一种车辆扭矩估算方法及装置与流程

本技术涉及电机控制，具体涉及一种车辆扭矩估算方法及装置。

背景技术：

1、随着新能源汽车的不断发展，作为动力核心的电机电控的安全性也受到了很多的关注，尤其是近几年功能安全理念不断深入，很多oem(original equipmentmanufacturer，原始设备制造商)厂商对电机电控的功能安全方面提出了很多需求，尤其的软件功能上的要求尤其严苛，主要体现在对扭矩的执行和监控方面，有些oem对估算的扭矩提出3％的精度要求。

2、现有的扭矩估算方式主要是利用电机的电磁转矩方程来计算实际的扭矩，事先会计算或者标定出实际的电机参数，利用实际电流来推算dq轴电流，在带入公式进行计算。或者还有利用计算电功率，利用当前测得的转速和扭矩转速-功率公式来算出扭矩。

3、然而，现有的技术很难完全将电机参数测准，尤其是在高速情况下，弱磁电流较大的情况下，转子温度会升的比较快，与定子温度的差异较大，测得的参数已经不适用于计算扭矩。还有用功率来估算扭矩，功率的估算也是个难点，还要考虑不同工况下的效率问题，所以很难将精度估算的准。

技术实现思路

1、本技术提供一种车辆扭矩估算方法及装置，其可较为精确地对新能源汽车电机的输出扭矩进行估算。

2、第一方面，本技术实施例提供一种车辆扭矩估算方法，所述车辆扭矩估算方法包括：

3、在设定的低电机转速段，标定电机参数中的转子磁链、d轴电感和q轴电感以估算低电机转速段下的车辆扭矩；

4、在设定的高电机转速段，标定电机参数中的q轴电感，根据q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子，并根据所述扭矩计算因子估算高电机转速段下的车辆扭矩；

5、在设定的中间转速过渡段，对所述低电机转速段下的车辆扭矩和高电机转速段下的车辆扭矩进行加权平均，以估算中间转速过渡段下的车辆扭矩。

6、结合第一方面，在一种实施方式中，所述在设定的低电机转速段，标定电机参数中的转子磁链、d轴电感和q轴电感以估算低电机转速段下的车辆扭矩，包括：

7、测试电机定子温度和转子磁链的关系；

8、基于上位机分配的d轴电流和q轴电流，查看并记录上位机反馈的d轴电压和q轴电压，根据转子磁链的大小、d轴电压与d轴电感的关系，以及q轴电压与q轴电感的关系，标定对应d轴电流和q轴电流下的d轴电感和q轴电感；

9、根据电磁转矩与转子磁链、d轴电感和q轴电感之间的关系估算低电机转速段下的车辆扭矩。

10、结合第一方面，在一种实施方式中，所述测试电机定子温度和转子磁链的关系，包括：

11、将电机安装至测功机上并以设定转速运转；

12、将d轴电流设为0，并基于最大电流划分为多个测试点，利用每个测试点对q轴电流进行赋值；

13、统计每一测试点下q轴电流、电机定子温度和测试扭矩；

14、根据公式：确定电机定子温度和转子磁链的关系，其中，te'为测试扭矩，pn为极对数，为转子磁链，iq为q轴电流。

15、结合第一方面，在一种实施方式中，所述根据转子磁链的大小、d轴电压与d轴电感的关系，以及q轴电压与q轴电感的关系，标定对应d轴电流和q轴电流下的d轴电感和q轴电感，包括：

16、根据公式：ud＝-ωe*(lq*iq)和确定对应d轴电流和q轴电流下的d轴电感和q轴电感；

17、其中，ud为d轴电压，uq为q轴电压，id为d轴电流，iq为q轴电流，ld为d轴电感，lq为q轴电感，ωe为电角速度，为转子磁链。

18、结合第一方面，在一种实施方式中，所述在设定的高电机转速段，标定电机参数中的q轴电感，根据q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子，并根据所述扭矩计算因子估算高电机转速段下的车辆扭矩，包括：

