电机控制器的安全状态控制方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及电机控制，尤其涉及一种电机控制器的安全状态控制方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在电动车辆中，电机控制器能够根据档位、油门、刹车等指令，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态。当车辆发生故障并影响行车安全后，需要制定合理的控制策略使车辆进入安全状态，以保证车辆及车上人员的安全，电机控制器的安全状态有两种：主动短路asc(active short circuit)和开路保护fw(freewheeling)。其中，主动短路asc有如下特性：(1)低速区产生显著的制动力矩；(2)反电动势产生的持续电流会引起电机过热；(3)电机过热引起转子磁钢退磁风险；(4)电机过热引起逆变器过热，导致逆变器损坏。开路保护fw有如下特性：(1)高速区相电流流过续流二极管；(2)高速区高反电动势给母线上器件带来冲击危害；(3)高速区电机输出端产生非预期的大制动力矩。因此，电机控制器安全状态的控制严重影响到车辆的性能、安全、寿命。

2、在中国专利cn114435137a中，公开了一种电机控制器的主动短路控制方法、装置、设备及介质，该方法通过设置四个阈值，即温度阈值和三个转速阈值，分别比较实际转速值与第一转速阈值、第二转速阈值、第三转速阈值之间的大小，以及实际温度值与温度阈值之间的大小，对电机控制器进入asc状态或spo(safty pulse off)状态的条件进行了优化；在中国专利cn112787309a中，公开了一种电机控制器的电路保护控制方法及系统，该方法通过标定安全转矩曲线，确定两个状态切换点，将当前转速阈值和两个切换点对应的转速阈值进行比较，根据比较结果控制电机控制器进入asc状态或spo状态。

3、由此，在相关技术中，对于电机控制器安全状态的切换，通常是根据输出扭矩、转速作为判断点，在不同工况下，切换点是不变的，对应的转速是一个恒定值，安全状态的切换场景过于简单，都忽视了主动保护asc和开路保护fw在不同电压下的输出特性，从而产生非预期扭矩，从而会影响电机控制器的安全运行。

技术实现思路

1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

2、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明公开了一种电机控制器的安全状态控制方法、装置、设备及介质，用于解决相关技术中未考虑主动保护asc和开路保护fw在不同电压下的输出特性而确定转速阈值，会影响电机控制器安全运行的技术问题。

3、第一方面，本技术提供了一种电机控制器的安全状态控制方法，所述方法包括：获取电机的当前电压和当前转速；根据所述当前电压和预设输出扭矩曲线图确定表征所述电机控制器安全状态的目标切换点；基于所述预设输出扭矩曲线图确定所述目标切换点对应的第一切换转速；将所述当前转速与所述第一切换转速进行一次比较；根据第一比较结果将所述电机控制器的当前安全状态调整为目标安全状态，所述目标安全状态包括开路保护安全状态和主动保护安全状态。

4、于本发明一实施例中，所述预设输出扭矩曲线图的获得，包括：若所述电机处于所述开路保护安全状态，采集位于不同电机电压下所对应不同电机转速而产生的多个第一输出扭矩，以获得所述多个第一输出扭矩构成的第一输出扭矩集；若所述电机处于所述主动短路安全状态，计算不同电机转速下产生的多个第二输出扭矩，以获得所述多个第二输出扭矩构成的第二输出扭矩集；建立电机转速-输出扭矩坐标系，根据所述第一输出扭矩集绘制所述开路保护安全状态的第一输出扭矩曲线，以及根据所述第二输出扭矩集绘制所述主动短路保护状态的第二输出扭矩曲线，其中，所述第一输出扭矩曲线为多条；将所述第一输出扭矩曲线和所述第二输出扭矩曲线进行拼接，生成所述预设输出扭矩曲线图。

5、于本发明一实施例中，所述根据所述当前电压和结合预设输出扭矩曲线图确定表征所述电机控制器安全状态的目标切换点，包括：获取所述第一输出扭矩曲线和所述第二输出扭矩曲线的交点，所述交点为多个；将所述交点形成的交点曲线作为安全输出扭矩曲线；量化所述安全输出扭矩曲线与所述电机转速的关系，获得安全状态切换曲线；获取所述当前电压对应的第一输出扭矩曲线与所述安全状态切换曲线的目标交点，将所述目标交点确定为所述目标安全状态切换点。

