[发明专利]车用电机的扭矩监控方法、装置以及汽车

说明书

本发明涉及一种车用电机的扭矩监控方法、装置以及汽车，该方法包括：监测电机的转速，并判断电机的转速是否小于预先设定的转速阈值，如果小于，则基于电机的电流模型，根据电机的电流信号和转子位置信号，计算电机的估算扭矩；如果不小于，则基于电机的功率模型，根据电机矢量控制产生的PWM信号、电机控制器输入的直流母线电压信号和电机的驱动相电流信号，计算电机的估算扭矩；计算估算扭矩与电机的请求扭矩的差值，判断差值是否大于预先设定的差值阈值，如果大于，则输出电机发生扭矩违规信号，并触发相应的安全措施；如果不大于，则输出主控电机扭矩正常信号。上述方法可以提高监测的精准度。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及车用电机的扭矩监控方法、装置车用电机的扭矩监控方法、装置以及汽车。

背景技术

随着新能源汽车的快速大量普及，随之而来的安全问题也越来越突出。对于纯电动汽车而言，电机是唯一的转矩输出装置。驱动电机的转矩输出异常可能导致车辆非预期加速或者非预期减速，从而有可能导致车祸的发生，存在很大的安全隐患。因此为了保证安全需要对电机输出转矩进行安全监控。

目前大部分具有监控实际输出转矩功能且满足功能安全要求的电机控制器，实现功能安全中转矩安全的方法是将电机的输出转矩与整车控制器请求转矩进行对比，在一定范围内认为输出正常，否则认为发生影响安全的异常。在汽车主驱系统上面不具备扭矩传感器，故需要对实际输出转矩通过算法进行估算。但是如果估算转矩精度不高容易导致车辆非预期的关断，非预期关断以后，车辆要重启才能运行，用户体验很不好。

综上可知，为了保证安全，需要设计满足功能安全要求的转矩监视方案；另一方面为了防止关断误触发，需要对实际输出扭矩进行精确估计，从而在保证安全的同时，避免非预期关断的误触发。

发明内容

基于此，有必要针对在进行车用电机的扭矩监控时，现有技术无法对电机的输出扭矩进行精确估计的问题，提供一种车用电机的扭矩监控方法、装置以及汽车。

一种车用电机的扭矩监控方法，所述扭矩监控方法包括：

监测电机的转速，并判断所述电机的转速是否小于预先设定的转速阈值，

如果小于，则基于所述电机的电流模型，根据所述电机的电流信号和转子位置信号，计算所述电机的估算扭矩；

如果不小于，则基于所述电机的功率模型，根据电机矢量控制产生的PWM信号、电机控制器输入的直流母线电压信号和电机的驱动相电流信号，计算所述电机的估算扭矩；

计算所述估算扭矩与所述电机的请求扭矩的差值，判断所述差值是否大于预先设定的差值阈值，

如果大于，则输出所述电机发生扭矩违规信号，并触发相应的安全措施；

如果不大于，则输出所述主控电机扭矩正常信号。

在其中一个实施例中，所述基于所述电机的电流模型，根据所述电机的电流信号和转子位置信号，计算所述电机的估算扭矩，包括：

采集主驱电机的驱动相电流信号及电机转子位置信号，并通过坐标变换将三相交流电转换成d轴电流和q轴电流；

根据所述d轴电流和所述q轴电流，计算电流矢量及所述电流矢量与电机转子旋转坐标系之间的夹角；

根据所述电机本身的电感、磁通、极对数、按照电机输出扭矩方程式计算出所述电机的估算输出电磁扭矩；

根据所述电磁扭矩和所述电机输出轴上面的摩擦力矩，计算所述电机的估算扭矩。

在其中一个实施例中，在所述采集主驱电机的驱动相电流信号及电机转子位置信号，并通过坐标变换将三相交流电转换成d轴电流和q轴电流中，采用第一公式将三相交流电转换成d轴电流和q轴电流，其中所述第一公式为：