本发明属于电机驱动控制的技术领域。更具体地，本发明涉及一种车用永磁同步电机混合转矩安全检测方法。
背景技术：
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)既有交流电机的无刷结构，又有直流电机的调速性能优越的优点，并且体积小、效率高，在电动汽车中得到了广泛的应用。
永磁同步电机通常使用矢量控制。为了保证电机的安全控制，电机控制器需要实时的电压、电流和转矩数据。
在现有技术中，有使用转矩传感器来获取转矩数据的，不过将转矩传感器安装到电机的旋转部分，会影响电机的可靠性和寿命。
普遍地，整车控制器需要从电机控制器获取实际输出转矩，电机控制器输出转矩实际上由电机控制器根据电流电压等参数计算得到。电机工作时，整车控制器根据工况需要向电机控制器发送转矩指令，电机控制器依据转矩指令对电机进行相应的控制，并且估算出电机的实际输出转矩发送给整车控制器。
由于在永磁同步电机闭环控制中，电磁转矩的检测对于电机的稳定运行具有重要的影响，若转矩检测不准，将导致电机定子电流波形畸变、转矩输出异常，甚至不能正常运行。
综上所述，现有技术的永磁同步电机转矩检测技术的缺点为：
1、使用转矩传感器会对电机的性能产生影响；
2、转矩检测存在的误差较大；
3、不能保证电机全工况条件下的转矩检测精度；
4、冗余能力差，不能满足对安全性的要求。
技术实现要素：
本发明提供一种车用永磁同步电机混合转矩安全检测方法，其目的是提高转矩检测的可靠性和准确性。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的车用永磁同步电机混合转矩安全检测方法，所述的安全检测方法应用的车辆包括电机控制器、CAN网络、整车控制器；所述的整车控制器包含主CPU和辅助CPU两个中央处理器；
该方法的过程是：
步骤1、电机控制器检测电机的电压、电流、温度的参数；
步骤2、电机控制器根据检测到的参数计算电机的实际输出扭矩；
步骤3、电机控制器通过CAN网络将步骤1检测到的参数和步骤2计算得到的实际输出扭矩，通过CAN线发送给整车控制器；
步骤4、整车控制器通讯控制单元接收到电机控制器发送的数据，将电机实际输出转矩传递给主CPU，将步骤1检测到的电机参数传送给辅助CPU；
步骤5、辅助CPU使用接收到的电机参数，包括电流id、电流iq，通过变换得到电机的输出转矩；
步骤6、使用步骤5得到的电机输出转矩，与电机控制器发来的电机实际输出转矩进行对比校验，若一致则正常使用；若出现差异，则根据转矩、转速、功率的特定的关系选择一个合理的值；
步骤7、若连续一段时间出现差异，则发出电机控制器转矩检测故障信息。
在所述的步骤1中，通过电机控制器检测到电机的电压U、电流id、电流iq及温度参数 f(T)的相关参数；在所述的步骤2中，根据检测到的参数可以计算出电机的实际输出扭矩 Te，计算公式如下：
其中：
pn-极对数
λm-与温度有关的参数
ld-d轴电感
lq-q轴电感
id-d轴电流
iq-q轴电流
电机控制器将检测到的参数及计算得到的转矩Te通过CAN总线发送给整车控制器。
在所述的步骤4中，整车控制器通讯控制单元接收到电机控制器发送的数据，将电机实际输出转矩传送给主CPU，而将电机控制器检测到的参数：电压、电流id、电流iq及温度参数传送给辅助CPU，则辅助CPU通过所述的计算公式得到电机的输出转矩te1；
在所述的步骤5中，通过电机控制器得到了电机的实际输出转矩Te，也通过整车控制器计算得到转矩te1；将两者进行比较并做出判断，选取准确的电机输出转矩。
在所述的步骤6中，若Te与te1一致，则正常使用；若出现差异超过20％，则根据转矩、转速、功率的特定关系，按照所述的计算公式，得出一个合理的值。
若连续100ms出现超过20％的差异，则发出电机控制器转矩检测故障信息。
本发明采用上述技术方案，提高转矩估算功能安全；便于发现转矩估算故障；定子电流不会出现畸变；不用转矩传感器，不存在安装固定和机械可靠性等问题；估算经过密集的校正，消除了误差累计的机会。
附图说明
图1为本发明的车用永磁同步电机安全检测法原理图；
图2为本发明的整车控制器转矩的检测图；
图3为电机转矩MAP图；
图4为查表法示意图；
图5为电机效率MAP图；
图6为校验过程示意图；
图7为两电平三相电源逆变器结构示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图7所示本发明的结构，为一种两电平三相电源逆变器结构示意图。本发明的车用永磁同步电机混合转矩安全检测方法，提高了转矩检测的准确性和转矩估算的可靠性。所述的安全检测方法应用的车辆包括电机控制器、CAN网络、整车控制器；所述的整车控制器包含主CPU和辅助CPU两个中央处理器。整车控制器接受电机控制器发来的电流等参数，估算一个电机输出转矩，用于校对电机控制器发来的电机实际输出转矩。
