CN103112363A - 汽车驱动电机控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车驱动电机控制方法，包括步骤：驱动电机控制器在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元；车辆控制单元在接收到所述就绪状态信号后，记录驱动电机控制器处于就绪状态；驱动电机控制器按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器的实时运行数据至车辆控制单元；车辆控制单元接收到所述实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器是否处于就绪状态，若是，则根据实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送控制指令至驱动电机控制器；驱动电机控制器根据控制指令控制驱动电机的运行。此外，还提供一种汽车驱动电机控制系统。上述方法和系统可实现对驱动电机的控制并降低成本、提高控制性能。

Description

汽车驱动电机控制方法和系统

【技术领域】

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种汽车驱动电机控制方法和系统。

【背景技术】

汽车中的驱动电机控制器用于控制驱动电机，实现对驱动电机控制器的控制即可实现对驱动电机的控制。传统的驱动电机控制方法有多种，包括基于电子线路模拟的控制方法、基于开关信号的控制方法等等。传统的方法中，需要采用较复杂的数字电路和模拟电路来实现对驱动电机控制器的控制，因此，数字电路和模拟电路的设计成本和维护成本都较高，且数据传输距离短，传输质量容易受外界干扰，传输速度慢。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能降低成本且提高控制性能的汽车驱动电机控制方法。

一种汽车驱动电机控制方法，包括以下步骤：

驱动电机控制器在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元；

车辆控制单元在接收到所述就绪状态信号后，记录驱动电机控制器处于就绪状态；

驱动电机控制器按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器的实时运行数据至车辆控制单元；

车辆控制单元接收到所述实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器是否处于就绪状态，若是，则根据所述实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送所述控制指令至驱动电机控制器；

驱动电机控制器根据所述控制指令控制驱动电机的运行。

在其中一个实施例中，所述实时运行数据包括电压、电流、功率、转矩、转速、温度、故障信息和运行状态中的一种或几种。

在其中一个实施例中，控制指令的种类包括自由状态控制指令、反向驱动控制指令、正向驱动控制指令、制动控制指令中的一种或几种；

驱动电机控制器根据所述控制指令控制驱动电机的运行的步骤为：驱动电机控制器判断接收到的控制指令的种类，若接收到的控制指令为自由状态控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于自由状态不消耗电能，若接收到的控制指令为反向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于反向驱动状态，若接收到的控制指令为正向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于正向驱动状态，若接收到的控制指令为制动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于制动状态。

在其中一个实施例中，在所述驱动电机控制器在启动后进行自检的步骤之前，所述方法还包括步骤：

给驱动电机控制器和车辆控制单元分别安装局域网收发模块，将所述局域网收发模块接入到控制器局域网，使得驱动电机控制器和车辆控制单元能通过控制器局域网收发信息。

在其中一个实施例中，在所述驱动电机控制器在启动后进行自检的步骤之前，所述方法还包括步骤：

控制器局域网管理单元为驱动电机控制器和车辆控制单元分配通讯标识和通讯地址，并设定驱动电机控制器与车辆控制单元之间的通讯周期和通讯指令，所述通讯指令包含通讯指令数据内容、通讯指令数据格式以及通讯指令所代表的功能含义；

控制器局域网管理单元将驱动电机控制器和车辆控制单元的标识地址列表、设定的通讯周期和通讯指令发送给驱动电机控制器和车辆控制单元；

驱动电机控制器和车辆控制单元接收到标识地址列表、设定的通讯周期或设定的通讯指令后，记录接收到的标识地址列表、通讯周期和通讯指令。

此外，还有必要提供一种能降低成本且提高控制性能的汽车驱动电机控制系统。

一种汽车驱动电机控制系统，包括驱动电机控制器和车辆控制单元，驱动电机控制器与车辆控制单元通过控制器局域网进行通讯，其中：

驱动电机控制器用于在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元；

车辆控制单元用于在接收到所述就绪状态信号后，记录驱动电机控制器处于就绪状态；

驱动电机控制器还用于按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器的实时运行数据至车辆控制单元；

车辆控制单元还用于接收到所述实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器是否处于就绪状态，若是，则根据所述实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送所述控制指令至驱动电机控制器；

