CN112477624A - 驱动电机速度环的控制方法及其控制装置和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动电机速度环的控制方法及其控制装置和电动汽车。该控制方法通过划分第一控制阶段和第二控制阶段，并在第一控制阶段确定数值较大的第一阶段预设的转速上升速率，以根据第一阶段预设的转速上升速率、反馈扭矩、第一阶段目标扭矩以及第二阶段目标扭矩控制驱动电机的转矩快速上升；在扭矩上升至第一阶段目标扭矩时，进入第二控制阶段，重新确定数值小于第一阶段预设的转速上升速率的第二阶段预设的转速上升速率，以使驱动电机的扭矩上升速率减缓，起到扭矩缓冲的作用。本发明驱动电机速度环的控制方法可以兼顾缩短下溜距离和减缓对传动系统的冲击。

Description

驱动电机速度环的控制方法及其控制装置和电动汽车

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种驱动电机速度环的控制方法及其控制装置和电动汽车。

背景技术

目前，电动汽车具有防溜坡功能，以使电动汽车可在短时间内驻坡以及辅助坡道起步。防溜坡功能触发时，要求驱动电机的扭矩迅速上升至较大水平，以缩短扭矩上升过程中的车辆下溜距离，同时在扭矩上升至较大水平后，需要防止过大的扭矩对传动系统造成冲击，避免出现抖动和异响，最终，电机控制器控制驱动电机处于零转速状态下，从而实现防溜坡功能。

但是，现有技术采用定PI参数或分段PI参数的控制方式实现防溜坡功能，此类控制方法无法兼顾缩短下溜距离和减缓对传动系统的冲击。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种驱动电机速度环的控制方法，旨在兼顾缩短下溜距离和减缓对传动系统的冲击。

为实现上述目的，本发明提出一种驱动电机速度环的控制方法。所述驱动电机速度环的控制方法包括以下步骤：

在第一控制阶段，获取驱动电机的反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第一阶段预设的转速上升速率；其中，第二阶段目标扭矩T2大于第一阶段目标扭矩T1；

获取驱动电机的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据所述目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第一阶段预设的转速上升速率生成第一电机控制参数，以在第一控制阶段控制电机运行；

在第二控制阶段，获取反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第二阶段预设的转速上升速率；所述第二阶段预设的转速上升速率小于第一阶段预设的转速上升速率；以及

获取驱动电机第二阶段的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第二阶段的转速上升速率控制电机运行。

可选地，所述根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第一阶段预设的转速上升速率包括：

根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2匹配预设的比例系数值，所述预设的比例系数值包括预设的强比例系数值KP1和预设的弱比例系数值KP2；

当反馈扭矩T_fdb小于第一阶段目标扭矩T1时，匹配所述预设的强比例系数值KP1，并将所述预设的强比例系数值KP1确定为第一阶段预设的转速上升速率；

当反馈扭矩T_fdb大于第一阶段目标扭矩T1时，则自所述第一控制阶段转入执行所述第二控制阶段。

可选地，所述根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第二阶段预设的转速上升速率包括：

根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2匹配预设的比例系数值，所述预设的比例系数值包括预设的强比例系数值KP1和预设的弱比例系数值KP2；

当反馈扭矩T_fdb小于第二阶段目标扭矩T2时，根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1、第二阶段目标扭矩T2、强比例系数值KP1、预的弱比例系数值KP2以及第一预设公式计算出实时比例系数值KP3；

将计算出的实时比例系数值KP3确定为第二阶段预设的转速上升速率；其中，所述第一预设公式为

可选地，所述根据所述目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第一阶段预设的转速上升速率生成第一电机控制参数包括：

根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb计算得到转速差值n_err；

将转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第一指令扭矩T_tag1，并将计算得到的第一指令扭矩T_tag1作为第一电机控制参数。

可选地，所述将转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第一指令扭矩T_tag1具体为：

将转速差值n_err、第一阶段预设的转速上升速率代入第二预设公式计算得到第一指令扭矩T_tag1；

其中，所述第二预设公式为

所述Ti1为预设的强积分时间常数值。

可选地，所述根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第二阶段的转速上升速率控制电机运行包括：

根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb计算得到转速差值n_err；

将转速差值n_err和第二阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第二指令扭矩T_tag2，并根据第二指令扭矩T_tag2控制电机运行。

