CN106696753B - 电机控制装置及电机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机控制装置及电机控制方法，涉及汽车电子控制技术领域，能够提高故障检测的准确性和及时性。其中所述电机控制装置包括：准备单元；控制模式选择单元，用于判断电机所处的状态，若电机处于驱动状态，则使电机控制装置进入转矩模式，若电机处于换挡状态，则使电机控制装置进入转速模式；第一转速判断单元，用于在电机控制装置进入转矩模式后，判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；第二转速判断单元，用于在电机控制装置进入转速模式后，判断电机的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。上述电机控制装置用于控制电机运转。

Description

电机控制装置及电机控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电子控制技术领域，特别涉及一种电机控制装置及电机控制方法。

背景技术

随着国家大力提倡节能环保的号召，许多新能源和新能源使用产品的开发技术也日益成熟。在汽车领域，纯电动汽车及混合动力汽车也逐渐得到了应用。在纯电动汽车及混合动力汽车的应用中需要解决的主要问题之一是：如何保障整车系统的功能安全。整车系统包括整车控制器、驱动电机系统、自动变速箱系统和车身电子稳定系统。

影响整车系统的功能安全的主要因素之一是驱动电机系统的功能安全，目前纯电动汽车和混合动力汽车的驱动电机系统广泛采用永磁同步电机系统，永磁同步电机系统主要包括：动力电池组、电机控制装置、逆变器及永磁同步电机，其中电机控制装置与整车控制器之间通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线实现通讯，逆变器包括主继电器、直流侧电容及主驱动电路，该主驱动电路为由六个功率器件构成的三相全桥电路。

采用上述驱动电机系统，实现整车系统的功能安全的方法通常为：整车控制器接收故障信息，并根据故障信息向电机控制装置发送CAN信息，以使电机控制装置控制逆变器中主驱动电路的功率器件关断，使驱动电机系统进入安全脉冲关断的功能安全状态，此时电机不提供驱动扭矩，从而保障整车系统的功能安全。

但是，这种方法仅通过电机控制装置对整车控制器发送的CAN信息进行监听，缺乏对其它系统如自动变速箱系统、车身电子稳定系统所发送的故障信息的综合判断处理能力，一旦整车控制器发送的CAN信息出现错误，就会导致对故障的检测不准确、不及时，进而无法有效保障整车系统的功能安全。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电机控制装置，以解决现有方法对故障的检测不准确、不及时的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电机控制装置，与逆变器相连，逆变器与电机相连，所述电机控制装置包括：

依次对逆变器进行初始化、绝缘检测和预充电的操作的准备单元；

与准备单元相连的控制模式选择单元，控制模式选择单元在逆变器完成初始化、符合绝缘要求且预充电结束后，判断电机所处的状态，若电机处于驱动状态，则使电机控制装置进入转矩模式，若电机处于换挡状态，则使电机控制装置进入转速模式；

与控制模式选择单元相连的第一转速判断单元，第一转速判断单元在电机控制装置进入转矩模式后，判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；其中所述转速标定值为电机处于驱动状态下转速允许达到的最大值；

与控制模式选择单元相连的第二转速判断单元，第二转速判断单元在电机控制装置进入转速模式后，判断电机的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；其中所述峰值转速为电机处于换挡状态下转速允许达到的最大值。

进一步的，所述电机控制装置还包括：与控制模式选择单元相连的转矩偏差判断单元，转矩偏差判断单元在电机控制装置进入转矩模式后，判断电机的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；其中所述转矩偏差标定值为电机处于驱动状态下转矩偏差允许达到的最大值。

进一步的，所述电机控制装置还包括：与控制模式选择单元相连的功率器件过温判断单元，功率器件过温判断单元在电机控制装置进入转矩模式后，判断逆变器中的功率器件的温度是否超过温度阈值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；其中所述温度阈值为电机处于驱动状态下功率器件的温度允许达到的最大值。

进一步的，所述第一转速判断单元包括：

与控制模式选择单元相连的点火钥匙判断子单元，点火钥匙判断子单元在电机控制装置进入转矩模式后，判断点火钥匙是否关断；

与点火钥匙判断子单元相连的转速标定值判断子单元，转速标定值判断子单元在点火钥匙关断时，判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态，如果否，则使电机控制装置进入主动短路状态。