驱动电机控制器还用于根据所述控制指令控制驱动电机的运行。

在其中一个实施例中，所述实时运行数据包括电压、电流、功率、转矩、转速、温度、故障信息和运行状态中的一种或几种。

在其中一个实施例中，控制指令的种类包括自由状态控制指令、反向驱动控制指令、正向驱动控制指令、制动控制指令中的一种或几种；

驱动电机控制器判断接收到的控制指令的种类，若接收到的控制指令为自由状态控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于自由状态不消耗电能，若接收到的控制指令为反向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于反向驱动状态，若接收到的控制指令为正向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于正向驱动状态，若接收到的控制指令为制动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于制动状态。

在其中一个实施例中，所述系统还包括安装接入模块，用于给驱动电机控制器和车辆控制单元分别安装局域网收发模块，将所述局域网收发模块接入到控制器局域网，使得驱动电机控制器和车辆控制单元能通过局域网收发模块与控制器局域网进行通讯。

在其中一个实施例中，所述系统还包括控制器局域网管理单元，用于为驱动电机控制器和车辆控制单元分配通讯标识和通讯地址，并设定驱动电机控制器与车辆控制单元之间的通讯周期和通讯指令，所述通讯指令包含通讯指令数据内容、通讯指令数据格式以及通讯指令所代表的功能含义；

所述控制器局域网管理单元还用于将驱动电机控制器和车辆控制单元的标识地址列表、设定的通讯周期和通讯指令发送给驱动电机控制器和车辆控制单元；

所述驱动电机控制器和车辆控制单元还用于接收到标识地址列表、设定的通讯周期或设定的通讯指令后，记录接收到的标识地址列表、通讯周期和通讯指令。

上述汽车驱动电机控制方法和系统，车辆控制单元与驱动电机控制器通过控制器局域网进行通讯，实现对驱动电机控制器的控制，进而实现对驱动电机的控制，避免使用模拟或数字电路直接控制驱动电机控制器，消除传统方法中数据繁多的线束限制，不但可以大幅度降低成本，还可以提高控制灵活度以及数据通讯的抗干扰能力，提高数据通讯距离和数据通讯速度。综上所述，上述汽车驱动电机控制方法和系统可降低成本并提高控制性能。

【附图说明】

图1为一个实施例中的汽车驱动电机控制方法的流程示意图；

图2为一个实施例中的汽车驱动电机控制系统的结构示意图；

图3为另一实施例中的汽车驱动电机控制系统的结构示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，在一个实施例中，一种汽车驱动电机控制方法，包括以下步骤：

步骤S101，驱动电机控制器在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元。

驱动电机控制器即Drive Motor Controller（DMC），用于控制驱动电机。控制器局域网即Controller Area Network（CAN），是一种现场总线。CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置之间交换信息，形成汽车电子控制网络。车辆控制单元即Vehicle control unit（VCU），用于控制汽车中的各个装置部分，例如驱动电机控制器等等。

在步骤S101之前，上述汽车驱动电机控制方法还包括步骤：给驱动电机控制器和车辆控制单元分别安装局域网收发模块，将所述局域网收发模块接入到控制器局域网，使得驱动电机控制器和车辆控制单元能通过控制器局域网收发信息。

步骤S102，车辆控制单元在接收到驱动电机控制器发送的就绪状态信号后，记录驱动电机控制器处于就绪状态。

步骤S103，驱动电机控制器按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器的实时运行数据至车辆控制单元。

在一个实施例中，实时运行数据包括电压、电流、功率、转矩、转速、温度、故障信息和运行状态中的一种或几种。

步骤S104，车辆控制单元接收到实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器是否处于就绪状态，若是，则根据接收到的实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送该控制指令至驱动电机控制器。若对应的驱动电机控制器不处于就绪状态，则不根据该实时运行数据生成控制指令。

步骤S105，驱动电机控制器根据接收到的控制指令控制驱动电机的运行。

在一个实施例中，控制指令的种类包括自由状态控制指令、反向驱动控制指令、正向驱动控制指令、制动控制指令中的一种或几种；步骤S105包括以下步骤：驱动电机控制器判断接收到的控制指令的种类，若接收到的控制指令为自由状态控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于自由状态不消耗电能，若接收到的控制指令为反向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于反向驱动状态，若接收到的控制指令为正向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于正向驱动状态，若接收到的控制指令为制动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于制动状态。

在一个实施例中，在步骤S101之前，上述汽车驱动电机控制方法还包括以下步骤：控制器局域网管理单元为驱动电机控制器和车辆控制单元分配通讯标识和通讯地址，并设定驱动电机控制器与车辆控制单元之间的通讯周期和通讯指令，通讯指令包含通讯指令数据内容、通讯指令数据格式以及通讯指令所代表的功能含义。控制器局域网管理单元将驱动电机控制器和车辆控制单元的标识地址列表、设定的通讯周期和通讯指令发送给驱动电机控制器和车辆控制单元。控制器局域网管理单元为控制器局域网中管理通讯的单元。驱动电机控制器和车辆控制单元接收到标识地址列表、设定的通讯周期或设定的通讯指令后，记录接收到的标识地址列表、通讯周期和通讯指令。