可选地，在第二控制阶段，还包括步骤：

根据预设的强积分时间常数值Ti1、预设的弱积分时间常数值Ti2、反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2和第四预设公式计算出所述实时积分时间常数值Ti3；

所述将转速差值n_err和第二阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第二指令扭矩T_tag2具体为：

将转速差值n_err、第二阶段预设的转速上升速率代入第三预设公式计算得到第二指令扭矩T_tag2；

所述第三预设公式为

所述Ti3为所述实时积分时间常数值；

所述第四预设公式为

可选地，在汽车防溜坡功能触发时，在执行所述第二控制阶段后还执行第三控制阶段；

当反馈扭矩T_fdb大于第二阶段目标扭矩T2时，则自所述第二控制阶段转入执行所述第三控制阶段；

在第三控制阶段，获取驱动电机的反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第三阶段预设的转速上升速率；其中，第三阶段预设的转速上升速率等于最后一次计算得到的第二阶段的转速上升速率；

获取驱动电机第三阶段的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第三阶段的转速上升速率控制电机运行。

本发明还提出一种驱动电机速度环的控制装置，所述驱动电机速度环的控制装置包括：

存储器；

处理器；以及

存储在存储器上并可在处理器上运行的驱动电机速度环的控制程序，所述处理器执行所述驱动电机速度环的控制程序时实现如上所述的驱动电机速度环的控制方法。

本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括：

驱动电机；

采样单元，与所述驱动电机电连接，用于对驱动电机进行采样并输出相应的采样信号；以及

主控单元，所述主控单元包括如上所述的驱动电机速度环的控制装置；所述主控单元与所述采样单元电连接。

本发明驱动电机速度环的控制方法通过将速度环在汽车防溜坡功能触发后受到的控制过程分为第一控制阶段和第二控制阶段，并在第一控制阶段确定数值较大的第一阶段预设的转速上升速率，以根据第一阶段预设的转速上升速率、反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2控制驱动电机的转矩快速上升，以缩短扭矩上升过程中的车辆下溜距离；在扭矩上升至第一阶段目标扭矩T1时，进入第二控制阶段，重新确定数值小于第一阶段预设的转速上升速率的第二阶段预设的转速上升速率，以使驱动电机的扭矩上升速率减缓，起到扭矩缓冲的作用，从而减小较大扭矩快速上升对传动系统的冲击，避免出现抖动和异响。本发明可在第一控制阶段使驱动电机的扭矩快速上升至较大水平，且在第二控制阶段减缓扭矩的上升速率，从而兼顾缩短下溜距离和减缓对传动系统的冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明驱动电机速度环的控制方法一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S100另一实施例的细化流程示意图；

图3为图2中步骤S300另一实施例的细化流程示意图；

图4为图3中步骤S200另一实施例的细化流程示意图；

图5为图4中步骤400另一实施例的细化流程示意图；

图6为本发明驱动电机速度环的控制方法另一实施例的流程示意图；

图7为本发明驱动电机速度环的控制方法另一实施例的流程示意图；

图8为本发明驱动电机速度环的控制方法另一实施例中各阶段的转速上升速率的设置原理示意图；

图9为本发明驱动电机速度环的控制方法另一实施例中各阶段的积分时间常数的设置原理示意图；

图10为本发明驱动电机速度环的控制装置一实施例硬件运行环境的结构示意图；

图11为本发明电动汽车一实施例的硬件结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种驱动电机速度环的控制方法，应用于汽车中。

速度环为驱动电机三环控制系统中的一环，可设置于汽车的主控单元中。速度环用于将输入值和速度环反馈值进行比较后的差值进行相应的PID调节(例如：比例增益和积分处理)后输出至电流环。其中，反馈值可由相应的采样单元输出得到。本发明用于在汽车触发防溜坡功能时，控制速度环的控制装置依次在第一控制阶段和第二控制阶段分别获取相应的反馈值，并对反馈值进行相应的运算后输出对应的控制指令以控制驱动电机的工作状态。