6、于本发明一实施例中，所述根据所述当前电压和结合预设输出扭矩曲线图确定表征所述电机控制器安全状态的目标切换点，还包括：若所述目标交点为多个，则根据电机的当前反动势和各目标交点对应的电机转速计算第一峰值反灌电压；将所述第一峰值反灌电压与预设耐压值进行第二比较；在所述第一峰值反灌电压小于所述预设耐压值的第一目标交点中，选择电机转速较高的第一目标交点作为所述目标安全状态切换点；在所述第一峰值反灌电压大于所述预设耐压值的第二目标交点中，选择对应的电机转速较低的第二目标交点作为安全状态切换点。

7、于本发明一实施例中，所述选择对应的电机转速较低的第二目标交点作为安全状态切换点之后，还包括：根据所述电机转速较低的第二目标交点对应的电机转速和所述当前反动势计算第二峰值反灌电压；若所述第二峰值反灌电压大于所述预设耐压值，则将所述预设耐压值作为第三峰值反灌电压；根据所述第三峰值反灌电压和所述当前反动势计算获得第二安全状态切换转速；将所述第二安全状态切换转速在所述安全状态切换曲线中对应的点，确定为所述目标安全状态切换点。

8、于本发明一实施例中，所述第二输出扭矩的计算公式为：其中，te表示输出扭矩；pn表示电机极对数；ω表示机械角速度；rs电机定子绕组；ψf表示转子磁链；ld表示d轴电感；lq表示q轴电感。

9、于本发明一实施例中，所述获取车辆的当前电压和当前转速之前，还包括：监测所述电机控制器的实时状态；当确定所述实时状态为驱动故障状态时，基于所述驱动故障状态生成驱动故障信号；响应于所述驱动故障信号，触发所述电机控制器对电机的控制进入安全保护状态。

10、于本发明一实施例中，所述根据比较结果将所述电机控制器的当前状态调整为目标安全状态，包括：若所述第一比较结果为所述当前转速大于或等于所述第一安全状态切换转速，则将所述电机控制器的当前安全状态调整为所述主动保护安全状态；若所述第一比较结果为所述当前转速小于所述第一安全状态切换转速，则将所述电机控制器的当前安全状态调整为所述开路保护安全状态。

11、于本发明一实施例中，所述获取电机的当前电压，包括：采集电池包输出信号中的第一电压信号、驱动模块输出信号中的第二电压信号以及功率模块输出信号中的第三电压信号；对所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号进行处理，获得所述当前电压。

12、第二方面，本技术提供了一种电机控制器的安全状态控制装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取电机的当前电压和当前转速；切换点确定模块，用于根据所述当前电压和预设输出扭矩曲线图确定表征所述电机控制器安全状态的目标切换点；切换转速确定模块，用于基于所述预设输出扭矩曲线图确定所述目标切换点对应的第一切换转速；比较模块，用于将所述当前转速与所述第一切换转速进行一次比较；目标安全状态确定模块，用于根据第一比较结果将所述电机控制器的当前安全状态调整为目标安全状态，所述目标安全状态包括开路保护安全状态和主动保护安全状态。

13、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得电子设备实现第一方面描述的电机控制器的安全状态控制方法。

14、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行第一方面描述的电机控制器的安全状态控制方法。

15、如上所述，本发明实施例提供的一种电机控制器的安全状态控制方法、装置、设备及介质，具有以下有益效果：

16、当车辆发生故障并影响行车安全，触发进入安全状态后，立即获取电机的当前电压和当前转速，根据当前电压和预设输出扭矩曲线图确定表征电机控制器安全状态的目标切换点，当前工况下的电压不同，对应的目标切换点也不同，考虑到主动保护asc和开路保护fw在不同电压下的输出特性，使得目标切换点根据电压不同能够动态调整，然后基于预设输出扭矩曲线图确定目标切换点对应的第一切换转速，将当前转速与第一切换转速进行一次比较，最后根据第一比较结果将电机控制器的当前安全状态调整为目标安全状态。通过当前电压、输出扭矩曲线图实时确定安全状态的目标切换点，使得不同电压下目标切换点不同，再结合当前转速，合理控制调整电机控制器的目标安全状态，最大化地减小了非预期扭矩的产生，避免电机磁钢永久退磁，维护电机使用寿命，提高了车辆的安全性和可控性。

17、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。