一种电动汽车控制方法、装置和电动汽车与流程

1.本发明属于电动汽车技术领域，尤其是涉及一种电动汽车控制方法、装置和电动汽车。


背景技术：

2.为了精确控制纯电动汽车驱动电机输出扭矩，保证输出扭矩符合驾驶员预期的扭矩需求，现有技术中大多采用估算扭矩作为实际扭矩，如果实际扭矩与驾驶员的扭矩需求差值过大，即电动汽车产生非预期的加速或减少，则控制驱动电机关闭扭矩输出。但是，目前的实际扭矩估算方法存在不准确的问题，无法满足驱动电机的精确输出，从而发生误关闭扭矩输出的问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于提供一种电动汽车控制方法、装置和电动汽车，从而解决现有技术中电动汽车的实际扭矩估算不准确以及误关闭扭矩输出的问题。
4.为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种电动汽车控制方法，包括：
5.根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；
6.根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；
7.根据所述实际扭矩和所述驾驶员扭矩，控制电机控制器关闭扭矩输出。
8.可选地，根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩，包括：
9.在所述转速大于或等于转速阈值时，选择所述功率模型估算扭矩作为所述实际扭矩；或者，
10.在所述转速小于所述转速阈值时，选择所述电流模型估算扭矩作为所述实际扭矩。
11.可选地，根据所述实际扭矩和所述驾驶员扭矩，控制电机控制器的扭矩输出，包括：
12.在所述实际扭矩与所述驾驶员扭矩的方向相同，且所述实际扭矩的绝对值减所述驾驶员扭矩的绝对值的差值大于扭矩监控阈值时，控制所述电机控制器关闭扭矩输出；或者，
13.在所述实际扭矩与所述驾驶员扭矩的方向相反，且所述实际扭矩与所述驾驶员扭矩的差值的绝对值大于所述扭矩监控阈值时，控制所述电机控制器关闭扭矩输出。
14.可选地，所述方法还包括：
15.根据所述电机的三相电流值、转速、母线电压值、三相桥臂开关时间以及脉冲宽度调制周期，确定所述功率模型估算扭矩。
16.可选地，根据所述电机的三相电流值、转速、母线电压值、三相桥臂开关时间以及
脉冲宽度调制周期，确定所述功率模型估算扭矩，包括：
17.对所述三相电流值进行校正，获得三相校正电流值；
18.根据所述母线电压值、所述三相桥臂开关时间以及所述脉冲宽度调制周期，获得所述电机的三相电压值；
19.根据所述三相校正电流值和所述三相电压值，获得所述电机的平均电功率；
20.在第一预设表格中，确定所述平均电功率和所述转速对应的机械效率；
21.根据所述机械效率和所述平均电功率，获得所述电机的机械功率；
22.根据所述机械功率和所述转速，确定所述功率模型估算扭矩。
23.可选地，对所述三相电流值进行校正，获得三相校正电流值，包括：
24.每间隔第一时长，采集所述三相电流值；
25.获取电流偏移量；
26.根据所述三相电流值和所述电流偏移量，获得所述三相校正电流值。
27.可选地，所述方法还包括：
28.根据电机的三相电流值、转子位置、转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定所述电流模型估算扭矩。
29.可选地，根据电机的三相电流值、转子位置、转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定所述电流模型估算扭矩，包括：
30.根据所述三相电流值和所述转子位置，获得所述电机的定子电流；
31.根据所述转速、所述基准直流母线电压值以及所述母线电压值，确定第一转速；
32.在第二预设表格中，确定所述定子电流和所述第一转速对应的所述电流模型估算扭矩。
33.本发明实施例还提供一种电动汽车控制装置，包括：
34.获取模块，用于根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；
35.选择模块，用于根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；
36.控制模块，用于根据所述实际扭矩和所述驾驶员扭矩实际扭矩，控制电机控制器的扭矩输出。
37.可选地，所述选择模块具体用于：
38.在所述转速大于或等于转速阈值时，选择所述功率模型估算扭矩作为所述实际扭矩；或者，
39.在所述转速小于所述转速阈值时，选择所述电流模型估算扭矩作为所述实际扭矩。
40.可选地，所述控制模块具体用于：
41.在所述实际扭矩与所述驾驶员扭矩的方向相同，且所述实际扭矩的绝对值减所述驾驶员扭矩的绝对值的差值大于扭矩监控阈值时，控制所述电机控制器关闭扭矩输出；或者，