参考图1、本发明一实施例中，所述控制方法包括以下步骤：

在第一控制阶段，步骤S100、获取驱动电机的反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第一阶段预设的转速上升速率；其中，第二阶段目标扭矩T2大于第一阶段目标扭矩T1；

本实施例中，本发明将汽车在坡道路段停车或起步行驶时的过程分为两个阶段。第一阶段目标扭矩T1为第一阶段中驱动电机的上限扭矩值；第二阶段目标扭矩T2为第二阶段中驱动电机的上限扭矩值；反馈扭矩T_fdb(T_feedback)为驱动电机在执行防溜坡功能时的实时转矩值。其中，第一阶段目标扭矩T1、第二阶段目标扭矩T2和第一阶段预设的转速上升速率可由本领域技术人员预先存储于主控单元的存储器中，以待防溜坡功能出触发时调用。第一阶段预设的上升速率用于在第一控制阶段内使驱动电机的转速快速上升以减小汽车溜坡的距离。在实际应用中，本领域技术人员还可以预先存储有多组T1、T2以及第一阶段的转速上升速率，并通过传感器检测出斜坡的角度，根据检测结果匹配相应的T1、T2及第一阶段转速上升速率，以适用于不同的坡度。

反馈转矩可使用传递法或者能量转换法来进行实时测量；(传递法通过实时传递驱动电机的扭矩，并利用传感器对传递过程进行感应，由于传递扭矩时传感器中弹性元件的物理参数会发生相应程度的变化，利用这种变化与扭矩的对应关系即可实时测量扭矩大小；能量转换法是指根据能量守恒定律，通过测量热能、电能等其它参数，例如：电压、电流、功率、转速等参数，来间接测量扭矩)。

步骤S200、获取驱动电机的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据所述目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第一阶段预设的转速上升速率生成第一电机控制参数，以在第一控制阶段控制电机运行；

本实施例中，当汽车在坡道路段停车或起步行驶时，因车辆自身重量而产生一个平行坡面向下的分力(坡道阻力)，该阻力会使车辆沿坡面向坡道下方溜动，此时，驱动电机在该阻力下会产生与正常方向相反(正常方向定义为前进方向)的反方向转速，该反方向转速即为本发明所述的目标转速n_tag(n_target)；反馈转速n_fdb为驱动电机的实时转速。其中，目标转速n_tag可通过MCU、DSP或者FPGA等微处理器实时计算获取；而反馈转速n_fdb(n_feedback)可通过旋变变压器实时获取。当获取到目标转速n_tag和反馈转速n_fdb后，可以运行相应的软件程序或算法以对上述两个转速进行分析，以获取当前驱动电机距离达到“零转速控制”还需补偿的转速值，并按照上一步骤S100中所确定第一阶段转速上升速率，生成用于控制驱动电机转速按第一阶段转速上升速率逐渐上升的第一电机控制参数，而驱动电机的转速增加会使得其扭矩也逐渐增大，当其反馈扭矩增大至第一阶段目标扭矩T1时，第一阶段结束。

在第二控制阶段，步骤S300、获取反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第二阶段预设的转速上升速率；所述第二阶段预设的转速上升速率小于第一阶段预设的转速上升速率；以及

本实施例中，当进入第二控制阶段后，可通过上述相同的方法分别获取获取反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，在此不再赘述。在此控制阶段所确定的第二阶段预设的转速上升速率可以为预先存储的多个转速上升速率的集合，或者为相应软件程序或算法根据反馈扭矩T_fdb实时确定的转速上升速率，当然，当采用软件程序或算法时，本领域技术人员可以根据实际需要，使得第二阶段的转速上升速率呈现多种给定方式，例如，上升速率逐渐减缓的连续给定或者分段减缓的离散给定等方式。但是无论为何种形式，其任一时刻的值都小于第一阶段预设的转速上升速率(实际应用中，只在第一控制阶段切换为第二控制阶段的时刻，两者值相等)。

步骤S400、获取驱动电机第二阶段的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第二阶段的转速上升速率控制电机运行。