进一步的，所述电机控制装置与整车控制器相连，所述电机控制装置的准备单元包括：

对逆变器进行初始化的初始化子单元；

与初始化子单元相连的主动放电判断子单元，主动放电判断子单元在逆变器初始化完成后，判断电机控制装置是否接收到整车控制器发送的主动放电请求，如果是，则使电机控制装置进入主动放电状态；

与主动放电判断子单元相连的绝缘检测子单元，绝缘检测子单元在电机控制装置没有接收到整车控制器发送的主动放电请求时，检测逆变器是否符合绝缘要求；

与绝缘检测子单元相连的预充电子单元，预充电子单元在逆变器符合绝缘要求后，对逆变器进行预充电。

相对于现有技术，本发明所述的电机控制装置具有以下优势：

本发明所提供的电机控制装置包括准备单元、控制模式选择单元、第一转速判断单元和第二转速判断单元。在电机处于驱动状态时，使电机控制装置进入转矩模式，利用第一转速判断单元判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；在电机处于换挡状态，使电机控制装置进入转速模式，利用第二转速判断单元判断电机的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。在上述过程中，不仅考虑了电机控制装置常规的转矩模式，而且将驱动电机系统配合自动变速箱系统过程中的转速模式也考虑在内，从而实现了对驱动电机系统和自动变速箱系统的检测，暴露出驱动电机系统和自动变速箱系统中的潜在故障，避免了现有技术中仅从整车控制器获取CAN信息所导致的对故障检测不准确及时的问题，提高了故障检测的准确性和及时性，进而能够有效地保障驱动电机系统乃至整个整车系统的功能安全。

本发明的另一目的在于提出一种电机控制方法，以解决现有方法对故障的检测不准确、不及时的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电机控制方法，电机与逆变器相连，逆变器与电机控制装置相连，所述电机控制方法包括：

步骤S1：依次对逆变器进行初始化、绝缘检测和预充电，在逆变器完成初始化、符合绝缘要求且预充电结束后，进入步骤S2；

步骤S2：判断电机所处的状态，若电机处于驱动状态，则进入步骤S3，若电机处于换挡状态，则进入步骤S4；

步骤S3：判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态，其中所述转速标定值为电机处于驱动状态下转速允许达到的最大值；

步骤S4：判断电机的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态，其中所述峰值转速为电机处于换挡状态下转速允许达到的最大值。

进一步的，所述步骤S3还包括：判断电机的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态；其中所述转矩偏差标定值为电机处于驱动状态下转矩偏差允许达到的最大值。

进一步的，所述步骤S3还包括：判断逆变器中的功率器件的温度是否超过温度阈值，如果是，则控制电机进入安全脉冲关断状态；其中所述温度阈值为电机处于驱动状态下功率器件的温度允许达到的最大值。

进一步的，在所述步骤S3中，所述判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则控制电机进入安全脉冲关断状态，具体包括：

步骤S31：判断点火钥匙是否关断，如果是，则进入步骤S32；

步骤S32：判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态，如果否，则使电机控制装置进入主动短路状态。

进一步的，所述步骤S1具体包括：

步骤S11：对逆变器进行初始化，直至逆变器初始化完成，进入步骤S12；

步骤S12：判断是否接收到整车控制器发送的主动放电请求，如果是，则使电机控制装置进入主动放电状态，如果否，则进入步骤S13；

步骤S13：检测逆变器是否符合绝缘要求，如果是，则进入步骤S14，如果否，则返回步骤S11；

步骤S14：对逆变器进行预充电。

相对于现有技术，本发明所述的电机控制方法具有以下优势：

所述电机控制方法与所述电机控制装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例三所提供的驱动电机系统的结构框图；

图2为本发明实施例一所提供的电机控制装置的结构框图；

图3为本发明实施例一所提供的逆变器的电路图；

图4为本发明实施例二所提供的电机控制方法的流程图。

附图标记说明：

1-驱动电机系统； 11-电机控制装置；

111-准备单元； 101-初始化子单元；

102-主动放电子单元； 103-绝缘检测子单元；

104-预充电子单元； 112-控制模式选择单元；

113-第一转速判断单元； 105-点火钥匙判断子单元；

106-转速标定值判断子单元； 114-第二转速判断单元；

115-转矩偏差判断子单元； 116-功率器件过温判断单元；

12-逆变器； S-主继电器；

C-直流侧电容； 121-主驱动电路；

T1～T6-功率器件； u_dc-直流电；

13-电机； 14-动力电池组。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例提供了一种电机控制装置，如图1所示，该电机控制装置11与逆变器12相连，逆变器12与电机13相连。如图2所示，该电机控制装置11包括：准备单元111、控制模式选择单元112、第一转速判断单元113和第二转速判断单元114。

