一种电动汽车电机控制方法、装置及汽车与流程

本发明涉及电动汽车电机控制领域，尤其涉及一种电动汽车电机控制方法、装置及汽车。

背景技术

由于电机低速大扭矩且最高转速大的特性，纯电动车多数不采用变速箱，而是采用单减速比减速器直接驱动车辆，车辆空挡时，整车需求扭矩为零，当旋变出现故障造成电机失控产生非预期驱动扭矩时，会造成人员财产伤害。此外，由于电池提供的直流电经逆变器逆变成三相交流电给电机提供能量，在车辆处于静止n挡时，如果不考虑电机转速以及扭矩需求，直接控制逆变器的绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，简称igbt)导通或关断，可能造成扭矩冲击或者因误判导致电机不能工作，影响整车性能。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车电机控制方法、装置及汽车，解决了纯电动汽车静止n挡时，电机产生非预期驱动扭矩造成人员财产伤害的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种电动汽车电机控制方法，包括：

获取车辆挡位信息；

当车辆挡位为n挡时获取电机转速信息；

根据所述车辆挡位信息和所述电机转速信息，通过控制绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态控制电机工作；其中，igbt导通时，电机处于工作状态，igbt关断时，电机为停止工作状态。

可选地，根据所述车辆挡位信息和所述电机转速信息，通过控制绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态控制电机工作的步骤包括：

当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值大于第一标定值时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态；

当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值时，获取整车控制器的扭矩需求；

若所述扭矩需求的绝对值小于第三标定值，则在预设时长后控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态；

其中，所述第一标定值大于所述第二标定值。

可选地，根据所述车辆挡位信息和所述电机转速信息，通过控制绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态控制电机工作的步骤还包括：

在所述预设时长内，电机控制器(motercontrolunit，简称mcu)对电机转速的绝对值是否小于第二标定值，以及整车控制器的扭矩需求是否小于第三标定值进行校验；

若校验结果为是，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt在所述预设时长后为关断状态；

若校验结果为否，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

可选地，在获取车辆挡位信息的步骤之后，所述电动汽车电机控制方法还包括：

当车辆挡位为非n挡时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

可选地，所述电动汽车电机控制方法还包括：

检测电机控制器mcu自身故障情况；

若电机控制器mcu有故障，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态。

依据本发明的另一个方面，提供了一种电动汽车电机控制装置，包括：

第一获取模块，用于获取车辆挡位信息；

第二获取模块，用于当车辆挡位为n挡时获取电机转速信息；

第一控制模块，用于根据所述车辆挡位信息和所述电机转速信息，通过控制绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态控制电机工作；其中，igbt导通时，电机处于工作状态，igbt关断时，电机为停止工作状态。

可选地，所述第一控制模块包括：

第一控制单元，用于当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值大于第一标定值时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态；

第一获取单元，用于当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值时，获取整车控制器的扭矩需求；

第二控制单元，用于若所述扭矩需求的绝对值小于第三标定值，则在预设时长后控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态；

其中，所述第一标定值大于所述第二标定值。

可选地，所述第一控制模块还包括：

校验单元，用于在所述预设时长内，电机控制器mcu对电机转速的绝对值是否小于第二标定值，以及整车控制器的扭矩需求是否小于第三标定值进行校验；

第三控制单元，用于若校验结果为是，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt在所述预设时长后为关断状态；

第四控制单元，用于若校验结果为否，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

可选地，所述电动汽车电机控制装置还包括：

第二控制模块，用于当车辆挡位为非n挡时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

可选地，所述电动汽车电机控制装置还包括：

检测模块，用于检测电机控制器mcu自身故障情况；

第三控制模块，用于若电机控制器mcu有故障，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态。

依据本发明的再一个方面，提供了一种汽车，包括上述的电动汽车电机控制装置。

本发明的实施例的有益效果是：

上述方案中，电机控制器mcu获取到车辆挡位信息和电机转速信息后，可以根据挡位信息和电机转速信息判断整车需求，在避免影响整车性能且不影响挡位正常切换的情况下，通过控制igbt的开关状态控制电机工作，从而防止车辆在静止n挡时因旋变故障导致电机产生非预期的驱动扭矩而造成车辆前冲，避免了人员财产伤害。

附图说明

图1表示本发明实施例的电动汽车电机控制方法的流程图；

图2表示本发明实施例的电动汽车电机控制方法的具体流程示意图；

图3表示本发明实施例的电动汽车电机控制装置的结构框图；

图4表示本发明实施例的电动汽车电机控制装置的具体结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种电动汽车电机控制方法，包括：

