[发明专利]一种纯电动车扭矩功能安全监控方法、系统及车辆

说明书

本发明公开一种一种纯电动车扭矩功能安全监控方法，以扭矩故障诊断为基础，通过对造成电机扭矩安全不同等级的故障采用不同应对措施，达到整车驾驶安全以及避免不必要的动力中断。还公开一种纯电动车扭矩功能安全监控系统及车辆。通过该方法及系统，提高了自动驾驶(L3级及以上)纯电动车辆的行驶安全。

技术领域

本发明涉及电动车的扭矩安全技术领域，尤其涉及一种纯电动车扭矩功能安全监控方法、系统及车辆。

背景技术

近年来随着整车智能化需求程度不断提高，针对L3级及以上带有自动驾驶功能的车辆，防止动力系统非预期加/减速对整车驾驶安全性至关重要。驱动电机及电机控制器作为纯电动汽车关键零部件是整车唯一的动力来源，其输出的真实扭矩准确与否直接影响整车行驶安全。专门针对道路功能安全的ISO26262国际标准已于2011年11月正式颁布实施，对汽车电子电气功能的安全生命周期进行了规范。目前，国内主流电机控制器产品功能安全开发处于起步到产业化的过渡阶段，因此通过驱动电机扭矩功能安全产业化的突破来减少车辆非预期加/减速带来的交通安全隐患，成为政府、整车以及零部件企业亟待解决的问题。

目前国内整车与零部件企业在做电机扭矩功能安全时，通过分层式架构实现相关输入信号冗余、扭矩控制、扭矩监控、内外部芯片监控、硬件监控、故障处理以及电路复位，从而满足电机扭矩功能安全的实现。现有电机扭矩安全控制策略中，通过对扭矩控制与扭矩监控计算分别获得的扭矩数值进行比较，在差值处于预设安全阈值内，判断电机扭矩控制处于安全状态；反之，扭矩控制状态为不安全时，扭矩监控模块输出信号紧急关断IGBT功率模块电路，使电机控制器进入安全状态模式，但这种直接切断动力的方式在电机系统扭矩故障不严重时，会带来车辆不必要的动力中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯电动车扭矩功能安全监控方法、系统及车辆，能提高自动驾驶(L3级及以上)纯电动车辆的行驶安全。

为实现上述目的，本发明提供了一种纯电动车扭矩功能安全监控方法，包括以下步骤：

(S1)获取整车需求扭矩、电机直流侧参数和电机交流侧参数；建立交流侧转矩估算模型并根据交流侧转矩估算模型获得交流侧电机估算转矩，建立直流侧转矩估算模型并根据直流侧转矩估算模型获得直流侧电机估算转矩，建立电压转矩估算模型并根据电压转矩估算模型获得电机估算转矩；将交流侧电机估算转矩、直流侧电机估算转矩和电机估算转矩经过各自扭矩通道滤波后，然后将三个通过通信保护机制处理后的整车需求扭矩分别减去通过滤波后的交流侧电机估算转矩、直流侧电机估算转矩和电机估算转矩，得到交流侧扭矩偏差、直流侧扭矩偏差和电机扭矩偏差；

(S2)设定电机扭矩的故障时间阀值、故障等级及与故障等级对应的故障阀值，具体为：故障等级分为一级故障、二级故障和三级故障，与故障等级对应的故障阀值分为一级故障阀值、二级故障阀值和三级故障阀值，三级故障阀值大于二级故障阀值，二级故障阀值大于一级故障阀值；

(S3)将交流侧扭矩偏差或直流侧扭矩偏差或电机扭矩偏差与故障阀值、以及电机故障时间与故障时间阀值进行对比并判定出电机扭矩的故障等级及相应标志；具体为：

(S31)判定交流侧扭矩偏差或直流侧扭矩偏差或电机扭矩偏差是否大于三级故障阀值；若是，则进入步骤(S34)；否则，则进入步骤(S32)；

(S32)判定交流侧扭矩偏差或直流侧扭矩偏差或电机扭矩偏差是否大于二级故障阀值；若是，则进入步骤(S34)；否则，则进入步骤(S33)；

(S33)判定交流侧扭矩偏差或直流侧扭矩偏差或电机扭矩偏差是否大于一级故障阀值；若是，则进入步骤(S34)；否则，则进入步骤(S35)；

(S34)故障时间是否超过设定的故障时间阀值；若是，则电机扭矩处于故障状态并输出对应故障等级及相应故障标志，进入步骤(S4)；否则，则进入步骤(S35)；

(S35)电机扭矩处于安全状态；