其中，准备单元111用于依次对逆变器12进行初始化、绝缘检测和预充电的操作。

控制模式选择单元112与准备单元111相连，该控制模式选择单元112用于在逆变器12完成初始化、符合绝缘要求且预充电结束后，判断电机13所处的状态。若电机13处于驱动状态，则使电机控制装置11进入转矩模式；若电机13处于换挡状态，则使电机控制装置11进入转速模式。

第一转速判断单元113与控制模式选择单元112相连，该第一转速判断单元113用于在电机控制装置11进入转矩模式后，判断电机13的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置11进入安全脉冲关断状态。

第二转速判断单元114与控制模式选择单元112相连，该第二转速判断单元114用于在电机控制装置11进入转速模式后，判断电机13的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置11进入安全脉冲关断状态。

需要说明的是，所述转速标定值为电机处于驱动状态下转速允许达到的最大值；所述峰值转速为电机处于换挡状态下转速允许达到的最大值。通常情况下，峰值转速是远大于转速标定值的。

此外，如图3所示，本实施例中逆变器12的结构主要包括：主继电器S、直流侧电容C和主驱动电路121，该主驱动电路121为由T1～T6六个功率器件构成的三相全桥电路，用于在电机控制装置11所输出的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号的控制下，将动力电池组14所输入的直流电u_dc转换为三相交流电。

对于上述结构的逆变器，所述安全脉冲关断状态是指：通过电机控制装置11将电机13的转矩设置为0N.M，使逆变器12的主驱动电路121停止SVPWM(Space Vector PulseWidth Modulation，空间矢量脉宽调制)控制策略，关断功率器件T1～T6，实现驱动电机系统1停止动力输出，进入功能安全状态。

本实施例所提供的上述电机控制装置通过对电机处于驱动或者换挡状态的判断，确定电机控制装置进入转矩模式还是转速模式。若电机处于驱动状态，则电机控制装置进入转矩模式，并判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。若电机处于换挡状态，则电机控制装置进入转速模式，判断电机的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。可见，本实施例所提供的技术方案不仅考虑了电机控制装置常规的转矩模式，而且将驱动电机系统配合自动变速箱系统过程中的转速模式也考虑在内，实现了对驱动电机系统和自动变速箱系统的检测，暴露出驱动电机系统和自动变速箱系统中的潜在故障，避免了现有技术中仅从整车控制器获取CAN信息所导致的对故障检测不准确及时的问题，提高了故障检测的准确性和及时性，进而能够有效地保障驱动电机系统乃至整车系统的功能安全。

并且，本实施例所提供的技术方案中，自动变速箱系统可以无需通过整车控制器，直接将故障信息通讯至电机控制装置，使驱动电机系统进入功能安全状态，有利于缩短故障检测时间。

需要补充说明的是，在电机控制装置11进入转速模式后，如果电机13的转速没有超过峰值转速，则可进行下一次转速是否超过峰值转速的判断。

为进一步提高电机控制装置故障检测的准确性和及时性，如图2所示，本实施例所提供的电机控制装置优选的还可包括转矩偏差判断单元115，转矩偏差判断单元115与控制模式选择单元112相连，用于在电机控制装置11进入转矩模式后，判断电机13的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值，如果是，则使电机控制装置11进入安全脉冲关断状态。需要说明的是，所述转矩偏差是指电机13实际转矩与理想转矩的偏差；所述转矩偏差标定值为电机13处于驱动状态下转矩偏差允许达到的最大值。

