CN110466363A - 车辆的电机控制方法、装置、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提出一种车辆的电机控制方法、装置、设备和计算机可读存储介质，车辆包括至少两个电机，电机控制方法包括：在车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测目标电机的转速；根据目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制目标电机进入空转状态。实施本发明实施例，可以减少车辆控制系统的能量损失，提高系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及车辆动力控制技术领域，尤其涉及一种车辆的电机控制方法、装置、设备和计算机可读存储介质。
背景技术
双电机汽车在扭矩分配时，整车控制器在判断只需要一个电机输出扭矩时，会让不需要输出扭矩的电机输出零扭矩或者小扭矩。此时，虽然该电机不提供动力输出，但一直处于驱动模式，电机控制器功率模块处于正常工作状态。在工作状态下驱动系统能量损失大，系统效率低。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆的电机控制方法、装置、设备和计算机可读存储介质，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆的电机控制方法，所述车辆包括至少两个电机，所述电机控制方法包括：
在所述车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；
根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态。
在一种实施方式中，所述第一输出扭矩为零扭矩，根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态，包括：
在所述目标电机的转速小于或等于第一临界转速的情况下，控制所述目标电机进入空转状态。
在一种实施方式中，所述第一输出扭矩为零扭矩，根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态，包括：
在所述目标电机的转速大于或等于第二临界转速的情况下，控制所述目标电机进入非空转状态，并为所述目标电机分配第二输出扭矩，所述第二输出扭矩包括小于预设扭矩阈值的扭矩。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速。
在一种实施方式中，根据如下公式计算所述第一临界转速：
n＝21.2*U/P*π*Psi，其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链。
在一种实施方式中，根据如下公式计算所述第一临界转速：
n＝21.2*U/P*π*Psi-M，其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链，M为预设的回差值。
在一种实施方式中，在根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速之前，还包括：
获取目标电机当前的定子温度；
根据预存的电机永磁体磁链与定子温度的映射关系，获取当前的电机永磁体磁链。
第二方面，本发明实施例提供一种车辆的电机控制装置，所述车辆包括至少两个电机，所述电机控制装置包括：
监测模块，用于在所述车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；
控制模块，用于根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态。
第三方面，本发明实施例提供一种设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例提供的方法。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明实施例在车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，通过监测电机的转速，根据目标电机的转速和预设的临界转速的关系，确定是否控制电机进入空转状态。因此，电机在不需要输出扭矩时，可以进入空转状态，减少车辆控制系统的能量损失，提高系统效率。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图；
图2示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图；
图3示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图；
图4示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图；
图5示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图；
图6示出本发明实施例的车辆的电机控制装置的结构框图；
图7示出本发明实施例的车辆的电机控制装置的结构框图；
图8示出本发明实施例的车辆的电机控制装置的结构框图；
图9示出根据本发明实施例的设备的结构框图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
图1示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤110、在车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；
步骤120、根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态。
其中，上述车辆包括至少两个电机。例如，上述车辆可以是包括主驱电机和辅驱电机的电动四驱车辆，目标电机可以为辅驱电机。
车辆控制系统会确定各电机的扭矩需求。示例性地，根据驾驶模式和驾驶场景、路况等信息判断需要输出多少动力，结合各电机的效率云图，通过仿真验证等手段计算出各电机的扭矩分配系数，从而合理地将扭矩需求分配到各电机中。在包括有主驱电机和辅驱电机的电动车辆中，分配结果可能是主驱电机和辅驱电机都需要输出扭矩，也可能只需要主驱电机输出扭矩，不需要辅驱电机输出扭矩。
