CN113696736A

CN113696736A - 车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN113696736A
Application number: CN202110905819.2A
Authority: CN
Inventors: 黄可创; 庞子润; 罗文庆; 高桂芬; 陈柏全
Original assignee: SAIC GM Wuling Automobile Co Ltd
Current assignee: SAIC GM Wuling Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2041-08-06
Also published as: CN113696736B

Abstract

本发明提供一种车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质，所述车辆旋变失效保护方法包括：当检测到旋变故障且接收到进入保护模式的指令时，根据指令启动主动短路保护模式，在主动短路模式下检测预设时间内的三相电流，根据获取到的三相电流计算电机的反电动势，根据反电动势推算出电机的当前转速；然后获取当前转速对应的保护模式，并执行该保护模式。上述方式在旋变故障时，通过在主动短路模式下的电流采样值反算电机反电动势，由反电动势推算出电机的转速，并根据转速采取了相应的保护策略。通过采取合理的保护方法，避免了旋变失效后无法实现精准的零扭矩制动的技术问题。

Description

车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及车辆故障保护技术领域，尤其涉及一种车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

在汽车的动力总成中，通常使用旋转变压器(简称旋变)检测电机的转子位置和电机的转速信息，并反馈给电机控制器，当旋转变压器出现失效或其通信链路出现失效时，电机控制器失去了准确的电机位置和转速信息的输入，无法精确地控制电机的扭矩与转速。

目前，在旋变失效后，通常直接采用ASC(Active short circuit，主动短路)保护模式或者直接采用SPO(Switch pulse off，脉冲关断)保护模式，而旋变失效后若直接采用ASC保护模式或直接采用SPO保护模式，无法实现精准的零扭矩制动。因此目前常规的方式存在旋变失效后无法实现精准的零扭矩制动的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决在旋变失效后无法实现精准的零扭矩制动的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆旋变失效保护方法，所述车辆旋变失效保护方法包括：

当检测到旋变故障且接收到进入保护模式的指令时，根据所述指令启动主动短路模式，在所述主动短路模式下检测预设时间内的三相电流；

根据所述三相电流计算获得电机的反电动势，根据所述反电动势获取电机的当前转速；

确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式。

可选地，所述根据所述三相电流计算获得电机的反电动势的步骤包括：

获取所述三相电流对应的电流变化值；

计算获得所述电流变化值与所述预设时间的比值，将所述比值与预设电机电感的乘积作为电机的反电动势。

可选地，所述根据所述反电动势获取电机的当前转速的步骤包括：

将所述反电动势输入预设的电机电频率计算公式中进行计算，计算获得电机电频率；

根据所述电机电频率获取电机的当前转速。

可选地，所述根据所述电机电频率获取电机的当前转速的步骤包括：

将所述电机电频率与预设电机极对数的比值作为电机的当前转速。

获取预设历史反电动势与转速的关系曲线，检测所述关系曲线中是否存在和所述反电动势匹配的匹配历史反电动势；

若存在，则将所述匹配历史反电动势对应的转速作为电机的当前转速。

可选地，所述确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式的步骤包括：

将所述当前转速与预设转速进行比较；

若所述当前转速大于或等于预设转速，则确定所述当前转速对应的保护模式为主动短路保护模式，并执行所述主动短路保护模式。

可选地，所述将所述当前转速与预设转速进行比较的步骤之后，还包括：

若所述当前转速小于预设转速，则确定所述当前转速对应的保护模式为脉冲关断保护模式，并所述执行脉冲关断保护模式。

可选地，所述根据所述指令启动主动短路保护模式的步骤之前，还包括：

获取预设历史电机电感与时间的匹配表，检测所述匹配表中是否存在和预设电机电感匹配的匹配历史时间；

若存在，则将所述匹配历史时间作为预设时间。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种车辆旋变失效保护装置，所述车辆旋变失效保护装置包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的旋变失效保护程序，所述旋变失效保护程序被处理器执行时实现如上述的车辆旋变失效保护方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有旋变失效保护程序，所述旋变失效保护程序被处理器执行时实现如上述的车辆旋变失效保护方法的步骤。

本发明提供一种车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质，当检测到旋变故障且接收到进入保护模式的指令时，根据指令启动主动短路保护模式，在主动短路模式下检测预设时间内的三相电流，根据获取到的三相电流计算电机的反电动势，根据反电动势推算出电机的当前转速；然后确定电机的当前转速对应的保护模式，并执行该保护模式。上述方式通过主动短路模式期间的电流采样值反算电机反电动势，在不增加硬件成本的前提下得到了电机的当前转速，并根据转速采取了相应的保护策略。在旋变故障时，采取了合理的保护方法，避免了驱动电机系统无法实现零扭矩制动的技术问题。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图；

