用于确定回馈扭矩的方法、装置及车辆与流程

本发明涉及回馈扭矩计算领域，具体地，涉及一种用于确定回馈扭矩的方法、装置及车辆。

背景技术：

电能作为一种清洁、高效、便捷的二次能源，被广泛应用在各个领域。电能应用在汽车领域能够减少污染物的排放，提高能源的利用效率，电动汽车也因此在生产生活中越来越多的被使用。其中，电动汽车在滑行或制动时会产生回馈扭矩，回馈扭矩不仅关系到汽车的驾驶性能与安全性，还会显著影响回馈过程中的能量回馈效率，进而影响车辆的续驶里程，因此能量回馈时对回馈扭矩的计算具有重要意义。

目前，对回馈扭矩的计算由两部分组成：一是滑动回馈扭矩的计算；二是制动回馈扭矩的计算。由于这种方法需要分两部分来计算回馈扭矩，不仅实际操作起来过程复杂，而且容易产生误差，不利于能量的重复利用。

技术实现要素：

本发明提供一种用于确定回馈扭矩的方法、装置及车辆，用于解决现有技术中回馈扭矩的计算方法复杂，且易产生误差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供一种用于确定回馈扭矩的方法，所述方法包括：

获取电机的转速；

获取制动踏板的开度；

根据所述制动踏板的开度确定回馈减速度；

根据所述回馈减速度，利用预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩；

根据所述电机的转速确定回馈系数；以及，

根据所述预回馈扭矩和所述回馈系数确定回馈扭矩。

可选地，所述根据所述制动踏板的开度确定回馈减速度的步骤包括：

根据回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系确定与获取的所述制动踏板的开度对应的回馈减速度，其中，所述回馈减速度为回馈扭矩使车辆产生的减速度，所述变化关系是预先设置的。

可选地，所述变化关系包括：

当所述制动踏板的开度为零时，车辆的回馈减速度为第一减速度；

当所述制动踏板的开度大于零且小于第一踏板开度时，车辆的回馈减速度为按照第一斜率线性增大，其中，在所述制动踏板的开度等于第一踏板开度时，所述车辆的回馈减速度为第二减速度；

当所述制动踏板的开度大于所述第一踏板开度且小于第二踏板开度时，车辆的回馈减速度为所述第二减速度；

当所述制动踏板的开度大于第二踏板开度且小于第三踏板开度时，车辆的回馈减速度为按照第二斜率线性减小，其中，在所述制动踏板的开度等于第三踏板开度时，所述车辆的回馈减速度为零。

可选地，所述根据所述回馈减速度，利用预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩的步骤包括：

获取车辆的整备质量、所述车辆的轮胎半径、所述车辆的减速比以及所述车辆的传动系统的传动效率；

根据所述回馈减速度、所述整备质量、所述轮胎半径、所述减速比以及所述传动效率，利用所述回馈扭矩函数确定所述预回馈扭矩；

所述回馈扭矩函数包括：

其中，T_pre(m,r,i₀,η,a_re)表示所述预设的回馈扭矩函数，m表示所述整备质量，r表示所述轮胎半径，i₀表示所述减速比，η表示所述传动效率，a_re表示所述回馈减速度。

可选地，在所述获取制动踏板的开度之前，所述方法还包括：

获取加速踏板的开度；

获取电池剩余电量；

获取电池连接状态；

获取变速箱的挡位；

获取防抱死制动系统ABS状态；

判断所述电机的转速、所述加速踏板的开度、所述电池剩余电量、所述电池连接状态、所述变速箱的挡位以及所述ABS状态是否满足预设条件；

在所述电机的转速、所述加速踏板的开度、所述电池剩余电量、所述电池连接状态、所述变速箱的挡位以及所述ABS状态满足所述预设条件的情况下，进行所述获取制动踏板的开度；在所述电机的转速、所述加速踏板的开度、所述电池剩余电量、所述电池连接状态、所述变速箱的挡位以及所述ABS状态不满足所述预设条件的情况下，确定回馈扭矩为零。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种用于确定回馈扭矩的装置，所述装置包括：

电机检测模块，用于获取电机的转速；

制动检测模块，用于获取制动踏板的开度；

减速度确定模块，与所述制动检测模块连接，用于根据所述制动踏板的开度确定回馈减速度；

预回馈确定模块，与所述减速度确定模块连接，用于根据所述回馈减速 度，利用预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩；

