混合动力汽车的扭矩监控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种混合动力汽车的扭矩监控方法及装置，属于混合动力汽车的动力系统电子控制技术领域。该方法包括以下步骤：（a）基于与扭矩相关的驾驶员操作信息以及状态信息，计算得出最大/最小稳态扭矩限值；（b）将作用于车轮端的实际扭矩值与最大/最小稳态扭矩限值进行比较，如果实际扭矩值超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，计算输出相应的超限扭矩；（c）基于超限扭矩计算相应的超限加速度，并且对超限加速度进行积分计算以得到相应的超限速度和超限位移；以及（d）判断超限速度和/或超限位移是否超出相应的预定的安全阈值，以确定当前实际扭矩值是否处于安全状态。该扭矩监控方法可以大大提高混合动力汽车的安全性。

【技术实现步骤摘要】
混合动力汽车的扭矩监控方法及装置
本专利技术属于混合动力汽车（HybridElectricVehicle，HEV）的动力系统电子控制
，涉及汽车扭矩的控制过程，尤其涉及对混合动力汽车的扭矩监控方法及装置。
技术介绍
现代汽车越来越依赖于电子控制方式，即所谓的X-By-Wire。其中电控动力系统是指由电子控制方式实现对车辆动力系统的控制，其是目前普遍采用的汽车动力系统方案。电控动力系统中，驾驶员的与扭矩相关的意图（油门、制动、档位操作等）可以通过电子方式采集并解析，进一步转化成驱动车辆的车轮端扭矩，这个过程简单地称为汽车扭矩的控制过程，在电子控制单元中进行计算和控制输出。具体到动力系统上，整车控制器可以通过自身的控制接口获取驾驶员的油门、制动、档位等与扭矩相关的信息，并且获取车辆的速度、温度等状态信息，然后将二者结合经过预先编订的控制算法计算后，得到当前驱动车辆所需的扭矩。然后基于该所需的扭矩直接控制动力源（如发动机管理系统），或者发出扭矩指令间接控制动力源输出相应驱动扭矩使车辆行进。这种被广泛采用的汽车扭矩的控制过程也称为基于扭矩的控制方法。基于扭矩的控制方法本身具备很多优势，通过对整车控制器的控制策略设计和编程，可以非常方便灵活地实现整车动力性、舒适性、能耗的综合优化平衡。然而这种方式也有其固有的问题，就是如何保证电子控制的安全性。在电子控制方式下，控制指令与输出到轮端的扭矩没有机械连接关系，一旦电控指令出错，就可能在轮端产生异常的扭矩，导致驾驶员非期望的加速或减速，以至于引起危险。当今的汽车电控系统中，较多地采用分布式电控系统，也就是说各电控单元、传感器、执行器和通讯网络安装在车辆的各个位置，形成一个实时性很强的分布式系统。尤其地，对于混合动力汽车而言，更为明显地采用分布式系统，主控制器解释和分配对各动力源的扭矩需求，而实际的扭矩实现是由各动力源的相应控制器分别完成。分布式控制方式具备配置灵活、开发成本低等优势。但在分布式控制方式下，如果主控制器计算出的扭矩指令出错，就很可能危及乘员及车辆的安全。扭矩监控的目的是，防止因电子电气等各方面原因所产生的失效而产生不可控的扭矩导致整车处于危险状态。扭矩监控系统包括硬件监控和软件监控两个方面，硬件方面包括对控制器硬件本身（ALU、RAM、ROM等）、传感器、执行器、通讯系统等的监控，检查这些部件本身的工作状态。软件监控方面是指对主控制器或各动力源对应的控制器的内部运行的控制算法的监控，具体来说通过冗余的差异化算法对基本控制算法进行校验。软件监控方法能够发现的失效有以下几种可能：（1）控制器局部失效，如RAM,ROM局部损坏；（2）程序流异常调用、跳转；（3）程序中存在的未知BUG。但是，现有的软件监控方法在应用于具有多动力源多模式的混合动力汽车的扭矩控制过程时，明显存在冗余算法过于复杂、设计复杂程度过高的缺点，容易导致混合动力汽车的安全性降低。有鉴于此，有必要提出一种新的适用于混合动力汽车的扭矩监控方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提出一种适用于混合动力汽车的扭矩控制的监控应用的扭矩监控方法。本专利技术的又一目的在于，通过设计扭矩监控算法以提高汽车扭矩控制的安全性。为实现以上目的或者其他目的，本专利技术提供以下技术方案。按照本专利技术的一方面，提供一种混合动力汽车的扭矩监控方法，其包括以下步骤：（a）基于与扭矩相关的驾驶员操作信息以及状态信息，计算得出最大/最小稳态扭矩限值；（b）将作用于车轮端的实际扭矩值与所述最大/最小稳态扭矩限值进行比较，如果所述实际扭矩值超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，计算输出相应的超限扭矩；（c）基于所述超限扭矩计算相应的超限加速度，并且对所述超限加速度进行积分计算以得到相应的超限速度和超限位移；以及（d）判断所述超限速度和/或超限位移是否超出相应的预定的安全阈值，以确定当前实际扭矩值是否处于安全状态。在一优选实施例中，在所述（a）步骤中，所述最大/最小稳态扭矩限值被进行滤波处理。在一实施例中，在所述（b）步骤中，将从所述混合动力汽车中所包括的各个动力源反馈的实际输出扭矩进行加和，然后乘以传动比计算得出所述实际扭矩值。优选地，在所述（b）步骤中，所述超限扭矩等于所述实际扭矩值减去所述最大/最小稳态扭矩限值。优选地，在所述（b）步骤中，如果所述实际扭矩值未超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，则判断当前实际扭矩值处于安全状态。