一种电动汽车扭矩安全监控系统及方法与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车扭矩安全监控系统及方法。


背景技术：

2.新能源汽车行业蓬勃发展，整车功能逐减完善，对电控系统的安全性可靠性要求也越来越高，其中动力驱动系统更是直接与行车安全相关，因此对安全性要求更高。
3.整车控制器根据驾驶员的制动踏板、加速踏板开度输入对驾驶员需求扭矩进行解析,通过can总线发送扭矩需求,电机控制器接收扭矩指令并控制三相交流电驱动电机，执行扭矩需求从而驱动车辆行驶。需要特别注意的是，驾驶员的扭矩请求和实际的轮端的输出扭矩并没有机械上的关联，需求解析和需求执行都依赖于电控系统的计算和can总线的传输。
4.从驾驶员的行车需求到电控执行，该过程的多个流程和环节可能存在一些干扰因素影响扭矩输出。如踏板机械卡滞、传感器老化信号异常、环境因素产生电磁干扰、can通信信号异常、车轮轴被卡住无法旋转等等因素均可能导致车辆的扭矩异常。
5.当电机出现非需求扭矩、空转等异常的扭矩输出状态时，会导致车辆失控，损害车辆，危害驾乘人员及其他交通参与者的人身安全，为了避免上述异常的出现，传统车或新能源汽车引入了扭矩安全监控。而现有扭矩安全监测技术存在的主要问题如下：
6.监控方案中需设置独立的安全监控芯片，提升整车成本；同时，由于引入了独立的安全监控芯片，车内线路复杂度提高；
7.监测的扭矩数据来源多，对内存占用大，常常需要监测轮端实际扭矩与轴端输出扭矩。
8.鉴于以上扭矩安全监控的方案和现状，有必要提出了一种在整车控制器策略层上实现的扭矩监控方案。


技术实现要素：

9.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电动汽车扭矩安全监控系统及方法，无需设置独立的安全监控芯片，在整车控制器策略层上实现了车辆扭矩安全监测，降低了车辆成本，提高了电动汽车的扭矩控制精确性与鲁棒性，提升了行车安全性。
10.根据本发明的第一方面，提供了一种电动汽车扭矩安全监控系统，包括：外围硬件、整车控制器、电机控制器和电机，
11.所述外围硬件用于获取用户的扭矩控制信号；
12.所述整车控制器用于将扭矩控制信号解析为扭矩需求、判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；还用于根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常；
13.所述电机控制器用于将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号
是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；还用于获取扭矩反馈信号。
14.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
15.可选的，所述外围硬件包括：加速踏板、制动踏板和/或巡航按键，所述外围硬件的传感器通过硬线与整车控制器连接，用于传递用户的行车需求信号，所述行车需求信号包括扭矩控制信号。
16.可选的，所述整车控制器通过can总线与电机控制器双向通信连接，用于实现整车控制器向电机控制器输出扭矩需求，还用于实现电机控制器向整车控制器输出扭矩反馈信号。
17.可选的，所述判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；包括：
18.判断当前扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内：若不在需求扭矩额定范围内，则进行扭矩需求故障报警，发送整车控制器扭矩需求故障标志位；
19.若在需求扭矩额定范围内，则将当前扭矩需求的本周期需求扭矩dn与上一周期需求扭矩d
n-1
作差，判断得到的需求扭矩差值的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1：若大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则上报整车控制器需求扭矩异常跳变故障、发送整车控制器扭矩需求跃变故障标志位，；
20.若不大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则判定当前的扭矩需求为合理的扭矩需求，输出当前的扭矩需求。
21.可选的，所述将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；包括：
22.将扭矩需求解析为扭矩执行信号，判断当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内：
23.若不在信号额定范围δ内，则上报电机控制器执行扭矩不在范围内故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位；
24.若在信号额定范围δ内，则将扭矩执行信号的本周期执行扭矩en和上一周期执行扭矩e
n-1
作差，判断得到的执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2：
25.若不大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则上报电机控制器执行扭矩跳变异常的故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位；
