电动汽车驱动电机控制方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车驱动电机控制方法及其控制系统，当制动踏板被踩下时，使电机工作在能量回馈控制模式，输出反向力矩实现辅助制动，将电动汽车的机械能转化为电能储存起来；当轮速发生超范围的阶跃时，使电机进入打滑处理控制模式，增大或降低力矩输出，以避免电机堵转或打滑；当电动汽车处于上坡状况时，使电机进入爬坡助手控制模式，保证输出力矩不小于下滑力矩，防止车辆出现很危险的失控倒退下滑；当电动汽车处于下坡状况时，使电机进入下坡助手控制模式，避免速度过快而导致车辆失控。因此，当电动车处于行驶状态时，在各种路况下都能保证行车的稳定性和安全性，使乘坐的舒适性得到提高。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种应用于电动汽车的电机控制方案。
技术介绍
在申请号为200510020900. 3、名称为《电动机控制方法》的中国专利 申请中，在
技术介绍
中披露了一种电动机控制方法，采用速度环控制，对 电动机转子转速进行PI调节，再由对电动机的交、直轴电流进行调节而控 制电动机的转矩。而该专利技术公开的电动汽车电机控制方法，是根据电动机 角速度设定交轴目标电流并根据电动机转矩设定直轴目标电流；检测、采 集电动机三相电流，同时检测电动机转子位置测定转子转角；将电动机三 相电流根据转子位置角度值经过Park变换和Clark变换转换为电动机转子 的直轴实际电流和交轴实际电流；将目标电流与实际电流的差值作为电流 环的输入，进行PI调节输出所需直轴电流和所需交轴电流；根据PI调节 输出的所需直轴电流和所需交轴电流以及电动机转子转角计算出三相电压 值；由三相电压值得到脉宽调制控制波形，将直流电转化为相应大小的交 流电而驱动电动机。上述的速度环反馈控制或是电流环反馈控制，仅仅是电机控制的基础。 在实际应用中，鉴于路况、工况复杂多变，因此，必须综合车辆各种参数， 同时结合电动汽车当前的工矿，作出适当的决策，采用有针对性的控制方 式灵活地计算目标直轴电流和交轴电流，最终经过PI调节给出，防止电机 的失控。
技术实现思路
本专利技术的目的主要在于提供一种电动汽车驱动电机控制方法及其控制系统，使电动汽车对于各种路况均能保证行车安全性、乘坐舒适性。为实现上述目的，本专利技术提出一种电动汽车驱动电机控制方法，在正常工况下行驶时按照油门深度给出控制电机的转矩；当电机控制器检测到 电机转子转速阶跃大于给定范围时，进入打滑控制模式对驱动电机进行控 制当转子转速的阶跃方向为增大时，减小电机输出力矩，当转子转速的阶跃方向为减小时，增大电机的输出力矩。上述的电动汽车驱动电机控制方法，当电机控制器检测到汽车处于爬 坡状态时，进入爬坡助手控制模式对驱动电机进行控制电机控制器计算 出汽车下滑力矩，并使电机的输出力矩大于该下滑力矩。当电机控制器检 测到汽车进入制动状态时，采用能量回馈控制模式依据当前车速、刹车 深度计算出反馈力矩，控制电机给出反馈力矩，并将该力矩转化为电能对 电池组充电。当电机控制器检测到汽车处于下坡状态时，进入下坡助手控 制模式对驱动电机进行控制根据向下滑行转矩、电机的最大输出转矩、 油门深度和给定速度判别值确定出控制电机输出转矩。上述的电动汽车驱动电机控制方法，所述爬坡助手控制模式的具体步 骤包括51) 当汽车处于前进状态下，倾斜角度传感器检测车辆的倾斜角度， 油门信号传感器检测油门深度；52) 根据车辆的倾斜角度、当前车速和整车的重量计算出抑制车辆在 此倾斜角度下产生的下滑力矩；53) 计算当前速度下电机输出的最大转矩；54) 根据下滑力矩、电机输出的最大转矩和油门深度确定出控制电机 输出转矩的转矩控制信号，使电机输出转矩大于该下滑力矩。