一种电机输出扭矩控制方法及装置与流程

文档序号：12297660阅读：328来源：国知局

本发明涉及电机控制领域，尤其是一种电机输出扭矩控制方法及装置。

背景技术：

中国发明专利的一篇发明名称为《一种纯电动车扭矩管理控制方法》，公开号：cn103692987a，公开了一种扭矩管理方法，该方法根据挡位信号、加速及制动信号、以及电机及电池信号计算驾驶员需求扭矩，该扭矩管理方法仅仅涉及到根据加速踏板开度、电机转速和挡位信号划分不同的扭矩控制区域方法，未考虑车辆处于其它状态的需求扭矩，例如防溜坡、定速巡航、asr(驱动防滑)等状态，并且未考虑扭矩协调及平滑滤波，扭矩管理方法较为粗糙。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种电机输出扭矩控制方法及装置，用以实现将汽车的多个功能模块的需求扭矩进行综合考虑，继而对汽车的扭矩进行调整，使得电机输出的扭矩能够更加满足汽车需求。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的电机输出扭矩控制方法，包括：

获取电机的当前输出扭矩；

分别获取汽车的多个模块的需求扭矩，并根据所述需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩，多个所述模块包括：能量回收模块、驱动扭矩模块、防溜坡模块、驱动防滑模块、定速巡航模块和电子稳定系统模块；

根据所述目标需求扭矩，对所述当前输出扭矩进行调整，并在调整过程中，对所述当前输出扭矩进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。

优选地，根据所述需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩步骤，包括：

根据所述需求扭矩，按照预定策略确定电机的初始需求扭矩；

根据所述初始需求扭矩，以及电机的最大输出扭矩，确定电机的目标需求扭矩。

优选地，根据所述初始需求扭矩，以及电机的最大输出扭矩，确定电机的目标需求扭矩的步骤，包括：

当所述电机的最大输出扭矩大于或等于所述初始需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩为所述初始需求扭矩；

当所述电机的最大输出扭矩小于所述初始需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩为所述最大输出扭矩。

优选地，根据所述目标需求扭矩，对所述当前输出扭矩进行调整，并在调整过程中，对所述当前输出扭矩进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出的步骤，包括：

在所述当前输出扭矩小于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第一预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出；

在所述当前输出扭矩大于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第二预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。

优选地，在所述当前输出扭矩小于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第一预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出的步骤，包括：

在所述当前输出扭矩位于第一预设范围区间时，将所述当前输出扭矩置零；

在所述当前输出扭矩未位于所述第一预设范围区间时，则根据所述当前输出扭矩，按照第一预设公式，获得第一输出扭矩；

根据所述第一输出扭矩，按照第二预设公式，获得第二输出扭矩，将获得的第二输出扭矩进行输出。

优选地，在所述第一输出扭矩分别位于第二预设扭矩范围内、第三预设扭矩范围内或第四预设扭矩范围内时，所述第二预设公式中的预设参数的数值均不相同。

优选地，在所述当前输出扭矩大于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第二预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出的步骤，包括：

在所述当前输出扭矩位于第一预设范围区间时，将所述当前输出扭矩置零；

在所述当前输出扭矩未位于所述第一预设范围区间时，则根据所述当前输出扭矩，按照第三预设公式，获得第三输出扭矩；

根据所述当前输出扭矩，按照第四预设公式，获得第四输出扭矩，将获得的第四输出扭矩进行输出。

优选地，在所述第三输出扭矩分别位于第二预设扭矩范围内、第三预设扭矩范围内以及第四预设扭矩范围内时，所述第二预设公式中的预设参数的数值均不相同。

根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种电机输出扭矩控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取电机的当前输出扭矩；

第二获取模块，用于分别获取汽车的多个模块的需求扭矩，并根据所述需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩，多个所述模块包括：能量回收模块、驱动扭矩模块、防溜坡模块、驱动防滑模块、定速巡航模块和电子稳定系统模块；