26.若大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则根据当前扭矩执行信号控制输入电机的三相交流电、以驱动电机执行扭矩变化。
27.可选的，所述根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常，包括：
28.将所述扭矩需求表达的需求扭矩与所述扭矩反馈信号表达的执行扭矩作差，将所得差值的绝对值在时间常数tc内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a：
29.若大于差值阈值a，则上报电机控制器执行扭矩跟随异常故障，发送电机控制器执行扭矩跟随异常标志位；
30.若不大于差值阈值a，则继续进行电机扭矩控制，输出正常工作标志位。
31.根据本发明的第二方面，提供一种电动汽车扭矩安全监控方法，包括：
32.s1，获取用户的扭矩控制信号；
33.s2，从扭矩控制信号解析出扭矩需求、判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；
34.s3，将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；
35.s4，获取扭矩反馈信号，根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常。
36.可选的，步骤s2包括：
37.判断当前扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内：若不在需求扭矩额定范围内，则进行扭矩需求故障报警，发送扭矩需求故障标志位；
38.若在需求扭矩额定范围内，则将当前扭矩需求的本周期需求扭矩dn与上一周期需求扭矩d
n-1
作差，判断得到的需求扭矩差值的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1：若大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则上报需求扭矩异常跳变故障、发送扭矩需求跃变故障标志位，；
39.若不大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则判定当前的扭矩需求为合理的扭矩需求，输出当前的扭矩需求。
40.可选的，步骤s3包括：
41.将扭矩需求解析为扭矩执行信号，判断当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内：
42.若不在信号额定范围δ内，则上报执行扭矩不在范围内故障，发送执行扭矩异常标志位；
43.若在信号额定范围δ内，则将扭矩执行信号的本周期执行扭矩en和上一周期执行扭矩e
n-1
作差，判断得到的执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2：
44.若不大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则上报执行扭矩跳变异常的故障，发送执行扭矩异常标志位；
45.若大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则根据当前扭矩执行信号控制输入电机的三相交流电、以驱动电机执行扭矩变化。
46.可选的，步骤s4包括：
47.获取扭矩反馈信号，将所述扭矩需求表达的需求扭矩与所述扭矩反馈信号表达的执行扭矩作差，将所得差值的绝对值在时间常数tc内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a：
48.若大于差值阈值a，则上报执行扭矩跟随异常故障，发送执行扭矩跟随异常标志位；
49.若不大于差值阈值a，则继续进行电机扭矩控制，输出正常工作标志位。
50.本发明提供的一种电动汽车扭矩安全监控系统及方法，从应用层出发，提出了一种在整车控制器应用层的扭矩安全监测方案，在保证了行车安全的前提下，减少了整车成本和资源占用。科学地监控了整车控制器的扭矩需求及电机控制器的执行扭矩输出，进行了科学有效的监控，提高了电动汽车的扭矩精确性与鲁棒性，保证了行车安全。
附图说明
51.图1为本发明提供的一种电动汽车扭矩安全监控系统组成框图；
52.图2为本发明提供的一种电动汽车扭矩安全监控方法流程图；
53.图3为某一实施例中一种电动汽车扭矩安全监控方法流程图。
具体实施方式
54.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
55.图1为本发明提供的一种电动汽车扭矩安全监控系统组成框图。如图1所示，本发明提供的一种电动汽车扭矩安全监控系统，包括：外围硬件、整车控制器、电机控制器和电机，
56.所述外围硬件用于获取用户的扭矩控制信号；
57.所述整车控制器用于从扭矩控制信号中解析出扭矩需求、判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求到电机控制器；还用于根据电机控制器提供的扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常；
58.所述电机控制器用于将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；还用于向整车控制器输出车辆的扭矩反馈信号。
