CN117246148A - 电驱动系统的控制方法、控制装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

电驱动系统的控制方法、控制装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电驱动系统技术领域，提供电驱动系统的控制方法、控制装置、电子设备和存储介质。电驱动系统的控制方法包括：响应于目标扭矩输出需求，控制逆变器向电动机输出目标电流，其中，目标扭矩输出需求表征车辆需要高于电动机的峰值扭矩的目标扭矩，目标电流大于逆变器的峰值电流；当逆变器输出目标电流达预设时间，控制逆变器恢复输出目标电流之前的工作模式。本发明当识别到车辆在极端工况下存在目标扭矩输出需求，通过控制逆变器在短时间内输出更大的电流，使电动机在短时间内输出比峰值扭矩更高的目标扭矩，从而车辆获得更大的牵引力。本发明无需改变电驱动系统的硬件配置，不影响电驱动系统在常规使用工况下的能耗和效率。

Description

电驱动系统的控制方法、控制装置、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及电驱动系统技术领域，具体地说，涉及电驱动系统的控制方法、控制装置、电子设备和存储介质。
背景技术
车辆在一些复杂的极端工况下，例如在陡峭的坡面上行驶时，需要更大的牵引力来确保驾驶性能。
对于电驱动系统来说，其变速器通常比传统变速器速比少；为了获得更大的牵引力，通常需要配置扭矩更大的电动机或者传动比更高的车桥。如此，就需要改变电驱动系统的硬件配置，产生额外费用；且扭矩更大的电动机和传动比更高的车桥仅在极端工况下需要，多数正常行驶工况不需要非常大的扭矩和非常高的传动比，造成电驱动系统的能耗增大，且影响电驱动系统的运行效率。
需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供电驱动系统的控制方法、控制装置、电子设备和存储介质，在极端工况下，通过控制逆变器在短时间内输出更大的电流，使电动机在短时间内输出比峰值扭矩更高的目标扭矩，从而车辆获得更大的牵引力，如此无需改变电驱动系统的硬件配置，不影响电驱动系统在常规使用工况下的能耗和效率。
本发明的一个方面提供一种电驱动系统的控制方法，所述电驱动系统包括逆变器和电动机，所述控制方法包括：响应于目标扭矩输出需求，控制所述逆变器向所述电动机输出目标电流，其中，所述目标扭矩输出需求表征车辆需要高于所述电动机的峰值扭矩的目标扭矩，所述目标电流大于所述逆变器的峰值电流；当所述逆变器输出所述目标电流达预设时间，控制所述逆变器恢复输出所述目标电流之前的工作模式。
在一些实施例中，所述的控制方法还包括：根据踏板开度信号、驾驶模式信号和路况监测信号，确定车辆是否存在所述目标扭矩输出需求。
在一些实施例中，当满足以下至少一项条件，确定车辆存在所述目标扭矩输出需求：所述踏板开度信号指示加速踏板的开度大于预设开度；所述驾驶模式信号指示车辆的驾驶模式切换至运动模式或越野模式；所述路况监测信号指示车辆前方出现预设的目标路况。
在一些实施例中，所述预设开度根据驾驶习惯确定。
在一些实施例中，所述路况监测信号根据车辆的传感模块和地图模块获得。
在一些实施例中，控制所述逆变器向所述电动机输出所述目标电流时，根据所述目标扭矩和所述逆变器的温度随输出电流的变化曲线，确定所述目标电流。
在一些实施例中，所述逆变器的温度随输出电流的变化曲线根据仿真测试获得；所述目标扭矩根据仿真测试获得。
在一些实施例中，响应于所述目标扭矩输出需求，还执行以下一项或多项操作：提高所述电驱动系统的冷却系统的冷却输出；控制车辆保持低速档位行驶。
在一些实施例中，所述提高所述电驱动系统的冷却系统的冷却输出，通过降低所述冷却系统的冷却温度和/或增大所述冷却系统的冷却流量实现。
本发明的又一个方面提供一种电驱动系统的控制装置，所述电驱动系统包括逆变器和电动机，所述控制装置用于实现上述任意实施例所述的控制方法，包括：目标电流输出控制模块，用于响应于目标扭矩输出需求，控制所述逆变器向所述电动机输出目标电流，其中，所述目标扭矩输出需求表征车辆需要高于所述电动机的峰值扭矩的目标扭矩，所述目标电流大于所述逆变器的峰值电流；工作模式恢复控制模块，用于当所述逆变器输出所述目标电流达预设时间，控制所述逆变器恢复输出所述目标电流之前的工作模式。
本发明的又一个方面提供一种电子设备，包括：处理器；存储器，所述存储器中存储有可执行指令；其中，所述可执行指令被所述处理器执行时，实现如上述任意实施例所述的控制方法。
本发明的又一个方面提供一种计算机可读的存储介质，用于存储程序，所述程序被处理器执行时实现如上述任意实施例所述的控制方法。
本发明与现有技术相比的有益效果至少包括：