19、基于上位机分配的d轴电流和q轴电流，查看并记录上位机反馈的d轴电压和q轴电压；

20、根据公式：ud＝-ωe*(lq*iq)，确定q轴电感；

21、基于公式：转换得到根据所述q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子：

22、根据扭矩计算因子和公式估算高电机转速段下的车辆扭矩te；

23、其中，te为车辆扭矩，ud为d轴电压，uq为q轴电压，id为d轴电流，iq为q轴电流，ld为d轴电感，lq为q轴电感，ωe为电角速度，为转子磁链。

24、结合第一方面，在一种实施方式中，还包括：

25、根据d轴电流、q轴电流、当前电机转速、电机温度、估算的车辆扭矩值、测量的车辆扭矩值以及估算的车辆扭矩值与测量的车辆扭矩值，进行回归计算，以获取回归计算的扭矩误差；

26、根据估算的车辆扭矩值与扭矩误差之和确定最终的车辆扭矩。

27、第二方面，一种车辆扭矩估算装置，所述车辆扭矩估算装置包括计算模块，所述计算模块用于：

28、在设定的低电机转速段，标定电机参数中的转子磁链、d轴电感和q轴电感以估算低电机转速段下的车辆扭矩；

29、在设定的高电机转速段，标定电机参数中的q轴电感，根据q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子，并根据所述扭矩计算因子估算高电机转速段下的车辆扭矩；

30、在设定的中间转速过渡段，对所述低电机转速段下的车辆扭矩和高电机转速段下的车辆扭矩进行加权平均，以估算中间转速过渡段下的车辆扭矩。

31、结合第二方面，在一种实施方式中，所述计算模块在设定的低电机转速段，标定电机参数中的转子磁链、d轴电感和q轴电感以估算低电机转速段下的车辆扭矩，包括：

32、测试电机定子温度和转子磁链的关系；

33、基于上位机分配的d轴电流和q轴电流，查看并记录上位机反馈的d轴电压和q轴电压，根据转子磁链的大小、d轴电压与d轴电感的关系，以及q轴电压与q轴电感的关系，标定对应d轴电流和q轴电流下的d轴电感和q轴电感；

34、根据电磁转矩与转子磁链、d轴电感和q轴电感之间的关系估算低电机转速段下的车辆扭矩。

35、结合第二方面，在一种实施方式中，所述计算模块在设定的高电机转速段，标定电机参数中的q轴电感，根据q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子，并根据所述扭矩计算因子估算高电机转速段下的车辆扭矩，包括：

36、基于上位机分配的d轴电流和q轴电流，查看并记录上位机反馈的d轴电压和q轴电压；

37、根据公式：ud＝-ωe*(lq*iq)，确定q轴电感；

38、基于公式：转换得到根据所述q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子：

39、根据扭矩计算因子和公式估算高电机转速段下的车辆扭矩te；

40、其中，te为车辆扭矩，ud为d轴电压，uq为q轴电压，id为d轴电流，iq为q轴电流，ld为d轴电感，lq为q轴电感，ωe为电角速度，为转子磁链。

41、结合第二方面，在一种实施方式中，还包括回归模块，所述回归模块用于：

42、根据d轴电流、q轴电流、当前电机转速、电机温度、估算的车辆扭矩值、测量的车辆扭矩值以及估算的车辆扭矩值与测量的车辆扭矩值，进行回归计算，以获取回归计算的扭矩误差；

43、根据估算的车辆扭矩值与扭矩误差之和确定最终的车辆扭矩。

44、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

45、本技术中的车辆扭矩估算方法，其通过在设定的低电机转速段，标定电机参数中的转子磁链、d轴电感和q轴电感以估算低电机转速段下的车辆扭矩；在设定的高电机转速段，标定电机参数中的q轴电感，根据q轴电感与实时反馈的q轴电压，计算与转子磁链相关的扭矩计算因子，并根据所述扭矩计算因子估算高电机转速段下的车辆扭矩；在设定的中间转速过渡段，对所述低电机转速段下的车辆扭矩和高电机转速段下的车辆扭矩进行加权平均，以估算中间转速过渡段下的车辆扭矩。

46、从而针对不同的转速段采用了不同的估算策略，以适应于各个转速段的特点，进而来规避因为弱磁电流的增大导致电机参数发生变化，以提高估算的扭矩的准确性，另外还利用回归模型对误差进行了估算，能够进一步提升估算的精度。