转向电机控制方法、转向电机控制器、车辆及存储介质与流程

1.本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种转向电机控制方法、转向电机控制器、车辆及存储介质。


背景技术：

2.目前纯电动车辆或者混合动力车辆的电动液压助力转向(electronic hydrostatic power steering，ehps)系统大多都是由高压系统供电，高压系统直接为转向电机控制器工作提供电能，继而转向电机控制器驱动转向电机工作，从而达到转向的目的。
3.ehps系统是一种依靠电动机带动液压泵(即油泵)供给转向助力的电子助力转向系统。它的主要特点为将转速输出转化为油压，从而将油压作用到齿轮齿条上，产生助力达到使轮胎转向的目的。其中，在ehps系统中，利用油压推动齿轮齿条进行助力转向。然而，高压系统突然断电时油液回流，带动转向油泵转动，根据电机类型和油泵反转速度将产生不同的反向电动势，该反向电动势将对转向电机控制内部的功率模块(比如，逆变器)造成损坏。
4.针对上述问题，相关技术中利用预充电阻对转向电机控制器内部的电容和电机产生的反向电动势进行泄放，然而利用预充电阻进行电压泄放和控制电流，势必会产生热量，在多次上电退电时，极易造成预充电阻过热烧毁，适用性差。


技术实现要素：

5.为了克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种转向电机控制方法、转向电机控制器、车辆及存储介质。
6.为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种转向电机控制方法，应用于转向电机控制器，其中，所述转向电机控制器，一端通过三相接触器与转向电机连接，另一端与高压系统连接，并且，在所述高压系统上电后，所述三相接触器处于吸合状态，所述方法包括：
7.在高压系统正常断电时，控制转向电机的转向功率按照预设规则持续降低，其中，在所述高压系统正常断电后，所述转向电机在所述转向电机控制器中的储能电容的驱动下继续工作；
8.若所述转向电机正转、且转速大于预设转速阈值，则确定所述储能电容的当前电压是否小于预设电压阈值；
9.若所述当前电压小于预设电压阈值，则控制所述三相接触器断开。
10.可选地，所述方法还包括：
11.若所述转向电机反转、或者所述转向电机的转速小于或等于所述预设转速阈值，则控制所述三相接触器断开。
12.可选地，在所述控制所述三相接触器断开的步骤之前，所述方法还包括：
13.将所述转向电机的转向功率降低至零；
14.在将所述转向电机的转向功率降低至零后，执行所述控制所述三相接触器断开的步骤。
15.可选地，在所述控制三相接触器断开的步骤之前，所述方法还包括：
16.确定所述转向电机的工作电流是否小于预设电流阈值；
17.在所述工作电流小于所述预设电流阈值的情况下，执行所述控制所述三相接触器断开的步骤。
18.可选地，所述方法还包括：
19.若所述高压系统异常断电，则控制所述三相接触器断开。
20.可选地，在所述若所述高压系统异常断电，则控制所述三相接触器断开的步骤之前，所述方法还包括：
21.确定低压蓄电池的剩余电量是否大于预设电量阈值，其中，所述低压蓄电池通过升压dc-dc转换器与所述转向电机控制器连接；
22.若所述高压系统异常断电，则控制所述三相接触器断开，包括：
23.若所述高压系统异常断电、且所述低压蓄电池的剩余电量小于或等于所述预设电量阈值，则控制所述三相接触器断开；
24.若所述高压系统异常断电、且所述低压蓄电池的剩余电量大于所述预设电量阈值，则控制所述升压dc-dc转换器将所述低压蓄电池输出的低压电转换为高压电，以为所述转向电机控制器供电，直到车速小于预设车速阈值时为止，控制所述三相接触器断开。
25.可选地，所述方法还包括：
26.在所述高压系统上电时，检测所述转向电机是否发生故障；
27.在确定所述转向电机未发生故障时，控制所述三相接触器吸合。
28.根据本公开实施例的第二方面，提供一种转向电机控制器，包括：
29.储能电容；
30.逆变器；
31.存储器，其上存储有计算机程序；
32.处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面提供的所述方法的步骤。
33.根据本公开实施例的第三方面，提供一种车辆，包括：
34.转向电机、转向电机控制器以及高压系统；
35.其中，所述转向电机控制器为本公开第二方面提供的所述转向电机控制器。
36.根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面提供的所述方法的步骤。
37.在上述技术方案中，当高压系统正常断电时，通过转向电机控制器内部的储能电容驱动转向电机继续工作，即利用转向电机对转向电机控制器内部的储能电容进行主动电压泄放，泄放速度快，从而可以避免相关技术中利用预充电阻反复进行电压泄放导致的预充电阻过热烧毁的问题。并且，在高压系统正常断电后，转向电机仍可以工作，从而可以避免因用户难以转动方向盘导致的车辆安全隐患。
38.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
39.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
40.图1是现有技术中利用预充电阻进行电压泄放的结构示意图。
41.图2是根据一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。
42.图3是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。
43.图4是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。
44.图5是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。
