阅读说明：本技术 一种车辆及其电机控制方法与装置、计算机可读存储介质 (Vehicle, motor control method and device thereof and computer readable storage medium ) 是由 徐鲁辉 李楠 徐琪 杜智勇 于 2018-12-28 设计创作，主要内容包括：本公开提出了一种车辆及其电机控制方法与装置、计算机可读存储介质,该电机控制方法通过在电机运行时,检测电机的当前扭矩值和当前转速值,并根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率,对母线电压进行采样,以获取母线电压采样值,进而根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态,以此实现根据电机的具体运行状况对电机进行控制,从而提高电机的运行效率,解决了现有的电机控制方法存在电机运行效率低的问题。(The motor control method comprises the steps of detecting the current torque value and the current rotating speed value of a motor when the motor runs, obtaining a target voltage utilization rate according to the current torque value and the current rotating speed value of the motor, sampling bus voltage to obtain a bus voltage sampling value, and further controlling the running state of the motor according to the bus voltage sampling value, the target voltage utilization rate, the current torque value of the motor and the current rotating speed value of the motor, so that the motor is controlled according to the specific running condition of the motor, the running efficiency of the motor is improved, and the problem that the running efficiency of the motor is low in the existing motor control method is solved.)

一种车辆及其电机控制方法与装置、计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆及其电机控制方法与装置、计算机可读存储介质。

背景技术

近几年来，随着人们生活水平的提高，汽车已经成为人们生活中非常重要的代步工具，而随着汽车的普及，其电机的控制性能则成为汽车制造中的重中之重。

电机控制器作为汽车中的关键零部件，其内含有电机控制以及表征电机性能的控制数据，因此电机控制器对电机控制起到非常重要的作用。目前，现有的电机控制方法主要是电机控制器采用固定的母线电压利用率对电机进行控制。

然而，该方法虽然可以有效控制电机，但是其没有考虑到电机的运行状态，即对电机全速域内的运行考虑不充分，使得电机对全速域内的母线供电电压利用不能处于最优状态，从而降低了电机的运行效率。

综上所述，现有的电机控制方法存在电机运行效率低的问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种车辆及其电机控制方法与装置、计算机可读存储介质，以解决现有的电机控制方法存在电机运行效率低的问题。

本公开是这样实现的，本公开第一方面提供一种电机控制方法，所述电机控制方法包括：

在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值；

根据所述电机的当前扭矩值和所述电机的当前转速值获取目标电压利用率；

对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，并根据所述母线电压采样值、所述目标电压利用率、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值控制电机的运行状态。

本公开第二方面提供一种电机控制装置，所述电机控制装置包括：

检测模块，用于在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值；

获取模块，用于根据所述电机的当前扭矩值和所述电机的当前转速值获取目标电压利用率；

控制模块，用于对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，并根据所述母线电压采样值、所述目标电压利用率、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值控制电机的运行状态。

本公开第三方面提供一种电机控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的电机控制方法的步骤。

本公开第四方面提供一种车辆，所述车辆包括第二方面或第三方面所述的电机控制装置。

本公开第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的电机控制方法的步骤。

本公开提出了一种车辆及其电机控制方法与装置、计算机可读存储介质，该电机控制方法通过在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值，并根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率，对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，进而根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态，以此实现根据电机的具体运行状况对电机进行控制，从而提高电机的运行效率，解决了现有的电机控制方法存在电机运行效率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开一种实施例提供的电机控制方法的流程示意图；

图2是本公开一种实施例提供的电机控制方法中电压波动与控制电流之间的曲线示意图；

图3是本公开一种实施例提供的电机控制装置的结构示意图；

图4是本公开另一种实施例提供的电机控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本公开的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本公开实施例提供一种电机控制方法，如图1所示，该电机控制方法包括：

步骤S11：在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值。

其中，在本公开实施例中，由于当电机运行在恒功率区域时，电机受限于电压极限圆，并且从图1中可以看出，电压的波动和电流息息相关，此外通过永磁同步电机的电压方程，即公式(1)和(2)可以看出，电压的波动还和转速有一定关系，即从图1和公式