优选地，在所述（c）步骤中，所述超限扭矩除以车轮的半径以转换得到超限驱动力，然后再除以所述混合动力汽车的整车质量以计算得出相应的超限加速度。优选地，所述预定的安全阈值包括对应于所述超限速度的第一安全阈值和对应于所述超限位移的第二安全阈值。优选地，在所述（d）步骤中，在所述超限速度超出所述第一安全阈值，和/或者所述超限位移超出所述第二安全阈值时，该当前实际扭矩值确定为不安全状态。优选地，在所述（d）步骤中，当前实际扭矩值确定为不安全状态时，进一步触发扭矩监控的故障处理以输出动力关断信号，并通过独立的关断路径切断整车的动力输出。优选地，所述最大/最小稳态扭矩限值根据当前档位是前进档还是倒车档确定。按照本专利技术的又一方面，提供一种混合动力汽车的扭矩监控，其包括：稳态扭矩限值计算部件，其用于基于与扭矩相关的驾驶员操作信息以及状态信息、计算得出最大/最小稳态扭矩限值；比较部件，其用于将作用于车轮端的实际扭矩值与所述最大/最小稳态扭矩限值进行比较，如果所述实际扭矩值超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，计算输出相应的超限扭矩；加速度计算部件，其用于基于所述超限扭矩计算相应的超限加速度，并且对所述超限加速度进行积分计算以得到相应的超限速度和超限位移；以及仲裁部件，其用于判断所述超限速度和/或超限位移是否超出相应的预定的安全阈值以确定当前实际扭矩值是否处于安全状态。本专利技术的技术效果是，该扭矩监控方法简单，并且完全适合于混合动力汽车的动力系统配置，因此监控可靠性好，可以大大提高混合动力汽车的扭矩控制的安全性。附图说明从结合附图的以下详细说明中，将会使本专利技术的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。图1是混合动力汽车的动力系统配置的常见结构示意图。图2是按照本专利技术一实施例的混合动力汽车的扭矩监控方法的过程示意图。具体实施方式下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本专利技术的基本了解，并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。图1所示为混合动力汽车的动力系统配置的常见结构示意图。如图1所示，混合动力汽车的动力系统包括多个动力源，在该示例中，动力系统中包括三个动力源：发动机110、TM电机130、ISG电机120。其中发动机110与ISG电机120之间通过扭转减震器固连，然后通过离合器C1与电驱变速箱连接；TM电机130通过另一个离合器C2与电驱动变速箱连接。其中，电驱动变速箱是动力耦合装置，电驱动变速箱之后再通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车的扭矩监控方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）基于与扭矩相关的驾驶员操作信息以及状态信息，计算得出最大/最小稳态扭矩限值；（b）将作用于车轮端的实际扭矩值与所述最大/最小稳态扭矩限值进行比较，如果所述实际扭矩值超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，计算输出相应的超限扭矩；（c）基于所述超限扭矩计算相应的超限加速度，并且对所述超限加速度进行积分计算以得到相应的超限速度和超限位移；以及（d）判断所述超限速度和/或超限位移是否超出相应的预定的安全阈值，以确定当前实际扭矩值是否处于安全状态。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车的扭矩监控方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）基于与扭矩相关的驾驶员操作信息以及状态信息，计算得出最大/最小稳态扭矩限值；（b）将作用于车轮端的实际扭矩值与所述最大/最小稳态扭矩限值进行比较，如果所述实际扭矩值超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，计算输出相应的超限扭矩；（c）基于所述超限扭矩计算相应的超限加速度，并且对所述超限加速度进行积分计算以得到相应的超限速度和超限位移；以及（d）判断所述超限速度和/或超限位移是否超出相应的预定的安全阈值，以确定当前实际扭矩值是否处于安全状态。2.如权利要求1所述的扭矩监控方法，其特征在于，在所述（a）步骤中，所述最大/最小稳态扭矩限值被进行滤波处理。3.如权利要求1所述的扭矩监控方法，其特征在于，在所述（b）步骤中，将从所述混合动力汽车中所包括的各个动力源反馈的实际输出扭矩进行加和，然后乘以传动比计算得出所述实际扭矩值。4.如权利要求1或3所述的扭矩监控方法，其特征在于，在所述（b）步骤中，所述超限扭矩等于所述实际扭矩值减去所述最大/最小稳态扭矩限值。5.如权利要求1或3所述的扭矩监控方法，其特征在于，在所述（b）步骤中，如果所述实际扭矩值未超出最大稳态扭矩限值或最小稳态扭矩限值，则判断当前实际扭矩值处于安全状态。6.如权利要求1所述的扭矩监控方法，其特征在于，在所述（c）步骤中，所述超限扭矩除以车轮的半径以转换得到超限驱动力，然后再除以所述混合动...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，周宇星，薛剑波，姜辛，孙俊，冯建苗，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31