图2为本发明车辆旋变失效保护方法第一实施例的流程示意图；

图3为图2中步骤S30的细化流程示意图；

图4为图2中根据所述三相电流计算获得电机的反电动势的步骤的细化流程示意图。

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，下述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。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图。

本发明实施例装置可以为PC(personal computer，个人计算机)、便携计算机、服务器等设备。

如图1所示，该装置可以包括：处理器1001，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，通信总线1002，网络接口1003，存储器1004。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。网络接口1003可选的可以包括标准的有线接口(如USB接口)、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1004可以是高速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1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，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。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1004中可以包括操作系统、网络通信模块以及旋变失效保护程序。

在图1所示的终端中，网络接口1003主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1004中存储的旋变失效保护程序，并执行以下操作：

确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1004中存储的旋变失效保护程序，并执行以下操作：

获取所述三相电流对应的电流变化值；

根据所述电机电频率获取电机的当前转速。

将所述当前转速与预设转速进行比较；

若存在，则将所述匹配历史时间作为预设时间。

基于上述硬件结构，提出本发明车辆旋变失效保护方法各个实施例。

本发明提供一种车辆旋变失效保护方法。

参照图2，图2为本发明车辆旋变失效保护方法第一实施例的流程示意图。

在本实施例中，所述车辆旋变失效保护方法包括：

步骤S10，当检测到旋变故障且接收到进入保护模式的指令时，根据所述指令启动主动短路模式，在所述主动短路模式下检测预设时间内的三相电流；

旋变即旋转变压器，旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。是一种测量角度用的小型交流电动机，可用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。本实施例在车辆驱动电机系统中，当旋变出现失效或其通信链路出现失效时，电机控制器失去了准确的电机转子位置或者电机转速信息的输入，无法精确地控制扭矩与转速。电机控制器可通过通信检测出旋变是否发生故障，该故障可以为旋变本身故障，也可以为旋变信号系统通讯故障，当电机控制器检测到旋变故障，且根据整车的控制逻辑判定此时电机控制器需要进入旋变失效保护模式时，电机控制器接收进入保护模式的指令，响应该指令即启动预设时间内的主动短路保护模式，在主动短路模式下检测预设时间内的三相电流。

在本实施例中预设时间可以为预先设定的主动短路保护模式的持续时间，该预设时间可由电机的特性参数决定，还可以根据实际情况设置为一个较短的时间。其中，可通过三相电流传感器检测预设时间内的三相电流。

在本实施例中，当检测到旋变失效后，首先进入短时间的主动短路保护状态，在主动短路保护模式下，获取三相电流的采样值，以便于后续进行根据三相电流值获取电机的反电动势，进而根据反电动势确定电机的当前转速的步骤。

步骤S20，根据所述三相电流计算获得电机的反电动势，根据所述反电动势获取电机的当前转速；

步骤S30，确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式。

在本实施例中，根据获取到的三相电流，反推计算出电机当前的反电动势，根据反算出的反电动势，可计算得出此时电机的当前转速。然后根据电机的当前转速获取对应的保护模式，并执行该保护模式。

具体地，可参照图3，图3为图2中步骤S30，确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式的细化流程示意图。

上述步骤S30，确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式的步骤包括：

步骤S310，将所述当前转速与预设转速进行比较；

步骤S311，若所述当前转速大于或等于预设转速，则确定所述当前转速对应的保护模式为主动短路保护模式，并执行所述主动短路保护模式；

在本实施例中，在获得电机的当前转速之后，将电机的当前转速与预设转速进行比较，若当前转速大于或等于预设转速，说明电机此时的转速处于高转速阈值，则确定当前转速对应的保护模式为主动短路保护模式，并相应的执行该主动短路保护模式。其中，主动短路(Active Short Circuit，ASC)是一种电机控制器的保护策略，通常在电机的转速较高时采用此种保护策略。具体执行方法为三相半桥的上管全部开通或下管全部开通，对电机的三相进行主动短路。这样防止电机的能量返灌至母线与电池，以避免对直流供电系统造成损坏。