系数确定模块，与所述电机检测模块连接，用于根据所述电机的转速确定回馈系数；以及，

扭矩确定模块，与所述预回馈确定模块连接，并与所述系数确定模块连接，用于根据所述预回馈扭矩和所述回馈系数确定回馈扭矩。

可选地，所述减速度确定模块用于：

根据回馈减速度与制动踏板的开度值的变化关系确定与获取的所述制动踏板的开度对应的回馈减速度，其中，所述回馈减速度为回馈扭矩使车辆产生的减速度，所述变化关系是预先设置的。

可选地，所述变化关系包括：

当所述制动踏板的开度为零时，车辆的回馈减速度为第一减速度；

当所述制动踏板的开度大于零且小于第一踏板开度时，车辆的回馈减速度为按照第一斜率线性增大，其中，在所述制动踏板的开度等于第一踏板开度时，所述车辆的回馈减速度为第二减速度；

当所述制动踏板的开度大于所述第一踏板开度且小于第二踏板开度时，车辆的回馈减速度为所述第二减速度；

当所述制动踏板的开度大于第二踏板开度且小于第三踏板开度时，车辆的回馈减速度为按照第二斜率线性减小，其中，在所述制动踏板的开度等于第三踏板开度时，所述车辆的回馈减速度为零。

可选地，所述预回馈确定模块包括：

参数获取子模块，用于获取车辆的整备质量、所述车辆的轮胎半径、所述车辆的减速比以及所述车辆的传动系统的传动效率；

预回馈扭矩计算子模块，与所述参数获取子模块连接，用于根据所述回馈减速度、所述整备质量、所述轮胎半径、所述减速比以及所述传动效率，利用所述回馈扭矩函数确定所述预回馈扭矩；

所述回馈扭矩函数包括：

其中，T_pre(m,r,i₀,η,a_re)表示所述预设的回馈扭矩函数，m表示所述整备质量，r表示所述轮胎半径，i₀表示所述减速比，η表示所述传动效率，a_re表示所述回馈减速度。

可选地，所述装置还包括：

加速检测模块，用于获取加速踏板的开度；

电池检测模块，用于获取电池剩余电量；

连接检测模块，用于获取电池连接状态；

档位检测模块，用于获取变速箱的挡位；

ABS检测模块，用于获取防抱死制动系统ABS状态；

判断模块，与所述电机检测模块、所述加速检测模块、所述电池检测模块、所述连接检测模块、所述档位检测模块、所述ABS检测模块连接，并与所述制动检测模块连接，用于判断所述电机的转速、所述加速踏板的开度、所述电池剩余电量、所述电池连接状态、所述变速箱的挡位以及所述ABS状态是否满足预设条件；

在所述电机的转速、所述加速踏板的开度、所述电池剩余电量、所述电池连接状态、所述变速箱的挡位以及所述ABS状态满足所述预设条件的情况下，进行所述获取制动踏板的开度；

在所述电机的转速、所述加速踏板的开度、所述电池剩余电量、所述电池连接状态、所述变速箱的挡位以及所述ABS状态不满足所述预设条件的情况下，确定回馈扭矩为零。

根据本发明的第三方面，本发明还提供一种车辆，所述车辆包括：

用于检测制动踏板的开度的检测装置；

本发明提供的用于确定回馈扭矩的装置。

综上所述，本发明实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法、装置和车辆，可以通过获取电机的转速和制动踏板的开度，并根据预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩，其次，通过获取电机的转速还可以确定回馈系数，根据预回馈扭矩值以及回馈系数能够得到回馈扭矩。通过上述技术方案，本发明可以不必区分滑动减速度与制动减速度，而是使用回馈减速度将二者结合，使得回馈扭矩的计算方法更加简单，结果更加准确，有利于电动汽车的能量利用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例提供的车辆的结构框图。

图2是根据本发明一实施例提供的用于确定回馈扭矩的装置的结构框图。

图3是根据本发明一实施例提供的电机转速与回馈系数的变化关系示意图。

图4是根据本发明一实施例提供的回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系示意图。

图5是根据本发明的另一种实施方式提供的用于确定回馈扭矩的装置的结构框图。

图6是根据本发明的另一实施例提供的用于确定回馈扭矩的装置的结构框图。

图7是根据本发明一种实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法的流程 图。

图8是根据本发明的又一实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法的流程图。

图9是根据本发明又一实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法的流程图。

附图标记说明

10 用于检测制动踏板的开度的检测装置

20 用于确定回馈扭矩的装置

201 电机检测模块 202制动检测模块

203 减速度确定模块 204预回馈确定模块

2041 参数获取子模块 2042预回馈扭矩计算子模块

205 系数确定模块 206扭矩确定模块

207 加速检测模块 208电池检测模块

209 连接检测模块 210档位检测模块

211 ABS检测模块 212判断模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明一实施例提供的车辆的结构框图。如图1所示，该车辆可以包括：用于检测制动踏板的开度的检测装置10；用于确定回馈扭矩的装置20。下面将结合附图详细描述用于检测制动踏板的开度的检测装置10以及用于确定回馈扭矩的装置20。