本实施例中，驱动电机控制器和车辆控制单元根据分配的通讯标识和通讯地址、设定的通讯周期和通讯指令进行通讯。

具体的，步骤S101中驱动电机控制器通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元的过程包括：驱动电机控制器按照上述通讯指令数据内容、通讯指令数据格式、通讯指令所代表的功能含义生成就绪状态信号，并将就绪状态信号、驱动电机控制器的通讯标识与车辆控制单元的通讯地址封装成数据包，将数据包发送给控制器局域网管理单元，控制器局域网管理单元根据数据包中封装的通讯地址将数据包传送到通讯地址对应的通讯单元（即车辆控制单元）。

步骤S102中车辆控制单元记录驱动电机控制器处于就绪状态的具体过程包括：车辆控制单元解析包含就绪状态信号的数据包，得到其中包含的通讯标识，记录该通讯标识对应的状态为就绪状态。

步骤S103的具体过程包括：驱动电机控制器采集实时运行数据，按照上述通讯指令数据内容、通讯指令数据格式、通讯指令所代表的功能含义生成表示实时运行数据的通信指令，将生成的通信指令、驱动电机控制器的通讯标识与车辆控制单元的通讯地址封装成数据包，将数据包发送给控制器局域网管理单元，控制器局域网管理单元根据数据包中封装的通讯地址将数据包传送到通讯地址对应的通讯单元（即车辆控制单元）。

步骤S104中车辆控制单元接收到实时运行数据后，判断驱动电机控制器是否处理就绪状态的具体过程包括：车辆控制单元解析包含实时运行数据的数据包，得到其中包含的通讯标识，查找该通讯标识对应的状态是否为就绪状态，若是，则判定该通讯标识对应的通讯单元处于就绪状态。

步骤S104中车辆控制单元根据接收到的实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送所述控制指令至驱动电机控制器的具体过程包括：车辆控制单元解析包含实时运行数据的数据包，得到实时运行数据，按照上述通讯指令数据内容、通讯指令数据格式、通讯指令所代表的功能含义生成实时运行数据对应的控制指令，并在上述标识地址列表中查找解析数据包得到的通讯标识对应的通讯地址，将生成的通信指令、车辆控制单元的通讯标识与查找到的通讯地址（即驱动电机控制器的通讯地址）封装成数据包，将数据包发送给控制器局域网管理单元，控制器局域网管理单元根据数据包中封装的通讯地址将数据包传送到通讯地址对应的通讯单元（即驱动电机控制器）。

如图2所示，在一个实施例中，一种汽车驱动电机控制系统，包括驱动电机控制器20和车辆控制单元40，驱动电机控制器20与车辆控制单元40通过控制器局域网进行通讯，其中：

驱动电机控制器20用于在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元40。

上述汽车驱动电机控制系统还包括安装接入模块（图中未示出），用于给驱动电机控制器20和车辆控制单元40分别安装局域网收发模块，将所述局域网收发模块接入到控制器局域网，使得驱动电机控制器20和车辆控制单元40能通过控制器局域网收发信息。

车辆控制单元40用于在接收到驱动电机控制器20发送的就绪状态信号后，记录驱动电机控制器20处于就绪状态。

驱动电机控制器20还用于按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器20的实时运行数据至车辆控制单元40。

在一个实施例中，实时运行数据包括电压、电流、功率、转矩、转速、温度、故障信息和运行状态中的一种或几种。

车辆控制单元40还用于接收到实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器20是否处于就绪状态，若是，则根据接收到的实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送该控制指令至驱动电机控制器20。若对应的驱动电机控制器20不处于就绪状态，则不根据该实时运行数据生成控制指令。

驱动电机控制器20还用于根据接收到的控制指令控制驱动电机的运行。

在一个实施例中，控制指令的种类包括自由状态控制指令、反向驱动控制指令、正向驱动控制指令、制动控制指令中的一种或几种；驱动电机控制器20判断接收到的控制指令的种类，若接收到的控制指令为自由状态控制指令，则驱动电机控制器20控制驱动电机处于自由状态不消耗电能，若接收到的控制指令为反向驱动控制指令，则驱动电机控制器20控制驱动电机处于反向驱动状态，若接收到的控制指令为正向驱动控制指令，则驱动电机控制器20控制驱动电机处于正向驱动状态，若接收到的控制指令为制动控制指令，则驱动电机控制器20控制驱动电机处于制动状态。

