驱动电机堵转控制方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及汽车电机控制领域，具体是涉及一种驱动电机堵转控制方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.整车正常驱动时，电机定子u/v/w三相温度平衡，电机系统采集布置于定子三相中某一相的1路定子温度传感器，实时监测电机定子温度，即可等效为三相最高温度，进行定子温度保护。
3.整车进入堵转后，受限堵转角度和堵转相序的随机性，当堵转发生在没有温度采样的相序时，电控无法实时获取定子三相的真实最高温度，基于温度的保护策略无法触发，而导致处于真实堵转的相序温度快速上升，出现热失控风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种驱动电机堵转控制方法、系统及存储介质，在不增加硬件成本的方式，通过一路定子温度采样，快速离线估算可以堵转的最长时间，保障驱动电机热安全的前提下，发挥电机最大性能。
5.第一方面，提供一种驱动电机堵转控制方法，包括以下步骤：
6.获取电机电流值和电机转速；
7.当预设时间内所述电机电流值均大于等于堵转电流值、且所述电机转速均小于预设堵转转速时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，获取绕组初始温度和进入堵转时间；
8.若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持续堵转电流值大于所述堵转电流值；
9.获取电机允许最大温度；
10.当所述电机定子温度估算值大于等于所述电机允许最大温度或所述进入堵转时间大于等于所述堵转最大时间时，退出堵转保护，降低电机输出扭矩。
11.根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述步骤“获取电机电流值”之前，包括以下步骤：
12.基于电控最大电流值控制电机处于最大堵转能力状态，获取电机的三相温度变化曲线；
13.根据所述电机允许最大温度和所述三相温度变化曲线，获取以不同温度升至所述电机允许最大温度对应的堵转时间，以及升温过程的温度变化曲线，并建立相应的映射表。
14.根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述步骤“若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持
续堵转电流值大于所述堵转电流值”，包括以下步骤：
15.若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则获取堵转记录；
16.若根据所述堵转记录判定为当前上电后首次进入最大堵转能力状态，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值；
17.若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值和修正系数；
18.根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间、所述标定温差值、所述修正系数以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值。
19.根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述步骤“若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值和修正系数”之后，包括以下步骤：
20.若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值；
21.获取电机进入堵转工况时电机三相的电流值中的最大电流值和最小电流值；
22.获取设有温度传感器的相电流值和电机最大性能电流值；
23.根据所述最大电流值、所述最小电流值、所述相电流值和所述电机最大性能电流值获取所述修正系数。
24.根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述步骤“若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值”之前，包括以下步骤：
25.基于电机持续堵转电流值控制电机处于最大堵转能力状态，获取达到热平衡状态后电机的三相最大温差值为所述标定温差值。
26.根据第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述步骤“当预设时间内所述电机电流值均大于等于堵转电流值、且所述电机转速均小于预设堵转转速时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，获取绕组初始温度和进入堵转时间”之后，包括以下步骤：
27.若所述电机电流值小于等于电机持续堵转电流值，则获取所述电机持续堵转电流值对应的转矩限值；
28.控制电机按照所述转矩限值输出。
29.根据第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述步骤“控制电机按照所述转矩限值输出”之后，包括以下步骤：
30.当所述电机电流值小于堵转电流值时，判定电机退出堵转工况。