步骤S312，若所述当前转速小于预设转速，则确定所述当前转速对应的保护模式为脉冲关断保护模式，并所述执行脉冲关断保护模式。

在本实施例中，将当前转速与预设转速进行比较后，若当前转速小于预设转速，说明电机此时的转速处于低转速阈值，则确定当前转速对应的保护模式为脉冲关断保护模式，并相应地执行脉冲关断保护模式。其中，脉冲关断(Switch Pulse Off，SPO)一种电机控制器的保护策略，通常在电机的转速较低时采用此种保护策略。具体执行方法为将三相半桥的所有开关管全部关断，这样可实现零扭矩制动。

本实施例中，通过判断电机的当前转速处于高转速阈值或是低转速阈值，从而确定采取与转速对应的保护模式，在旋变故障下，通过有选择性地采取合理的保护方法，避免了驱动电机系统无法实现零扭矩制动或产生电流倒灌的风险。

本发明提供一种车辆旋变失效保护方法、装置及计算机可读存储介质，当检测到旋变失效或其通信链路失效等故障且接收到需要进入保护模式的指令时，根据指令启动短时间内的主动短路保护模式，在主动短路模式下检测预设短时间内的三相电流，根据获取到的三相电流计算电机的反电动势，根据反电动势推算出电机的当前转速，然后获取当前转速对应的保护模式，并执行该保护模式。上述方式通过预设时间的主动短路模式下的电流采样值反算出电机反电动势，进而通过电机反电动势获得电机的当前转速，通过换算识别转速的逻辑，不需要增加硬件成本，即可得到电机的当前转速，并根据电机的当前转速采取了相应的保护策略。在旋变故障时，采取了合理的保护方法，避免了当采用错误的保护策略时，驱动电机系统无法实现零扭矩制动或产生电流倒灌风险的问题。

进一步地，基于上述本发明的第一实施例，提出本发明车辆旋变失效保护方法的第二实施例，可参照图4，图4为图2中步骤S20，根据所述三相电流计算获得电机的反电动势的细化流程示意图。

在本实施例中，上述实施例步骤S20，根据所述三相电流计算获得电机的反电动势的步骤的细化包括：

步骤S21，获取所述三相电流对应的电流变化值；

步骤S22，计算获得所述电流变化值与所述预设时间的比值，将所述比值与预设电机电感的乘积作为电机的反电动势。

在本实施例中，当检测到旋变故障且电机控制器需要进入保护模式时，电机控制器进入预设时间的主动短路保护模式，通过电流传感器检测在该主动短路保护模式下的三相电流，其中电机的三相电流会随着反电动势的变化而变化，获取该三相电流对应的电流变化值，计算获得该电流变化值与预设时间的比值，将该比值与预设电机电感的乘积作为电机的反电动势。

电机反电动势的具体计算过程可以为：将电流变化值、预设时间以及预设电机电感输入反电动势计算公式中以计算得出电机的反电动势，反电动势计算公式为：

式中，E为电机的反电动势；L为电机电感；Δi为电流变化值；t为预设时间。其中电机电感为预先在故障工况下通过大量实验标定得出的预设电机电感值。

在本实施例中，由于旋变已经失效，无法获取精准的电机转速信息，本实施例通过进入短时间内的主动短路保护模式，从而可获取三相电流对应的电流变化值，根据电流变化值计算出电机的反电动势，通过反电动势可确定得出较为精准的电机的当前转速，从而便于后续根据获取的电机转速采用相应的旋变失效保护模式的步骤。

进一步地，基于上述本发明的第一实施例，提出本发明车辆旋变失效保护方法的第三实施例。

在本实施例中，步骤S20，根据所述反电动势获取电机的当前转速的步骤包括：

步骤a，将所述反电动势输入预设的电机电频率计算公式中进行计算，计算获得电机电频率；

步骤b，根据所述电机电频率获取电机的当前转速。

在本实施例中，根据反电动势获取电机的当前转速的具体过程可以为：将反电动势输入至预设的电机电频率计算公式中，以计算获得电机电频率。其中，预设的电机电频率计算公式为：E＝4.44fWk_w1φ₁，式中，E为电机的反电动势；f为电机电频率；W为每相串联的匝数；kw1为基波绕组因数；φ1为每极基波磁通量。然后根据电机电频率获取电机的当前转速。

具体地，根据电机电频率获取电机的当前转速的步骤包括：

步骤c，将所述电机电频率与预设电机极对数的比值作为电机的当前转速。

在本实施例中，将电机电频率除以极对数可计算得到电机的转速。例如可通过转速计算公式计算获得电机每分钟的转速。其中，转速计算公式为：n＝60f/p，式中n为电机的当前转速；f为电机电频率；p为极对数。在电机电频率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低。

