汽车驱动电机扭矩响应控制方法、系统及电动汽车

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种汽车驱动电机扭矩响应控制方法、系统及电动汽车。

背景技术

目前的电动汽车通常带有VCU（Vehicle Control Unit，整车控制器）、MCU（MotorControl Unit，电机控制器）和底盘控制器TCS（Traction Control System，牵引力控制系统）。汽车启动后，底盘控制器TCS功能启动。TCS功能在启动后开始计算车辆牵引力请求。车辆行使过程中，整车控制器VCU会产生阻尼扭矩请求。

当车辆在低附着系数路面行驶时，由于附着力偏低，当驾驶员踩下油门踏板，车轮往往会出现打滑情况，车辆底盘控制器TCS计算的牵引力请求会迅速降低，底盘控制器扭矩瞬间降低，后驱电机响应底盘控制器扭矩，此时由于底盘控制器扭矩请求比较快，电机控制器MCU在响应底盘控制器扭矩时，后驱电机转速会有波动情况，电机控制器会叠加一部分阻尼扭矩，导致扭矩响应不及时，不能满足底盘控制器要求的扭矩响应时间，极易造成车辆打滑或抖动。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种汽车驱动电机扭矩响应控制方法、系统及电动汽车，以解决低附着系数路面行驶时，车辆驱动电机扭矩响应不及时不能满足底盘控制器要求的扭矩响应时间，造成车辆打滑或抖动的问题。

第一方面，本发明提供一种汽车驱动电机扭矩响应控制方法，方法应用于电动汽车，该电动汽车带有底盘控制器TCS、整车控制器VCU和电机控制器MCU；方法包括：

整车控制器VCU实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时；

在计时达到预设时间长度t前，电机控制器MCU实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号；

在计时达到预设时间长度t后，整车控制器VCU打开阻尼扭矩请求信号，阻尼扭矩请求信号正常输出，电机控制器MCU实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号和整车控制器VCU输出的阻尼扭矩请求信号。

进一步地，所述阻尼扭矩请求信号记为dampReq，dampReq的取值为0和1，dampReq取值为1时表示有阻尼扭矩请求，dampReq取值为0时表示无阻尼扭矩请求信号；打开阻尼扭矩请求信号时，dampReq取值为1；关闭阻尼扭矩请求信号时，dampReq取值为0。

进一步地，方法还包括：

电机控制器MCU实时获取汽车电机的转速信号SpeedAct；

电机控制器MCU实时接收阻尼扭矩请求信号dampReq；

阻尼扭矩请求信号dampReq=1时，电机控制器MCU基于转速信号SpeedAct波动情况计算阻尼扭矩；

阻尼扭矩请求信号dampReq=0时，电机控制器MCU不计算阻尼扭矩。

进一步地，t的取值范围为1s～5s。

第二方面，本发明提供一种汽车驱动电机扭矩响应控制系统，系统应用于电动汽车，该电动汽车带有底盘控制器TCS、整车控制器VCU和电机控制器MCU，系统包括：

控制关闭模块，用于整车控制器VCU实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到所述牵引力请求信号从最大值限制变小后，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时；

响应模块，用于电机控制器MCU在计时达到预设时间长度t前，响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号；

控制打开模块，用于整车控制器VCU在计时达到预设时间长度t后，打开阻尼扭矩请求信号使阻尼扭矩请求信号正常输出，以供电机控制器MCU恢复响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号和整车控制器VCU输出的阻尼扭矩请求信号。

进一步地，所述预设时间长度t的取值范围为1s～5s。

进一步地，系统还包括：时间设置单元，用于修改所述预设时间长度t。

第三方面，本发明提供、一种电动汽车，该电动汽车带有底盘控制器TCS、整车控制器VCU和电机控制器MCU，包括：

所述整车控制器VCU，被设置为实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时；

所述电机控制器MCU，被设置为在计时达到预设时间长度t前，实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号；

所述整车控制器VCU，还被设置为在计时达到预设时间长度t后，打开阻尼扭矩请求信号，阻尼扭矩请求信号正常输出，以使电机控制器MCU恢复响应其输出的阻尼扭矩请求信号和底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号。