本发明应用于65kW纯电动汽车电机。所要解决的技术问题为：
1、通过电机控制器得出电机实际输出转矩。
2、通过整车控制器对电机控制器输出电流id、iq的计算得到转矩。
3、对以上得到的转矩进行校验，并得出精准转矩输出。
为了克服现有技术的缺陷，实现提高转矩检测的可靠性和准确性的发明目的，本发明采取的技术方案为：
所述的车用永磁同步电机混合转矩安全检测方法的过程是：
步骤1、电机控制器检测电机的电压、电流、温度的参数；
步骤2、电机控制器根据检测到的参数计算电机的实际输出扭矩；
步骤3、电机控制器通过CAN网络将步骤1检测到的参数和步骤2计算得到的实际输出扭矩，通过CAN线发送给整车控制器；
步骤4、整车控制器通讯控制单元接收到电机控制器发送的数据，将电机实际输出转矩传递给主CPU，将步骤1检测到的电机参数传送给辅助CPU；
步骤5、辅助CPU使用接收到的电机参数，包括电流id、电流iq，通过变换得到电机的输出转矩；
步骤6、使用步骤5得到的电机输出转矩，与电机控制器发来的电机实际输出转矩进行对比校验，若一致则正常使用；若出现差异，则根据转矩、转速、功率的特定的关系选择一个合理的值；
步骤7、若连续一段时间出现差异，则发出电机控制器转矩检测故障信息。
在所述的步骤1中，通过电机控制器检测到电机的电压U、电流id、电流iq及温度参数 f(T)的相关参数；在所述的步骤2中，根据检测到的参数可以计算出电机的实际输出扭矩 Te，计算公式如下：
即附图中的公式(1)，其中：
pn-极对数
λm-与温度有关的参数
ld-d轴电感
lq-q轴电感
id-d轴电流
iq-q轴电流
电机控制器将检测到的参数及计算得到的转矩Te通过CAN总线发送给整车控制器，如图2所示。
在所述的步骤4中，整车控制器通讯控制单元接收到电机控制器发送的数据，将电机实际输出转矩传送给主CPU，而将电机控制器检测到的参数：电压、电流id、电流iq及温度参数传送给辅助CPU，则辅助CPU通过所述的计算公式得到电机的输出转矩te1；
在所述的步骤5中，通过电机控制器得到了电机的实际输出转矩Te，也通过整车控制器计算得到转矩te1；将两者进行比较并做出判断，选取准确的电机输出转矩；判断方式如图5 所示。
在所述的步骤6中，若Te与te1一致，则正常使用；若出现差异超过20％，则根据转矩、转速、功率的特定关系，按照所述的计算公式，得出一个合理的值。
若连续100ms出现超过20％的差异，则发出电机控制器转矩检测故障信息。
下面对整车转矩估计方法进行分析。
1、电机控制器将检测到的参数及计算得到的转矩Te通过CAN线发送给整车控制器，如图2所示，整车控制器通讯控制单元接收到电机控制器发送的数据，将电机实际输出转矩传送给主CPU，而将电机控制器检测到的参数(电压、电流(id、iq)及温度参数等)传送给辅助CPU，则辅助CPU通过(1)可以得到电机的输出转矩te1。
通过电机控制器得到了电机的实际输出转矩Te，也通过整车控制器计算得到转矩te1,可将两者进行比较并做出判断，选取准确的电机输出转矩；
判断方式如图5所示。
若Te与te1一致，则正常使用；若出现差异超过20％，则根据特定的关系，比如转矩、转速、功率的关系选择一个合理的值，如公式(1)；若连续100ms出现差异则发出电机控制器转矩检测故障信息。
2、整车控制器转矩的观测(observation)：
整车控制策略的基本思想是通过采集驾驶信息和获取车辆行驶状态信息，并对电机在该转速下能够输出的最大转矩进行分析来确定电机的输出转矩，而影响电机输出转矩大小的因素包括加速踏板开度及其变化率等因素。
通过实测(例如在已知期望转矩的情况下实测得到对应转矩的踏板开度)得到如图3所示的输出转矩、电机转速和加速踏板开度三者关系示意图。
根据驱动状态过程电机的反馈转速N，以及驾驶员行驶意图(即加速踏板开度)，可以通过查表的方式得到电机的输出转矩指令te2。
如图4所示，给定踏板开度指令和转速指令通过查表得到对应的转矩te2，图中的表为图 3的数据表格，可通过MATLAB中的LOOKUP-TABLE模块进行线性插值查找。
3、电机效率MAP图(自动巡航过程)：
如图5所示，可以测得电机转速，通过实测得到电机的效率MAP图，在转速已知情况下，选取转速对应范围内效率最高且转矩最小的点进行控制，作为电机的输出转矩te3。
4、校验过程：
根据汽车行驶工况的不同，整车控制器对转矩的检测形式可以有不同的方式，如图6所示。选取不同行驶模式得出的转矩te与电机输出转矩Te进行比较。
若Te与te1一致，则正常使用；若出现差异超过20％，则根据特定的关系，比如转矩、转速、功率的关系选择一个合理的值，如公式(1)；若连续100ms出现差异则发出电机控制器转矩检测故障信息。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。