如图3所示，在一个实施例中，上述汽车驱动电机控制系统还包括控制器局域网管理单元30。控制器局域网管理单元30为控制器局域网中管理通讯的单元。控制器局域网管理单元30用于为驱动电机控制器20和车辆控制单元40分配通讯标识和通讯地址，并设定驱动电机控制器20与车辆控制单元40之间的通讯周期和通讯指令，通讯指令包含通讯指令数据内容、通讯指令数据格式以及通讯指令所代表的功能含义。控制器局域网管理单元30还用于将驱动电机控制器20和车辆控制单元40的标识地址列表、设定的通讯周期和通讯指令发送给驱动电机控制器20和车辆控制单元40。驱动电机控制器20和车辆控制单元40还用于接收到标识地址列表、设定的通讯周期或设定的通讯指令后，记录接收到的标识地址列表、通讯周期和通讯指令。

本实施例中，驱动电机控制器20和车辆控制单元40根据上述分配的通讯标识和通讯地址、设定的通讯周期和通讯指令进行通讯。

具体的，驱动电机控制器20按照上述通讯指令数据内容、通讯指令数据格式、通讯指令所代表的功能含义生成就绪状态信号，并将就绪状态信号、驱动电机控制器20的通讯标识与车辆控制单元40的通讯地址封装成数据包，将数据包发送给控制器局域网管理单元30，控制器局域网管理单元30根据数据包中封装的通讯地址将数据包传送到通讯地址对应的通讯单元（即车辆控制单元40）。

车辆控制单元40解析包含就绪状态信号的数据包，得到其中包含的通讯标识，记录该通讯标识对应的状态为就绪状态。

驱动电机控制器20采集实时运行数据，按照上述通讯指令数据内容、通讯指令数据格式、通讯指令所代表的功能含义生成表示实时运行数据的通信指令，将生成的通信指令、驱动电机控制器20的通讯标识与车辆控制单元40的通讯地址封装成数据包，将数据包发送给控制器局域网管理单元30，控制器局域网管理单元30根据数据包中封装的通讯地址将数据包传送到通讯地址对应的通讯单元（即车辆控制单元40）。

车辆控制单元40解析包含实时运行数据的数据包，得到其中包含的通讯标识，查找该通讯标识对应的状态是否为就绪状态，若是，则判定该通讯标识对应的通讯单元处于就绪状态。

车辆控制单元40解析包含实时运行数据的数据包，得到实时运行数据，按照上述通讯指令数据内容、通讯指令数据格式、通讯指令所代表的功能含义生成实时运行数据对应的控制指令，并在上述标识地址列表中查找解析数据包得到的通讯标识对应的通讯地址，将生成的通信指令、车辆控制单元40的通讯标识与查找到的通讯地址（即驱动电机控制器20的通讯地址）封装成数据包，将数据包发送给控制器局域网管理单元30，控制器局域网管理单元30根据数据包中封装的通讯地址将数据包传送到通讯地址对应的通讯单元（即驱动电机控制器20）。

上述汽车驱动电机控制方法和系统，车辆控制单元与驱动电机控制器通过控制器局域网进行通讯，实现对驱动电机控制器的控制，进而实现对驱动电机的控制，避免使用模拟或数字电路直接控制驱动电机控制器，消除传统方法中数据繁多的线束限制，不但可以大幅度降低成本，还可以提高控制灵活度以及数据通讯的抗干扰能力，提高数据通讯距离和数据通讯速度。综上所述，上述汽车驱动电机控制方法和系统可降低成本并提高控制性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽车驱动电机控制方法，包括以下步骤：

驱动电机控制器在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元；

车辆控制单元在接收到所述就绪状态信号后，记录驱动电机控制器处于就绪状态；

驱动电机控制器按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器的实时运行数据至车辆控制单元；

车辆控制单元接收到所述实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器是否处于就绪状态，若是，则根据所述实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送所述控制指令至驱动电机控制器；

驱动电机控制器根据所述控制指令控制驱动电机的运行。

2.根据权利要求1所述的汽车驱动电机控制方法，其特征在于，所述实时运行数据包括电压、电流、功率、转矩、转速、温度、故障信息和运行状态中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的汽车驱动电机控制方法，其特征在于，控制指令的种类包括自由状态控制指令、反向驱动控制指令、正向驱动控制指令、制动控制指令中的一种或几种；