步骤11、获取车辆挡位信息；

步骤12、当车辆挡位为n挡时获取电机转速信息；

该实施例中，电机控制器mcu获取车辆的挡位信息，判断车辆的档位变化，在车辆为切换为n挡即空挡时，表示车辆静止或者有停止行驶的的需求，此时，为了保证人员及车辆的安全，应避免在处于n挡的时间段内，车辆因旋变位置突变等原因造成电机产生非预期的驱动扭矩，造成人身伤害。但是如果直接切断电机的电源，则容易使电机产生扭矩冲击导致整车抖动、或者输出负扭矩使车辆产生顿挫，影响整车性能。因此，在车辆挡位为n挡时，还应考虑电机当前的转速。

步骤13、根据所述车辆挡位信息和所述电机转速信息，通过控制绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态控制电机工作；其中，igbt导通时，电机处于工作状态，igbt关断时，电机为停止工作状态。

该实施例中，电机控制器mcu作为整个制动系统的控制中心，包括逆变器和控制器，逆变器接收电池输送的直流电能，逆变成三相交流电给车辆的电机提供电源。其中，电机控制器为三相全桥驱动，可以利用六路igbt组成逆变器，控制器采集电机三相电流和转子位置信息转换为扭矩命令，并将扭矩命令转换为六路igbt的开关状态来控制电机旋转。在igbt导通时，电机接收电源提供的三相交流电，能够响应整车需求正常工作；在igbt关断时，电机与电源的连接切断，电机失去驱动源，不能再响应整车需求，电机为停止工作状态。所述停止工作状态可以包括电机停止工作的状态和由工作状态逐渐变为停止的状态。

电机控制器mcu获取到车辆挡位信息和电机转速信息后，可以根据挡位信息和电机转速信息判断整车需求，在避免影响整车性能且不影响挡位正常切换的情况下，通过控制igbt的开关状态控制电机工作，从而防止车辆在静止n挡时因旋变故障导致电机产生非预期的驱动扭矩而造成车辆前冲，避免了人员财产伤害。

具体地，如图2所示，步骤13包括：

步骤131、当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值大于第一标定值时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态；

该实施例中，当mcu判断到电机转速的绝对值大于第一标定值，且此时车辆挡位切换为n挡，如果igbt为导通状态，此时不能进行igbt关断，否则电机会有负扭矩输出，影响整车性能，因此，应保持igbt为导通状态。由于在整车上电后，mcu默认igbt为关断状态，如果此时mcu判断到电机转速的绝对值大于第一标定值，且车辆为n挡，则应控制igbt导通。

其中，所述第一标定值为用户根据需求以及车辆参数进行标定，优选地，所述第一标定值可以为100rpm。

步骤132、当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值时，获取整车控制器的扭矩需求；

该实施例中，在mcu判断到车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值时，不能直接控制igbt关断，需要根据整车控制器的扭矩需求进一步判断用户的真正意图，从而控制电机的工作状态。在车辆由非n挡切换为n挡时，如果直接关断igbt，则会造成扭矩冲击，导致整车抖动，影响整车性能以及乘车感受。所述第二标定值为用户根据需求以及车辆参数进行标定，所述第二标定值应小于所述第一标定值，优选地，所述第二标定值可以为50rpm。

其中，所述第二标定值和所述第一标定值之间的差值是为车辆预留的滞回空间。在电机转速大于第一标定值时，控制igbt导通，电机正常工作，如果电机转速小于第一标定值后，立即控制igbt关断，电机停止工作，则可能由于电机与电源的连通和断开较频繁，影响电机性能，因此设置第二标定值与第一标定值之间应有适当的差值。

步骤133、若所述扭矩需求的绝对值小于第三标定值，则在预设时长后控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态；其中，所述第一标定值大于所述第二标定值。

该实施例中，如果车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值，且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值，认为用户有停车意图，则应控制igbt在预设时长后关断。控制igbt在预设时长后关断的目的是使mcu在此时间段内校验用户的意图，防止因获取信号故障导致的干扰，造成用户意图判断失误。所述预设时长为用户根据需求设定，所述预设时长可以为100ms。

其中，所述第三标定值为用户根据需求标定，所述第三标定值应为接近于零的较小的数值，优选地，所述第三标定值可以为1n·m，即在车辆挡位为n挡、电机转速的绝对值小于第二标定值、且整车控制器的扭矩需求小于1n·m时，认为用户意图停车。该方案能够在不影响整车性能的同时，准确判断用户意图。

本发明的上述实施例中，步骤13还包括：

在所述预设时长内，电机控制器mcu对电机转速的绝对值是否小于第二标定值，以及整车控制器的扭矩需求是否小于第三标定值进行校验；

若校验结果为是，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt在所述预设时长后为关断状态；若校验结果为否，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