处理模块，用于根据所述目标需求扭矩，对所述当前输出扭矩进行调整，并在调整过程中，对所述当前输出扭矩进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。

优选地，所述第二获取模块包括：

第一确定单元，用于根据所述需求扭矩，按照预定策略确定电机的初始需求扭矩；

第二确定单元，用于根据所述初始需求扭矩，以及电机的最大输出扭矩，确定电机的目标需求扭矩。

优选地，所述第二确定单元包括：

第一确定子单元，用于当所述电机的最大输出扭矩大于或等于所述初始需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩为所述初始需求扭矩；

第二确定子单元，用于当所述电机的最大输出扭矩小于所述初始需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩为所述最大输出扭矩。

优选地，第一处理单元，用于在所述当前输出扭矩小于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第一预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出；

第二处理单元，用于在所述当前输出扭矩大于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第二预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。

优选地，所述第一处理单元包括：

第一处理子单元，用于在所述当前输出扭矩位于第一预设范围区间时，将所述当前输出扭矩置零；

第一获取子单元，用于在所述当前输出扭矩未位于所述第一预设范围区间时，则根据所述当前输出扭矩，按照第一预设公式，获得第一输出扭矩；

第一输出子单元，用于根据所述第一输出扭矩，按照第二预设公式，获得第二输出扭矩，将获得的第二输出扭矩进行输出。

优选地，所述第二处理单元包括：

第二处理子单元，用于在所述当前输出扭矩位于第一预设范围区间时，将所述当前输出扭矩置零；

第二获取子单元，用于在所述当前输出扭矩未位于所述第一预设范围区间时，则根据所述当前输出扭矩，按照第三预设公式，获得第三输出扭矩；

第二输出子单元，用于根据所述当前输出扭矩，按照第一预设公式，获得第四输出扭矩，将获得的第四输出扭矩进行输出。

与现有技术相比，本发明实施例提供的电机输出扭矩控制方法及装置，至少具有以下有益效果：

在获取汽车的需求扭矩时，考虑到了汽车上的多个功能模块的需求，使得电机输出的扭矩能够更加满足汽车需求，并且，对电机的输出扭矩进行滤波处理后再进行输出的方式，在电机的输出扭矩调整过程中，能够保证汽车的平稳运行。

附图说明

图1为本发明实施例所述的电机输出扭矩控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中步骤2的具体流程示意图；

图3为本发明实施例中按照预定策略确定电机的初始需求扭矩的结构图；

图4为本发明实施例中步骤22的具体流程示意图；

图5为本发明实施例中步骤3的具体流程示意图；

图6为本发明实施例中步骤31的具体流程示意图；

图7为本发明实施例中第一输出扭矩或第三输出扭矩所处的扭矩范围区间的结构示意图；

图8为本发明实施例中步骤32的具体流程示意图；

图9为本发明实施例所述的电机输出扭矩控制装置的结构示意图。

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。

参照图1，本发明实施例提供了一种电机输出扭矩控制方法，包括：

步骤1，获取电机的当前输出扭矩；

步骤2，分别获取汽车的多个模块的需求扭矩，并根据所述需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩，多个所述模块包括：能量回收模块、驱动扭矩模块、防溜坡模块、驱动防滑(asr)模块、定速巡航模块和电子稳定系统(esp)模块；

步骤3，根据所述目标需求扭矩，对所述当前输出扭矩进行调整，并在调整过程中，对所述当前输出扭矩进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。

在本发明实施例中，可以通过汽车的mcu(微控制单元)或vcu(整车控制器)进行执行上述步骤1、步骤2和步骤3。

本发明实施例中，在获取汽车的需求扭矩时，考虑到了汽车上的多个功能模块的需求，使得电机输出的扭矩能够更加满足汽车需求，并且，对电机的输出扭矩进行滤波处理后再进行输出的方式，在电机的输出扭矩调整过程中，能够保证汽车的平稳运行。