进一步地，所述预设时间长度t的取值范围为1s～5s。

进一步地，所述电动汽车配设有时间设置单元；时间设置单元用于修改所述预设时间长度t。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的汽车驱动电机扭矩响应控制方法、系统及电动汽车，整车控制器通过监测到底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号一段时间。由于阻尼扭矩请求信号关闭，电机控制器MCU能够迅速响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，从而有助于缩短响应时间，避免发生车辆打滑或抖动的问题。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。

图3为本发明实施例提供的一种电动汽车的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。方法应用于电动汽车。

上述电动汽车带有底盘控制器TCS、整车控制器VCU和电机控制器MCU。

汽车启动后，底盘控制器TCS功能启动。TCS功能在启动后实时计算车辆牵引力请求。底盘控制器TCS实时识别汽车是否进入打滑工况，并在识别到汽车进入打滑工况时，计算的牵引力请求信号从最大值限制变小。车辆行使过程中，整车控制器VCU会产生阻尼扭矩请求。

请参考图1，该方法100包括：

步骤110，整车控制器VCU实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时；

步骤120，在计时达到预设时间长度t前，电机控制器MCU实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号；

步骤130，在计时达到预设时间长度t后，整车控制器VCU打开阻尼扭矩请求信号，阻尼扭矩请求信号正常输出，电机控制器MCU实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号和整车控制器VCU输出的阻尼扭矩请求信号。

方法100使用时，整车控制器VCU可以实时监测到底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，并能够在监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号一段时间。由于阻尼扭矩请求信号关闭，电机控制器MCU能够迅速响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，从而缩短了响应时间，避免了车辆打滑或抖动问题的发生。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明汽车驱动电机扭矩响应控制方法的原理，结合实施例中对电动汽车驱动电机扭矩响应控制的过程，对本发明提供的汽车驱动电机扭矩响应控制方法做进一步的描述。

具体的，所述汽车驱动电机扭矩响应控制方法包括：

S1、整车控制器VCU实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时。

本实施例中记阻尼扭矩请求信号为dampReq。dampReq的取值为0和1。dampReq取值为1时表示有阻尼扭矩请求。dampReq取值为0时表示无阻尼扭矩请求信号。

关闭阻尼扭矩请求信号时，dampReq取值为0。

相对应地，打开阻尼扭矩请求信号时，dampReq取值为1。

正常行驶时，驱动电机控制器MCU，响应底盘控制器TCS的牵引力请求信号，以及整车控制器VCU的阻尼扭矩请求，通常dampReq请求为1。

需要说明的是，车辆行驶时：

电机控制器MCU实时获取汽车电机的转速信号SpeedAct；

电机控制器MCU实时接收阻尼扭矩请求信号dampReq；

阻尼扭矩请求信号dampReq=1时，电机控制器MCU基于转速信号SpeedAct波动情况计算阻尼扭矩；

阻尼扭矩请求信号dampReq=0时，电机控制器MCU不计算阻尼扭矩。

本实施例将底盘控制器TCS产生的扭矩请求信号（即牵引力请求信号）记为PtTqMaxReq。

TCS功能触发：底盘控制器TCS根据车速和轮速信号，识别打滑工况，并在识别到打滑工况时，产生的PtTqMaxReq信号从最大值限制变到比较小的值。

VCU：识别到上述TCS功能触发，控制关闭阻尼扭矩请求（即damping请求）一段时间t，此段时间窗口内damping请求关闭，请求值dampReq为0。

S2、在计时达到预设时间长度t前，电机控制器MCU实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号PtTqMaxReq。

电机控制器MCU实时底盘控制器响应TCS计算的牵引力请求信号，包括：

实时获取汽车电机的转速信号SpeedAct；

实时接收底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号PtTqMaxReq；

基于实时获取的转速信号SpeedAct，相应所接收的牵引力请求信号PtTqMaxReq：在牵引力请求信号为最大值时，根据SpeedAct波动情况计算阻尼扭矩并响应；在牵引力请求信号变小时，响应的阻尼扭矩为0。