45.图6是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。
46.附图标记说明
47.e
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高压系统
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c
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储能电容
48.n
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转向电机控制器
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转向电机
49.l
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三相接触器
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t
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逆变器
50.s1-s6
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开关管
具体实施方式
51.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
52.如图1所示，相关技术中采用一种混合动力电机控制器的断电保护方法，包括以下步骤：第一步，仪器初始状态：一号开关k1、二号开关k2、三号开关k3全部断开；第二步，上电过程及控制：先连通控制弱电，再闭合二号开关k2以给电机控制器内的电容充电，待转向电机控制器内的储能电容充电完毕，再闭合一号开关k1，并断开二号开关k2，从而完成上电过程；第三步，下电过程及控制：先断开一号开关k1以使储能装置停止工作，再闭合三号开关k3以通过辅助电阻r将转向电机控制器内的电压及电能释放，待转向电机控制器内的电压及电能释放完毕后，再断开三号开关k3，并关闭控制弱电，从而完成下电过程。
53.可见，该相关技术是利用预充电阻对转向电机控制器内部的电容和电机产生的反向电动势进行泄放，然而利用预充电阻进行电压泄放和控制电流，势必会产生热量，在多次上电退电时，极易造成预充电阻过热烧毁，适用性差。另外，在断电时，由于k1、k2、k3均断开，造成电源无法与转向电机控制器构成回路形成钳压效果，导致转向电机反转产生的反向电动势对转向电机控制器内部的功率模块造成损坏。
54.为了解决上述技术问题，本公开提供一种转向电机控制方法、转向电机控制器、车辆及存储介质。其中，上述转向电机控制方法可以应用于转向电机控制器，如图2所示，转向电机控制器n，一端通过三相接触器l与转向电机m连接，另一端与高压系统e连接，并且，在高压系统e上电后，三相接触器l处于吸合状态。其中，转向电机控制器n包括储能电容c和逆变器t，逆变器t由开关管s1、开关管s2、开关管s3、开关管s4、开关管s5以及开关管s6构成，其中，各开关管可以例如是绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)等，图2中以各开关管为igbt示例。
55.图3是根据一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。如图3所示，
该方法可以包括以下步骤301～步骤304。
56.在步骤301中，在高压系统正常断电时，控制转向电机的转向功率按照预设规则持续降低。
57.在本公开中，在接收到退电命令、且车速小于预设车速阈值的情况下，高压母线断开，可以确定高压系统正常断电；在未接收到退电命令，但高压母线断开，则确定高压系统异常断电。其中，由于高压系统上电后，三相接触器处于吸合状态，即转向电机控制器和转向电机处于连接状态，并且，转向电机控制器内设置有储能电容(如图2中的c)，这样，在高压系统正常断电后，转向电机可以在转向电机控制器中的储能电容的驱动下继续工作。同时，控制转向电机的转向功率按照预设规则持续降低，示例地，可以控制转向电机的转向功率按照p＝p0-at(其中，p为转向电机的转向功率，p0为高压系统断电时、转向电机的转向功率，a为常数，t为时间)这一预设规则持续降低。
58.在步骤302中，判定转向电机是否正转、且转速大于预设转速阈值。
59.其中，当转向电机正转时，带动方向盘顺时针旋转；当转向电机反转时，带动方向盘逆时针旋转。预设转速阈值可以是用户设定的经验值，也可以是默认的经验值(例如，300转/min)，在本公开中不作具体限定。
60.当转向电机正转、且转速大于预设转速阈值时，则判定转向电机控制器中的储能电容的当前电压是否小于预设电压阈值，即执行以下步骤303。
61.若转向电机反转，则会产生反向电动势，为避免电机控制器内部的功率模块损坏，故可以控制三相接触器断开，即执行以下步骤304。
62.若转向电机正转、但转速小于上述预设转速阈值，由于转速低，产生的反向电动势小，不会对电机控制器内部的功率模块造成损坏，故可以控制三相接触器断开，即执行以下步骤304，以节省电能。
63.在步骤303中，确定储能电容的当前电压是否小于预设电压阈值。
64.若储能电容的当前电压大于或等于预设电压阈值，则保持三相接触器处于吸合状态，使得储能电容继续进行电压泄放，直到储能电容的当前电压小于预设电压阈值时，控制三相接触断开，即执行以下步骤304。
65.在步骤304中，控制三相接触器断开。
66.在上述技术方案中，当高压系统正常断电时，通过转向电机控制器内部的储能电容驱动转向电机继续工作，即利用转向电机对转向电机控制器内部的储能电容进行主动电压泄放，泄放速度快，从而可以避免相关技术中利用预充电阻反复进行电压泄放导致的预充电阻过热烧毁的问题。并且，在高压系统正常断电后，转向电机仍可以工作，从而可以避免因用户难以转动方向盘导致的车辆安全隐患。