59.可以理解的是，基于背景技术中的缺陷，本发明实施例提出了一种电动汽车扭矩安全监控系统，以新能源汽车电控系统为实施主体的技术方案，集成了扭矩安全监控策略，解决了独立的安全监控芯片带来的成本问题和线路复杂度问题，解决了电机卡滞带来的能量输出异常问题，解决了车辆发生未按照驾驶员预期产生的车辆移动的问题，解决了车辆扭矩异常跃变带来的乘坐不适与安全问题，解决了电机控制器输出异常损坏电机的问题。该系统从应用层出发，提出了一种在整车控制器应用层的扭矩安全监测方案，在保证了行车安全的前提下，减少了整车成本和资源占用；科学地监控了整车控制器的扭矩需求及电机控制器的执行扭矩输出，进行了科学有效的监控，提高了电动汽车的扭矩精确性与鲁棒性，保证了行车安全。
60.在一种可能的实施例方式中，如图1所示，所述外围硬件包括但不限于：加速踏板、制动踏板和/或巡航按键等，所述外围硬件的传感器通过硬线与整车控制器连接，用于传递用户的行车需求信号至整车控制器，所述行车需求信号包括但不限于扭矩控制信号。
61.如图1所示，外围硬件传感器将信号通过硬线传输到整车控制器中，整车控制器通过外围硬线信号判断驾驶员行车需求，整车控制器通过can总线连接电机控制器可实现信号双向传输，例如实现整车控制器向电机控制器输出扭矩需求指令，以及实现电机控制器向整车控制器输出扭矩反馈信号。电机控制器通过控制输出u、v、w三相交流高压电驱动电机，电机输出执行扭矩需求。整车控制器内部判断扭矩需求是否合理，并将合理的扭矩需求输出到电机控制器；同时接收电机控制器返回的扭矩反馈信号，根据扭矩反馈信号和扭矩需求判断车辆的执行扭矩是否合理，扭矩跟随是否异常，并做出相应处理，提升了电动汽车的扭矩精确性与鲁棒性，保证了行车安全。
62.在一种可能的实施例方式中，在整车控制器中，如图3的流程图所示，判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；包括：
63.判断当前扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内：若不在需求扭矩额定范围内，则进行扭矩需求故障报警，发送整车控制器扭矩需求故障标志位；
64.若在需求扭矩额定范围内，则将当前扭矩需求的本周期需求扭矩dn与上一周期需求扭矩d
n-1
作差，判断得到的需求扭矩差值的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1：若大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则上报整车控制器需求扭矩异常跳变故障、发送整车控制器扭矩需求跃变故障标志位，；
65.若不大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则判定当前的扭矩需求为合理的扭矩需求，向电机控制器输出当前的扭矩需求。
66.可以理解的是，本实施例解决了整车控制器扭矩需求输出异常问题。通过判断输入到整车控制器的扭矩控制信号解析的扭矩需求是否合理，从扭矩控制的源头保证扭矩控制的合理性与有效性，以提升行车安全性。
67.在一种可能的实施例方式中，如图3所示，所述将扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；还用于输出扭矩反馈信号，包括：
68.将扭矩需求解析为扭矩执行信号，判断当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内：
69.若不在信号额定范围δ内，则上报电机控制器执行扭矩不在范围内故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位；
70.若在信号额定范围δ内，则将扭矩执行信号的本周期执行扭矩en和上一周期执行扭矩e
n-1
作差，判断得到的执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2：
71.若不大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则上报电机控制器执行扭矩跳变异常的故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位；
72.若大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则根据当前扭矩执行信号控制输入电机的三相交流电、以驱动电机执行扭矩变化；
73.获取车辆的扭矩反馈信号，将所述扭矩反馈信号传输到整车控制器。
74.可以理解的是，本实施例解决了电机控制器执行扭矩输出异常问题。本实施例保障将扭矩需求解析为扭矩执行信号的准确性，保证了电机执行扭矩在安全范围内，进一步提升了行车安全性。
75.在一种可能的实施例方式中，所述根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常，包括：
76.将所述扭矩需求表达的需求扭矩与所述扭矩反馈信号表达的执行扭矩作差，将所得差值的绝对值在时间常数tc内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a：
77.若大于差值阈值a，则上报电机控制器执行扭矩跟随异常故障，发送电机控制器执行扭矩跟随异常标志位；
78.若不大于差值阈值a，则继续进行电机扭矩控制，输出正常工作标志位。