驱动电机控制器根据所述控制指令控制驱动电机的运行的步骤为：驱动电机控制器判断接收到的控制指令的种类，若接收到的控制指令为自由状态控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于自由状态不消耗电能，若接收到的控制指令为反向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于反向驱动状态，若接收到的控制指令为正向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于正向驱动状态，若接收到的控制指令为制动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于制动状态。

4.根据权利要求1所述的汽车驱动电机控制方法，其特征在于，在所述驱动电机控制器在启动后进行自检的步骤之前，所述方法还包括步骤：

给驱动电机控制器和车辆控制单元分别安装局域网收发模块，将所述局域网收发模块接入到控制器局域网，使得驱动电机控制器和车辆控制单元能通过控制器局域网收发信息。

5.根据权利要求4所述的汽车驱动电机控制方法，其特征在于，在所述驱动电机控制器在启动后进行自检的步骤之前，所述方法还包括步骤：

控制器局域网管理单元为驱动电机控制器和车辆控制单元分配通讯标识和通讯地址，并设定驱动电机控制器与车辆控制单元之间的通讯周期和通讯指令，所述通讯指令包含通讯指令数据内容、通讯指令数据格式以及通讯指令所代表的功能含义；

控制器局域网管理单元将驱动电机控制器和车辆控制单元的标识地址列表、设定的通讯周期和通讯指令发送给驱动电机控制器和车辆控制单元；

驱动电机控制器和车辆控制单元接收到标识地址列表、设定的通讯周期或设定的通讯指令后，记录接收到的标识地址列表、通讯周期和通讯指令。

6.一种汽车驱动电机控制系统，其特征在于，包括驱动电机控制器和车辆控制单元，驱动电机控制器与车辆控制单元通过控制器局域网进行通讯，其中：

驱动电机控制器用于在启动后进行自检，自检成功后通过控制器局域网发送就绪状态信号至车辆控制单元；

车辆控制单元用于在接收到所述就绪状态信号后，记录驱动电机控制器处于就绪状态；

驱动电机控制器还用于按照设定的通讯周期发送驱动电机控制器的实时运行数据至车辆控制单元；

车辆控制单元还用于接收到所述实时运行数据后，判断对应的驱动电机控制器是否处于就绪状态，若是，则根据所述实时运行数据生成控制指令，通过控制器局域网发送所述控制指令至驱动电机控制器；

驱动电机控制器还用于根据所述控制指令控制驱动电机的运行。

7.根据权利要求6所述的汽车驱动电机控制系统，其特征在于，所述实时运行数据包括电压、电流、功率、转矩、转速、温度、故障信息和运行状态中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的汽车驱动电机控制系统，其特征在于，控制指令的种类包括自由状态控制指令、反向驱动控制指令、正向驱动控制指令、制动控制指令中的一种或几种；

驱动电机控制器判断接收到的控制指令的种类，若接收到的控制指令为自由状态控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于自由状态不消耗电能，若接收到的控制指令为反向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于反向驱动状态，若接收到的控制指令为正向驱动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于正向驱动状态，若接收到的控制指令为制动控制指令，则驱动电机控制器控制驱动电机处于制动状态。

9.根据权利要求6所述的汽车驱动电机控制系统，其特征在于，所述系统还包括安装接入模块，用于给驱动电机控制器和车辆控制单元分别安装局域网收发模块，将所述局域网收发模块接入到控制器局域网，使得驱动电机控制器和车辆控制单元能通过局域网收发模块与控制器局域网进行通讯。

10.根据权利要求9所述的汽车驱动电机控制系统，其特征在于，所述系统还包括控制器局域网管理单元，用于为驱动电机控制器和车辆控制单元分配通讯标识和通讯地址，并设定驱动电机控制器与车辆控制单元之间的通讯周期和通讯指令，所述通讯指令包含通讯指令数据内容、通讯指令数据格式以及通讯指令所代表的功能含义；

所述控制器局域网管理单元还用于将驱动电机控制器和车辆控制单元的标识地址列表、设定的通讯周期和通讯指令发送给驱动电机控制器和车辆控制单元；

所述驱动电机控制器和车辆控制单元还用于接收到标识地址列表、设定的通讯周期或设定的通讯指令后，记录接收到的标识地址列表、通讯周期和通讯指令。

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