本发明当识别到车辆在极端工况下存在目标扭矩输出需求，控制逆变器向电动机输出大于其峰值电流的目标电流，从而电动机可以输出高于其峰值扭矩的目标扭矩；如此，通过控制逆变器在短时间内输出更大的电流，使电动机在短时间内输出比峰值扭矩更高的目标扭矩，从而车辆获得更大的牵引力，满足车辆在极端工况下的需求。本发明无需改变电驱动系统的硬件配置，不影响电驱动系统在常规使用工况下的能耗和效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述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示出电驱动系统的架构示意图；
图2示出本发明实施例中电驱动系统的控制方法的步骤示意图；
图3示出本发明实施例中电驱动系统的控制方法的流程示意图；
图4示出本发明实施例中电驱动系统的控制装置的模块示意图；
图5示出本发明实施例中电子设备的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使本发明全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程仅是示例性说明，不是必须包括所有的步骤。例如，有的步骤可以分解，有的步骤可以合并或部分合并，且实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
图1示出电驱动系统的架构；参照图1所示，电驱动系统包括逆变器120和电动机130，还可包括车桥140。逆变器120用于将电池110的直流输出转变为交流输出以驱动电动机130，电动机130用于将电能转变成机械能以通过车桥140驱动轮端，实现车辆行驶。逆变器120可与电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)150通信连接，以在电子控制单元150的控制下调整工作模式。
图2示出本发明实施例中电驱动系统的控制方法的主要步骤；结合图1和图2所示，本发明实施例提供的电驱动系统的控制方法，包括：
S210，响应于目标扭矩输出需求，控制逆变器120向电动机130输出目标电流，其中，目标扭矩输出需求表征车辆需要高于电动机130的峰值扭矩的目标扭矩，目标电流大于逆变器120的峰值电流；
S220，当逆变器120输出目标电流达预设时间，控制逆变器120恢复输出目标电流之前的工作模式。
上述的控制方法，当识别到车辆在极端工况下存在目标扭矩输出需求，控制逆变器120向电动机130输出大于其峰值电流的目标电流，从而电动机130可以输出高于其峰值扭矩的目标扭矩，以使车辆获得更大的牵引力。逆变器120输出目标电流达预设时间后，恢复正常的工作模式，从而电动机130恢复到正常的扭矩输出。
其中，预设时间可以根据目标扭矩输出需求、逆变器120的性能参数、电动机130的性能参数等综合确定，使电动机130在定义的短时间内输出的目标扭矩既满足车辆在极端工况下的需求、又不会损坏逆变器120和电动机130。综合确定时，可采用仿真测试的方式，确定合适的预设时间。在一个实施例中，预设时间为10s，即在极端工况下，允许电动机130维持10s超过其峰值性能的扭矩输出。在其他实施例中，预设时间可以确定为其他合适的数值，例如5s、30s，等等。
本发明通过控制逆变器120在短时间内输出更大的电流，使电动机130在短时间内输出比峰值扭矩更高的目标扭矩，从而车辆获得更大的牵引力，满足车辆在极端工况下的需求。本发明无需改变电驱动系统的硬件配置，没有额外的硬件成本，且不影响电驱动系统在常规使用工况下的能耗和效率。
在一些实施例中，电驱动系统的控制方法还包括：根据踏板开度信号、驾驶模式信号和路况监测信号，确定车辆是否存在目标扭矩输出需求。
其中，可由电子控制单元150根据踏板开度信号、驾驶模式信号和路况监测信号来确定车辆是否存在目标扭矩输出需求。
在一些实施例中，当满足以下至少一项条件，确定车辆存在目标扭矩输出需求：踏板开度信号指示加速踏板的开度大于预设开度；驾驶模式信号指示车辆的驾驶模式切换至运动模式或越野模式；路况监测信号指示车辆前方出现预设的目标路况。
预设开度可以根据驾驶习惯确定。例如，根据历史驾驶习惯，检测到在历史极端工况下，驾驶员倾向于将加速踏板踩到95％以上；则，预设开度可设置为95％。预设开度也可以是出厂默认值，例如98％，或者其他合适的数值。当检测到加速踏板的开度大于预设开度，表明驾驶员期望提高车辆牵引力以满足动力需求，此时可认为车辆进入极端工况，确定车辆存在目标扭矩输出需求。
驾驶模式信号可根据驾驶员的操作而生成，当驾驶员将车辆的驾驶模式切换至运动模式或越野模式，表明驾驶员期望提高车辆牵引力以满足动力需求，此时可认为车辆进入极端工况，确定车辆存在目标扭矩输出需求。
路况监测信号可以由车辆的传感模块和地图模块检测获得。预设的目标路况，例如：崎岖地形、大坡度、贫瘠路面等等。当通过传感模块和地图模块检测到车辆前方出现预设的目标路况，可以提前干预，即确定车辆存在目标扭矩输出需求，以帮助车辆渡过极端工况。
在一些实施例中，控制逆变器120向电动机130输出目标电流时，根据目标扭矩和逆变器120的温度随输出电流的变化曲线，确定目标电流。
逆变器120向电动机130输出的目标电流，既要驱动电动机130输出能满足车辆在极端工况下的需求的目标扭矩、又不损坏逆变器120和电动机130。目标扭矩可以根据仿真测试获得，以确保车辆在极端工况下的通过性同时不损坏电动机130。逆变器120的温度随输出电流的变化曲线可以根据仿真测试获得，目标电流根据目标扭矩和逆变器120的温度随输出电流的变化曲线综合确定，以确保电动机130的扭矩输出同时不损坏逆变器120。