本实施例中，在第二控制阶段以第二阶段转速上升速率控制电机的转速继续上升，以对当前驱动电机继续进行转速补偿，防止持续以第一阶段转速上升速率增大转速会产生过大的电机扭矩，从而对传动系统造成冲击。需要注意的是，虽然第二阶段预设的转速上升速率小于第一阶段预设的转速上升速率，但是电机的转速依然在上升，只是上升速率比第一阶段小(可以类比加速度和速度的关系，加速度减小，但是速度依然在增加)。当其反馈扭矩增大至第二阶段目标扭矩T2时，第二控制阶段结束。

本发明驱动电机速度环的控制方法通过将速度环在汽车防溜坡功能触发后受到的控制过程分为第一控制阶段和第二控制阶段，并在第一控制阶段确定数值较大的第一阶段预设的转速上升速率，以根据第一阶段预设的转速上升速率、反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2控制驱动电机的转矩快速上升，以缩短扭矩上升过程中的车辆下溜距离；在扭矩上升至第一阶段目标扭矩T1时，进入第二控制阶段，重新确定数值小于第一阶段预设的转速上升速率的第二阶段预设的转速上升速率，以使驱动电机的扭矩上升速率减缓，起到扭矩缓冲的作用，从而减小较大扭矩快速上升对传动系统的冲击，避免出现抖动和异响。本发明可在第一控制阶段使驱动电机的扭矩快速上升至较大水平，且在第二控制阶段减缓扭矩的上升速率，从而兼顾缩短下溜距离和减缓对传动系统的冲击。

参考图2、本发明一实施例中，步骤S100中所述根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第一阶段预设的转速上升速率包括：

根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2匹配预设的比例系数值，所述预设的比例系数值包括预设的强比例系数值KP1和预设的弱比例系数值KP2；

当反馈扭矩T_fdb小于第一阶段目标扭矩T1时，匹配所述预设的强比例系数值KP1，并将所述预设的强比例系数值KP1确定为第一阶段预设的转速上升速率；

当反馈扭矩T_fdb大于第一阶段目标扭矩T1时，则自所述第一控制阶段转入执行所述第二控制阶段。

本实施例中，第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2可通过多次溜坡实验，以获取与不同斜坡相匹配的第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2(T1选取的条件为：对传动系统造成冲击的扭矩下限阈值；T2选取的条件为：对传动系统造成冲击的扭矩上限阈值)。在反馈扭矩T_fdb小于第一阶段目标扭矩T1时，判定处于第一控制阶段，并将预设的强比例系数值KP1配置为第一阶段预设的转速上升速率。需要注意的是，实际上速度环的控制装置中可存储着任意数量的比例系数值，只在同一次防溜坡功能触发时，所选取的强比例系数值KP1值大于预设的弱比例系数值KP2。

参考图3、本发明一实施例中，步骤S300中所述根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第二阶段预设的转速上升速率包括：

根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2匹配预设的比例系数值，所述预设的比例系数值包括预设的强比例系数值KP1和预设的弱比例系数值KP2；

当反馈扭矩T_fdb小于第二阶段目标扭矩T2时，根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1、第二阶段目标扭矩T2、强比例系数值KP1、预的弱比例系数值KP2以及第一预设公式计算出实时比例系数值KP3；

将计算出的实时比例系数值KP3确定为第二阶段预设的转速上升速率；其中，所述第一预设公式为

本实施例中，在反馈扭矩T_fdb等于第一阶段目标扭矩T1的时刻，选取实施比例系数值KP3代替在第一阶段的确定的强比例系数值KP1，控制阶段由第一控制阶段转入第二控制阶段。本实施例中，实施比例系数值KP3的值为根据第一预设公式实时计算得到，由于第一预设公式中KP1、KP2、T1和T2均为选取的预设值，因此实施比例系数值KP3的值只由反馈转矩T_fdb决定，而反馈转矩为不断增大的，因此在第二控制阶段中，第二阶段预设的转速上升速率(即实时比例系数值KP3)为不断减小的，且在反馈扭矩达到第二阶段目标扭矩T2时，第二阶段预设的转速上升速率减小为预设的弱比例系数值KP2，第二控制阶段结束。如此设置可使得在第二控制阶段中，驱动电机的转矩控制速率逐渐减缓，从而减缓对传动系统的冲击。