需要补充说明的是，如果在电机控制装置11进入转矩模式后，电机13的转矩偏差不大于转矩偏差标定值，则可进行下一次转矩偏差是否大于转矩偏差标定值的判断。

通过增设转矩偏差判断单元115实现了根据转矩偏差的信息确定是否进入功能安全状态，由于转矩偏差的信息能够从车身电子稳定系统中获得，因此该技术方案实现了对车身电子稳定系统的故障检测，暴露了车身电子稳定系统中的潜在故障，进一步提高了故障检测的准确性和及时性，保证了故障出现时驱动电机系统及时进入功能安全状态，避免电机被损坏。此外，车身电子稳定系统也可以无需通过整车控制器，直接将故障信息通讯至电机控制装置，使驱动电机系统进入功能安全状态，有利于缩短故障检测时间。

为进一步提高电机控制装置故障检测的准确性和及时性，如图2所示，本实施例所提供的电机控制装置优选的还可包括功率器件过温判断单元116，功率器件过温判断单元116与控制模式选择单元112相连，用于在电机控制装置11进入转矩模式后，判断逆变器12中的功率器件的温度是否超过温度阈值，如果是，则使电机控制装置11进入安全脉冲关断状态。需要说明的是，所述温度阈值为电机13处于驱动状态下功率器件的温度允许达到的最大值。

需要补充说明的是，如果在电机控制装置11进入转矩模式后，逆变器12中的功率器件的温度没有超过温度阈值，则可进行下一次功率器件的温度是否超过温度阈值的判断。

通过增设功率器件过温判断单元116实现了根据功率器件的温度信息确定是否进入功能安全状态，从而实现了对驱动电机系统1中逆变器12的故障检测，暴露了驱动电机系统1中的潜在故障，进一步提高了故障检测的准确性和及时性，保证了故障出现时驱动电机系统1及时进入功能安全状态，避免电机被损坏。此外，驱动电机系统1可以无需通过整车控制器，直接将故障信息通讯至电机控制，使驱动电机系统1进入功能安全状态，有利于缩短故障检测时间。

现有技术中，整车系统在发生故障时，仅能进入唯一的安全脉冲关断状态，功能安全状态非常单一，这会导致在特殊工况，如：电机高速运转的状态下，执行唯一的功能安全状态-安全脉冲关断时，电机13产生过高的反电势，该过高的反电势会通过逆变器12的主驱动电路121对电机控制装置11和动力电池组14造成损坏。

为解决这一问题，本实施例所提供的技术方案采用多种功能安全状态，如：安全脉冲关断状态、主动短路状态、主动放电状态，结合使用。

具体的，本实施例所提供的电机控制装置11的第一转速判断单元113可包括点火钥匙判断子单元105和转速标定值判断子单元106。其中，点火钥匙判断子单元105与控制模式选择单元112相连，该点火钥匙判断子单元105用于在电机控制装置11进入转矩模式后，判断点火钥匙是否关断。转速标定值判断子单元106与点火钥匙判断单元105相连，该转速标定值判断子单元106用于在点火钥匙关断时，判断电机13的转速是否大于转速标定值。如果是，则使电机控制装置11进入安全脉冲关断状态；如果否，则使电机控制装置11进入主动短路状态。

需要说明的是，所述主动短路状态是指：电机控制装置11通过控制发送给逆变器12的PWM脉冲信号，使逆变器12的主驱动电路121中三相上半桥或下半桥的功率器件全部导通，并保持导通，从而电机13产生巨大的制动力矩，相当于电机13抱死，驱动电机系统1实现功能安全，车辆达到静止状态。

通过在第一转速判断单元113中设置点火钥匙判断子单元105和转速标定值判断子单元106，在进行转速是否大于转速标定值的判断之前，首先进行点火钥匙是否关断的判断，并且只有在点火钥匙关断的情况下，才进行转速是否大于转速标定值的判断：如果转速大于转速标定值，则使电机控制装置11进入安全脉冲关断状态，如果转速不大于转速标定值，则使电机控制装置11进入主动短路状态，从而实现了根据故障严重程度的不同，使驱动电机系统1进入不同安全等级的功能安全状态，避免了执行单一功能安全状态所带来的电机13产生过高反电势的问题，有效地保障了电机控制装置11和动力电池组14的安全。

上述在第一转速判断单元113中设置点火钥匙判断子单元105和转速标定值判断子单元106的技术方案实现了安全脉冲关断状态和主动短路状态结合使用，本实施例还可将主动放电状态加入驱动电机系统1所能实现的功能安全状态中。

