CN114347803B - 一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，通过实时监控独立于电机系统的车辆状态信息以及整车扭矩控制信息，结合司机对油门和制动的操作进行系统异常动力输出判断的方法，基于功率平衡原理，采用适用于不同上下坡路况和不同车速下的系统异常动力输出的可靠性判断方法，同时采用对电机扭矩响应实时监控和异常预警处理的方法，既能避免误判又能及时有效地判断出电机系统失效状态，并及时给出处理措施，能有效避免因电机系统完全失控存在的潜在安全问题。

Description

一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法
技术领域
本发明涉及新能源车辆驱动控制技术领域，更为具体地说是指一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法。
背景技术
新能源车辆扭矩安全直接关系到车辆的运行安全，实际运行中可能出现非预期的动力异常输出的潜在风险。目前，已有许多通过建立扭矩安全监控机制来识别该风险，保障车辆运行的安全性。
如申请号为202011288534.0的中国发明专利提供了一种电动车辆扭矩监控方法、装置和电动汽车，主要包括：首先基于车辆的当前车速和加速度参数，确定理论加速度阈值范围；然后获取车辆的实际加速度，当该当前实际加速度超出理论加速度阈值范围时，确定车辆的电机扭矩处于异常状态。又如申请号202011582770.3中国发明专利提供了一种车辆扭矩控制方法、装置、介质及车辆，包括：获取车辆的加速度踏板开度信号、车速信号、加速度信号和车载辅助驾驶系统的辅助扭矩请求；根据辅助扭矩请求中的请求扭矩值确定加速度请求值，并根据加速踏板开度信号、车速信号和辅助扭矩请求确定车辆扭矩需求值；根据加速度信号确定加速度请求值是否处于加速度安全范围；根据加速踏板开度信号和车速信号确定车辆扭矩需求值是否处于扭矩安全范围；在车辆扭矩需求值和加速度请求值都处于安全范围时，根据车辆扭矩需求值控制电机进行车辆驱动。以上两个发明专利都只是通过加速度判断电机扭矩的状态，没有考虑到特殊工况如下坡工况下，车辆加速度和扭矩需求请求存在不完全匹配的可能，存在误判的可能。
另外，申请号为202010802496.X中国发明专利提供了一种车辆扭矩安全监控方法、装置、车辆及存储介质，通过获取车辆行驶状态数据和车辆实时扭矩，根据车辆行驶状态数据和车辆实时扭矩确定车辆是否扭矩异常；当车辆扭矩异常时，则根据车辆行驶状态数据和车辆实时扭矩确定车辆超限速度和超限位移，超出阈值则控制电机停止输出。又如：申请号为201711003050.5中国发明专利提供了一种车辆扭矩故障的诊断方法、装置及服务器，通过设置第一扭矩超限余量和第一故障容错时间，考虑了车辆行驶环境信息，进而解决了当车辆行驶在不同路况时，现有技术设定的固定的扭矩超限余量和故障容错时间设置的不合理，进而可能会出现扭矩故障误报。以上两个发明专利未考虑到在电机系统失效时，电机控制器发出的信号并不可靠，导致其存在一定的安全隐患。
为此，我们提供一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法。
发明内容
本发明提供一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，以克服现有车辆在电机系统失效时，其发出的扭矩信号并不一定可信，存在一定安全隐患等缺点。
本发明采用如下技术方案：
一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，包括如下步骤：
（1）整车控制器VCU接收ABS车速信号、BMS电池电流信号、电机控制器的电机反馈实际扭矩、电机控制器的电机转速，并通过硬线信号检测制动开关信号、制动踏板开度信号、油门踏板开度信号；
（2）若司机踩制动踏板，由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率不为正，所述BMS电池电流换算功率减去附件实际功率消耗后剩余的功率大于设定阈值P1*K，所述ABS车速计算的车辆加速度大于设定阈值a1，其中，P1>0，a1>0,K为具体车型的整备质量与基础车型的整备质量的比值系数，以上条件同时满足持续一定时间t1，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理；
（3）若司机未踩制动踏板，未踩油门踏板，由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率不为负且小于等于一定功率值，所述BMS电池电流换算功率减去附件实际功率消耗和所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率后剩余的功率大于设定阈值P2*K，利用所述ABS车速计算的车辆加速度大于设定阈值a2，其中，P2>P1>0，a2>a1>0；以上条件同时满足持续一定时间t1，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理。
一较佳实施例中，若步骤（2）的条件未同时满足持续一定时间t1，则继续以下步骤：由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令为负，所述电机控制器电机反馈实际扭矩大于设定阈值T1*K，以上条件同时满足持续一定时间t2，所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障，其中：t2>t1>0。
进一步地，上述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障，且所述电机控制器电机反馈实际扭矩大于设定阈值T2*K持续一定时间t2，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理，其中：T2>T1>0。
一较佳实施例中，若步骤（3）的条件未同时满足持续一定时间t1，则继续以下步骤：由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述电机控制器的电机反馈实际扭矩减去所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令后大于设定阈值T3*K且所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令不为负，以上条件同时满足持续一定时间t2，所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障；其中，T3>T2>T1>0。
一较佳实施例中，当出现油门踏板故障时，所述整车控制器VCU将驱动扭矩需求置为0，同时将油门踏板开度输入置为0。
一较佳实施例中，当出现制动信号故障时，所述整车控制器VCU将电制动扭矩需求置为0，同时将驱动扭矩需求置为0。
一较佳实施例中，当司机踩制动踏板，基于制动优先原则，所述整车控制器VCU将驱动扭矩需求置为0，油门踏板开度输入置为0，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令根据由车速和制动踏板开度决定的电制动扭矩MAP给出。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明通过实时监控独立于电机系统的车辆状态信息以及整车扭矩控制信息，结合司机对油门和制动的操作进行系统异常动力输出判断的方法，基于功率平衡原理，采用适用于不同上下坡路况和不同车速下的系统异常动力输出的可靠性判断方法，同时采用对电机扭矩响应实时监控和异常预警处理的方法，既能避免误判又能及时有效地判断出电机系统失效状态，并及时给出处理措施，能有效避免因电机系统完全失控存在的潜在安全问题。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
本发明涉及一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，采用ABS车速信号、BMS电池电流信号、制动开关信号、制动踏板开度信号、油门踏板开度信号这些与电机系统相对独立的信号，来判断系统异常动力输出。参照图1，包括如下步骤：