31.根据第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述步骤“若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持续堵转电流值大于所述堵转电流值”之前，包括以下步骤：
32.调整标志位为堵转保护状态，并执行冷却操作。
33.第二方面，提供一种驱动电机堵转控制系统，包括：
34.电流获取模块，用于获取电机电流值和电机转速；
35.工况分析模块，与所述电流获取模块通讯连接，用于当预设时间内所述电机电流值均大于等于堵转电流值、且所述电机转速均小于预设堵转转速时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，获取绕组初始温度和进入堵转时间；
36.堵转指标获取模块，与所述工况分析模块通讯连接，用于若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持续堵转电流值大于所述堵转电流值；
37.温度获取模块，获取电机允许最大温度；
38.堵转保护模块，与所述堵转指标获取模块和所述温度获取模块通讯连接，用于当所述电机定子温度估算值大于等于所述电机允许最大温度或所述进入堵转时间大于等于所述堵转最大时间时，退出堵转保护，降低电机输出扭矩。
39.第三方面，提供一种存储介质，其上存储有得到机程序，其特征在于，所述得到机程序被处理器执行时实现上述的制动踏板感自适应调节方法。
40.与现有技术相比，本发明在不增加硬件成本的方式，通过一路定子温度采样，快速离线估算可以堵转的最长时间，保障驱动电机热安全的前提下，发挥电机最大性能；同时考虑极限滥用工况下，比如频繁的进出堵转工况时的，电机自我热保护和离线估算的准确性。
附图说明
41.图1是本发明一实施例提供的一种驱动电机堵转控制方法的流程示意图；
42.图2是本发明另一实施例提供的一种驱动电机堵转控制方法的流程示意图；
43.图3是本发明一实施例提供的堵转保护原理图；
44.图4是本发明一实施例提供的一种驱动电机堵转控制系统的结构示意图。
45.附图标记：
46.100、驱动电机堵转控制系统；110、电流获取模块；120、工况分析模块；130、堵转指标获取模块；140、温度获取模块；150、堵转保护模块。
具体实施方式
47.现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
48.为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
49.注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
50.参见图1所示，本发明实施例提供一种驱动电机堵转控制方法，包括以下步骤：
51.获取电机电流值和电机转速；
52.当预设时间内所述电机电流值均大于等于堵转电流值、且所述电机转速均小于预
设堵转转速时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，获取绕组初始温度和进入堵转时间；
53.若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持续堵转电流值大于所述堵转电流值；
54.获取电机允许最大温度；
55.当所述电机定子温度估算值大于等于所述电机允许最大温度或所述进入堵转时间大于等于所述堵转最大时间时，退出堵转保护，降低电机输出扭矩。
56.具体的，本实施例中，获取电机电流值和电机转速，当预设时间内电机电流值均大于等于堵转电流值、且电机转速均小于预设堵转转速时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，对当前电机的状态进行检测，一遍及时采取相应的措施。获取绕组初始温度和进入堵转时间，其中获取进入堵转时间为了避免堵转时间过长，超出电机允许时间导致造成安全隐患。同时调整标志位为堵转保护状态，便于后续获取电机发生堵转的历史记录。执行冷却操作，例如打开水泵、风扇等。
57.进一步判断，如果电机电流值大于电机持续堵转电流值，其中电机持续堵转电流值取决于电机的性能承受能力，则根据绕组初始温度、进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，电机持续堵转电流值大于堵转电流值。其中，电机定子温度估算值是不断获取的，每一时刻的电机定子温度估算值会进行变化，结合映射表获取的电机定子温度估算值为实时估算的当前时刻的堵转温度。
58.获取电机允许最大温度，当某一时刻的电机定子温度估算值大于等于电机允许最大温度，或者进入堵转之后池逊的进入堵转时间大于等于堵转最大时间时，退出堵转保护，采取其他措施降低电机输出扭矩，从而降低电机的温度。当电机电流值小于堵转电流值时，判定电机退出堵转工况。
59.本发明在不增加硬件成本的方式，通过一路定子温度采样，快速离线估算可以堵转的最长时间，保障驱动电机热安全的前提下，发挥电机最大性能；同时考虑极限滥用工况下，比如频繁的进出堵转工况时的，电机自我热保护和离线估算的准确性。
60.可选的，如图2所示，在本发明另外的实施例中，所述步骤“获取电机电流值”之前，包括以下步骤：
61.基于电控最大电流值控制电机处于最大堵转能力状态，获取电机的三相温度变化曲线；
62.根据所述电机允许最大温度和所述三相温度变化曲线，获取以不同温度升至所述电机允许最大温度对应的堵转时间，以及升温过程的温度变化曲线，并建立相应的映射表。