该实施例中，在mcu判断到车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值，且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值时，为了防止对用户意图的误判，mcu在控制igbt关断之前的所述预设时长内，对用户意图进行校验，即重新判断电机转速的绝对值是否小于第二标定值，以及整车控制器的扭矩需求是否小于第三标定值，在确认电机转速的绝对值小于第二标定值，且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值时，确认用户有停车意图，控制igbt在所述预设时长后关断。若在控制igbt关断之前的所述预设时长内，mcu检测到不满足电机转速的绝对值小于第二标定值、且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值，认为之前获取的电机转速或者整车控制器的扭矩需求有误，则控制igbt为导通状态，使电机能够正常工作。

本发明的上述实施例中，所述电动汽车电机控制方法还包括：

步骤14、当车辆挡位为非n挡时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

该实施例中，当mcu判断到车辆挡位为非n挡时，为了不影响正常挡位切换，应控制igbt为导通状态，响应整车需求。

本发明的上述实施例中，所述电动汽车电机控制方法还包括：

检测电机控制器mcu自身故障情况；若电机控制器mcu有故障，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态。

该实施例中，mcu应实时监控自身故障状态，在mcu无故障时，才能正常控制电机的工作状态。在mcu存在故障时，应立即控制igbt关断，使电机停止工作，避免电机工作异常造成人员及财产伤害。

该方案通过获取车辆的挡位信息和电机转速信息，并结合整车控制器的扭矩需求，在不影响整车性能的情况下，准确响应用户的需求，同时防止车辆在静止n挡时因旋变故障导致电机产生非预期的驱动扭矩而造成车辆前冲，避免了人员财产伤害。

如图3所示，本发明的实施例提供了一种电动汽车电机控制装置，包括：

第一获取模块31，用于获取车辆挡位信息；

第二获取模块32，用于当车辆挡位为n挡时获取电机转速信息；

该实施例中，电机控制器mcu获取车辆的挡位信息，判断车辆的档位变化，在车辆为切换为n挡即空挡时，表示车辆静止或者有停止行驶的的需求，此时，为了保证人员及车辆的安全，应避免在处于n挡的时间段内，车辆因旋变位置突变等原因造成电机产生非预期的驱动扭矩，造成人身伤害。但是如果直接切断电机的电源，则容易使电机产生扭矩冲击导致整车抖动、或者输出负扭矩使车辆产生顿挫，影响整车性能。因此，在车辆挡位为n挡时，还应考虑电机当前的转速。

第一控制模块33，用于根据所述车辆挡位信息和所述电机转速信息，通过控制绝缘栅双极型晶体管igbt的开关状态控制电机工作；其中，igbt导通时，电机处于工作状态，igbt关断时，电机为停止工作状态。

该实施例中，电机控制器mcu作为整个制动系统的控制中心，包括逆变器和控制器，逆变器接收电池输送的直流电能，逆变成三相交流电给车辆的电机提供电源。其中，电机控制器为三相全桥驱动，可以利用六路igbt组成逆变器，控制器采集电机三相电流和转子位置信息转换为扭矩命令，并将扭矩命令转换为六路igbt的开关状态来控制电机旋转。在igbt导通时，电机接收电源提供的三相交流电，能够响应整车需求正常工作；在igbt关断时，电机与电源的连接切断，电机失去驱动源，不能再响应整车需求，电机为停止工作状态。所述停止工作状态可以包括电机停止工作的状态和由工作状态逐渐变为停止的状态。

电机控制器mcu获取到车辆挡位信息和电机转速信息后，可以根据挡位信息和电机转速信息判断整车需求，在避免影响整车性能且不影响挡位正常切换的情况下，通过控制igbt的开关状态控制电机工作，从而防止车辆在静止n挡时因旋变故障导致电机产生非预期的驱动扭矩而造成车辆前冲，避免了人员财产伤害。

具体地，如图4所示，所述第一控制模块33包括：

第一控制单元331，用于当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值大于第一标定值时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态；

该实施例中，当mcu判断到电机转速的绝对值大于第一标定值，且此时车辆挡位切换为n挡，如果igbt为导通状态，此时不能进行igbt关断，否则电机会有负扭矩输出，影响整车性能，因此，应保持igbt为导通状态。由于在整车上电后，mcu默认igbt为关断状态，如果此时mcu判断到电机转速的绝对值大于第一标定值，且车辆为n挡，则应控制igbt导通。

其中，所述第一标定值为用户根据需求以及车辆参数进行标定，优选地，所述第一标定值可以为100rpm。

第一获取单元332，用于当车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值时，获取整车控制器的扭矩需求；