可以看出转速越高越大，在实际控制过程中电压的波动越大，因此在对电机进行控制时，为了更好的利用电机运行时的母线电压，本公开需要对电机运行时的当前扭矩值和当前转速值进行检测；其中，u_d是直轴电压，u_q是交轴电压、R为电机半径，i_d为直轴电流、i_q为交轴电流、L_d为电机直轴电感、L_d为电机交轴电感、w_r为电机转速，ψ_f是电机永磁体磁链。

步骤S12：根据所述电机的当前扭矩值和所述电机的当前转速值获取目标电压利用率。

其中，在本公开实施例中，由于电机的转速和电流对电压的波动具有一定的影响，因此在获取电机的当前扭矩值和电机的当前转速值后，便可根据这两个参数获取目标电压利用率。

具体的，作为本公开一种实施方式，步骤S12的根据所述电机的当前扭矩值和所述电机的当前转速值获取目标电压利用率具体为：

根据所述电机的当前扭矩值获取第一电压利用率，以及根据所述电机的当前转速值获取第二电压利用率；

根据所述第一电压利用率、所述第二电压利用率以及预设利用率选择规则获取所述目标电压利用率。

其中，在本公开实施例中，在电机控制器带载电机时，由于在电机恒功率运行区域，电机运行受限于电压极限圆，因此本公开通过动态调整电压利用率，来扩大电压极限圆的区域，即本公开通过离线测试，使得电压利用率根据扭矩变化而变化时获得第一电压利用率k1；以及使得电压利用率根据转速变化时获得第二电压利用率k2；在获取到第一电压利用率k1和第二电压利用率k2后，通过预设利用率选择规则k＝max(k1，k2)得到目标电压利用率k。

步骤S13：对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，并根据所述母线电压采样值、所述目标电压利用率、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值控制电机的运行状态。

其中，在本公开实施例中，当获取到目标电压利用率k后，本公开通过对母线电压进行采样，以获取到母线电压采样值，进而根据根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，步骤S13的根据所述母线电压采样值、所述目标电压利用率、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值控制电机的运行状态具体为：

根据所述母线电压采样值和所述目标电压利用率的乘积获取电压限幅值；

根据所述电压限幅值、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值控制电机的运行状态。

其中，在本公开实施例中，本公开通过公式U_dc＝U_dc-s*k获取电压限幅值，其中，U_dc为电压限幅值，U_dc-s为母线电压采样值，k为目标电压利用率。

在根据母线电压采样值U_dc-s和目标电压利用率k获取到电压限幅值U_dc后，本公开便可根据该电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态。

具体的，作为本公开一种实施方式，根据所述电压限幅值、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值控制电机的运行状态具体为：

根据所述电压限幅值、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值获取交轴电流与直轴电流，根据所述交轴电流和直轴电流控制所述电机的运行状态。

其中，在本公开实施例中，由于从步骤S11中可以得知，电机运行过程中电流的变化对电压波动具有一定影响，而且电机运行过程中电机控制器是根据电机的直轴电流和交轴电流对电机进行控制的，因此，在得到电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值后，便可根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值获取交轴电流和直轴电流，进而根据交轴电流和直轴电流控制电机的运行状态。

具体的，作为本公开一种实施方式，根据所述电压限幅值、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值获取交轴电流与直轴电流具体为：

根据所述电压限幅值、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值在预先存储的数据表中进行查找，以根据查找结果获取所述交轴电流与所述直轴电流。

其中，在本公开实施例中，由于电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值之间具有以下关系，具体参考公式(3)、公式(4)以及公式(5)：

其中，U为电机控制器可以输出的最大电压，此电压受母线电压U_dc的约束，w_r是电机运行时的转速，L_q电机交轴电感，L_d电机直轴电感，ψ_f是电机永磁体磁链，p为电机极对数，i_d为直轴电流、i_q为交轴电流，因此，本公开通过电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值之间具有的上述关系获取电机在恒功率区弱磁控制时指令关系，进而通过实际台架测试建立相应的数据表格，以便于通过该数据表格，便可根据电压限幅值、所述电机的当前扭矩值以及所述电机的当前转速值查找到交轴电流与直轴电流。