42.在所述实际扭矩与所述驾驶员扭矩的方向相反，且所述实际扭矩与所述驾驶员扭矩的差值的绝对值大于所述扭矩监控阈值时，控制所述电机控制器关闭扭矩输出。
43.可选地，所述装置还包括：
44.第一确定模块，用于根据所述电机的三相电流值、转速、母线电压值、三相桥臂开关时间以及脉冲宽度调制周期，确定所述功率模型估算扭矩。
45.可选地，所述第一确定模块包括：
46.校正单元，用于对所述三相电流值进行校正，获得三相校正电流值；
47.第一获得单元，用于根据所述母线电压值、所述三相桥臂开关时间以及所述脉冲宽度调制周期，获得所述电机的三相电压值；
48.第二获得单元，用于根据所述三相校正电流值和所述三相电压值，获得所述电机的平均电功率；
49.第一确定单元，用于在第一预设表格中，确定所述平均电功率和所述转速对应的机械效率；
50.第三获得单元，用于根据所述机械效率和所述平均电功率，获得所述电机的机械功率；
51.第二确定单元，用于根据所述机械功率和所述转速，确定所述功率模型估算扭矩。
52.可选地，校正单元具体用于：
53.每间隔第一时长，采集所述三相电流值；
54.获取电流偏移量；
55.根据所述三相电流值和所述电流偏移量，获得所述三相校正电流值
56.可选地，所述装置还包括：
57.第二确定模块，用于根据电机的三相电流值、转子位置、转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定所述电流模型估算扭矩。
58.可选地，所述第二确定模块具体用于：
59.根据所述三相电流值和所述转子位置，获得所述电机的定子电流；
60.根据所述转速、所述基准直流母线电压值以及所述母线电压值，确定第一转速；
61.在第二预设表格中，确定所述定子电流和所述第一转速对应的所述电流模型估算扭矩。
62.本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述的电动汽车控制方法。
63.本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
64.上述方案中，通过根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；根据所述实际扭矩和所述驾驶员扭矩，控制电机控制器关闭扭矩输出，实现准确估算实际扭矩，从而稳定控制电机扭矩输出，提升电动汽车行车安全性。
附图说明
65.图1为本发明实施例的电动汽车控制方法的流程示意图；
66.图2为本发明实施例的电动汽车控制装置的框图。
具体实施方式
67.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。
68.本发明实施例针对现有技术中电动汽车的实际扭矩估算不准确以及误关闭扭矩输出的问题，提供一种电动汽车控制方法、装置和电动汽车。
69.如图1所示，本发明实施例提供了一种电动汽车控制方法，包括：
70.步骤101，根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；
71.这里，整车控制器根据电动汽车当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩指令，即驾驶员扭矩。
72.步骤102，根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；
73.需要说明的是，通过对电机当前的转速进行分析判断，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩估算实际扭矩，从而提高实际扭矩的估算精度。
74.步骤103，根据实际扭矩和驾驶员扭矩，控制电机控制器的扭矩输出。
75.这里，将实际扭矩与驾驶员扭矩作比较，可以有效预防由于电机控制器的电子电气元件失效而造成非预期扭矩输出，或者输出过大的驱动扭矩或者制动扭矩，提升行车安全性。
76.本发明实施例，通过根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；根据实际扭矩和驾驶员扭矩，控制电机控制器关闭扭矩输出，实现准确估算实际扭矩，从而稳定控制电机扭矩输出，提升电动汽车行车安全性。
77.可选地，步骤102，根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩，包括：
78.在转速大于或等于转速阈值时，选择功率模型估算扭矩作为实际扭矩；或者，
79.在转速小于转速阈值时，选择电流模型估算扭矩作为实际扭矩。
80.需要说明的是，该转速阈值为经验值或者标定值，在转速大于或等于转速阈值时，认为电机处于高转速区间，采用功率模型估算扭矩tq
pwr
作为实际扭矩tq
est
；在转速小于转速阈值时，认为电机处于低转速区间，采用电流模型估算扭矩tq