首先，用于检测制动踏板的开度的检测装置10可以是位置传感器，安装在制动系统中，能够将制动踏板开度的变化转换成电信号的变化，供用于确定回馈扭矩的装置20使用。

图2是根据本发明一实施例提供的用于确定回馈扭矩的装置的结构框图。如图2所示，该用于确定回馈扭矩的装置20可以包括：

电机检测模块201，用于获取电机的转速；

制动检测模块202，用于获取制动踏板的开度；

减速度确定模块203，与制动检测模块202连接，用于根据制动踏板的开度确定回馈减速度；

预回馈确定模块204，与减速度确定模块203连接，用于根据回馈减速度，利用预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩；

系数确定模块205，与电机检测模块201连接，用于根据电机的转速确定回馈系数；以及，

扭矩确定模块206，与预回馈确定模块204连接，并与系数确定模块205连接，用于根据预回馈扭矩和回馈系数确定回馈扭矩。

示例地，图3是根据本发明一实施例提供的电机转速与回馈系数的变化关系示意图。如图3所示，x轴表示车辆的电机转速，y轴表示回馈系数。其中，系数确定模块205可以根据电机转速与回馈系数的变化关系示意图，确定不同电机转速情况下的回馈系数。电机转速与回馈系数的变化关系除了图3所示的曲线之外，也可以是其他形式的关系，例如电机转速与回馈系数的变化关系可以是电机转速与回馈系数的对应表，在该对应表中记录了不同电机转速对应的回馈系数；或者，电机转速与回馈系数的变化关系也可以是函数关系，将获取的电机转速作为所述函数关系的输入即可得到对应的回馈系数。

示例地，该减速度确定模块203可以用于：

根据回馈减速度与制动踏板的开度值的变化关系确定与获取的制动踏板的开度对应的回馈减速度，其中，回馈减速度为回馈扭矩使车辆产生的减速度，该变化关系是预先设置的。

其中，本发明实施例中提供的减速度由滑动减速度和制动减速度两部分组成，滑动减速度即是制动踏板和加速踏板均不被踩下时，车辆产生的减速度；制动减速度表示加速踏板不被踩下，制动踏板被踩下时，车辆产生的减速度。因此，本发明能够根据预先标定的车辆减速度与制动踏板开度之间的变化关系，并结合车辆制动踏板的开度确定当前时刻车辆的回馈减速度，而不必判断车辆是处于制动状态或滑行状态，从而减轻计算的工作量。

示例地，图4是根据本发明一实施例提供的回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系示意图。示例地，该变化关系可以包括：

当制动踏板的开度为零时，车辆的回馈减速度为第一减速度；

当制动踏板的开度大于零且小于第一踏板开度时，车辆的回馈减速度为按照第一斜率线性增大，其中，在制动踏板的开度等于第一踏板开度时，车辆的回馈减速度为第二减速度；

当制动踏板的开度大于第一踏板开度且小于第二踏板开度时，车辆的回馈减速度为第二减速度；

当制动踏板的开度大于第二踏板开度且小于第三踏板开度时，车辆的回馈减速度为按照第二斜率线性减小，其中，在制动踏板的开度等于第三踏板开度时，车辆的回馈减速度为零。

如图4所示，a轴表示车辆的回馈减速度，b轴表示该车辆制动踏板的开度，a₀表示第一减速度，是制动踏板开度b为零时车辆的减速度，即滑行减速度；a₁表示第二减速度，是减速过程中的最大回馈减速度，b₁表示第一踏板开度，如图4所示，当制动踏板的开度在0～b₁之间时车辆的回馈减速度按照第一斜率k₁从a₀开始增大，并且车辆的回馈减速度a在制动踏板的开 度为b₁时达到最大值a₁，其中第一斜率k₁可以根据(0，a₀)和(b₁，a₁)确定；b₂表示第二踏板开度，b₃表示第三踏板开度，如图4所示，车辆的回馈减速度a从b₂处开始按照第二斜率k₂减小，并且车辆的回馈减速度a在b₃处减小至零，其中k₂可以根据(b₂，a₁)和(b₃,0)来确定。