具体的，在整车系统中，电机控制装置11与整车控制器相连。本实施例中，电机控制装置11的准备单元111优选的可包括：初始化子单元101、主动放电判断子单元102、绝缘检测子单元103和预充电子单元104。其中，初始化子单元101用于对逆变器12进行初始化。主动放电判断子单元102与初始化子单元101相连，该主动放电判断子单元102用于在逆变器12初始化完成后，判断电机控制装置11是否接收到整车控制器发送的主动放电请求，如果是，则使电机控制装置11进入主动放电状态。绝缘检测子单元103与主动放电判断子单元102相连，该绝缘检测子单元103用于在电机控制装置11没有接收到整车控制器发送的主动放电请求时，检测逆变器12是否符合绝缘要求。预充电子单元104与绝缘检测子单元103相连，该预充电子单元104用于在逆变器12符合绝缘要求后，对逆变器12进行预充电。

需要说明的是，所述主动放电是指：逆变器12中主驱动电路121的主动放电能力被触发，其电压从最大工作电压降至无害的电压水平，在电机13没有连接的情况下，其电压通常能够在5s内降到60V以下，以保证在发生故障后，驱动电机系统1乃至整车系统达到功能安全状态。

上述准备单元111中，当逆变器111中的主驱动电路121被整车控制器发送的CAN信号唤醒后，准备单元111的初始化子单元101使逆变器111开始进入初始化程序，通常初始化时间优选小于300ms。

需要说明的是，在逆变器111中的主驱动电路121为被CAN信号唤醒前，整车系统中只有远程钥匙遥控系统、车联网主机以及警报系统处于激活状态，其余系统均处于休眠状态，处于休眠状态的这些系统的元器件均处于安全模式(即高压电处于断开状态)，需求的电压只能由12V电源提供。

在初始化完成后，电机控制装置11通过CAN线发送初始化完成信号给整车控制器，通常电机控制装置11会在50ms发送初始化完成信号，驱动电机系统1进入待机模式。

当驱动电机系统1进入待机模式后，如果准备单元111的主动放电判断子单元102得知整车控制器向电机控制装置11发送了主动放电请求信号，那么电机控制装置11进入主动放电状态。

当驱动电机系统1进入待机模式后，如果整车控制器没有向电机控制装置11发送主动放电请求信号，则准备单元111的绝缘检测子单元103会对逆变器12进行绝缘检测(具体为AC交流相线绝缘检测)，绝缘检测的过程可为：整车控制器通过CAN线发送绝缘检测命令，逆变器12的主驱动电路121中一个U相高边功率器件被触发，并保持50ms，该U相高边功率器件关断，一个W相低边功率器件被触发，并保持50ms，该W相低边功率器件关断。

在逆变器12符合绝缘要求后，准备单元111的预充电子单元104会向逆变器12中的直流侧电容C进行预充电程序，以保证在主继电器S吸合后，减少动力电池组14的高压直流电对电机控制装置11的冲击。在预充电完成后，电机控制装置11开始进行控制模式的选择。

通过在准备单元111中设置初始化子单元101、主动放电判断子单元102、绝缘检测子单元103和预充电子单元104，实现了主动放电这一功能安全状态的使用，从而避免了仅采用安全脉冲关断状态所带来的电机13产生过高反电势的问题，有效地保障了电机控制装置11和动力电池组14的安全。

较为优选的是，本实施例中，可将转矩偏差判断单元115、功率器件过温判断单元116、第二转速判断单元114以及包括点火钥匙判断子单元105和转速标定值判断子单元106的第一转速判断单元113综合设置，以进一步提高电机控制装置11对故障检测的准确性和及时性，更有效地保证驱动电机系统及时进入功能安全状态。

此外，本实施例还可将安全脉冲关断状态、主动短路状态和主动放电状态三者结合使用，以更有效的避免采用单一功能安全状态所带来的电机13产生过高反电势的问题。

综合上述各技术方案，本实施例能够实现在进行故障检测过程中，综合处理整车系统中的整车控制器、驱动电机系统、自动变速箱系统、车身电子稳定系统上报的故障信息，实现多点检测，全面暴露各系统的潜在故障，从而有效地提高了故障检测的准确性和及时性，保证了故障发生时整车系统能够及时进入功能安全状态。