mtpa
作为实际扭矩tq
est
，不同转速区间采用不同估算扭矩作为实际扭矩tq
est
，提升实际扭矩tq
est
的估算精度。
81.可选地，步骤103，根据实际扭矩和驾驶员扭矩，控制电机控制器的扭矩输出，包括：
82.在实际扭矩与驾驶员扭矩的方向相同，且实际扭矩的绝对值减驾驶员扭矩的绝对值的差值大于扭矩监控阈值时，控制电机控制器关闭扭矩输出；或者，
83.在实际扭矩与驾驶员扭矩的方向相反，且实际扭矩与驾驶员扭矩的差值的绝对值大于扭矩监控阈值时，控制电机控制器关闭扭矩输出。
84.需要说明的是，扭矩监控阈值为经验值或者标定值，在实际扭矩tq
est
与驾驶员扭矩tq
cmd
的方向相同，且|tq
est
|-|tq
cmd
|》扭矩监控阈值时，控制电机控制器进入安全状态，即关闭扭矩输出；在实际扭矩tq
est
与驾驶员扭矩tq
cmd
的方向相反，且|tq
est-tq
cmd
|》扭矩监控阈值时，控制电机控制器进入安全状态，即关闭扭矩输出。
85.可选地，该方法还包括：
86.根据电机的三相电流值、转速、母线电压值、三相桥臂开关时间以及脉冲宽度调制周期，确定功率模型估算扭矩。
87.需要说明的是，本发明实施例的电动汽车控制方法，不需要采集三相电压信号，即可确定功率模型估算扭矩，降低成本。
88.进一步地，根据电机的三相电流值、转速、母线电压值、三相桥臂开关时间以及脉冲宽度调制周期，确定功率模型估算扭矩，包括：
89.对三相电流值进行校正，获得三相校正电流值；
90.根据母线电压值、三相桥臂开关时间以及脉冲宽度调制周期，获得电机的三相电压值；
91.根据三相校正电流值和所述三相电压值，获得电机的平均电功率；
92.在第一预设表格中，确定平均电功率和转速对应的机械效率；
93.根据机械效率和平均电功率，获得电机的机械功率；
94.根据机械功率和转速，确定功率模型估算扭矩。
95.需要说明的是，可以每100us(微秒)采集一次三相电流值iu、iv、iw；以及每10ms(毫秒)采集一次母线电压值u
dc
；并根据输出的三相逆变电路的脉冲宽度调制(pwm)控制，获取不同扇区内的三相桥臂开关时间tu、tv、tw和脉冲宽度调制周期t。
96.具体地，先对三相电流值iu、iv、iw分别进行校正，即每100us获得1组三相校正电流值i
′u、i
′v、i
′w，那么每10ms将获取到100组三相校正电流值，那么每10ms将获取到100组三相校正电流值
97.采用下述公式，每10ms获得1组三相电压值uu、uv、uw：
[0098][0099][0100][0101]
根据下式，每10ms计算一次电机的平均电功率p
ac
：
[0102][0103]
在第一预设表格中，查找电机当前的转速n的绝对值和平均电功率p
ac
对应的机械效率η，并根据机械效率η和平均电功率p
ac
计算机械功率pm；
[0104]
其中，第一预设表格如下表1所示：
[0105][0106]
表1
[0107]
进一步地，在驱动模式时，平均电功率p
ac
》0，采用下式每10ms计算一次机械功率pm：
[0108]
pm＝p
ac
×
η；
[0109]
在能量回收模式时，平均电功率p
ac
《0，采用下式每10ms计算一次机械功率pm：
[0110]
pm＝p
ac
/η；
[0111]
最后，根据机械功率pm、电机当前的转速n以及如下公式，每10ms计算一次功率模型估算扭矩tq
pwr
：
[0112]
tq
pwr
＝pm/n。
[0113]
可选地，对三相电流值进行校正，获得三相校正电流值，包括：
[0114]
每间隔第一时长，采集三相电流值；
[0115]
获取电流偏移量；
[0116]
根据三相电流值和电流偏移量，获得三相校正电流值。
[0117]
需要说明的是，第一时长为100us，电流偏移量i等于三相电流值之和的三分之一，即i＝1/3(iu iv iw)；三相校正电流值i
′u、i
′v、i
′w分别等于三相电流值iu、iv、iw减去电流偏移量i，即i
′u＝i
u-i、i
′v＝i
v-i、i
′w＝i
w-i。
[0118]
可选地，该方法还包括：
[0119]
根据电机的三相电流值、转子位置、转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定电流模型估算扭矩。
[0120]
进一步地，根据电机的三相电流值、转子位置、转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定电流模型估算扭矩，包括：
[0121]
根据三相电流值和转子位置，获得电机的定子电流；
[0122]
根据转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定第一转速；
[0123]
在第二预设表格中，确定定子电流和第一转速对应的电流模型估算扭矩。
[0124]