另外，回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系除了图4所示的图形关系之外，也可以是其他形式的关系，例如回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系可以是回馈减速度与制动踏板的开度的对应表，在该对应表中记录了不同制动踏板的开度对应的回馈减速度；或者，回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系也可以是函数关系，将获取的制动踏板的开度作为所述函数关系的输入即可得到对应的回馈减速度。

由此，本发明实施例中通过车辆的回馈减速度与车辆制动踏板的开度的变化关系，可以简单明了地获取车辆在再生制动中制动踏板处于各个状态下的回馈减速度，使得对车辆回馈减速度的研究更加直观方便。

图5是根据本发明的另一种实施方式提供的用于确定回馈扭矩的装置的结构框图。如图5所示，示例地，预回馈确定模块204可以包括：

参数获取子模块2041，用于获取车辆的整备质量、该车辆的轮胎半径、该车辆的减速比以及该车辆的传动系统的传动效率；

预回馈扭矩计算子模块2042，与参数获取子模块2041连接，用于根据回馈减速度、整备质量、轮胎半径、减速比以及传动效率，利用回馈扭矩函数确定预回馈扭矩；

该回馈扭矩函数包括：

其中，T_pre(m,r,i₀,η,a_re)表示所述预设的回馈扭矩函数，m表示所述整备质量，r表示所述轮胎半径，i₀表示所述减速比，η表示所述传动效率，a_re表 示所述回馈减速度。

通过上述实施方式，本发明充分考虑到车辆再生制动过程中，车辆的整备质量，轮胎的半径，车辆的减速比，传动效率等参数对回馈扭矩的影响，其中由于车辆的整备质量及轮胎半径越大车辆所受到的摩擦力越大，所以车辆的整备质量及轮胎半径与车辆的减速度成正比例关系，车辆的减速比和车辆的传动效率则与车辆的减速度成反比例关系，因此根据预设的回馈扭矩函数计算得出的预回馈扭矩更加准确，误差小。

图6是根据本发明的另一实施例提供的用于确定回馈扭矩的装置的结构框图。如图6所示，示例地，所述装置20还可以包括：

加速检测模块207，用于获取加速踏板的开度；

电池检测模块208，用于获取电池剩余电量；

连接检测模块209，用于获取电池连接状态；

档位检测模块210，用于获取变速箱的挡位；

ABS检测模块211，用于获取防抱死制动系统ABS状态；

判断模块212，与电机检测模块201、加速检测模块207、电池检测模块208、连接检测模块209、档位检测模块210、ABS检测模块连接211，并与制动检测模块202连接，用于判断电机的转速、加速踏板的开度、电池剩余电量、电池连接状态、变速箱的挡位以及ABS状态是否满足预设条件；

在电机的转速、加速踏板的开度、电池剩余电量、电池连接状态、变速箱的挡位以及ABS状态满足预设条件的情况下，由制动检测模块202进行获取制动踏板的开度；

在电机的转速、加速踏板的开度、电池剩余电量、电池连接状态、变速箱的挡位以及ABS状态不满足预设条件的情况下，确定回馈扭矩为零。

示例性的，上述判断是为了预先判断车辆的当前状态是否处于能量回馈的状态，因此本发明在获取制动踏板的开度之前，即开始计算回馈扭矩之前， 可以先判断电机的转速，加速踏板的开度，电池剩余电量，电池连接状态，变速箱的档位以及ABS状态是否满足预设条件。示例的，该预设条件可以是电机转速在一定的转速范围内，加速踏板的开度的开度为零，电池剩余电量在一定范围内，电池处于连接状态，变速箱的档位处于D(Drive)档，且ABS无作用。不过应该理解的是，本发明提供的预设条件并不限于此，其他能够提供能量回馈的参数范围也属于本发明的保护范围。

当判断模块212判断获取到的上述参数值均满足该预设条件时，车辆可以进行能量回馈，则该装置继续获取制动踏板的开度并计算回馈扭矩；当判断模块212判断获取到的电机的转速，加速踏板的开度，电池剩余电量，电池连接状态，变速箱的档位，ABS状态中的至少一种不满足预设条件时，车辆不进行能量回馈，则确定回馈减速度为零。

综上所述，本发明用于确定回馈扭矩的装置可以通过获取电机的转速和制动踏板的开度，并根据预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩，其次，通过获取电机的转速还可以确定回馈系数，根据预回馈扭矩值以及回馈系数能够得到回馈扭矩。通过上述技术方案，本发明可以不必区分滑动减速度与制动减速度，而是使用回馈减速度将二者结合，使得回馈扭矩的计算方法更加简单，结果更加准确，有利于电动汽车的能量利用。