63.具体的，本实施例中，基于量产电机进行改制，电机的三相均埋置定子温度传感器；按照驱动电机控制器可以热平衡的电控最大电流值进行堵转台架测试，电控最大电流值为电机的控制器允许的最大电流值，电控最大电流值大于电机持续堵转电流值，并记录在该电控最大电流值对应的扭矩段内的三相温度值，获取电机的三相温度变化曲线，三相温度变化曲线记录了每一相中温度随时间变化的状态，因此也能从中读取由某一温度上升至另一温度所需要的时间。
64.根据电机允许最大温度和三相温度变化曲线，获取以不同温度升至电机允许最大
温度对应的堵转时间，以及升温过程的温度变化曲线，并建立相应的映射表。
65.本发明通过在电机的三相均埋置定子温度传感器，然后以电控的最大性能允许的电控最大电流值进行堵转台架测试，从而确定可以堵转的最长时间，提高电机自我热保护和离线估算的准确性。
66.可选的，在本发明另外的实施例中，所述步骤“若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持续堵转电流值大于所述堵转电流值”，包括以下步骤：
67.若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则获取堵转记录；
68.若根据所述堵转记录判定为当前上电后首次进入最大堵转能力状态，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值；
69.若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值和修正系数；
70.根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间、所述标定温差值、所述修正系数以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值。
71.具体的，本实施例中，如果判定电机进入最大堵转能力状态，且电机电流值大于电机持续堵转电流值，则获取堵转记录，判断当前上电后进入最大堵转能力状态的次数。如果此次堵转为当前上电后首次进入最大堵转能力状态，则根据绕组初始温度、进入堵转时间以及相应的映射表直接获取堵转最大时间和电机定子温度估算值。其中，映射表中包含温度随时间变化的温度变化曲线，因此根据绕组初始温度确定初始时间节点，根据电机允许最大温度确定对应的终止时间节点，初始时间节点和终止时间节点的时间差为堵转最大时间。根据进入堵转时间和初始时间节点可以确定当前时刻的电机定子温度估算值。
72.如果此次堵转不是当前上电后首次进入最大堵转能力状态，为了避免之前出现堵转带来的误差，需要基于当前电机的状态进行修正。因此获取标定温差值和修正系数，根据绕组初始温度、进入堵转时间、标定温差值、修正系数以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值。
73.可选的，在本发明另外的实施例中，所述步骤“若根据所述堵转记录判定为当前非上电后首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值和修正系数”之后，包括以下步骤：
74.若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值；
75.获取电机进入堵转工况时电机三相的电流值中的最大电流值和最小电流值；
76.获取设有温度传感器的相电流值和电机最大性能电流值；
77.根据所述最大电流值、所述最小电流值、所述相电流值和所述电机最大性能电流值获取所述修正系数。
78.具体的，本实施例中，如果此次堵转不是当前上电后首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值，标定温差值为标定值，为确定的定值。获取电机进入堵转工况时电机三相的所有电流值，识别其中的最大电流值和最小电流值。本实施例适用于电机三相电路中仅一项设有温度传感器的电机，获取设有温度传感器的相电流值和电机最大性能电流值，
电机最大性能电流值为根据电机的性能参数判定电机达到最大性能对应的电流值。根据最大电流值、最小电流值、相电流值和电机最大性能电流值获取修正系数。
79.获取绕组初始温度ts0(首次检测值)，计算出温度查表值ts0+k
△
t；k值根据三相电流幅值关系确定(上电后第一次堵转时k＝0，第二次及以上则k＝(|imax|
‑
|iv|)/(|imax|
‑
|imin|))；其中iv为具备绕组温度传感器的相电流，imax和imin为电机三相中最大和最小电流值，该值可通过控制器内置的电流霍尔采集；通过k值的定义，对堵转进入的初始温度ts进行估算。
80.可选的，在本发明另外的实施例中，所述步骤“若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值”之前，包括以下步骤：
81.基于电机持续堵转电流值控制电机处于最大堵转能力状态，获取达到热平衡状态后电机的三相最大温差值为所述标定温差值。
82.具体的，本实施例中，电机在额定扭矩即电机持续堵转电流值下，长时堵转，三相温度稳定达到热平衡状态后，各角度下三相温差最大即为标定温差值。
83.可选的，在本发明另外的实施例中，所述步骤“当预设时间内所述电机电流值均大于等于堵转电流值时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，获取绕组初始温度和进入堵转时间”之后，包括以下步骤：