79.可以理解的是，本实施例解决了电机控制器执行扭矩输出与整车控制器扭矩输出不匹配的问题。在成功实现对电机的扭矩控制后，将扭矩反馈信号与扭矩需求相比较，可以得到执行扭矩与预期需求扭矩之间的差异，从而实现将车辆扭矩控制在一个期望的精度内，提高了电动汽车的扭矩精确性与鲁棒性。
80.如图2所示，本实施例还提供一种电动汽车扭矩安全监控方法，该方法包括：
81.s1，获取用户的扭矩控制信号；
82.s2，从扭矩控制信号解析出扭矩需求、判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；
83.s3，将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；
84.s4，获取扭矩反馈信号，根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常。
85.可以理解的是，用户的扭矩需求可通过图1所示的外围硬件传感器获取。本发明在保证了行车安全的前提下，减少了整车成本和资源占用，科学地监控了整车控制器的扭矩需求及电机控制器的执行扭矩输出，提高了电动汽车的扭矩精确性与鲁棒性，保证了行车安全。
86.在一种可能的实施例方式中，步骤s2包括：
87.判断当前扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内：若不在需求扭矩额定范围内，则进行扭矩需求故障报警，发送扭矩需求故障标志位；
88.若在需求扭矩额定范围内，则将当前扭矩需求的本周期需求扭矩dn与上一周期需求扭矩d
n-1
作差，判断得到的需求扭矩差值的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1：若大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则上报需求扭矩异常跳变故障、发送扭矩需求跃变故障标志位，；
89.若不大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则判定当前的扭矩需求为合理的扭矩需求，输出当前的扭矩需求。
90.在一种可能的实施例方式中，步骤s3包括：
91.将扭矩需求解析为扭矩执行信号，判断当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内：
92.若不在信号额定范围δ内，则上报执行扭矩不在范围内故障，发送执行扭矩异常标志位；
93.若在信号额定范围δ内，则将扭矩执行信号的本周期执行扭矩en和上一周期执行扭矩e
n-1
作差，判断得到的执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2：
94.若不大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则上报执行扭矩跳变异常的故障，发送执行扭矩异常标志位；
95.若大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则根据当前扭矩执行信号控制输入电机的三相交流电、以驱动电机执行扭矩变化。
96.在一种可能的实施例方式中，步骤s4包括：
97.获取车辆的扭矩反馈信号并输出，将所述扭矩需求表达的需求扭矩与所述扭矩反馈信号表达的执行扭矩作差，将所得差值的绝对值在时间常数tc内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a：
98.若大于差值阈值a，则上报执行扭矩跟随异常故障，发送执行扭矩跟随异常标志位；
99.若不大于差值阈值a，则继续进行电机扭矩控制，输出正常工作标志位。
100.基于图1的系统结构框图以及图3的流程图，现通过某一个具体实施场景对本发明的方案进行举例说明。
101.步骤一：整车ready，上电；
102.步骤二：整车控制器接收图1中各路传感器信号，判断此时的扭矩控制信号并输出；
103.步骤三：从扭矩控制信号中解析出扭矩需求，判断整车控制器中的扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内，若在需求扭矩额定范围内，则执行步骤四，若不在需求扭矩额定范围内，则执行步骤五；
104.步骤四：将当前扭矩需求的本周期输出扭矩需求值dn与上一周期的扭矩需求值d
n-1
作差，判断该扭矩变化量(即得到的扭矩需求差值)的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1，若不大于，则执行步骤六，若大于，则执行步骤七；
105.步骤五：上报整车控制器扭矩需求故障，发送整车控制器扭矩需求故障标志位，跳转执行步骤十五；
106.步骤六：整车控制器将扭矩需求转换为扭矩需求指令发送给电机控制器，电机控制器解析扭矩需求指令并发出扭矩执行信号以驱动电机执行扭矩需求，然后跳转执行步骤八；
107.步骤七：上报整车控制器需求扭矩异常跳变故障，发送整车控制器扭矩需求跃变故障标志位，跳转执行步骤十五；
108.步骤八：判断电机控制器执行扭矩时当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内，若在信号额定范围δ内，则执行步骤九，若不在信号额定范围δ内，则执行步骤十；
109.步骤九：将电机控制器发出的扭矩执行信号的本周期执行扭矩en和上一周期的执行扭矩e
n-1
作差，判断该执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2，若大于，则执行步骤十一，若不大于，则执行步骤十二；