参考图4、本发明一实施例中，步骤S200中所述根据所述目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第一阶段预设的转速上升速率生成第一电机控制参数包括：

根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb计算得到转速差值n_err；

将转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第一指令扭矩T_tag1，并将计算得到的第一指令扭矩T_tag1作为第一电机控制参数。

本实施例中，将目标转速n_tag和反馈转速n_fdb进行减法计算即可获取转速差值n_err，并可将计算得到转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率按照以下公式T_tag1＝K_P1*n_err进行乘法计算以得到第一指令扭矩T_tag1。第一指令扭矩T_tag1可由驱动电机速度环的控制装置输出至电动汽车中的其他功能单元，以转换成驱动电机的驱动电流后控制驱动电机工作。

参考图4、本发明一实施例中，所述将转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第一指令扭矩T_tag1具体为：

将转速差值n_err、第一阶段预设的转速上升速率代入第二预设公式计算得到第一指令扭矩T_tag1；

其中，所述第二预设公式为

所述Ti1为预设的强积分时间常数值。

本实施例中，将转速差值n_err、第一阶段预设的转速上升速率进行出乘法计算的公式：

相较于上述公式而言多出了比例积分环节

可进一步根据转速差值n_err对生成的T_tag1进行积分补偿，从而使得输出的T_tag1更精准。其中预设的强积分时间常数值Ti1根据实际需要确定，在此不做限定。

参考图5、本发明一实施例中，步骤S400中所述根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第二阶段的转速上升速率控制电机运行包括：

根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb计算得到转速差值n_err；

将转速差值n_err和第二阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第二指令扭矩T_tag2，并根据第二指令扭矩T_tag2控制电机运行。

本实施例中，当控制阶段由第一控制阶段转入第二控制阶段时，将第二阶段预设的转速上升速率切换为第二阶段预设的转速上升速率，后继续与转速差值n_err进行乘法运算，以输出在第二控制阶段控制电机运行的第二指令扭矩T_tag2。

参考图6、本发明一实施例中，在第二控制阶段，还包括步骤：

步骤S500、根据预设的强积分时间常数值Ti1、预设的弱积分时间常数值Ti2、反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2和第四预设公式计算出所述实时积分时间常数值Ti3；

所述将转速差值n_err和第二阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第二指令扭矩T_tag2具体为：

将转速差值n_err、第二阶段预设的转速上升速率代入第三预设公式计算得到第二指令扭矩T_tag2；

所述第三预设公式为

所述Ti3为所述实时积分时间常数值；

所述第四预设公式为

本实施例中，与上述实施例相同的是，第二控制阶段中用于生成第二指令扭矩T_tag2的第三预设公式中同样包括有比例积分环节：

以用于对生成的第二指令扭矩T_tag2进行积分补偿。由于第二阶段中的KP3为实时比例系数值，因此需要采用与之相匹配的实时积分时间常数值Ti3，本发明通过采用第四预设公式

来实时获取与反馈转矩T_fdb相匹配的实时积分时间常数值TI3。需要说明的是，预设的强积分时间常数值Ti1、预设的弱积分时间常数值Ti2理论上并不存在彼此之间的大小关系，只是由于在实际应用中第二控制阶段的存在时间小于第一控制阶段的存在时间，因此才使得强积分时间常数值Ti1大于弱积分时间常数值。当然，在其他可选实施例中，实时积分时间常数值Ti3还可以通过连续给定一组预设积分时间常数值(其中可包括有多个不同的积分时间常数值)来实现。

参考图7、本发明一实施例中，在汽车防溜坡功能触发时，在执行所述第二控制阶段后还执行第三控制阶段；

当反馈扭矩T_fdb大于第二阶段目标扭矩T2时，则自所述第二控制阶段转入执行所述第三控制阶段；

在第三控制阶段，步骤S600、获取驱动电机的反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第三阶段预设的转速上升速率；其中，第三阶段预设的转速上升速率等于最后一次计算得到的第二阶段的转速上升速率；