上述的电动汽车驱动电机控制方法，所述能量回馈控制模式的具体歩 骤包括61) 油门、制动信号传感器实时监测采集油门、刹车信号；62) 判断车速是否高于给定的最小能量反馈速度V。，否则反馈力矩取零；63) 依据当前车速V、刹车深度计算出反馈力矩T;64) 控制电机给出反馈力矩，将该力矩转化为电能对电池组充电。 上述的电动汽车驱动电机控制方法，所述下坡助手控制模式的具体步骤包括71) 当电动汽车在下坡状态时，倾斜角度传感器检测车辆的倾斜角度， 油门信号传感器检测油门深度Gain;72) 根据车辆的倾斜角度、当前速度和整车的重量计算出当前车辆相对应的向下滑行转矩T!;73) 计算当前速度下电机外特性曲线相对应的最大输出转矩T2;74) 根据所述向下滑行转矩T,、电机的最大输出转矩T2、油门深度Gain 和给定速度判别值v^确定出控制电机输出转矩。上述的电动汽车驱动电机控制方法，所述电机转子转速、车速的取得的具体步骤包括由旋转变压器采集转子角度位置信号，旋变解码单元解 算出电机转子位置的数字信号，传送给电机控制器解算出当前电机转子转速、车速c同时，本专利技术提出了一种电动汽车驱动电机控制系统，包括电机控制器、油门信号传感器、制动信号传感器、旋转变压器、旋变解码单元；油 门信号传感器、制动信号传感器、旋变解码单元分别与所述电机控制器连 接；所述旋转变压器采集转子角度位置信号，旋变解码单元解算出电机转 子位置的数字信号，传送给电机控制器解算出当前电机转子转速、车速；所述电机控制器包括打滑控制模块；当电机控制器检测到电机转子转 速阶跃大于给定范围时，启用打滑控制模块对驱动电机进行控制判断到 转子转速的阶跃方向为增大时，减小电机输出力矩，判断到转子转速的阶 跃方向为减小时，增大电机的输出力矩。上述的电动汽车驱动电机控制系统，还包括倾斜角度传感器，所述电 机控制器包括爬坡助手控制模块；当电机控制器通过倾斜角度传感器检测 到汽车处于爬坡状态时，启用爬坡助手控制模块对驱动电机进行控制电机控制器计算出汽车下滑力矩，并使电机的输出力矩大于该下滑力矩。 上述的电动汽车驱动电机控制系统，所述电机控制器还包括能量回馈控制模块；当电机控制器通过制动信号传感器检测到汽车进入制动状态时， 启用能量回馈控制模块对驱动电机进行控制依据当前车速V、刹车深度 计算出反馈力矩T，控制电机给出反馈力矩，并将该力矩转化为电能对电 池组充电。上述的电动汽车驱动电机控制系统，还包括倾斜角度传感器，所述电 机控制器包括下坡助手控制模块；当电机控制器通过所述倾斜角度传感器 检测到汽车处:F下坡状态时，启用下坡助手控制模块对驱动电机进行控制 根据向下滑行转矩、电机的最大输出转矩、油门深度和给定速度判别值确 定出控制电机输出转矩。由于采用了以上的方案，对电机的控制基于功率控制，通过油门踏板、 制动踏板的信号，由电机控制器计算出电机需输出功率，通过检测车身 斜角度、车轮打滑、档位等工况来设定驱动电机的运行状态；当制动踏板被踩下时，电机工作在能量回馈控制模式，将电动汽车的机械能转化为电能储存起来，同时对驱动车轮输出反向力矩从而实现电子制动；当驱动车 轮轮速发生超范围的阶跃时，电机进入打滑处理控制模式，增大或降低力 矩输出，以避免电机堵转或打滑；当电动汽车处于上坡状况时，电机进入 爬坡助手控制模式，那么即使驾驶员松掉油门踏板，驱动电机也会输出适 当的力矩，防止车辆出现很危险的失控倒退下滑；当电动汽车处于下坡状 况时，电机采用下坡助手控制模式，在电机的输出转矩中加入重力等效转 矩的加权项，电机的输出转矩和重力的等效转矩叠加得到车轮最终的转矩， 即使刹车深度为零，由电机输出的力矩使车辆在不踩油门和刹车时也不会 速度过快，避免导致车辆失控引起严重后果，从而增强车辆驾驶的安全性 和舒适性。