MCU根据SpeedAct波动情况计算阻尼扭矩，包括：转速下降震荡时，MCU计算出来正扭矩；转速上升震荡时，MCU计算出负扭矩干预。干预扭矩的大小与转速波动相关。

本实施例中，t的取值为2秒。

具体实现时，t的具体取值可由本领域技术人员依据实际情况设置，比如还可设置t为1s、5s（即秒）等。

MCU反馈的模式信号为ModeSts。步骤S2执行时，MCU响应比较小的PtTqMaxReq请求扭矩信号，此时MCU控制模式为TcsCtl扭矩控制模式。由于damping请求关闭，MCU反馈的扭矩不再叠加阻尼扭矩，故MCU会迅速响应TCS扭矩请求，从而满足TCS要求的扭矩响应时间。

步骤S2执行时，驱动电机控制器MCU扭矩响应VCU和TCS扭矩请求，此时VCU扭矩请求关闭，驱动电机控制器MCU仅扭矩响应TCS扭矩请求，即MCU实际反馈的电机扭矩TorqueAct=响应TCS扭矩请求的扭矩。

S3、在计时达到预设时间长度t后，整车控制器VCU打开阻尼扭矩请求信号，阻尼扭矩请求信号正常输出，电机控制器MCU实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号和整车控制器VCU输出的阻尼扭矩请求信号。

过了时间窗口t后，VCU damping（阻尼控制）信号请求打开（值为1），MCU的阻尼扭矩正常干预，防止因转速波动造成的抖动，MCU反馈的扭矩为响应请求（即VCU和TCS扭矩请求）的扭矩+阻尼扭矩。

图2示出了本发明所述汽车驱动电机扭矩响应控制系统的一个示意性结构框图。本实施例中，系统200包括：控制关闭模块210、响应模块220、控制打开模块230，其中：

控制关闭模块210，用于整车控制器VCU实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小后，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时；

响应模块220，用于电机控制器MCU在计时达到预设时间长度t前，响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号；

控制打开模块230，用于整车控制器VCU在计时达到预设时间长度t后，打开阻尼扭矩请求信号使阻尼扭矩请求信号正常输出，以供电机控制器MCU恢复响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号和整车控制器VCU输出的阻尼扭矩请求信号。

可选地，作为本发明一个实施例，预设时间长度t的取值范围为1s～5s。

可选地，作为本发明一个实施例，系统还包括时间设置单元。

时间设置单元，用于修改预设时间长度t。

使用时，本领域技术人员可依据实际情况，通过时间设置单元修改上述预设时间长度t。

图3为本发明实施例提供的一种电动汽车300的结构示意图。

其中，该电动汽车300带有底盘控制器TCS、整车控制器VCU及电机控制器MCU。该电动汽车300包括：

整车控制器VCU，被设置为实时监测底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值限制变小时，控制关闭阻尼扭矩请求信号并开始计时；

电机控制器MCU，被设置为在计时达到预设时间长度t前，实时响应底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号；

整车控制器VCU，还被设置为在计时达到预设时间长度t后，打开阻尼扭矩请求信号，阻尼扭矩请求信号正常输出，以使电机控制器MCU恢复响应其输出的阻尼扭矩请求信号和底盘控制器TCS计算的牵引力请求信号。

示例性地，预设时间长度t的取值范围为1s～5s。

示例性地，电动汽车配设有时间设置单元；时间设置单元用于修改所述预设时间长度t。

本发明通过整车控制器实时监测底盘控制器计算的牵引力请求信号，当监测到牵引力请求信号从最大值变小时，整车控制器控制关闭阻尼扭矩控制请求信号，从而使得电机控制器转换控制模式，使电机控制器反馈的扭矩不再叠加阻尼扭矩。在电机控制器反馈的扭矩不再叠加阻尼扭矩的情况下，电机控制器会迅速响应底盘控制器的扭矩请求，从而缩短了响应时间，避免了发生车辆打滑或抖动的问题。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本说明书中未作详细说明的内容，比如底盘控制器TCS计算牵引力请求信号的实现方法，均为本领域技术人员依据现有技术很容易能够实现的内容，为简化说明书，本发明不再赘述。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。