参照图2，在本发明实施例中，步骤2包括：

步骤21，根据所述需求扭矩，按照预定策略确定电机的初始需求扭矩；

步骤22，根据所述初始需求扭矩，以及电机的最大输出扭矩，确定电机的目标需求扭矩。

具体地，在步骤21当中，预定策略是指对根据对上述的多个模块的需求扭矩按照优先级排序进行确定的。

参照图3，在本发明实施例中，eps模块的需求扭矩的优先级为最高等级，若在步骤2中获得的多个需求扭矩中，eps的需求扭矩不为零，则直接将eps的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩；若eps模块的需求扭矩为零，则判断汽车是否出现故障，若汽车出现故障，则将驱动扭矩模块的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩；在本发明实施例中，电机故障是指车辆存在断高压等不可恢复故障或者车辆加速踏板故障；若汽车未出现故障，则判断asr模块的需求扭矩是否为零，若不为零，则将asr模块的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩；若asr模块的需求扭矩为零，则判断防溜坡模块的需求扭矩是否为零，若不为零，则将防溜坡模块的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩；若防溜坡模块的需求扭矩为零，则判断定速巡航模块的需求扭矩是否为零，若不为零，则判断定速巡航模块的需求扭矩是否小于驱动扭矩模块的需求扭矩，若大于或等于，则判断定速巡航模块的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩，若小于，则判断能量回收模块的需求扭矩是否为零，若不为零，则将能量回收模块的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩；若能量回收模块的需求扭矩为零，则判断驱动扭矩模块的需求扭矩是否为零，若不为零，则将驱动扭矩模块的需求扭矩置为电机的初始需求扭矩。

参照图4，在本发明实施例中，步骤22包括：

步骤221，当所述电机的最大输出扭矩大于或等于所述初始需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩为所述初始需求扭矩；

步骤222，当所述电机的最大输出扭矩小于所述初始需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩为所述最大输出扭矩。

步骤221和步骤222中的电机的最大输出扭矩是指电机的额定输出扭矩，根据电机能够提供的最大输出扭矩与电机的初始需求扭矩的比较，确定电机的目标需求扭矩。

参照图5，在本发明实施例中，步骤3包括：

步骤31，在所述当前输出扭矩小于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第一预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出；

步骤32，在所述当前输出扭矩大于所述目标需求扭矩时，对所述当前输出扭矩按照第二预设方式进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。

参照图6，在本发明实施例中，步骤31，包括：

步骤311，在所述当前输出扭矩位于第一预设范围区间时，将所述当前输出扭矩置零；

步骤312，在所述当前输出扭矩未位于所述第一预设范围区间时，则根据所述当前输出扭矩，按照第一预设公式，获得第一输出扭矩；

步骤313，根据所述第一输出扭矩，按照第二预设公式，获得第二输出扭矩，将获得的第二输出扭矩进行输出。

且进一步地，在所述第一输出扭矩分别位于第二预设扭矩范围内、第三预设扭矩范围内或第四预设扭矩范围内时，所述第二预设公式中的预设参数的数值均不相同。

具体的，第一预设范围区间为一扭矩位于零附近范围的区间，在此第一预设范围区间内，将当前输出扭矩置为零的目的是为了防止扭矩在0nm左右波动导致汽车的传动系统齿轮损伤。

第一预设公式具体为：yact＝yact_last+kt，其中，yact为第一输出扭矩，yact_last为当前输出扭矩，kt为标定量，根据电机在不同转速而不同；其中，每一电机转速分别对应有一kt值。

第二预设公式具体为：tout＝tl+m+k*t²；其中，tout为第二输出扭矩，tl为第一输出扭矩，m为固定补偿扭矩，k为弥补系数，t为时间；其中，第一输出扭矩每位于一个扭矩范围区间内，对应有一m值和k值。例如，第一输出扭矩分别位于第二扭矩范围区间和第三扭矩范围区间时，m的数值不相同，k的数值不相同。

