CN110525218B - 一种氢燃料电池汽车的电机控制策略 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氢燃料电池汽车的电机控制策略，基于整车控制器VCU、电机控制器MCU、电机Motor和减速器实现；MCU与Motor通过高压线束连接；VCU与MCU之间通过CAN通讯网络进行信息交互，其中VCU为控制器件，MCU为执行器件，二者共同完成相应的控制过程，实现对Motor的控制；MCU接收VCU发送的控制信息，选择某种控制模式的对Motor进行相应控制，使Motor完成相应的车辆行驶工作；控制信息包括目标扭矩和目标转速；某种控制模式包括扭矩控制模式和转速控制模式；MCU具有扭矩异常自动识别和转速异常自动识别功能，提高了车辆的安全性。本发明的有益效果是：提高了电机控制的安全性和可靠性，且能够自动识别某些异常情况，并进行合理处理，具有较强的实用性。

Description

一种氢燃料电池汽车的电机控制策略
技术领域
本发明涉及氢燃料电池汽车领域，尤其涉及一种氢燃料电池汽车的电机控制策略。
背景技术
随着新能源汽车的普及，电机及其控制器越来越多的使用在各种氢燃料电池汽车上，而电机的安全可靠地控制成为一个极其重要的课题。
在目前现有技术状态下，电机控制已经有了很多技术方案；但是，其方案或多或少都存在一些不足，导致出现电机控制策略不够完善，电机控制安全可靠性不高的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种氢燃料电池汽车的电机控制策略，基于整车控制器VCU、电机控制器MCU、电机Motor和减速器实现；
MCU与Motor通过高压线束连接；
VCU与MCU之间通过CAN通讯网络进行信息交互，其中VCU为控制器件，MCU为执行器件，二者共同完成相应的控制过程，实现对Motor的控制；
MCU接收VCU发送的控制信息，选择某种控制模式的对Motor进行相应控制，使Motor完成相应的车辆行驶工作；所述某种控制模式即为电机的工作模式；所述控制信息包括目标扭矩和目标转速；所述某种控制模式为模式一：扭矩控制模式或者是模式二：转速控制模式；
当MCU选择的控制模式为扭矩控制模式时，MCU仅仅响应VCU发送的目标扭矩信号，根据所述目标扭矩信号，MCU控制Motor进行工作；在Motor工作过程中，MCU具有扭矩异常自动识别功能，在某些扭矩异常情况下，提高车辆的安全性；
当MCU选择的控制模式为转速控制模式时，MCU仅仅响应VCU发送的目标转速信号，根据所述目标转速信号，MCU控制Motor进行工作；在Motor工作过程中，MCU具有转速异常自动识别功能，在某些转速异常情况下，提高车辆的安全性。
进一步地，VCU用于采集油门开度信号、刹车开度信号和整车状态信息，并输出目标扭矩或者目标转速。
进一步地，当且仅当扭矩控制有效位有效时，MCU才会响应VCU的目标扭矩，否则MCU执行目标扭矩为0。
进一步地，当VCU发送目标扭矩超过MCU最大输出扭矩的10％时，VCU异常，则MCU将执行0扭矩输出，以提高人身安全和车辆安全；当VCU发送目标扭矩超过MCU最大输出扭矩但未超过MCU最大输出扭矩的10％时，MCU将执行最大扭矩输出；当VCU发送目标扭矩未超过MCU最大输出扭矩时，MCU执行扭矩为VCU发送的目标扭矩。
进一步地，进入转速控制模式后，当且仅当转速控制有效位有效时，MCU才会响应VCU的目标转速信号，否则MCU执行转速为0。
进一步地，当VCU发送目标转速超过MCU最大转速的10％时，则VCU异常，MCU以某种方式将转速降至为0，以提高人身安全和车辆行驶安全；当VCU发送目标转速超过MCU最大输出转速但未超过MCU最大输出转速的10％时，MCU将执行最大转速输出；当VCU发送目标转速未超过MCU最大输出转速时，MCU执行转速为VCU发送的目标转速。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：提高了电机控制的安全性和可靠性，且能够自动识别某些异常情况，并进行合理处理，具有较强的实用性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种氢燃料电池汽车的电机控制策略的架构原理图；
图2是本发明实施例中扭矩控制模式和转速控制模式的工作流程图；
图3是本发明实施例中扭矩异常自动识别和转速异常自动识别的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
为了实现更加安全可靠的电机控制，本发明的实施例提供了一种氢燃料电池汽车的电机控制策略。
请参考图1，图1是本发明实施例中一种氢燃料电池汽车的电机控制策略的架构原理图，该种氢燃料电池汽车的电机控制策略基于整车控制器VCU、电机控制器MCU、电机Motor和减速器等参与电机控制和处理过程的部件实现；VCU与MCU之间通过CAN通讯网络进行信息的交互，其中VCU作为控制器件，MCU作为执行器件，两者共同完成相应的控制策略，最终实现电机Motor的合理控制。所述电机控制器MCU与所述电机Motor及其他控制器ECU均通过高压线束连接。