并且，各个系统能够无需通过整车控制器，直接将检测到的故障信息通讯至电机控制装置，使驱动电机系统进入安全状态，节省了将故障信息通讯至整车控制器的时间，缩短了故障检测时间。

此外，本实施例通过将主动短路状态、主动放电状态与安全脉冲关断状态结合使用，避免仅采用安全脉冲关断状态所带来的电机13产生过高反电势，进而破坏电机控制装置和动力电池组的问题。

现有技术中故障信息仅通过CAN通讯的方式传递，一旦CAN通讯发生错误，就会导致整车系统无法及时进入功能安全状态。针对这一问题，本实施例中，电机控制装置11及各系统之间优选的可采用CAN通讯和硬线通讯相结合的方式进行信息传递，从而在CAN通讯产生故障或错误帧过多时，来自硬线信号的故障信息被接收，以便电机控制装置11在进行故障判断后使驱动电机系统1达到功能安全状态。

对于硬线通讯的方式优选的可采用硬线PWM信号，该硬线PWM信号采用10K～1M频率范围，10％～90％的占空比，以有效地保证信号传输的速度和精度。

实施例二

本实施例提供了一种电机控制方法，如图4所示，该电机控制方法包括以下步骤：

步骤S1：依次对逆变器进行初始化、绝缘检测和预充电，在逆变器完成初始化、符合绝缘要求且预充电结束后，进入步骤S2。具体可利用电机控制装置11中的准备单元111完成该步骤。

步骤S2：判断电机所处的状态，若电机处于驱动状态，则进入步骤S3，若电机处于换挡状态，则进入步骤S4。具体可利用电机控制装置11中的控制模式选择单元112完成该步骤。

步骤S3：判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。具体可利用电机控制装置11中的第一转速判断单元113完成该步骤。

步骤S4：判断电机的转速是否超过峰值转速，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。具体可利用电机控制装置11中的第二转速判断单元114完成该步骤。

上述电机控制方法不仅考虑了电机控制装置常规的转矩模式，而且将驱动电机系统配合自动变速箱系统过程中的转速模式也考虑在内，实现了对驱动电机系统和自动变速箱系统的检测，避免了现有技术中仅从整车控制器获取CAN信息所导致的对故障检测不准确及时的问题，提高了故障检测的准确性和及时性，进而能够有效地保障驱动电机系统乃至整车系统的功能安全。

如图4所示，本实施例所提供的电机控制方法中步骤S3优选的还可包括：判断电机的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。具体可利用电机控制装置11中的转矩偏差判断单元115完成该判断过程。值得一提的是，在电机的转矩偏差不大于转矩偏差标定值时，可进入下一次的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值的判断。

通过增加转矩偏差是否大于转矩偏差标定值的判断步骤实现了根据转矩偏差的信息确定是否进入功能安全状态，由于转矩偏差的信息能够从车身电子稳定系统中获得，因此该技术方案实现了对车身电子稳定系统的故障检测，进一步提高了故障检测的准确性和及时性，保证了故障出现时驱动电机系统及时进入功能安全状态。

如图4所示，本实施例所提供的电机控制方法中步骤S3优选的还可包括：判断逆变器中的功率器件的温度是否超过温度阈值(即判断功率器件是否过温)，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态。具体可利用电机控制装置11中的功率器件过温判断单元116完成该判断过程。值得一提的是，在逆变器中的功率器件的温度没有超过温度阈值时，可进入下一次的功率器件是否过温的判断。

通过增加功率器件是否过温的判断步骤，实现了根据功率器件的温度信息确定是否进入功能安全状态，从而实现了对驱动电机系统中逆变器的故障检测，暴露了驱动电机系统中的潜在故障，进一步提高了故障检测的准确性和及时性，保证了故障出现时驱动电机系统及时进入功能安全状态。

如图4所示，在本实施例所提供的电机控制方法的步骤S3中，判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态，这一过程可包括以下步骤：

步骤S31：判断点火钥匙是否关断，如果是，则进入步骤S32。具体可利用第一转速判断单元113中的点火钥匙判断子单元105完成该步骤。值得一提的是，在步骤S31中，若点火钥匙没有关断，则可进行下一次的点火钥匙是否关断的判断。

