一种电机控制系统的控制方法、装置、系统及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了一种电机控制系统的控制方法、装置、系统及车辆，其中控制方法包括：获取预设单位时间内电机的三相电压以及三相电流；将三相电压以及三相电流分别进行转换，得到两相电压和两相电流；将两相电压以及两相电流依次通过第一滤波器和第二滤波器进行滤波得到第一滤波结果和第二滤波结果；根据第一滤波结果以及第二滤波结果，得到第一预设时间内的电机的目标估算输出转速以及与目标估算输出转速对应的目标可信度；根据三相电压、三相电流、目标估算输出转速以及目标可信度得到目标估算转矩。本发明专利技术的方案获取三相电压和三相电流的方式简便，无需额外安装传感器等检测设备，有利于减少硬件成本，并保证车辆转矩安全。

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制系统的控制方法、装置、系统及车辆
本专利技术涉及车辆控制
，特别涉及一种电机控制系统的控制方法、装置、系统及车辆。
技术介绍
在纯电动车辆、混合动力和插电式混合动力车辆中，电机至关重要、甚至是唯一的动力驱动装置，用于驱动或制动能量回收。从整车应用角度考虑，电机控制系统中的估算转矩对于驱动力分配和整车转矩安全十分重要。目前，获得估算转矩的方法有两种，一是基于电机本体参数的时变特性来估算，该方法依赖于电机的本体参数，如永磁体磁链等，而永磁体磁链是温度的函数，具有不确定性；二是基于转矩公式来估算，通过对永磁同步电机理论转矩公式中的电机本体参数进行测量和标定，实现高精度的估算转矩，但是电机本体参数较难获取。因此，如何简便的获得高精度的估算转矩成为了一大急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种电机控制系统的控制方法、装置、系统及车辆，用以解决当前获取电机的估算扭矩难度较大成本较高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电机控制系统的控制方法，应用于电机控制器，包括：获取预设单位时间内电机的三相电压以及三相电流；将三相电压以及三相电流分别进行转换，得到两相电压和两相电流；将两相电压以及两相电流通过第一滤波器进行滤波得到第一滤波结果；将第一滤波结果通过第二滤波器进行滤波得到第二滤波结果；根据第一滤波结果以及第二滤波结果，得到第一预设时间内的电机的目标估算输出转速以及与目标估算输出转速对应的目标可信度，其中，第一预设时间包括至少两个连续的预设单位时间；根据三相电压、三相电流、目标估算输出转速以及目标可信度得到一质量因子；根据质量因子、三相电压以及三相电流，得到目标估算转矩。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，获取预设单位时间内电机的三相电压以及三相电流的步骤包括：获取电机的数字信号，数字信号包括：三相电压数字信号、中性点电压数字信号以及三相电流数字信号；根据三相电压数字信号以及中性点电压数字信号得到三相电压物理值，根据三相电流数字信号得到三相电流物理值；对三相电压物理值以及三相电流物理值进行校正，得到三相电压和三相电流。优选地，如上所述的电机控制系统的控制方法，获取电机的数字信号的步骤之后还包括：对数字信号进行故障判断；当三相电压数字信号、中性点电压数字信号或三相电流数字信号的值超出相应的预设范围时，记录为一次超限；在第一预设时间内，当记录的超限的次数大于预设次数时，确定数字信号超限故障。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，对数字信号进行故障判断的步骤还包括：当一数字信号与上一预设单位时间的数字信号相同时，记录为一次更新失败；在第一预设时间内，当记录的更新失败的次数大于预设次数时，确定数字信号更新故障。进一步的，如上所述的电机控制系统的控制方法，对数字信号进行故障判断的步骤还包括：获取一数字信号所携带的第一通道标识以及传输该数字信号的采样通道的第二通道标识；当第一通道标识与第二通道标识不匹配时，记录为一次通道不匹配；在第一预设时间内，当记录的通道不匹配的次数大于预设次数时，确定数字信号传输故障。优选地，如上所述的电机控制系统的控制方法，根据第一滤波结果以及第二滤波结果，得到第一预设时间内的电机的目标估算输出转速以及相对应的可信度的步骤包括：根据第一滤波结果、第二滤波结果以及第一预设算法得到当前预设单位时间内每一滤波电压和滤波电流的第一矢量位置；将当前预设单位时间内的第一矢量位置减去间隔一预设单位时间的上一滤波电压或滤波电流的第二矢量位置，得到当前预设单位时间内每一滤波电压和滤波电流的第一位置差；对每一第一位置差进行校正，得到校正后的第二位置差；对第二位置差的可信情况进行判断；当预设单位时间内的一滤波电压或滤波电流的第二位置差的绝对值小于第一预设阈值，且相对应的滤波电压或滤波电流的第一矢量的模的平方大于第二预设阈值时，确定第二位置差可信；根据第二位置差以及第二预设算法得到每一滤波电压和滤波电流在预设单位时间内的第一平均转速；根据第一平均转速，得到第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第二平均转速；根据第一预设时间内的每一预设单位时间的第二位置差的可信情况，得到第一预设时间内与第二平均转速相对应的第一可信度；根据第二平均转速以及第一可信度得到目标估算输出转速以及相对应的目标可信度。