进一步地，在另一实施例中，步骤S20，根据所述反电动势获取电机的当前转速的步骤还可以包括：

步骤A，获取预设历史反电动势与转速的关系曲线，检测所述关系曲线中是否存在和所述反电动势匹配的匹配历史反电动势；

步骤B，若存在，则将所述匹配历史反电动势对应的转速作为电机的当前转速。

在本实施例中，根据反电动势获取电机的当前转速的具体过程还可以通过获取预设历史反电动势与转速的关系曲线，检测关系曲线中是否存在和反电动势匹配的匹配历史反电动势，若存在与当前计算获得的反电动势匹配的匹配历史反电动势，则将该匹配历史反电动势对应的转速作为电机的当前转速。其中，预设历史反电动势与转速的关系曲线为预先通过实验标定获得。当然，还可以根据预设历史反电动势与转速的关系表，获取对应的电机当前转速。

在本实施例中，不同的电机转速标定有对应不同的反电动势，根据预先标定得到的电机转速与反电动势的对应关系曲线(或对应关系表)，匹配出电机对应的当前转速，从而便于进行后续根据获取的电机转速采用相应的旋变失效保护模式的步骤。

进一步地，基于上述本发明的第一实施例，提出本发明车辆旋变失效保护方法的第四实施例。

在本实施例中，上述步骤S10，根据所述指令启动主动短路保护模式的步骤之前，还包括：

步骤a，获取预设历史电机电感与时间的对照表，检测所述对照表中是否存在和预设电机电感匹配的匹配历史时间；

步骤b，若存在，则将所述匹配历史时间作为预设时间。

在本实施例中，可在启动主动短路保护模式的步骤之前确定主动短路保护模式的持续时间，预设时间的具体确定过程可以为：获取预设历史电机电感与时间的匹配表，检测该匹配表中是否存在和预设电机电感匹配的匹配历史时间，若存在，则将匹配历史时间作为预设时间。其中，历史电机电感与时间的匹配表为预先通过大量实验标定获得，该预设时间，即主动短路保护模式的持续时间与电机的特性参数相关，电机的特性参数包括电机电感，若电机电感较大，该持续时间可适当增加。

在本实施例中，当检测到旋变失效后，首先采用短时间的主动短路保护状态，获取该短时间内的三相电流值，根据三相电流值获取电机的反电动势，进而根据反电动势确定电机的当前转速，从而确定采取与转速对应的保护模式，以使控制器进入合理的保护模式，且对旋变失效保护模式的执行速度无较大影响。

此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有电池管理系统温控程序。所述计算机可读存储介质可以是图1的终端中的存储器20，也可以是如ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的车辆执行本发明各个实施例所述的电池管理系统温控方法。

可以理解的是，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第N实施例”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。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种车辆旋变失效保护方法，其特征在于，包括步骤：

确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式。

2.如权利要求1所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述根据所述三相电流计算获得电机的反电动势的步骤包括：

获取所述三相电流对应的电流变化值；

计算所述电流变化值与所述预设时间的比值，将所述比值与预设电机电感的乘积作为电机的反电动势。

3.如权利要求1所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述根据所述反电动势获取电机的当前转速的步骤包括：

将所述反电动势输入预设的电机电频率计算公式中进行计算，获得电机电频率；

根据所述电机电频率获取电机的当前转速。

4.如权利要求3所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述根据所述电机电频率获取电机的当前转速的步骤包括：

5.如权利要求1所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述根据所述反电动势获取电机的当前转速的步骤包括：

6.如权利要求1所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述确定所述当前转速对应的保护模式，并执行所述保护模式的步骤包括：

将所述当前转速与预设转速进行比较；

7.如权利要求6所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述将所述当前转速与预设转速进行比较的步骤之后，还包括：

8.如权利要求1所述的车辆旋变失效保护方法，其特征在于，所述根据所述指令启动主动短路保护模式的步骤之前，还包括：

若存在，则将所述匹配历史时间作为预设时间。

9.一种车辆旋变失效保护装置，其特征在于，所述车辆旋变失效保护装置包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的旋变失效保护程序，所述旋变失效保护程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车辆旋变失效保护方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有旋变失效保护程序，所述旋变失效保护程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车辆旋变失效保护方法的步骤。