VCU根据采集的油门开度信号、刹车开度信号和整车状态等信息，得到目标扭矩或者目标转速，并发送目标扭矩或者目标转速给MCU，控制MCU工作；MCU根据VCU的指令和自身内部信息判断机制，控制电机Motor完成车辆行驶；所述整车即为氢燃料电池汽车，所述整车状态信息包括：整车中的辅助能源系统状态、电驱动系统状态、氢燃料电池系统状态和整车制动转向系统状态。
电机的工作模式将分为两种：模式一:扭矩控制模式；模式二：转速控制模式。
如图2和图3所示，图2为扭矩控制模式和转速控制模式的工作流程图，图3是扭矩异常自动识别和转速异常自动识别的流程图。
高压上电完成后，当所述的氢燃料电池汽车电机控制处于模式一时，MCU会进入扭矩控制模式，此时MCU只会响应VCU发送的目标扭矩信号而不会响应VCU发送的目标转速信号；当且仅当扭矩控制有效位有效时，即MCU收到VCU发送的电机Motor扭矩信号请求有效的指令，且MCU反馈回的电机Motor输出扭矩信号有效时，MCU才会响应VCU发送的目标扭矩，控制电机Motor的实时扭矩的输出；否则MCU执行扭矩为0。
当VCU发送扭矩超过MCU最大输出扭矩10％时，认为VCU异常，VCU指令无效，MCU将执行0NM扭矩输出，即MCU扭矩卸载至0，以确保人身安全和车辆安全；
当VCU发送目标扭矩超过MCU最大输出扭矩但未超过MCU最大输出扭矩的10％时，MCU将执行最大扭矩输出；
当VCU发送目标扭矩未超过MCU最大输出扭矩时，MCU执行扭矩为VCU发送的目标扭矩。
高压上电完成后，当所述的氢燃料电池汽车电机控制处于模式二时，MCU会进入转速控制模式，此时MCU只会响应VCU发送的目标转速信号而不会响应VCU发送的目标扭矩信号。当且仅当转速控制有效位有效时，即MCU收到VCU发送的电机Motor转速信号请求有效的指令，且MCU反馈回的电机Motor输出扭矩信号有效指令时，MCU才会响应VCU发送的目标转速，控制电机Motor的实时转速的输出；否则MCU执行转速为0。
当VCU发送目标转速超过MCU最大转速10％时，认为VCU异常，MCU以某种合适的方式将转速降至0rpm，以确保人生安全和车辆行驶安全；
当VCU发送目标转速超过MCU最大输出转速但未超过MCU最大输出转速的10％时，MCU将执行最大转速输出；
当VCU发送目标转速未超过MCU最大输出转速时，MCU执行转速为VCU发送的目标转速。
按照上述操作执行对电机的相关控制，提高了整车的安全性。
本发明的有益效果是：提高了电机控制的安全性和可靠性，且能够自动识别某些异常情况，并进行合理处理，具有较强的实用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种氢燃料电池汽车的电机控制策略，基于整车控制器VCU、电机控制器MCU、电机Motor和减速器实现；其特征在于：
MCU与Motor通过高压线束连接；其中，VCU用于采集油门开度信号、刹车开度信号和整车状态信息，并输出目标扭矩或者目标转速；
VCU与MCU之间通过CAN通讯网络进行信息交互，其中VCU为控制器件，MCU为执行器件，二者共同完成相应的控制过程，实现对Motor的控制；
MCU接收VCU发送的控制信息，选择某种控制模式的对Motor进行相应控制，使Motor完成相应的车辆行驶工作；所述某种控制模式即为电机的工作模式；所述控制信息包括目标扭矩和目标转速；所述某种控制模式为模式一：扭矩控制模式或者是模式二：转速控制模式；
当MCU选择的控制模式为扭矩控制模式时，MCU仅仅响应VCU发送的目标扭矩信号，根据所述目标扭矩信号，MCU控制Motor进行工作；在Motor工作过程中，MCU具有扭矩异常自动识别功能，在某些扭矩异常情况下，提高车辆的安全性；当且仅当扭矩控制有效位有效时，MCU才会响应VCU的目标扭矩，否则MCU执行目标扭矩为0；
当VCU发送目标扭矩超过MCU最大输出扭矩的10％时，VCU异常，则MCU将执行0扭矩输出，以提高人身安全和车辆安全；当VCU发送目标扭矩超过MCU最大输出扭矩但未超过MCU最大输出扭矩的10％时，MCU将执行最大扭矩输出；当VCU发送目标扭矩未超过MCU最大输出扭矩时，MCU执行扭矩为VCU发送的目标扭矩；
当MCU选择的控制模式为转速控制模式时，MCU仅仅响应VCU发送的目标转速信号，根据所述目标转速信号，MCU控制Motor进行工作；在Motor工作过程中，MCU具有转速异常自动识别功能，在某些转速异常情况下，提高车辆的安全性；当且仅当转速控制有效位有效时，MCU才会响应VCU的目标转速信号，否则MCU执行转速为0；
当VCU发送目标转速超过MCU最大转速的10％时，则VCU异常，MCU将转速降至为0，以提高人身安全和车辆行驶安全；当VCU发送目标转速超过MCU最大输出转速但未超过MCU最大输出转速的10％时，MCU将执行最大转速输出；当VCU发送目标转速未超过MCU最大输出转速时，MCU执行转速为VCU发送的目标转速；
所述一种氢燃料电池汽车的电机控制策略具体为：
VCU根据采集的油门开度信号、刹车开度信号和整车状态等信息，得到目标扭矩或者目标转速，并发送目标扭矩或者目标转速给MCU，控制MCU工作；MCU根据VCU的指令和自身内部信息判断机制，控制电机Motor完成车辆行驶；所述整车状态信息包括：整车中的辅助能源系统状态、电驱动系统状态、氢燃料电池系统状态和整车制动转向系统状态。
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