步骤S700、获取驱动电机第三阶段的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第三阶段的转速上升速率控制电机运行。

本实施例中，在反馈转矩等于或大于第二阶段目标扭矩T2时，控制阶段转入第三控制阶段。第三阶段的转速上升速率为一固定速率，由于第一阶段的转速上升速率经过第二阶段的持续衰减后，最后一刻计算得到的速率为一较小速率。驱动电机速度环的控制装置可同样根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb获取此时转速差值n_err后，再根据转速差值n_err和较小的固定速率控制驱动电机稳步达到其可输出的峰值扭矩。在一可选实施例中，可通过相应的软件程序或算法使得第二阶段的转速上升速率最后一次的计算值正好等于弱比例系数值KP2。如此设置，可使得第三控制阶段顺利承接第二控制阶段，以避免突减或突减的转速上升速率对传动系统的损害。

本发明还提出一种驱动电机速度环的控制装置，所述驱动电机速度环的控制装置包括：

存储器101；

处理器120；及

存储在存储器上并可在处理器上运行的驱动电机速度环的控制程序，所述处理器执行所述驱动电机速度环的控制程序时实现如上所述的驱动电机速度环的控制方法。

本实施例中，存储器101可以为高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器101可选的还可以是独立于前述控制装置的存储装置；处理器102可以为CPU。存储器101和处理器102之间以通信总线103连接，该通信总线103可以是UART总线或I2C总线。可以理解的是，控制装置中还可设置有其他的相关程序，以驱动电动汽车中其他的功能模块工作。

本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括：

驱动电机210；

采样单元220，与所述驱动电机210电连接，用于对驱动电机210进行采样并输出相应的采样信号；

主控单元230，所述主控单元230包括如上所述的驱动电机速度环的控制装置；所述主控单元230与所述采样单元220电连接。

本实施例中，驱动电机210可以为三相永磁同步电机。采样单元220可用于对驱动电机210工作时的多种工作参数，例如：三相电流、反电动势，目标转速等参数，进行采样以获取相应的采样信号，并可将获取的采样信号输出至主控单元230，以使主控单元230中驱动电机210速度环的控制装置可根据相应的采样信号计算得到实现本发明驱动电机速度环的控制方法所需的多种数据参数。

在另一可选实施例中，电动汽车中还包括有逆变单元250及与逆变电源连接的直流电源；驱动电机速度环的控制装置采用连续变PI速度环控制器来实现，且在主控单元230中来包括与其相连接的电流环控制器240。驱动电机速度环的控制装置用于在各个控制阶段输出相应的指令扭矩T_tag至电流环控制器240，经电流环控制器240调节后，电流环控制器240可输出6路PWM脉冲至逆变单元250，以控制逆变单元250将接入的直流电源逆变为三相交流电源后输出至驱动电机210，从而驱动驱动电机210工作。且在该实施例中，采样单元220还用于对输入至驱动电机210的三相交流电流进行采样后反馈相应的电流采样信号至电流环控制器240，从而实现对驱动电机210工作状态的监控。

可以理解的是，图11中示出的电动汽车并不构成对本发明电动汽车的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种驱动电机速度环的控制方法，应用于汽车，其特征在于，在汽车防溜坡功能触发时，以第一控制阶段和第二控制阶段控制电机依次执行防溜坡控制工作；所述控制方法包括以下步骤：

在第一控制阶段，获取驱动电机的反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第一阶段预设的转速上升速率；其中，第二阶段目标扭矩T2大于第一阶段目标扭矩T1；

获取驱动电机的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据所述目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第一阶段预设的转速上升速率生成第一电机控制参数，以在第一控制阶段控制电机运行；

在第二控制阶段，获取反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第二阶段预设的转速上升速率；所述第二阶段预设的转速上升速率小于第一阶段预设的转速上升速率；以及

获取驱动电机第二阶段的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第二阶段的转速上升速率控制电机运行。

2.如权利要求1所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，所述根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第一阶段预设的转速上升速率包括：