因此，当电动车处于行驶状态时，在各种路况下都能保证行车的稳定 性和安全性，使乘坐的舒适性得到提高。附图说明图1是本专利技术实施例的电动汽车电气驱动系统结构图； 图2是实施例的电机控制器控制流程图。 图3是实施例中能量回馈控制模式的控制流程图。 图4是车辆上坡时重力和牵引力的示意图。 图5是实施例中爬坡助手控制模式的控制流程图。 图6是实施例中打滑处理控制模式的控制流程图。 图7是实施例中下坡助手控制模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车驱动电机控制方法，在正常工况下行驶时按照油门深度给出控制电机的转矩；其特征是：当电机控制器检测到电机转子转速阶跃大于给定范围时，进入打滑控制模式对驱动电机进行控制：当判断转子转速的阶跃方向为增大时，减小电机输出力矩，当判断转子转速的阶跃方向为减小时，增大电机的输出力矩。

【技术特征摘要】
1. 一种电动汽车驱动电机控制方法，在正常工况下行驶时按照油门深度给出控制电机的转矩；其特征是当电机控制器检测到电机转子转速阶跃大于给定范围时，进入打滑控制模式对驱动电机进行控制当判断转子转速的阶跃方向为增大时，减小电机输出力矩，当判断转子转速的阶跃方向为减小时，增大电机的输出力矩。2、 如权利要求l所述的电动汽车驱动电机控制方法，其特征是当电 机控制器检测到汽车处于爬坡状态时，进入爬坡助手控制模式对驱动电机 进行控制电机控制器计算出汽车下滑力矩，并使电机的输出力矩大于该下滑力矩。3、 如权利要求l所述的电动汽车驱动电机控制方法，其特征是当电 机控制器检测到汽车进入制动状态时，采用能量回馈控制模式依据当前 车速、刹车深度计算出反馈力矩，控制电机给出反馈力矩，并将该力矩转 化为电能对电池组充电。4、 如权利要求l所述的电动汽车驱动电机控制方法，其特征是当电 机控制器检测到汽车处于下坡状态时，进入下坡助手控制模式对驱动电机 进行控制根据向下滑行转矩、电机的最大输出转矩、油门深度和给定速 度判别值确定出控制电机输出转矩。5、 如权利要求2所述的电动汽车驱动电机控制方法，其特征是所 述爬坡助手控制模式的具体步骤包括51) 当汽车处于前进状态下，倾斜角度传感器检测车辆的倾斜角度， 油门信号传感器检测油门深度；52) 根据车辆的倾斜角度、当前车速和整车的重量计算出抑制车辆在 此倾斜角度下产生的下滑力矩 ，53) 计算当前速度下电机输出的最大转矩；54) 根据下滑力矩、电机输出的最大转矩和油门深度确定出控制电机输出转矩的转矩控制信号，使电机输出转矩大于该下滑力矩。6、 如权利要求l所述的电动汽车驱动电机控制方法，其特征是所述能量回馈控制模式的具体步骤包括 61) 油门、制动信号传感器实时监测采集油门、刹车信号；62) 判断车速是否高于给定的最小能量反馈速度V。，否则反馈力矩取零；63) 依据当前车速V、刹车深度计算出反馈力矩T;64) 控制电机给出反馈力矩，将该力矩转化为电能对电池组充电。7、 如权利要求1所述的电动汽车驱动电机控制方法，其特征是所 述下坡助手控制模式的具体步骤包括71) 当电动汽车在下坡状态时，倾斜角度传感器检测车辆的倾斜角度， 油门信号传感器检测油门深度Gain;72) 根据车辆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤小华，郁铭，周旭光，龚剑，刘楠，杨广明，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]