本发明的计算方法对应于计算装置，因此相同内容不再赘述。

图7是根据本发明一种实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法的流程图。如图7所示，该用于确定回馈扭矩的方法可以包括：

步骤701，获取电机的转速。

步骤702，获取制动踏板的开度。

步骤703，根据制动踏板的开度确定回馈减速度。

步骤704，根据回馈减速度，利用预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩。

步骤705，根据,电机的转速确定回馈系数。

步骤706，根据,预回馈扭矩和回馈系数确定回馈扭矩。

示例地，根据制动踏板的开度确定回馈减速度的步骤可以包括：

根据回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系确定与获取的制动踏板的开度对应的回馈减速度，其中，回馈减速度为回馈扭矩使车辆产生的减速度，该变化关系是预先设置的。

预先设置回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系可以使得回馈减速度的计算过程简单易操作，使得回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系具有较好的可移植性，有利于对其进行平台化的开发设计。

示例地，回馈减速度与制动踏板的开度的变化关系可以包括：

当制动踏板的开度b为零时，车辆的回馈减速度a为第一减速度a₀；

当制动踏板的开度b大于零且小于第一踏板开度b₁时，车辆的回馈减速度a为按照第一斜率线性增大，其中，在制动踏板的开度b等于第一踏板开度b₁时，车辆的回馈减速度a为第二减速度a₁；

当制动踏板的开度b大于第一踏板开度b₁且小于第二踏板开度b₂时，车辆的回馈减速度a为第二减速度a₁；

当制动踏板的开度b大于第二踏板开度b₂且小于第三踏板开度b₃时，车辆的回馈减速度a为按照第二斜率线性减小，其中，在制动踏板的开度b等于第三踏板开度b₃时，车辆的回馈减速度a为零。

其中a₀，a₁，b₁，b₂，b₃均为预先标定的值，通过这种实施方式，本发明能够简化对于回馈减速度的大量计算，从而减小回馈扭矩计算的复杂度。

图8是根据本发明的又一实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法的流程图。如图8所示，示例地，步骤704中所述的根据回馈减速度，利用预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩的步骤可以包括：

步骤801，获取车辆的整备质量、该车辆的轮胎半径、该车辆的减速比以及该车辆的传动系统的传动效率。

步骤802，根据回馈减速度、整备质量、轮胎半径、减速比以及传动效率，利用回馈扭矩函数确定预回馈扭矩。

所述回馈扭矩函数包括：

其中，T_pre(m,r,i₀,η,a_re)表示所述预设的回馈扭矩函数，m表示所述整备质量，r表示所述轮胎半径，i₀表示所述减速比，η表示所述传动效率，a_re表示所述回馈减速度。

由此，本发明充分考虑车辆再生制动中影响回馈扭矩计算的各项参数值，使得回馈扭矩的计算更加准确，减少误差，有利于提高能量的利用率。

图9是根据本发明又一实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法的流程图。如图9所示，示例地，在获取制动踏板的开度之前，该用于确定回馈扭矩的方法还可以包括：

获取加速踏板的开度；

获取电池剩余电量；

获取电池连接状态；

获取变速箱的挡位；

获取防抱死制动系统ABS状态；

判断电机的转速、加速踏板的开度、电池剩余电量、电池连接状态、变速箱的挡位以及ABS状态是否满足预设条件；

在电机的转速、加速踏板的开度、电池剩余电量、电池连接状态、变速箱的挡位以及ABS状态满足预设条件的情况下，进行步骤702获取制动踏板的开度，并进行步骤703～706；在电机的转速、加速踏板的开度、电池剩余电量、电池连接状态、变速箱的挡位以及ABS状态不满足预设条件的情况下，确定回馈扭矩为零。

由此，本发明实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法可以先确定车辆是否适合进行能量回馈，在保证车辆安全性的前提下，平衡汽车驾驶性能和能量回收率。

综上所述，本发明实施例提供的用于确定回馈扭矩的方法可以通过获取电机的转速和制动踏板的开度，并根据预设的回馈扭矩函数确定预回馈扭矩，其次，通过获取电机的转速还可以确定回馈系数，根据预回馈扭矩值以及回馈系数能够得到回馈扭矩。通过上述技术方案，本发明可以不必区分滑动减速度与制动减速度，而是使用回馈减速度将二者结合，使得回馈扭矩的计算方法更加简单，结果更加准确，有利于电动汽车的能量利用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。