矩T1出现合理性故障和/或异常性故障时，对所述需求转矩T1出现的合理性故障和/或异常性故障进行记录；
所述故障处理模块，还用于当所述实时电机转矩T3出现异常性故障时，对所述实时电机转矩T3出现的异常性故障进行记录。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电机转矩监控模块具体用于：
判断所述实时电机转矩T3是否在所述维持转矩T2±ΔT3范围内，若否，则确定所述实时电机转矩T3出现异常性故障。
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