110.步骤十：上报电机控制器执行扭矩不在范围内故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位，跳转执行步骤十五；
111.步骤十一：上报电机控制器执行扭矩跳变异常的故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位，跳转执行步骤十五；
112.步骤十二：将整车控制器中需求扭矩和电机控制器中扭矩反馈信号表达的执行扭矩的值作差，将所得差值的绝对值在时间常数tc内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a，若大于，跳转执行步骤十三，若不大于，跳转执行步骤十四；
113.步骤十三：上报电机控制器执行扭矩跟随异常故障，发送电机控制器执行扭矩跟随异常标志位，跳转执行步骤十五；
114.步骤十四：正常执行，继续进行电机扭矩控制，电机输出扭矩，输出正常工作标志位，返回执行步骤二；
115.步骤十五：整车下电，退出ready状态。
116.本发明实施例提供的一种电动汽车扭矩安全监控系统及方法，从应用层出发，提出了一种在整车控制器应用层的扭矩安全监测方案，在保证了行车安全的前提下，减少了整车成本和资源占用。科学地监控了整车控制器的扭矩需求及电机控制器的执行扭矩输出，进行了科学有效的监控，提高了电动汽车的扭矩精确性与鲁棒性，保证了行车安全。更具体的，本发明的方案解决了整车控制器扭矩需求输出异常问题，解决了电机控制器执行扭矩输出异常问题，解决了电机控制器执行扭矩输出与整车控制器扭矩输出不匹配的问
题，解决独立的安全监控芯片带来的成本问题和线路复杂度问题，解决电机卡滞带来的能量输出异常问题，解决车辆发生未按照驾驶员预期产生的车辆移动的问题，解决车辆扭矩异常跃变带来的乘坐不适与安全问题，解决电机控制器输出异常损坏电机的问题。相比于现有技术，其尤其具有以下优点：
117.将扭矩安全监控策略设置在了电控系统中，相比于传统的独立扭矩监控安全芯片，降低了车辆线束与控制器的复杂度，也减少了整车成本。
118.传统方案需从轮端采集扭矩，会影响扭矩安全监控的实时性。本方案判断依据直接采集自电机控制系统，更好地保证信号的实时性与行车安全。
119.需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
120.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
121.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
122.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
123.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
124.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
125.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种电动汽车扭矩安全监控系统，其特征在于，包括：外围硬件、整车控制器、电机控制器和电机，所述外围硬件用于获取用户的扭矩控制信号；所述整车控制器用于从扭矩控制信号中解析出扭矩需求、判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；还用于根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常；所述电机控制器用于将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；还用于输出扭矩反馈信号。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车扭矩安全监控系统，其特征在于，所述外围硬件包括：加速踏板、制动踏板和/或巡航按键，所述外围硬件的传感器通过硬线与整车控制器连接，用于传递用户的行车需求信号，所述行车需求信号包括扭矩控制信号。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车扭矩安全监控系统，其特征在于，所述整车控制器通过can总线与电机控制器双向通信连接，用于实现整车控制器向电机控制器输出扭矩需求，还用于实现电机控制器向整车控制器输出扭矩反馈信号。4.根据权利要求1所述的一种电动汽车扭矩安全监控系统，其特征在于，所述判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；包括：判断当前扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内：若不在需求扭矩额定范围内，则进行扭矩需求故障报警，发送整车控制器扭矩需求故障标志位；若在需求扭矩额定范围内，则将当前扭矩需求的本周期需求扭矩d
n
与上一周期需求扭矩d
n-1