步骤S32：判断电机的转速是否大于转速标定值，如果是，则使电机控制装置进入安全脉冲关断状态，如果否，则使电机控制装置进入主动短路状态。具体可利用第一转速判断单元113中的转速标定值判断子单元106完成该步骤。

通过在进行转速是否大于转速标定值的判断之前，首先进行点火钥匙是否关断的判断，实现了根据故障严重程度的不同，使驱动电机系统进入不同安全等级的功能安全状态，避免了执行单一功能安全状态所带来的电机产生过高反电势的问题，有效地保障了电机控制装置和动力电池组的安全。

如图4所示，在本实施例所提供的电机控制方法中，步骤S1可包括：

步骤S11：对逆变器进行初始化，直至逆变器初始化完成，进入步骤S12。具体可利用准备单元111中的初始化子单元101完成该步骤。

步骤S12：判断是否接收到整车控制器发送的主动放电请求，如果是，则控制电机进入主动放电状态，如果否，则进入步骤S13。具体可利用准备单元111中的主动放电判断子单元102完成该步骤。

步骤S13：检测逆变器是否符合绝缘要求，如果是，则进入步骤S14，如果否，则返回步骤S11。具体可利用准备单元111中的绝缘检测子单元103完成该步骤。

步骤S14：对逆变器进行预充电。具体可利用准备单元111中的预充电子单元104完成该步骤。

利用上述过程，实现了主动放电这一功能安全状态的使用，从而避免了仅采用安全脉冲关断状态所带来的电机13产生过高反电势的问题，有效地保障了电机控制装置11和动力电池组14的安全。

较为优选的是，本实施例中，可将点火钥匙是否关断的判断、转速是否大于转速标定值的判断(驱动状态下)、转矩偏差是否大于转矩偏差标定值的判断、功率器件是否过温的判断及转速是否超过峰值转速(换挡状态下)的判断综合进行，以进一步提高对故障检测的准确性和及时性，更有效地保证驱动电机系统及时进入功能安全状态。

此外，本实施例还可将安全脉冲关断状态、主动短路状态和主动放电状态三者结合使用，以更有效的避免采用单一功能安全状态所带来的电机产生过高反电势的问题。

实施例三

本实施例提供了一种驱动电机系统，如图1所示，该驱动电机系统包括：电机控制装置11、逆变器12和电机13。该驱动电机系统还可包括：动力电池组14。

其中，电机控制装置11为实施例一所提供的电机控制装置，该电机控制装置11与整车系统中的整车控制器之间通过CAN总线实现通讯，该电机控制装置11用于输出PWM控制信号。

动力电池组14用于提供直流电。

逆变器12分别与电机控制装置11和动力电池组14相连，该逆变器12用于在电机控制装置11所输出的PWM控制信号的作用下，将动力电池组14所提供的直流电转变为三相交流电。

电机13与逆变器12相连，在逆变器12所输出的三相交流电的驱动下运转。电机13优选的可采用永磁同步电机。

由于实施例一所提供的电机控制装置具有对故障检测更准确、更及时的优点，因此包括该电机控制装置的驱动电机系统1也能够更准确、更及时地对故障进行检测，保证在发生故障时驱动电机系统1乃至整车系统及时进入功能安全状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制装置，与逆变器(12)相连，所述逆变器(12)与电机(13)相连，其特征在于，所述电机控制装置(11)包括：

依次对所述逆变器(12)进行初始化、绝缘检测和预充电的操作的准备单元(111)；

与所述准备单元(111)相连的控制模式选择单元(112)，所述控制模式选择单元(112)在所述逆变器(12)完成初始化、符合绝缘要求且预充电结束后，判断所述电机(13)所处的状态，若所述电机(13)处于驱动状态，则使所述电机控制装置(11)进入转矩模式，若所述电机(13)处于换挡状态，则使所述电机控制装置(11)进入转速模式；

与所述控制模式选择单元(112)相连的第一转速判断单元(113)，所述第一转速判断单元(113)在所述电机控制装置(11)进入所述转矩模式后，判断所述电机(13)的转速是否大于转速标定值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入安全脉冲关断状态；其中所述转速标定值为所述电机(13)处于所述驱动状态下转速允许达到的最大值；