通过上述示例性方法，车辆控制系统可以确定各电机的扭矩需求，即确定第一输出扭矩。示例性地，第一输出扭矩可以是零扭矩，即车辆不需要目标电机输出扭矩。在电机输出零扭矩时，电机控制器的功率模块工作，对电机进行正常控制。
根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，可以控制电机进入空转状态。空转状态可以是电机控制器的功率模块不工作，不对电机进行控制，电机完全由外力牵引转动，例如，辅驱电机进入空转状态，主驱电机输出扭矩牵引整车运行，辅驱电机由主驱电机牵引转动，辅驱电机控制器不对辅驱电机进行控制。空转状态可以降低能量损失。
综上所述，本发明实施例的技术方案，在车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，通过监测电机的转速，根据目标电机的转速和预设的临界转速的关系，确定是否控制电机进入空转状态。因此，电机在不需要输出扭矩时，可以进入空转状态，减少车辆控制系统的能量损失，提高系统效率。
在一种示例性实施方式中，第一输出扭矩为零扭矩，根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态，包括：在所述目标电机的转速小于或等于第一临界转速的情况下，控制所述目标电机进入空转状态。
在一种示例性实施方式中，第一输出扭矩为零扭矩，根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态，包括：在所述目标电机的转速大于或等于第二临界转速的情况下，控制所述目标电机进入非空转状态，并为所述目标电机分配第二输出扭矩，所述第二输出扭矩包括小于预设扭矩阈值的扭矩。非空转状态可以是电机不退出驱动模式，包括电机输出任意数值的扭矩，例如零扭矩。第二输出扭矩可以是小扭矩，也可以是零扭矩。
根据上述示例性实施方式，图2示出本发明实施例的电机的控制方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括：
步骤110、在车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；所述第一输出扭矩为零扭矩；
步骤210、在所述目标电机的转速小于或等于第一临界转速的情况下，控制所述目标电机进入空转状态；
步骤220、在所述目标电机的转速大于或等于第二临界转速的情况下，控制所述目标电机进入非空转状态，并为所述目标电机分配第二输出扭矩，所述第二输出扭矩包括小于预设扭矩阈值的扭矩。
在车辆需要目标电机的扭矩为零的情况下，在目标电机转速低的时候，可以进入空转状态以降低能量损失。在目标电机转速高的时候，为电机分配零扭矩或者小扭矩，可以避免电机在高速状态下空转，提高安全性能。
第一临界转速和第二临界转速可以相同，也可以不同。可选地，第二临界转速大于第一临界转速。在第二临界转速大于第一临界转速的情况下，电机在低于较低临界值的转速下进入空转状态，在高于较高临界值的转速下从空转状态切换进驱动模式，可以保障电机在较为稳定的情况下才会切换运转状态，避免在单一的临界值上下反复变换运转状态。
作为一种实例性的实施方式，图3示出本发明实施例的电机的控制方法的流程图。如图3所示，该方法可以包括：
步骤110、在车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；所述第一输出扭矩为零扭矩；
步骤310、根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速；
步骤210、在所述目标电机的转速小于或等于第一临界转速的情况下，控制所述目标电机进入空转状态；
步骤220、在所述目标电机的转速大于或等于第二临界转速的情况下，控制所述目标电机进入非空转状态，并为所述目标电机分配第二输出扭矩，所述第二输出扭矩包括小于预设扭矩阈值的扭矩。
在该实施方式中，第一临界转速根据当前直流母线电压、电机永磁体磁链和电机极对数计算。示例性地，可以根据如下公式计算所述第一临界转速：
n＝21.2*U/P*π*Psi， 公式(1)
其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链。
公式(1)是由电机磁链与反电势关系公式推导而来，电机磁链与反电势关系公式体现无动力状态下电机磁链和当前直流母线电压的关系，应用在本发明实施例中，可以计算出合理的电机进入无动力空转状态的临界转速。
示例性地，还可以根据如下公式计算所述第一临界转速：
n＝21.2*U/P*π*Psi-M， 公式(2)
其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链，M为预设的回差值。
根据公式(2)计算的第一临界转速会比根据电机磁链与反电势关系公式计算的转速低一个回差值。可以使电机在较为稳定的状态下才进入空转状态。示例性地，回差值可以是100转每分钟(r/min)或者200r/min。相应地，第二临界转速m＝21.2*U/P*π*Psi。
在上述实施例的基础上，示例性地，如图4所示的本发明实施例的电机的控制方法的流程图所示，在根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速之前，还包括：
步骤410、获取目标电机当前的定子温度；
步骤420、根据预存的电机永磁体磁链与定子温度的映射关系，获取当前的电机永磁体磁链。
在示例性实施方式中，可以通过车辆中的各种传感器获取当前的定子温度。根据电机永磁体磁链与定子温度的映射关系，可以准确获取电机永磁体磁链，从而准确计算临界转速。
图5示出本发明实施例的车辆的电机控制方法的流程图。该方法可应用于电动四驱车辆，包括主驱电机和辅驱电机。包括：
步骤510、电机控制器计算可以进入空转的临界转速；
步骤520、判断电机转速是否小于临界转速；
步骤530、如果电机转速小于临界转速，则电机控制器允许空转标志位设置为1；
步骤540、如果电机转速不小于临界转速，则电机控制器允许空转标志位设置为0；
步骤610、整车控制器进行扭矩分配；
步骤620、判断辅驱电机是否不需要输出扭矩；
步骤630、如果辅驱电机需要输出扭矩，则分配辅驱电机执行扭矩；
步骤640、如果辅驱电机不需要输出扭矩，则判断电机控制器允许空转标志位是否为1；
步骤650、在电机控制器允许空转标志位为1时，辅驱电机进入空转状态；