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，根据第二平均转速以及第一可信度得到目标估算输出转速以及相对应的目标可信度的步骤包括：对第二预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第二平均转速以及第一可信度进行滑动平均滤波，得到当前第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第三平均转速以及第二可信度，其中第二预设时间包括：至少两个连续的第一预设时间；根据当前第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第三平均转速、第二可信度以及第三预设算法，得到第一滤波转速及相对应的第三可信度和第二滤波转速及相对应的第四可信度；根据第三可信度以及第四可信度确定目标估算输出转速以及相对应的目标可信度。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，第一预设算法为：θ＝arctan(Mβ/Mα)其中，θ为第一矢量位置；Mα为第一滤波结果中两相电压所对应的第一滤波相电压和第二滤波相电压以及两相电流所对应的第一滤波相电流和第二滤波相电流中的任意一项；Mβ为第二滤波结果中两相电压所对应的第三滤波相电压和第四滤波相电压以及两相电流所对应的第三滤波相电流和第四滤波相电流中与第一滤波结果相对应的一项。优选地，如上所述的电机控制系统的控制方法，对每一第一位置差进行校正，得到校正后的第二位置差的步骤包括：将第一位置差与预设第一弧度和预设第二弧度进行比较，其中，预设第一弧度为π，预设第二弧度为-π；当第一位置差大于预设第一弧度时，将第一位置差减去一个圆周的弧度，得到第二位置差；当第一位置差小于预设第二弧度时，将第一位置差加上一个圆周的弧度，得到第二位置差。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，第二预设算法为：ω0＝Δθ/t0其中，ω0为第一平均转速；Δθ为第二位置差；t0为预设单位时间。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，对第二预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第二平均转速以及第一可信度进行滑动平均滤波，得到当前第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第三平均转速以及第二可信度的步骤包括：将第一可信度与第三预设阈值进行比较；当第一可信度小于第三预设阈值时，确定第一可信度为零；对第二预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第一可信度取平均值，得到第二可信度；对第二预设时间内第一可信度不为零的滤波电压或滤波电流的第二平均转速取平均值，得到当前第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第三平均转速。具体地，如上所述的电机控制系统的控制方法，第三预设算法为：ωE＝(ωEUαTlαα+ωEIαTlIα)/(TlUα+lIα)其中，ωE为第一滤波转速或第二滤波转速；ωEUα为第三平均转速中与两相电压经过第一次滤波后的第一滤波电压相对应的第一转速或与第一滤波电压经过第二次滤波后的第二滤波电压相对应的第二转速，其中ωEUα为与ωE相对应的一项；TlUα为第二可信度中与第一转速相对应的第一子可信度或与第二转速相对应的第二子可信度，其中TlUα为与ωE相对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制系统的控制方法，应用于电机控制器，其特征在于，包括：获取预设单位时间内电机的三相电压以及三相电流；将所述三相电压以及所述三相电流分别进行转换，得到两相电压和两相电流；将所述两相电压以及所述两相电流通过第一滤波器进行滤波得到第一滤波结果；将所述第一滤波结果通过第二滤波器进行滤波得到第二滤波结果；根据所述第一滤波结果以及所述第二滤波结果，得到第一预设时间内的电机的目标估算输出转速以及与所述目标估算输出转速对应的目标可信度，其中，所述第一预设时间包括至少两个连续的所述预设单位时间；根据所述三相电压、所述三相电流、所述目标估算输出转速以及所述目标可信度得到一质量因子；根据所述质量因子、所述三相电压以及所述三相电流，得到目标估算转矩。