在一个实施例中，逆变器120输出的目标电流可以是其峰值电流的110％至120％，电动机130输出的目标扭矩可以是其峰值扭矩的110％至120％，但不以此为限。
进一步地，在一些实施例中，响应于目标扭矩输出需求，还执行以下一项或多项操作：提高电驱动系统的冷却系统的冷却输出；控制车辆保持低速档位行驶。
通过提高冷却系统的冷却输出，能够避免逆变器120和电动机130因更大的输出而过热。通过控制车辆保持低速档位行驶，能够提高车辆动力，获得更好的牵引力。
其中，提高冷却系统的冷却输出，可以通过降低冷却系统的冷却温度和/或增大冷却系统的冷却流量来实现。控制车辆保持低速档位行驶，可以使车辆保持在1档或2档行驶。
图3示出具体实施例中电驱动系统的控制方法的实施流程；结合图1至图3所示，在一个具体实施例中，电驱动系统的控制方法包括如下实施过程。
S310，检测车辆是否存在目标扭矩输出需求。具体地，可根据踏板开度信号、驾驶模式信号、路况监测信号等车辆信号，确定车辆是否需要超过峰值扭矩的更大扭矩输出。
S320，若存在目标扭矩输出需求，则控制冷却系统全力工作、使车辆保持低速档位运行、并控制逆变器120在定义的短时间内输出大于其峰值电流的目标电流，以使电动机130输出高于其峰值扭矩的目标扭矩。在定义的短时间内，逆变器120提高输出电流，则电动机130提高输出扭矩。
S330，短时间期满，控制逆变器120恢复正常的电流输出，以使电动机130恢复正常的扭矩输出。此时，冷却系统可以再全力工作一段时间以使逆变器120和电动机130充分冷却，车辆可以继续保持低速档位运行以帮助渡过极端工况。
当车辆不存在目标扭矩输出需求，则按照常规的驱动模式驱动车辆行驶即可。
本发明的电驱动系统的控制方法，当识别到车辆在极端工况下存在目标扭矩输出需求，通过控制逆变器120在短时间内输出更大的电流，使电动机130在短时间内输出比峰值扭矩更高的目标扭矩，从而车辆获得更大的牵引力，并配合冷却系统全力工作、车辆保持低速档位运行，满足车辆在极端工况下的需求和性能。本发明无需改变电驱动系统的硬件配置，不影响电驱动系统在常规使用工况下的能耗和效率。
本发明实施例还提供一种电驱动系统的控制装置，可用于实现上述任意实施例描述的控制方法。上述任意实施例描述的控制方法的特征和原理均可应用至下面的控制装置实施例。
控制装置可以是电子控制单元150，或者是集成在电子控制单元150中的子控制部件，或者是独立配置在车辆中且能够实现上述的控制方法的控制部件。
图4示出本发明实施例中电驱动系统的控制装置的主要模块；结合图1至图4所示，本发明实施例提供的电驱动系统的控制装置400，包括：
目标电流输出控制模块410，用于响应于目标扭矩输出需求，控制逆变器120向电动机130输出目标电流，其中，目标扭矩输出需求表征车辆需要高于电动机130的峰值扭矩的目标扭矩，目标电流大于逆变器120的峰值电流；
工作模式恢复控制模块420，用于当逆变器120输出目标电流达预设时间，控制逆变器120恢复输出目标电流之前的工作模式。
进一步地，电驱动系统的控制装置400还可包括实现上述各控制方法实施例的其他流程步骤的模块，各个模块的具体原理可参照上述各控制方法实施例的描述，此处不再重复说明。
本发明的控制装置400，能够在车辆处于极端工况的情况下，通过控制逆变器120在短时间内输出更大的电流，使电动机130在短时间内输出比峰值扭矩更高的目标扭矩，从而车辆获得更大的牵引力，满足车辆在极端工况下的需求。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有可执行指令，可执行指令被处理器执行时，实现上述任意实施例描述的电驱动系统的控制方法。
电子设备可以是电子控制单元150，或者是集成在电子控制单元150中的子部件，或者是独立配置在车辆中且能够实现上述的控制方法的控制部件。
图5示出本发明实施例中电子设备的结构；参照图5所示，电子设备500可以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件包括但不限于：至少一个处理单元510、至少一个存储单元520、连接不同平台组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530等。
存储单元520存储有程序代码，程序代码可以被处理单元510执行，以实现上述任意实施例描述的电驱动系统的控制方法。
存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)和/或高速缓存存储单元，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)。