84.若所述电机电流值小于等于电机持续堵转电流值，则获取所述电机持续堵转电流值对应的转矩限值；
85.控制电机按照所述转矩限值输出。
86.具体的，本实施例中，当判定电机处于最大堵转能力状态时，如果进一步判定电机电流值小于等于电机持续堵转电流值，说明电机虽然发生堵转，但是处于电机允许的范围之内，不需要进行额外的操作。获取电机持续堵转电流值对应的转矩限值，控制电机按照转矩限值输出，限制电机的输出不超过转矩限值，电机可以长期处于当前状态下。
87.其中，堵转保护原理图如图3所示，t1时间段表示输出电流上限降到i1的时间，其中i1为控制器可持续堵转的电流(电控最大电流值)；t2时间段根据绕组温度初始检测值ts0计算，通过查表可得；t3时间段为输出电流上限降到trqstall_limit(转矩限值)所对应电流{电机持续堵转电流值)的时间，可通过标定确定；t4时间段表示trqstall_limit所对应电流的维持时间；t5时间段表示退出堵转保护功能的判断时间，通过标定确定；t6＝count_delay_max，表示退出堵转保护功能后的延迟时间；t7表示输出电流上限升到实际能输出的imax(电机最大性能电流值)所需时间，该值应尽可能短。
88.如图4所示，本发明提供一种驱动电机堵转控制系统100，包括：
89.电流获取模块110，用于获取电机电流值和电机转速；
90.工况分析模块120，与所述电流获取模块110通讯连接，用于当预设时间内所述电机电流值均大于等于堵转电流值、且所述电机转速均小于预设堵转转速时，判定电机进入堵转工况，进行堵转保护，获取绕组初始温度和进入堵转时间；调整标志位为堵转保护状态，并执行冷却操作。
91.堵转指标获取模块130，与所述工况分析模块120通讯连接，用于若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值，所述电机持续堵转电流值大于所述堵转电
流值；若所述电机电流值大于电机持续堵转电流值，则获取堵转记录；若根据所述堵转记录判定为当前上电后首次进入最大堵转能力状态，则根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值；若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值和修正系数；根据所述绕组初始温度、所述进入堵转时间、所述标定温差值、所述修正系数以及相应的映射表获取堵转最大时间和电机定子温度估算值。若根据所述堵转记录判定为当前上电后非首次进入最大堵转能力状态，则获取标定温差值；获取电机进入堵转工况时电机三相的电流值中的最大电流值和最小电流值；获取设有温度传感器的相电流值和电机最大性能电流值；根据所述最大电流值、所述最小电流值、所述相电流值和所述电机最大性能电流值获取所述修正系数。基于电机持续堵转电流值控制电机处于最大堵转能力状态，获取达到热平衡状态后电机的三相最大温差值为所述标定温差值。基于电控最大电流值控制电机处于最大堵转能力状态，获取电机的三相温度变化曲线；根据所述电机允许最大温度和所述三相温度变化曲线，获取以不同温度升至所述电机允许最大温度对应的堵转时间，以及升温过程的温度变化曲线，并建立相应的映射表。
92.温度获取模块140，获取电机允许最大温度；
93.堵转保护模块150，与所述堵转指标获取模块130和所述温度获取模块140通讯连接，用于当所述电机定子温度估算值大于等于所述电机允许最大温度或所述进入堵转时间大于等于所述堵转最大时间时，退出堵转保护，降低电机输出扭矩。若所述电机电流值小于等于电机持续堵转电流值，则获取所述电机持续堵转电流值对应的转矩限值；控制电机按照所述转矩限值输出。当所述电机电流值小于堵转电流值时，判定电机退出堵转工况。
94.具体的，本实施例中各个模块的实现方式在上述对应的方法实施例中已经进行了详细阐述，因此不再进行一一说明。
95.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
96.本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
97.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
98.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路
(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
99.存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
100.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
101.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
102.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
103.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
104.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。