【技术特征摘要】
1.一种电机控制系统的控制方法，应用于电机控制器，其特征在于，包括：获取预设单位时间内电机的三相电压以及三相电流；将所述三相电压以及所述三相电流分别进行转换，得到两相电压和两相电流；将所述两相电压以及所述两相电流通过第一滤波器进行滤波得到第一滤波结果；将所述第一滤波结果通过第二滤波器进行滤波得到第二滤波结果；根据所述第一滤波结果以及所述第二滤波结果，得到第一预设时间内的电机的目标估算输出转速以及与所述目标估算输出转速对应的目标可信度，其中，所述第一预设时间包括至少两个连续的所述预设单位时间；根据所述三相电压、所述三相电流、所述目标估算输出转速以及所述目标可信度得到一质量因子；根据所述质量因子、所述三相电压以及所述三相电流，得到目标估算转矩。2.根据权利要求1所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述获取预设单位时间内电机的三相电压以及三相电流的步骤包括：获取电机的数字信号，所述数字信号包括：三相电压数字信号、中性点电压数字信号以及三相电流数字信号；根据所述三相电压数字信号以及所述中性点电压数字信号得到三相电压物理值，根据所述三相电流数字信号得到三相电流物理值；对所述三相电压物理值以及所述三相电流物理值进行校正，得到所述三相电压和所述三相电流。3.根据权利要求2所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述获取电机的数字信号的步骤之后还包括：对所述数字信号进行故障判断；当所述三相电压数字信号、所述中性点电压数字信号或所述三相电流数字信号的值超出相应的预设范围时，记录为一次超限；在所述第一预设时间内，当记录的所述超限的次数大于预设次数时，确定所述数字信号超限故障。4.根据权利要求3所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述对所述数字信号进行故障判断的步骤还包括：当一所述数字信号与上一所述预设单位时间的所述数字信号相同时，记录为一次更新失败；在所述第一预设时间内，当记录的所述更新失败的次数大于所述预设次数时，确定所述数字信号更新故障。5.根据权利要求3所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述对所述数字信号进行故障判断的步骤还包括：获取一所述数字信号所携带的第一通道标识以及传输该所述数字信号的采样通道的第二通道标识；当所述第一通道标识与所述第二通道标识不匹配时，记录为一次通道不匹配；在所述第一预设时间内，当记录的所述通道不匹配的次数大于所述预设次数时，确定所述数字信号传输故障。6.根据权利要求1所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一滤波结果以及所述第二滤波结果，得到第一预设时间内的电机的目标估算输出转速以及相对应的可信度的步骤包括：根据所述第一滤波结果、所述第二滤波结果以及第一预设算法得到当前所述预设单位时间内每一滤波电压和滤波电流的第一矢量位置；将当前所述预设单位时间内的所述第一矢量位置减去间隔一所述预设单位时间的上一滤波电压或滤波电流的第二矢量位置，得到当前所述预设单位时间内每一滤波电压和滤波电流的第一位置差；对每一所述第一位置差进行校正，得到校正后的第二位置差；对所述第二位置差的可信情况进行判断；当所述预设单位时间内的一滤波电压或滤波电流的所述第二位置差的绝对值小于第一预设阈值，且相对应的滤波电压或滤波电流的所述第一矢量的模的平方大于第二预设阈值时，确定所述第二位置差可信；根据所述第二位置差以及第二预设算法得到每一滤波电压和滤波电流在所述预设单位时间内的第一平均转速；根据所述第一平均转速，得到所述第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第二平均转速；根据所述第一预设时间内的每一所述预设单位时间的所述第二位置差的可信情况，得到所述第一预设时间内与所述第二平均转速相对应的第一可信度；根据所述第二平均转速以及所述第一可信度得到所述目标估算输出转速以及相对应的目标可信度。7.根据权利要求6所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述第二平均转速以及所述第一可信度得到所述目标估算输出转速以及相对应的目标可信度的步骤包括：对第二预设时间内每一滤波电压和滤波电流的所述第二平均转速以及所述第一可信度进行滑动平均滤波，得到当前所述第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第三平均转速以及第二可信度，其中第二预设时间包括：至少两个连续的所述第一预设时间；根据当前所述第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的所述第三平均转速、所述第二可信度以及第三预设算法，得到第一滤波转速及相对应的第三可信度和第二滤波转速及相对应的第四可信度；根据所述第三可信度以及所述第四可信度确定所述目标估算输出转速以及相对应的目标可信度。