需要说明的是，首先，根据三相电流值和转子位置，采用clark变换到park变换，得到电机的直轴电流id和交轴电流iq；
[0125]
进一步，采用如下公式得到电机的定子电流is：
[0126][0127]
再采用如下变换关系式，对转速n进行等磁链变换，转换到基准直流母线电压值u
dcbase
对应的第一转速n
cov
：
[0128]ncov
/u
dcbase
＝n/u
dc
，其中u
dc
为母线电压值；
[0129]
最后，在第二预设表格中，查找电机的第一转速以及定子电流对应的电流模型估算扭矩tq
mtpa
；
[0130]
其中，第二预设表格如下表2所示：
[0131][0132]
表2
[0133]
综上，本发明实施例的电动汽车控制方法能够有效预防电动汽车因电机控制器的电子电气元件失效而造成的非预期扭矩输出或者产生过大制动扭矩、过大驱动扭矩的问题。通过判断转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩，提升实际扭矩的估算精度，使其更接近真实的扭矩，提升电机扭矩监控的精度，避免电机动力不足时误进入安全状态，即避免误关闭扭矩输出，从而提升了安全性。
[0134]
如图2所示，本发明实施例还提供一种电动汽车控制装置，包括：
[0135]
获取模块201，用于根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；
[0136]
选择模块202，用于根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；
[0137]
控制模块203，用于根据驾驶员扭矩和实际扭矩，控制电机控制器的扭矩输出。
[0138]
本发明实施例，通过根据当前的加速踏板开度，获取驾驶员扭矩；根据电机当前的转速，选择功率模型估算扭矩或者电流模型估算扭矩作为实际扭矩；根据实际扭矩和驾驶员扭矩，控制电机控制器关闭扭矩输出，实现准确估算实际扭矩，从而稳定控制电机扭矩输出，提升电动汽车行车安全性。
[0139]
可选地，选择模块202具体用于：
[0140]
在转速大于或等于转速阈值时，选择功率模型估算扭矩作为实际扭矩；或者，
[0141]
在转速小于转速阈值时，选择电流模型估算扭矩作为实际扭矩。
[0142]
可选地，控制模块203具体用于：
[0143]
在实际扭矩与驾驶员扭矩的方向相同，且实际扭矩的绝对值减驾驶员扭矩的绝对值的差值大于扭矩监控阈值时，控制电机控制器关闭扭矩输出；或者，
[0144]
在实际扭矩与驾驶员扭矩的方向相反，且实际扭矩与驾驶员扭矩的差值的绝对值大于扭矩监控阈值时，控制电机控制器关闭扭矩输出。
[0145]
可选地，该装置还包括：
[0146]
第一确定模块，用于根据电机的三相电流值、转速、母线电压值、三相桥臂开关时间以及脉冲宽度调制周期，确定功率模型估算扭矩。
[0147]
可选地，第一确定模块包括：
[0148]
校正单元，用于对三相电流值进行校正，获得三相校正电流值；
[0149]
第一获得单元，用于根据母线电压值、所述三相桥臂开关时间以及所述脉冲宽度调制周期，获得电机的三相电压值；
[0150]
第二获得单元，用于根据三相校正电流值和所述三相电压值，获得电机的平均电
功率；
[0151]
第一确定单元，用于在第一预设表格中，确定平均电功率和转速对应的机械效率；
[0152]
第三获得单元，用于根据机械效率和所述平均电功率，获得电机的机械功率；
[0153]
第二确定单元，用于根据机械功率和转速，确定功率模型估算扭矩。
[0154]
可选地，校正单元具体用于：
[0155]
每间隔第一时长，采集三相电流值；
[0156]
获取电流偏移量；
[0157]
根据三相电流值和电流偏移量，获得三相校正电流值。
[0158]
可选地，该装置还包括：
[0159]
第二确定模块，用于根据电机的三相电流值、转子位置、转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定电流模型估算扭矩。
[0160]
可选地，第二确定模块具体用于：
[0161]
根据三相电流值和转子位置，获得电机的定子电流；
[0162]
根据转速、基准直流母线电压值以及母线电压值，确定第一转速；
[0163]
在第二预设表格中，确定定子电流和第一转速对应的电流模型估算扭矩。
[0164]
需要说明的是，本发明实施例提供的电动汽车控制装置是能够执行上述的电动汽车控制方法的装置，则上述的电动汽车控制方法的所有实施例均适用于该装置，且能达到相同或者相似的技术效果。
[0165]
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述的电动汽车控制方法。
[0166]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。