作差，判断得到的需求扭矩差值的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1：若大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则上报整车控制器需求扭矩异常跳变故障、发送整车控制器扭矩需求跃变故障标志位，；若不大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则判定当前的扭矩需求为合理的扭矩需求，输出当前的扭矩需求。5.根据权利要求1所述的一种电动汽车扭矩安全监控系统，其特征在于，所述将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；包括：将扭矩需求解析为扭矩执行信号，判断当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内：若不在信号额定范围δ内，则上报电机控制器执行扭矩不在范围内故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位；若在信号额定范围δ内，则将扭矩执行信号的本周期执行扭矩e
n
和上一周期执行扭矩e
n-1
作差，判断得到的执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2：若不大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则上报电机控制器执行扭矩跳变异常的故障，发送电机控制器执行扭矩异常标志位；若大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则根据当前扭矩执行信号控制输入电机的三相交流电、以驱动电机执行扭矩变化。6.根据权利要求1所述的一种电动汽车扭矩安全监控系统，其特征在于，所述根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常，包括：将所述扭矩需求表达的需求扭矩与所述扭矩反馈信号表达的执行扭矩作差，将所得差
值的绝对值在时间常数t
c
内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a：若大于差值阈值a，则上报电机控制器执行扭矩跟随异常故障，发送电机控制器执行扭矩跟随异常标志位；若不大于差值阈值a，则继续进行电机扭矩控制，输出正常工作标志位。7.一种电动汽车扭矩安全监控方法，其特征在于，包括：s1，获取用户的扭矩控制信号；s2，从扭矩控制信号解析出扭矩需求、判断所述扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；s3，将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；s4，获取扭矩反馈信号，根据扭矩反馈信号与所述扭矩需求判断扭矩跟随是否正常。8.根据权利要求7所述的一种电动汽车扭矩安全监控方法，其特征在于，步骤s2包括：判断当前扭矩需求是否在需求扭矩额定范围内：若不在需求扭矩额定范围内，则进行扭矩需求故障报警，发送扭矩需求故障标志位；若在需求扭矩额定范围内，则将当前扭矩需求的本周期需求扭矩d
n
与上一周期需求扭矩d
n-1
作差，判断得到的需求扭矩差值的绝对值是否大于需求扭矩额定最大变化值δ1：若大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则上报需求扭矩异常跳变故障、发送扭矩需求跃变故障标志位，；若不大于需求扭矩额定最大变化值δ1，则判定当前的扭矩需求为合理的扭矩需求，输出当前的扭矩需求。9.根据权利要求7所述的一种电动汽车扭矩安全监控方法，其特征在于，步骤s3包括：将扭矩需求解析为扭矩执行信号，判断当前扭矩执行信号是否在信号额定范围δ内：若不在信号额定范围δ内，则上报执行扭矩不在范围内故障，发送执行扭矩异常标志位；若在信号额定范围δ内，则将扭矩执行信号的本周期执行扭矩e
n
和上一周期执行扭矩e
n-1
作差，判断得到的执行扭矩变化量的绝对值是否大于执行扭矩额定最大变化值δ2：若不大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则上报执行扭矩跳变异常的故障，发送执行扭矩异常标志位；若大于执行扭矩额定最大变化值δ2，则根据当前扭矩执行信号控制输入电机的三相交流电、以驱动电机执行扭矩变化。10.根据权利要求7所述的一种电动汽车扭矩安全监控方法，其特征在于，步骤s4包括：获取扭矩反馈信号，将所述扭矩需求表达的需求扭矩与所述扭矩反馈信号表达的执行扭矩作差，将所得差值的绝对值在时间常数t
c
内进行积分，判断该积分值是否大于差值阈值a：若大于差值阈值a，则上报执行扭矩跟随异常故障，发送执行扭矩跟随异常标志位；若不大于差值阈值a，则继续进行电机扭矩控制，输出正常工作标志位。

技术总结
本发明提供一种电动汽车扭矩安全监控系统及方法，该系统包括：外围硬件、整车控制器、电机控制器和电机；外围硬件用于获取用户的扭矩控制信号；整车控制器将扭矩控制信号解析为扭矩需求、判断扭矩需求是否合理，并输出合理的扭矩需求；还根据扭矩反馈信号与扭矩需求判断扭矩跟随是否正常；电机控制器用于将所述扭矩需求解析为扭矩执行信号、并判断扭矩执行信号是否合理，根据合理的扭矩执行信号驱动电机执行扭矩变化；还输出扭矩反馈信号。本发明在整车控制器策略层上实现了车辆扭矩安全监测，降低了车辆成本，提高了电动汽车的扭矩控制精确性与鲁棒性，提升了行车安全性。提升了行车安全性。提升了行车安全性。


技术研发人员：王军德 张讲
受保护的技术使用者：武汉光庭信息技术股份有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/7/22