该实施例中，在mcu判断到车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值时，不能直接控制igbt关断，需要根据整车控制器的扭矩需求进一步判断用户的真正意图，从而控制电机的工作状态。在车辆由非n挡切换为n挡时，如果直接关断igbt，则会造成扭矩冲击，导致整车抖动，影响整车性能以及乘车感受。所述第二标定值为用户根据需求以及车辆参数进行标定，所述第二标定值应小于所述第一标定值，优选地，所述第二标定值可以为50rpm。

其中，所述第二标定值和所述第一标定值之间的差值是为车辆预留的滞回空间。在电机转速大于第一标定值时，控制igbt导通，电机正常工作，如果电机转速小于第一标定值后，立即控制igbt关断，电机停止工作，则可能由于电机与电源的连通和断开较频繁，影响电机性能，因此设置第二标定值与第一标定值之间应有适当的差值。

第二控制单元333，用于若所述扭矩需求的绝对值小于第三标定值，则在预设时长后控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态；其中，所述第一标定值大于所述第二标定值。

该实施例中，该实施例中，如果车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值，且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值，认为用户有停车意图，则应控制igbt在预设时长后关断。控制igbt在预设时长后关断的目的是使mcu在此时间段内校验用户的意图，防止因获取信号故障导致的干扰，造成用户意图判断失误。所述预设时长为用户根据需求设定，所述预设时长可以为100ms。

其中，所述第三标定值为用户根据需求标定，所述第三标定值应为接近于零的较小的数值，优选地，所述第三标定值可以为1n·m，即在车辆挡位为n挡、电机转速的绝对值小于第二标定值、且整车控制器的扭矩需求小于1n·m时，认为用户意图停车。该方案能够在不影响整车性能的同时，准确判断用户意图。

本发明的上述实施例中，所述第一控制模块33还包括：

校验单元，用于在所述预设时长内，电机控制器mcu对电机转速的绝对值是否小于第二标定值，以及整车控制器的扭矩需求是否小于第三标定值进行校验；

第三控制单元，用于若校验结果为是，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt在所述预设时长后为关断状态；

第四控制单元，用于若校验结果为否，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

该实施例中，该实施例中，在mcu判断到车辆挡位为n挡，且电机转速的绝对值小于第二标定值，且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值时，为了防止对用户意图的误判，mcu在控制igbt关断之前的所述预设时长内，对用户意图进行校验，即重新判断电机转速的绝对值是否小于第二标定值，以及整车控制器的扭矩需求是否小于第三标定值，在确认电机转速的绝对值小于第二标定值，且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值时，确认用户有停车意图，控制igbt在所述预设时长后关断。若在控制igbt关断之前的所述预设时长内，mcu检测到不满足电机转速的绝对值小于第二标定值、且整车控制器的扭矩需求小于第三标定值，认为之前获取的电机转速或者整车控制器的扭矩需求有误，则控制igbt为导通状态，使电机能够正常工作。

本发明的上述实施例中，所述电动汽车电机控制装置还包括：

第二控制模块34，用于当车辆挡位为非n挡时，控制所述绝缘栅双极型晶体管igbt为导通状态。

该实施例中，当mcu判断到车辆挡位为非n挡时，为了不影响正常挡位切换，应控制igbt为导通状态，响应整车需求。

本发明的上述实施例中，所述电动汽车电机控制装置还包括：

检测模块，用于检测电机控制器mcu自身故障情况；

第三控制模块，用于若电机控制器mcu有故障，则控制绝缘栅双极型晶体管igbt为关断状态。

该实施例中，mcu应实时监控自身故障状态，在mcu无故障时，才能正常控制电机的工作状态。在mcu存在故障时，应立即控制igbt关断，使电机停止工作，避免电机工作异常造成人员及财产伤害。

该方案通过获取车辆的挡位信息和电机转速信息，并结合整车控制器的扭矩需求，在不影响整车性能的情况下，准确响应用户的需求，同时防止车辆在静止n挡时因旋变故障导致电机产生非预期的驱动扭矩而造成车辆前冲，避免了人员财产伤害。

需要说明的是，该装置是与上述个体推荐方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明的实施例提供了一种汽车，包括上述的电动汽车电机控制装置。

本发明的该实施例，电机控制器mcu获取到车辆挡位信息和电机转速信息后，可以根据挡位信息和电机转速信息判断整车需求，在避免影响整车性能且不影响挡位正常切换的情况下，通过控制igbt的开关状态控制电机工作，从而防止车辆在静止n挡时因旋变故障导致电机产生非预期的驱动扭矩而造成车辆前冲，避免了人员财产伤害。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。