对当前输出扭矩按照第一预设公式，获得第一输出扭矩即为第一次滤波，进行此次滤波的目的在于，延长当前输出扭矩调整至目标需求扭矩的时间，防止扭矩上升过快导致汽车的急速抖动。

参照图7，对第一输出扭矩按照第二预设公式，获得第二输出扭矩即为第二次滤波，设置第二次滤波的目的，在于根据扭矩的大小和挡位的情况灵活设定不同滤波响应速度。

参照图7，第二次滤波过程中，根据第一输出扭矩所处的扭矩范围区间的不同，滤波速度也不相同。

在图7中，低扭矩滤波区间或低负矩滤波区间即为上述的第二扭矩范围区间；中扭矩滤波区间或中负矩滤波区间即为上述的第三扭矩范围区间；高扭矩滤波区间或高负扭矩滤波区间即为上述的第四扭矩范围区间。

参照图8，在本发明实施例中，步骤32，包括：

步骤321，在所述当前输出扭矩位于第一预设范围区间时，将所述当前输出扭矩置零；

步骤322，在所述当前输出扭矩未位于所述第一预设范围区间时，则根据所述当前输出扭矩，按照第三预设公式，获得第三输出扭矩；

步骤323，根据所述当前输出扭矩，按照第四预设公式，获得第四输出扭矩，将获得的第四输出扭矩进行输出。

且进一步地，在本发明实施例中，在所述第三输出扭矩分别位于第二预设扭矩范围内、第三预设扭矩范围内以及第四预设扭矩范围内时，所述第二预设公式中的预设参数的数值均不相同。

第三预设公式具体为：yact＝yact_last-kt，其中，yact为第一输出扭矩，yact_last为当前输出扭矩，kt为标定量，根据电机在不同转速而不同；其中，每一电机转速分别对应有一kt值。

第四预设公式具体为：tout＝tl-m-k*t²；其中，tout为第二输出扭矩，tl为第一输出扭矩，m为固定补偿扭矩，k为弥补系数，t为时间；其中，第一输出扭矩每位于一个扭矩范围区间内，对应有一m值和k值。例如，第一输出扭矩分别位于第二扭矩范围区间和第三扭矩范围区间时，m的数值不相同，k的数值不相同。

对当前输出扭矩按照第三预设公式，获得第三输出扭矩即为第一次滤波，进行此次滤波的目的在于，延长当前输出扭矩调整至目标需求扭矩的时间，防止扭矩下降过快导致汽车的急速抖动。

参照图7，第二次滤波过程中，根据第三输出扭矩所处的扭矩范围区间的不同，滤波速度也不相同。在图7中，低扭矩滤波区间或低负矩滤波区间即为上述的第二扭矩范围区间；中扭矩滤波区间或中负矩滤波区间即为上述的第三扭矩范围区间；高扭矩滤波区间或高负扭矩滤波区间即为上述的第四扭矩范围区间。

通过本发明实施例提供的电机输出扭矩控制方法，在获取汽车的需求扭矩时，考虑到了汽车上的多个功能模块的需求，使得电机输出的扭矩能够更加满足汽车需求，并且，对电机的输出扭矩进行滤波处理后再进行输出的方式，在电机的输出扭矩调整过程中，能够保证汽车的平稳运行。

参照图9，根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种电机输出扭矩控制装置，包括：

第一获取模块1，用于获取电机的当前输出扭矩；

第二获取模块2，用于分别获取汽车的多个模块的需求扭矩，并根据所述需求扭矩，确定电机的目标需求扭矩，多个所述模块包括：能量回收模块、驱动扭矩模块、防溜坡模块、驱动防滑模块、定速巡航模块和电子稳定系统模块；

处理模块3，用于根据所述目标需求扭矩，对所述当前输出扭矩进行调整，并在调整过程中，对所述当前输出扭矩进行滤波处理，将进行滤波处理后的扭矩进行输出。