根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2匹配预设的比例系数值，所述预设的比例系数值包括预设的强比例系数值KP1和预设的弱比例系数值KP2；

当反馈扭矩T_fdb小于第一阶段目标扭矩T1时，匹配所述预设的强比例系数值KP1，并将所述预设的强比例系数值KP1确定为第一阶段预设的转速上升速率；

当反馈扭矩T_fdb大于第一阶段目标扭矩T1时，则自所述第一控制阶段转入执行所述第二控制阶段。

3.如权利要求2所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，所述根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第二阶段预设的转速上升速率包括：

根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2匹配预设的比例系数值，所述预设的比例系数值包括预设的强比例系数值KP1和预设的弱比例系数值KP2；

当反馈扭矩T_fdb小于第二阶段目标扭矩T2时，根据反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1、第二阶段目标扭矩T2、强比例系数值KP1、预的弱比例系数值KP2以及第一预设公式计算出实时比例系数值KP3；

将计算出的实时比例系数值KP3确定为第二阶段预设的转速上升速率；其中，所述第一预设公式为

4.如权利要求3所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第一阶段预设的转速上升速率生成第一电机控制参数包括：

根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb计算得到转速差值n_err；

将转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第一指令扭矩T_tag1，并将计算得到的第一指令扭矩T_tag1作为第一电机控制参数。

5.如权利要求4所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，所述将转速差值n_err和第一阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第一指令扭矩T_tag1具体为：

将转速差值n_err、第一阶段预设的转速上升速率代入第二预设公式计算得到第一指令扭矩T_tag1；

其中，所述第二预设公式为

所述Ti1为预设的强积分时间常数值。

6.如权利要求3所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，所述根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第二阶段的转速上升速率控制电机运行包括：

根据目标转速n_tag和反馈转速n_fdb计算得到转速差值n_err；

将转速差值n_err和第二阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第二指令扭矩T_tag2，并根据第二指令扭矩T_tag2控制电机运行。

7.如权利要求6所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，在第二控制阶段，还包括步骤：

根据预设的强积分时间常数值Ti1、预设的弱积分时间常数值Ti2、反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2和第四预设公式计算出所述实时积分时间常数值Ti3；

所述将转速差值n_err和第二阶段预设的转速上升速率进行乘法运算以计算得到第二指令扭矩T_tag2具体为：

将转速差值n_err、第二阶段预设的转速上升速率代入第三预设公式计算得到第二指令扭矩T_tag2；

所述第三预设公式为

所述Ti3为所述实时积分时间常数值；

所述第四预设公式为

8.如权利要求2所述的驱动电机速度环的控制方法，其特征在于，在汽车防溜坡功能触发时，在执行所述第二控制阶段后还执行第三控制阶段；

当反馈扭矩T_fdb大于第二阶段目标扭矩T2时，则自所述第二控制阶段转入执行所述第三控制阶段；

在第三控制阶段，获取驱动电机的反馈扭矩T_fdb、第一阶段目标扭矩T1以及第二阶段目标扭矩T2，并根据反馈扭矩T_fdb和第一阶段目标扭矩T1和第二阶段目标扭矩T2确定第三阶段预设的转速上升速率；其中，第三阶段预设的转速上升速率等于最后一次计算得到的第二阶段的转速上升速率；

获取驱动电机第三阶段的目标转速n_tag和反馈转速n_fdb，并根据第二阶段的目标转速n_tag、反馈转速n_fdb和第三阶段的转速上升速率控制电机运行。

9.一种驱动电机速度环的控制装置，其特征在于，所述驱动电机速度环的控制装置包括：

存储器；

处理器；以及

存储在存储器上并可在处理器上运行的驱动电机速度环的控制程序，所述处理器执行所述驱动电机速度环的控制程序时实现如权利要求1-9任一项所述的驱动电机速度环的控制方法。

10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括：

驱动电机；

采样单元，与所述驱动电机电连接，用于对驱动电机进行采样并输出相应的采样信号；以及

主控单元，所述主控单元包括如权利要求9所述的驱动电机速度环的控制装置；所述主控单元与所述采样单元电连接。

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