一种电驱动系统功能安全扭矩估算方法及装置与流程

本发明属于电驱系统安全，特别涉及一种电驱动系统功能安全扭矩估算方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、新能源汽车现在已经成为汽车行业的重要组成部分，日渐成为人们出行不可或缺的工具。电驱动系统作为新能源汽车的重要组成部分，主要由电机控制器、电机和减速器，是实现将电能转换成驱动力的关键，承载着实现车辆行驶等重要功能，因此可靠性和安全性对于电驱动系统来说至关重要。随着功能安全国际标准iso26262和国家标准gb/t 34590的公布，关于电驱动系统的安全性越来越被人们关注和重视，其中扭矩安全是电驱动系统中十分重要的安全目标之一，通过对车辆行驶过程中的电机输出扭矩进行实时监控，当发生一些非预期的扭矩输出时，通过相应的处理，使得车辆能够进入预先定义好的安全状态，从而达到降低非预期的危害，保证人身安全。

2、为满足扭矩安全目标，首先需获取当前电机准确的输出扭矩，进而对其进行后续的安全监控，现有技术电动汽车及其扭矩监控方法与系统，通过电池电压、电池电流，以及当前电机转速进行电机扭矩估算，进而对驱动电机扭矩状态进行监控，降低了电驱动系统扭矩失控的风险。

3、但该方法使用的为电池端的电压和电流，不能准确反映电驱动系统的能量转换，使其估算精度不高，无法满足高精度的扭矩估算要求，且其获取电池端电压和电流，往往需增加相应的传感器，对于电驱动系统来说，无疑会带来较大的成本增加。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提出了一种电驱动系统功能安全扭矩估算方法及装置，能够提升电驱系统安全扭矩估算精度且满足高精度的扭矩估算要求，为电驱系统的扭矩安全监控提供监控信号；合理控制了成本。

2、本发明提供一种电驱动系统功能安全扭矩估算方法，包括：

3、获取目标电驱动系统功率模型的三相电流采样信号、直流母线电压采样信号、三相上桥占空比回采信号、旋变正弦采样信号和旋变余弦采样信号；将所述三相电流采样信号进行处理得到三相电流信号；将所述直流母线电压采样信号进行处理得到直流母线电压信号；将所述三相上桥占空比回采信号进行处理得到三相上桥占空比信号；将所述旋变正弦采样信号和所述旋变余弦采样信号进行处理得到旋变正弦信号和旋变余弦信号；

4、根据所述直流母线电压信号、三相上桥占空比信号、三相相电流信号和电机转速信号计算电机输入功率和电机损耗功率；

5、通过所述电机输入功率和所述电机损耗功率估算电机当前扭矩。

6、进一步的，所述三相上桥占空比信号包括：u相上桥占空比信号、v相上桥占空比信号和w相上桥占空比信号；

7、所述三相相电流信号包括：u相相电流信号、v相相电流信号和w相相电流信号。

8、进一步的，将所述旋变正弦采样信号和所述旋变余弦采样信号进行处理得到旋变正弦信号和旋变余弦信号；包括：

9、通过软解码算法将旋变包络信号中的旋变正弦采样信号和旋变余弦采样信号解包络为所述旋变正弦信号和所述旋变余弦信号；

10、根据所述旋变正弦信号和旋变余弦信号进行转子位置计算和转速计算得到电机转速信号。

11、进一步的，所述根据所述旋变正弦信号和旋变余弦信号进行转子位置计算和转速计算得到电机转速信号，包括：

12、根据所述旋变正弦信号和旋变余弦信号求解反正切函数，得到旋变角度信号，结合旋变零位角度，最终获得当前电机转子角度，并通过转子角度信号获得当前电机转速信号。

13、进一步的，所述将所述三相上桥占空比回采信号进行处理得到三相上桥占空比信号，包括：

14、获取当前电机控制主中断的周期信息和igbt实际导通时间；

15、根据所述周期信息和所述igbt实际导通时间进行计算得到所述三相上桥占空比信号。

16、进一步的，所述根据所述直流母线电压信号、三相上桥占空比信号和三相相电流信号计算电机输入功率，包括：

17、根据所述三相上桥占空比信号和所述直流母线电压信号计算三相相电压信号；

18、根据所述三相相电压信号和所述三相相电流信号计算电机输入功率。

19、进一步的，所述直流母线电压信号是通过公式：udc＝udcadc*cnv2,计算得到的；

20、其中，udcadc为电流采样值；cnv2为直流电压采样转换系数；udc为直流母线电压信号。

21、进一步的，所述根据所述三相相电流信号和电机转速信号计算电机损耗功率，包括：

22、根据所述三相相电流信号和电机转速进行查表，得到电机损耗功率；

23、其中，通过公式：i＝(iadc-ioffset)*cnv1计算所述三相电流物理值信号，所述公式中：i为电流物理值，iadc为电流采样值，ioffset为电流采样偏置，cnv1为电流采样转换系数；

24、根据所述三相电流物理值计算所述三相相电流信号。

25、基于同一发明构思，本发明还提供一种电驱动系统功能安全扭矩估算装置，包括：信号采集模块，用于获取目标电驱动系统功率模型的三相电流采样信号、直流母线电压采样信号、三相上桥占空比回采信号、旋变正弦采样信号和旋变余弦采样信号；

26、信号处理模块，用于将所述三相电流采样信号进行处理得到三相电流信号；将所述直流母线电压采样信号进行处理得到直流母线电压信号；将所述三相上桥占空比回采信号进行处理得到三相上桥占空比信号；将所述旋变正弦采样信号和所述旋变余弦采样信号进行处理得到旋变正弦信号和旋变余弦信号；

27、信号计算模块，用于根据所述直流母线电压信号、三相上桥占空比信号、三相相电流信号和电机转速信号计算电机输入功率和电机损耗功率；

28、扭矩估算模块，用于通过所述电机输入功率和所述电机损耗功率估算电机当前扭矩。

29、基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

30、存储器，用于存储计算机程序；

31、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现一种电驱动系统功能安全扭矩估算方法中任一项所述方法的步骤。

32、基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种电驱动系统功能安全扭矩估算方法中任一项所述方法的步骤。

33、本说明书实施例的有益效果如下：

34、基于上述技术方案，本发明通过获取目标电驱动系统功率模型的三相电流采样信号、直流母线电压采样信号、三相上桥占空比回采信号、旋变正弦采样信号和旋变余弦采样信号；将三相电流采样信号进行处理得到三相电流信号；将直流母线电压采样信号进行处理得到直流母线电压信号；将三相上桥占空比回采信号进行处理得到三相上桥占空比信号；将旋变正弦采样信号和旋变余弦采样信号进行处理得到旋变正弦信号和旋变余弦信号；根据直流母线电压信号、三相上桥占空比信号、三相相电流信号和电机转速信号计算电机输入功率和电机损耗功率；通过电机输入功率和电机损耗功率估算电机当前扭矩。不通过传感器，不增加系统成本的前提下，获取电池内部参数，实现电驱系统扭矩安全监控。由此可见，前述方案能够提升电驱系统安全扭矩估算精度且满足高精度的扭矩估算要求，为电驱系统的扭矩安全监控提供监控信号；避免使用传感器测量，合理控制了成本。

35、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。