1、整车控制器VCU接收ABS车速信号、BMS电池电流信号、电机控制器的电机反馈实际扭矩、电机控制器的电机转速，并通过硬线信号检测制动开关信号、制动踏板开度信号、油门踏板开度信号。
若出现油门踏板故障时，整车控制器VCU将驱动扭矩需求置为0，同时将油门踏板开度输入置为0。若出现制动信号故障时，所述整车控制器VCU将电制动扭矩需求置为0，同时将驱动扭矩需求置为0。
2、油门踏板以及制动踏板均无故障，判断司机是否踩制动踏板。
2.1 若司机踩制动踏板，由电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率不为正，所述BMS电池电流换算功率减去附件实际功率消耗后剩余的功率大于设定阈值P1*K，所述ABS车速计算的车辆加速度大于设定阈值a1，其中，P1>0，a1>0,K为具体车型的整备质量与基础车型的整备质量的比值系数。以上条件同时满足持续一定时间t1，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理。
2.1.1 在步骤2.1中，若以上条件未同时满足持续一定时间t1，则继续以下步骤：由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令为非正，所述电机控制器电机反馈实际扭矩大于设定阈值T1*K，以上条件同时满足持续一定时间t2，所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障，其中：t2>t1>0。
2.1.2 当出现上述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障，且所述电机控制器电机反馈实际扭矩大于设定阈值T2*K持续一定时间t2，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理，其中：T2>T1>0。
2.2若司机未踩制动踏板，未踩油门踏板，由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率不为负且小于等于一定功率值，所述BMS电池电流换算功率减去附件实际功率消耗和所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率后剩余的功率大于设定阈值P2*K，利用所述ABS车速计算的车辆加速度大于设定阈值a2，其中，P2>P1>0，a2>a1>0；以上条件同时满足持续一定时间t1，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理。
2.2.1在步骤2.2中，若以上条件未同时满足持续一定时间t1，则继续以下步骤：由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述电机控制器的电机反馈实际扭矩减去所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令后大于设定阈值T3*K且所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令不为负，以上条件同时满足持续一定时间t2，所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障；其中，T3>T2>T1>0。
当司机踩制动踏板，基于制动优先原则，所述整车控制器VCU将驱动扭矩需求置为0，油门踏板开度输入置为0，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令根据由车速和制动踏板开度决定的电制动扭矩MAP给出。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）整车控制器VCU接收ABS车速信号、BMS电池电流信号、电机控制器的电机反馈实际扭矩、电机控制器的电机转速，并通过硬线信号检测制动开关信号、制动踏板开度信号、油门踏板开度信号；
（2）若司机踩制动踏板，由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率不为正，所述BMS电池电流换算功率减去附件实际功率消耗后剩余的功率大于设定阈值P1*K，所述ABS车速计算的车辆加速度大于设定阈值a1，其中，P1>0，a1>0,K为具体车型的整备质量与基础车型的整备质量的比值系数，以上条件同时满足持续一定时间t1，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理；
（3）若司机未踩制动踏板，未踩油门踏板，由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率不为负且小于等于一定功率值，所述BMS电池电流换算功率减去附件实际功率消耗和所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令换算功率后剩余的功率大于设定阈值P2*K，利用所述ABS车速计算的车辆加速度大于设定阈值a2，其中，P2>P1>0，a2>a1>0；以上条件同时满足持续一定时间t1，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理。
2.如权利要求1所述的一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于：若步骤（2）的条件未同时满足持续一定时间t1，则继续以下步骤：由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令为负，所述电机控制器电机反馈实际扭矩大于设定阈值T1*K，以上条件同时满足持续一定时间t2，所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障，其中：t2>t1>0。
3.如权利要求2所述的一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于：所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障，且所述电机控制器电机反馈实际扭矩大于设定阈值T2*K持续一定时间t2，则判断为系统异常动力输出，所述整车控制器VCU控制高压系统进行下高压处理，其中：T2>T1>0。
4.如权利要求3所述的一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于：若步骤（3）的条件未同时满足持续一定时间t1，则继续以下步骤：由所述电机控制器的电机转速换算的车速大于设定阈值，所述电机控制器的电机反馈实际扭矩减去所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令后大于设定阈值T3*K且所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令不为负，以上条件同时满足持续一定时间t2，所述整车控制器VCU报电机扭矩响应故障；其中，T3>T2>T1>0。
5.如权利要求1所述的一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于：当出现油门踏板故障时，所述整车控制器VCU将驱动扭矩需求置为0，同时将油门踏板开度输入置为0。
6.如权利要求1所述的一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于：当出现制动信号故障时，所述整车控制器VCU将电制动扭矩需求置为0，同时将驱动扭矩需求置为0。
7.如权利要求1所述的一种新能源车辆扭矩安全监控及处理方法，其特征在于：当司机踩制动踏板，基于制动优先原则，所述整车控制器VCU将驱动扭矩需求置为0，油门踏板开度输入置为0，所述整车控制器VCU发出的电机扭矩指令根据由车速和制动踏板开度决定的电制动扭矩MAP给出。
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