8.根据权利要求6所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述第一预设算法为：θ＝arctan(Mβ/Mα)其中，θ为所述第一矢量位置；Mα为第一滤波结果中所述两相电压所对应的第一滤波相电压和第二滤波相电压以及所述两相电流所对应的第一滤波相电流和第二滤波相电流中的任意一项；Mβ为第二滤波结果中所述两相电压所对应的第三滤波相电压和第四滤波相电压以及所述两相电流所对应的第三滤波相电流和第四滤波相电流中与所述第一滤波结果相对应的一项。9.根据权利要求6所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述对每一所述第一位置差进行校正，得到校正后的第二位置差的步骤包括：将所述第一位置差与预设第一弧度和预设第二弧度进行比较，其中，所述预设第一弧度为π，所述预设第二弧度为-π；当所述第一位置差大于所述预设第一弧度时，将所述第一位置差减去一个圆周的弧度，得到所述第二位置差；当所述第一位置差小于所述预设第二弧度时，将所述第一位置差加上一个圆周的弧度，得到所述第二位置差。10.根据权利要求6所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述第二预设算法为：ω0＝Δθ/t0其中，ω0为所述第一平均转速；Δθ为所述第二位置差；t0为所述预设单位时间。11.根据权利要求7所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述对第二预设时间内每一滤波电压和滤波电流的所述第二平均转速以及所述第一可信度进行滑动平均滤波，得到当前所述第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的第三平均转速以及第二可信度的步骤包括：将所述第一可信度与第三预设阈值进行比较；当所述第一可信度小于所述第三预设阈值时，确定所述第一可信度为零；对所述第二预设时间内每一滤波电压和滤波电流的所述第一可信度取平均值，得到所述第二可信度；对所述第二预设时间内所述第一可信度不为零的滤波电压或滤波电流的所述第二平均转速取平均值，得到当前所述第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的所述第三平均转速。12.根据权利要求11所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述第三预设算法为：ωE＝(ωEUαTlUα+ωEIαTlIα)/(TlUα+TlIα)其中，ωE为所述第一滤波转速或所述第二滤波转速；ωEUα为所述第三平均转速中与所述两相电压经过第一次滤波后的第一滤波电压相对应的第一转速或与所述第一滤波电压经过第二次滤波后的第二滤波电压相对应的第二转速，其中所述ωEUα为与所述ωE相对应的一项；TlUα为所述第二可信度中与所述第一转速相对应的第一子可信度或与所述第二转速相对应的第二子可信度，其中所述TlUα为与所述ωE相对应的一项；ωEIα为与所述第三平均转速中与所述两相电流经过第一次滤波后的第一滤波电流相对应的第三转速或与所述第一滤波电流经过第二次滤波后的第二滤波电流相对应的第四转速，其中所述ωEIα为与所述ωE相对应的一项；TlIα为所述第二可信度中与所述第三转速相对应的第三子可信度或与所述第四转速相对应的第四子可信度，其中所述TlIα为与所述ωE相对应的一项。13.根据权利要求12所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据当前所述第一预设时间内每一滤波电压和滤波电流的所述第三平均转速、所述第二可信度以及第三预设算法，得到第一滤波转速及与所述第一滤波转速相对应的第三可信度和第二滤波转速及与所述第二滤波转速相对应的第四可信度的步骤包括：将所述第一子可信度与所述第三子可信度进行比较；若所述第一子可信度大于所述第三子可信度，则所述第三可信度为所述第一子可信度；将所述第二子可信度与所述第四子可信度进行比较；若所述第二子可信度大于所述第四子可信度，则所述第四可信度为所述第二子可信度。14.根据权利要求13所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述第三可信度以及所述第四可信度确定所述目标估算输出转速以及相对应的目标可信度的步骤包括：将所述第三可信度以及所述第四可信度与第四预设阈值进行比较；若所述第三可信度大于所述第四预设阈值，则所述确定所述第一滤波转速为所述目标估算输出转速，所述第三可信度为所述目标可信度；若所述第三可信度小于或等于所述第四预设阈值且所述第四可信度大于所述第四预设阈值，则确定所述第二滤波转速为所述目标估算输出转速，所述第四可信度为所述目标可信度；否则所述目标估算输出转速以及所述目标可信度均为零。15.