在本实施方式中，本公开通过在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值，并根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率，对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，进而根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态，以此实现根据电机的具体运行状况对电机进行控制，从而提高电机的运行效率，解决了现有的电机控制方法存在电机运行效率低的问题，有效增加了车辆的续航里程，同时还可有效保证电机控制的稳定性。

图3示出了一种电机控制装置3的结构示意图，该电机控制装置3中各个器件的功能与图1所示的电机控制方法中的各步骤相对应。具体的，该电机控制装置3包括：检测模块31、获取模块32以及控制模块33。

其中，检测模块31，用于在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值。

获取模块32，用于根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率。

控制模块33，用于对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，并根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，获取模块32具体用于根据电机的当前扭矩值获取第一电压利用率，以及根据电机的当前转速值获取第二电压利用率；

根据第一电压利用率、第二电压利用率以及预设利用率选择规则获取目标电压利用率。

进一步地，作为本公开一种实施方式，控制模块33具体用于根据母线电压采样值和目标电压利用率的乘积获取电压限幅值；

根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，控制模块33还具体用于根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值获取交轴电流与直轴电流，根据交轴电流和直轴电流控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，控制模块33还具体用于根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值在预先存储的数据表中进行查找，以根据查找结果获取交轴电流与直轴电流。

在本实施方式中，电机控制装置3通过在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值，并根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率，对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，进而根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态，以此实现根据电机的具体运行状况对电机进行控制，从而提高电机的运行效率，解决了现有的电机控制方法存在电机运行效率低的问题，有效增加了车辆的续航里程，同时还可有效保证电机控制的稳定性。

图4是本发明实施例六提供的电机控制装置4的示意图。如图4所示，该实施例的电机控制装置4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42，例如电机控制方法程序。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个电机控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤11至13。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至33的功能。

示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述电机控制装置4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割为检测模块、获取模块以及控制模块(装置中的虚拟模块)，各模块具体功能如下：

检测模块，用于在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值。

获取模块，用于根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率。

控制模块，用于对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，并根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，获取模块具体用于根据电机的当前扭矩值获取第一电压利用率，以及根据电机的当前转速值获取第二电压利用率；

根据第一电压利用率、第二电压利用率以及预设利用率选择规则获取目标电压利用率。

进一步地，作为本公开一种实施方式，控制模块具体用于根据母线电压采样值和目标电压利用率的乘积获取电压限幅值；

根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，控制模块还具体用于根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值获取交轴电流与直轴电流，根据交轴电流和直轴电流控制电机的运行状态。

进一步地，作为本公开一种实施方式，控制模块还具体用于根据电压限幅值、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值在预先存储的数据表中进行查找，以根据查找结果获取交轴电流与直轴电流。

所述电机控制装置4可以是各种处理器，也可以是处理器内部的一个模块。所述电机控制装置4可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是电机控制装置4的示例，并不构成对电机控制装置4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电机控制装置4还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器40可以是微控制单元(Micro controller Unit，MCU)、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(DigitalSignal 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。

所述存储器41可以是所述电机控制装置4的内部存储单元，例如电机控制装置4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述电机控制装置4的外部存储设备，例如所述电机控制装置4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

进一步地，所述存储器41还可以既包括所述电机控制装置4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述电机控制装置4所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

需要说明的是，图1为本发明实施方式的方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例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，所述的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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述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。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述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，所述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是电载波信号和电信信号。

进一步地，本公开还提供了一种车辆，该车辆包括上述的电机控制装置。需要说明的是，由于本公开实施例所提供的电机控制装置和图3或者图4所示的电机控制装置3和4相同，因此，本公开实施例所提供的车辆中的电机控制装置的具体工作原理，可参考前述关于图3或者图4的详细描述，此处不再赘述。

在本公开中，本公开提供的车辆通过在电机运行时，检测电机的当前扭矩值和当前转速值，并根据电机的当前扭矩值和电机的当前转速值获取目标电压利用率，对母线电压进行采样，以获取母线电压采样值，进而根据母线电压采样值、目标电压利用率、电机的当前扭矩值以及电机的当前转速值控制电机的运行状态，以此实现根据电机的具体运行状况对电机进行控制，从而提高电机的运行效率，有效增加了车辆的续航里程，同时还可有效保证电机控制的稳定性。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。