步骤660、在电机控制器允许空转标志位不为1时，辅驱电机退出空转状态，分配零扭矩或者小扭矩。
该实施例提供了一种示例性的具体实现方法，电机控制器监测电机转速，通过设置电机控制器允许空转标志位，来设定是否允许空转。整车控制器进行扭矩分配后，如果辅驱电机不需要扭矩分配，则读取电机控制器允许空转标志位，若该标志位指示允许空转，则进入空转状态。该实施例可以降低能量损耗。
图6示出了本发明实施例的车辆的电机控制装置的结构框图。所述车辆包括至少两个电机，所述电机控制装置包括：
监测模块601，用于在所述车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；
控制模块602，用于根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态。
示例性地，所述第一输出扭矩为零扭矩，如图7所示的车辆的电机控制装置的结构框图，控制模块602包括：
低速控制单元701，用于在所述目标电机的转速小于或等于第一临界转速的情况下，控制所述目标电机进入空转状态。
示例性地，所述第一输出扭矩为零扭矩，如图7所示的车辆的电机控制装置的结构框图，控制模块602包括：
高速控制单元702，用于在所述目标电机的转速大于或等于第二临界转速的情况下，控制所述目标电机进入非空转状态，并为所述目标电机分配第二输出扭矩，所述第二输出扭矩包括小于预设扭矩阈值的扭矩。
示例性地，如图8所示的车辆的电机控制装置的结构框图，所述装置还包括：
计算模块603，用于根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速。
示例性地，根据如下公式计算所述第一临界转速：n＝21.2*U/P*π*Psi，其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链。
示例性地，根据如下公式计算所述第一临界转速：n＝21.2*U/P*π*Psi-M，其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链，M为预设的回差值。相应地，根据如下公式计算第二临界转速：m＝21.2*U/P*π*Psi。
示例性地，所述装置还包括：
第一获取模块，用于获取目标电机当前的定子温度；
第二获取模块，用于根据预存的电机永磁体磁链与定子温度的映射关系，获取当前的电机永磁体磁链。
本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
图9示出根据本发明实施例的设备的结构框图。如图9所示，该设备包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。所述处理器920执行所述计算机程序时实现上述实施例中的车辆的电机控制方法。所述存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。
该设备还包括：
通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。
存储器910可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent Interconnect)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended IndustryStandardArchitecture)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种车辆的电机控制方法，其特征在于，所述车辆包括至少两个电机，所述电机控制方法包括：
在所述车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；
根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态。
2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述第一输出扭矩为零扭矩，根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态，包括：
在所述目标电机的转速小于或等于第一临界转速的情况下，控制所述目标电机进入空转状态。
3.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述第一输出扭矩为零扭矩，根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态，包括：
在所述目标电机的转速大于或等于第二临界转速的情况下，控制所述目标电机进入非空转状态，并为所述目标电机分配第二输出扭矩，所述第二输出扭矩包括小于预设扭矩阈值的扭矩。
4.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速。
5.根据权利要求4所述的电机控制方法，其特征在于，根据如下公式计算所述第一临界转速：
n＝21.2*U/P*π*Psi，其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链。
6.根据权利要求4所述的电机控制方法，其特征在于，根据如下公式计算所述第一临界转速：
n＝21.2*U/P*π*Psi-M，其中n为第一临界转速，U为当前直流母线电压，P为目标电机的电机极对数，Psi为目标电机的永磁体磁链，M为预设的回差值。
7.根据权利要求4至6任一项所述的电机控制方法，其特征在于，在根据当前直流母线电压、目标电机的永磁体磁链和电机极对数计算所述第一临界转速之前，还包括：
获取目标电机当前的定子温度；
根据预存的电机永磁体磁链与定子温度的映射关系，获取当前的电机永磁体磁链。
8.一种车辆的电机控制装置，其特征在于，所述车辆包括至少两个电机，所述电机控制装置包括：
监测模块，用于在所述车辆需要目标电机的扭矩为第一输出扭矩的情况下，监测所述目标电机的转速；
控制模块，用于根据所述目标电机的转速与预设的临界转速的关系，确定是否控制所述目标电机进入空转状态。
9.一种设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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