根据权利要求14所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述三相电压、所述三相电流、所述目标估算输出转速以及所述相对应的目标可信度得到一质量因子的步骤包括：根据所述三相电压、所述目标估算输出转速以及所述相对应的目标可信度对电机是否故障进行判断；当电机故障时，确定所述质量因子的值为第一预设值；当电机无故障且所述目标可信度小于第五预设阈值时，确定质量因子的值为第二预设值；当电机无故障且所述目标可信度大于所述第五预设阈值时，根据所述目标估算输出转速和电机理论转矩确定所述质量因子的值，其中所述电机理论转矩根据所述三相电流的平方和查表确定。16.根据权利要求15所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标估算输出转速以及所述相对应的目标可信度对电机是否故障进行判断的步骤包括：获取当前所述第一预设时间内的所述三相电压的平方和的均值；每间隔所述第一预设时间，根据三相电压平方和纹波方程，进行一次三相电压平方和纹波检查；当所述第三转速的绝对值大于第三预设值，所述第三子可信度大于第六预设阈值、三相电压平方和的均值大于第七预设阈值时，若所述三相电压平方和纹波方程的幅值与所述三相电压的平方和的均值的比值大于第八预设阈值，确定电机故障，其中，所述三相电压平方和纹波方程的幅值为所述三相电压平方和纹波方程根据傅里叶级数得到的傅里叶幅值。17.根据权利要求16所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述获取当前所述预设时间内所述预设单位时间的所述三相电压的平方和的均值的步骤之后，还包括：当所述第三转速的绝对值大于第三预设值时，若所述三相电压的平方和的均值小于第九预设阈值或大于第十预设阈值，确定电机故障。18.根据权利要求17所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标估算输出转速和电机理论转矩确定所述质量因子的值的步骤之后，还包括：当所述第一子可信度大于所述第四预设阈值、所述第三子可信度大于所述第四预设阈值且所述质量因子的值为第四预设值时，若所述第一转速和所述第三转速的方向不一致，则确定电机故障；根据所述电机故障，将所述质量因子的值更改为所述第一预设值。19.根据权利要求18所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述质量因子、所述三相电压以及所述三相电流，得到目标估算转矩的步骤包括：当所述质量因子的值为所述第一预设值时，确定所述目标估算转矩为零；当所述质量因子的值为所述第二预设值时，根据所述三相电流的平方和查表确定所述目标估算转矩；当所述质量因子的值为所述第四预设值时，根据所述三相电流的平方和查表和/或根据电机的机械功率以及目标估算输出转速得到所述目标估算转矩。20.根据权利要求19所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述当所述质量因子的值为所述第四预设值时，根据所述三相电流的平方和查表和/或根据电机的机械功率和目标估算输出转速得到所述目标估算转矩的步骤包括：当所述目标估算输出转速小于第一预设转速阈值时，根据所述三相电流的平方和查表确定所述目标估算转矩；当所述目标估算输出转速大于第二预设转速阈值时，根据电机的机械功率以及目标估算输出转速得到所述目标估算转矩；当所述目标估算输出转速大于所述第一预设转速阈值且小于所述第二预设转速阈值时，根据所述三相电流的平方和查表和根据电机的机械功率以及目标估算输出转速得到所述目标估算转矩。21.根据权利要求20所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据电机的机械功率以及目标估算输出转速得到所述目标估算转矩的步骤包括：根据预设单位时间内的所述三相电压以及所述三相电流，得到所述预设单位时间内的瞬时电功率；根据预设单位时间内的所述瞬时电功率，得到所述第一预设时间内的平均电功率；将所述目标估算输出转速除以驱动电机的极对数得到目标机械转速；根据所述目标机械转速以及所述平均电功率得到所述第一预设时间内电机的效率；根据所述效率以及所述平均电功率得到电机的机械功率；将所述机械功率除以所述机械转速得到所述目标估算转矩。22.根据权利要求21所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述三相电流的平方和查表和根据电机的机械功率以及目标估算输出转速得到所述目标估算转矩的步骤包括：获取所述根据所述三相电流的平方和查表确定的第一转矩以及根据所述电机的机械功率以及目标估算输出转速得到的第二转矩；根据所述第一转矩、所述第二转矩以及第四预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕊，代康伟，梁海强，储琦，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11