存储单元520还可以包括具有一个或多个程序模块的程序/实用工具，这样的程序模块包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备500可以与一个或多个外部设备通信，外部设备例如是智能移动设备、蓝牙设备等。电子设备500也能与一个或多个其它计算设备进行通信，包括路由器、调制解调器等。电子设备500还可以与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。
本发明实施例还提供一种计算机可读的存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现上述任意实施例描述的电驱动系统的控制方法。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行上述任意实施例描述的电驱动系统的控制方法。
存储介质可以与电子控制单元150通信，或者与车辆的其他控制部件通信。当存储介质被电子控制单元150或者其他控制部件执行，能够实现上述的控制方法。
存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
存储介质中的程序代码可以完全地在车载计算设备上执行、部分地在车载计算设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在车载计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到车载计算设备，或者，可以连接到外部计算设备，例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种电驱动系统的控制方法，所述电驱动系统包括逆变器和电动机，其特征在于，所述控制方法包括：
响应于目标扭矩输出需求，控制所述逆变器向所述电动机输出目标电流，其中，所述目标扭矩输出需求表征车辆需要高于所述电动机的峰值扭矩的目标扭矩，所述目标电流大于所述逆变器的峰值电流；
当所述逆变器输出所述目标电流达预设时间，控制所述逆变器恢复输出所述目标电流之前的工作模式。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据踏板开度信号、驾驶模式信号和路况监测信号，确定车辆是否存在所述目标扭矩输出需求。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当满足以下至少一项条件，确定车辆存在所述目标扭矩输出需求：
所述踏板开度信号指示加速踏板的开度大于预设开度；
所述驾驶模式信号指示车辆的驾驶模式切换至运动模式或越野模式；
所述路况监测信号指示车辆前方出现预设的目标路况。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述预设开度根据驾驶习惯确定。
5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述路况监测信号根据车辆的传感模块和地图模块获得。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制所述逆变器向所述电动机输出所述目标电流时，根据所述目标扭矩和所述逆变器的温度随输出电流的变化曲线，确定所述目标电流。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述逆变器的温度随输出电流的变化曲线根据仿真测试获得；
所述目标扭矩根据仿真测试获得。
8.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，响应于所述目标扭矩输出需求，还执行以下一项或多项操作：
提高所述电驱动系统的冷却系统的冷却输出；
控制车辆保持低速档位行驶。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述提高所述电驱动系统的冷却系统的冷却输出，通过降低所述冷却系统的冷却温度和/或增大所述冷却系统的冷却流量实现。
10.一种电驱动系统的控制装置，所述电驱动系统包括逆变器和电动机，其特征在于，所述控制装置用于实现如权利要求1-9任一项所述的控制方法，包括：
目标电流输出控制模块，用于响应于目标扭矩输出需求，控制所述逆变器向所述电动机输出目标电流，其中，所述目标扭矩输出需求表征车辆需要高于所述电动机的峰值扭矩的目标扭矩，所述目标电流大于所述逆变器的峰值电流；
工作模式恢复控制模块，用于当所述逆变器输出所述目标电流达预设时间，控制所述逆变器恢复输出所述目标电流之前的工作模式。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，所述存储器中存储有可执行指令；
其中，所述可执行指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1-9任一项所述的控制方法。
12.一种计算机可读的存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的控制方法。
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