67.图4是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。如图4所示，在控制三相接触器断开之前，即在上述步骤304之前，上述方法还可以包括以下步骤305。
68.在步骤305中，将转向电机的转向功率降低至零。
69.在储能电容的当前电压小于预设电压阈值时，可以先将转向电机的转向功率降低至零，然后再控制三相接触器断开，从而避免转向电机因带电流断电可能导致的三相接触器的吸合点烧结。
70.图5是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。如图5所示，在控制三相接触器断开之前，即在上述步骤304之前，上述方法还可以包括以下步骤306。
71.在步骤306中，确定转向电机的工作电流是否小于预设电流阈值。
72.在储能电容的当前电压小于预设电压阈值、且转向电机的工作电流小于预设电流阈值的情况下，控制三相接触器断开。这样，可以避免因转向电机工作电流过大导致的三相接触器的吸合点烧结。
73.在储能电容的当前电压小于预设电压阈值、且转向电机的工作电流大于或等于预设电流阈值的情况下，则继续判定转向电机的工作电流是否小于预设电流阈值，直到转向电机的工作电流小于预设电流阈值时，控制三相接触器断开。
74.另外，上述方法还可以包括以下步骤：若高压系统异常断电，则控制三相接触器断开。这样，可以保护转向电机控制器中的功率模块，即解决异常断电时油压反冲造成转向电机反转产生的反向电动式损坏功率模块的问题。
75.在上述若高压系统异常断电，则控制三相接触器断开的步骤之前，上述方法还可以包括以下步骤：确定低压蓄电池的剩余电量是否大于预设电量阈值，其中，低压蓄电池通过升压dc-dc转换器与转向电机控制器连接。
76.若高压系统异常断电、且低压蓄电池的剩余电量小于或等于预设电量阈值，则控制三相接触器断开；若高压系统异常断电、且低压蓄电池的剩余电量大于预设电量阈值，则控制升压dc-dc转换器将低压蓄电池输出的低压电转换为高压电，以为转向电机控制器供电，直到车速小于预设车速阈值时为止，控制三相接触器断开。
77.若高压系统异常断电、且低压蓄电池的剩余电量大于预设电量阈值，则通过低压蓄电池为转向电机控制器供电，以维持转向电机继续工作，即启动延时转向功能，直到车速小于预设车速阈值时，低压蓄电池停止为转向电机控制器供电，并控制三相接触器断开。通过延迟转向，可以避免车辆行驶过程中因无法转向导致的安全隐患。
78.此外，上述方法还可以包括以下步骤：
79.在高压系统上电时，检测转向电机是否发生故障。
80.在确定转向电机未发生故障时，控制三相接触器吸合。
81.在本公开中，可以通过检测转向电机的温度、阻值等参数来确定其是否发生故障。例如，当转向电机的温度大于预设温度阈值，或者，转向电机的阻值为零或大于预设阻值阈值时，可以确定转向电机发生故障。
82.在转向电机未发生故障时，控制三相接触器吸合，转向电机正常工作。而在在转向电机发生故障时，则不执行任何操作，即不吸合三相接触器，从而避免转向电机故障时，转向电机控制器直接输出导致的其内部的功率模块受损，避免了安全事故。
83.图6是根据另一示例性实施例示出的一种转向电机控制方法的流程图。如图6所示，该方法可以包括以下步骤：
84.(1)高压系统上电，转向电机控制器(得电)开启。
85.(2)检测转向电机是否发生故障。
86.(3)若转向电机未发生故障，则控制三相接触器吸合，之后，执行以下步骤(4)；若转向电机发生故障，则不执行任何操作，即不吸合三相接触器，此时方法流程结束。
87.(4)若未接收到退电命令或者车速大于预设车速阈值，则返回上述步骤(2)；若接收到退电命令、且车速小于预设车速阈值，即高压系统正常退电，则控制转向电机的转向功率按照预设规则持续降低。
88.(5)若转向电机正转、且转速大于预设转速阈值，则确定储能电容的当前电压是否小于预设电压阈值；若转向电机反转或者转速大于预设转速阈值，则执行以下步骤(9)；
89.(6)若储能电容的当前电压小于预设电压阈值，则执行以下步骤(9)；若储能电容的当前电压大于或等于预设电压阈值，则执行以下步骤(7)；
90.(7)确定转向电机的工作电流是否小于预设电流阈值；
91.(8)若转向电机的工作电流小于预设电流阈值，则执行以下步骤(10)；若转向电机的工作电流大于或等于预设电流阈值，则返回上述步骤(7)；
92.(9)将转向电机的转向功率降低至零；
93.(10)控制三相接触器断开；
94.(11)在高压异常断电的情况下：若低压蓄电池的剩余电量大于预设电量阈值，则控制升压dc-dc转换器将低压电转换为高压电，以为转向电机控制器供电，直到车速小于预设车速阈值时为止，执行以上步骤(10)；若低压蓄电池的剩余电量小于或等于预设电量阈值，则直接执行以上步骤(10)。
95.本公开还提供一种转向电机控制器，包括：储能电容；逆变器；存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开提供的上述转向电机控制方法的步骤。
96.本公开还提供一种车辆，包括：转向电机、转向电机控制器以及高压系统；其中，转向电机控制器为本公开提供的上述转向电机控制器。
97.本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开提供的上述转向电机控制方法的步骤。
98.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
99.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
100.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。