与所述控制模式选择单元(112)相连的第二转速判断单元(114)，所述第二转速判断单元(114)在所述电机控制装置(11)进入所述转速模式后，判断所述电机(13)的转速是否超过峰值转速，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态；其中所述峰值转速为所述电机(13)处于所述换挡状态下转速允许达到的最大值。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，所述电机控制装置(11)还包括：与所述控制模式选择单元(112)相连的转矩偏差判断单元(115)，所述转矩偏差判断单元(115)在所述电机控制装置(11)进入所述转矩模式后，判断所述电机(13)的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态；其中所述转矩偏差标定值为所述电机(13)处于所述驱动状态下转矩偏差允许达到的最大值。

3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，所述电机控制装置(11)还包括：与所述控制模式选择单元(112)相连的功率器件过温判断单元(116)，所述功率器件过温判断单元在所述电机控制装置(11)进入所述转矩模式后，判断所述逆变器(12)中的功率器件的温度是否超过温度阈值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态；其中所述温度阈值为所述电机(13)处于驱动状态下功率器件的温度允许达到的最大值。

4.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，所述第一转速判断单元(113)包括：

与所述控制模式选择单元(112)相连的点火钥匙判断子单元(105)，所述点火钥匙判断子单元(105)在所述电机控制装置(11)进入所述转矩模式后，判断点火钥匙是否关断；

与所述点火钥匙判断子单元(105)相连的转速标定值判断子单元(106)，所述转速标定值判断子单元(106)在所述点火钥匙关断时，判断所述电机(13)的转速是否大于所述转速标定值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态，如果否，则使所述电机控制装置(11)进入主动短路状态。

5.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，所述电机控制装置(11)与整车控制器相连，所述电机控制装置(11)的准备单元(111)包括：

对所述逆变器(12)进行初始化的初始化子单元(101)；

与所述初始化子单元(101)相连的主动放电判断子单元(102)，所述主动放电判断子单元(102)在所述逆变器(12)初始化完成后，判断所述电机控制装置(11)是否接收到所述整车控制器发送的主动放电请求，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入主动放电状态；

与所述主动放电判断子单元(102)相连的绝缘检测子单元(103)，所述绝缘检测子单元(103)在所述电机控制装置(11)没有接收到所述整车控制器发送的主动放电请求时，检测所述逆变器(12)是否符合绝缘要求；

与所述绝缘检测子单元(103)相连的预充电子单元(104)，所述预充电子单元(104)在所述逆变器(12)符合绝缘要求后，对所述逆变器(12)进行预充电。

6.一种电机控制方法，电机(13)与逆变器(12)相连，所述逆变器(12)与电机控制装置(11)相连，其特征在于，所述电机控制方法包括：

步骤S1：依次对所述逆变器(12)进行初始化、绝缘检测和预充电，在所述逆变器(12)完成初始化、符合绝缘要求且预充电结束后，进入步骤S2；

步骤S2：判断所述电机(13)所处的状态，若所述电机(13)处于驱动状态，则进入步骤S3，若所述电机(13)处于换挡状态，则进入步骤S4；

步骤S3：判断所述电机(13)的转速是否大于转速标定值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入安全脉冲关断状态；其中所述转速标定值为所述电机(13)处于所述驱动状态下转速允许达到的最大值；

步骤S4：判断所述电机(13)的转速是否超过峰值转速，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态；其中所述峰值转速为所述电机(13)处于所述换挡状态下转速允许达到的最大值。

7.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：判断所述电机(13)的转矩偏差是否大于转矩偏差标定值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态；其中所述转矩偏差标定值为所述电机(13)处于所述驱动状态下转矩偏差允许达到的最大值。

8.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：判断所述逆变器(12)中的功率器件的温度是否超过温度阈值，如果是，则所述电机(13)进入所述安全脉冲关断状态；其中所述温度阈值为所述电机(13)处于所述驱动状态下功率器件的温度允许达到的最大值。

9.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述判断所述电机(13)的转速是否大于转速标定值，如果是，则控制所述电机(13)进入所述安全脉冲关断状态，具体包括：

步骤S31：判断点火钥匙是否关断，如果是，则进入步骤S32；

步骤S32：判断所述电机(13)的转速是否大于所述转速标定值，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入所述安全脉冲关断状态，如果否，则使所述电机控制装置(11)进入主动短路状态。

10.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

步骤S11：对所述逆变器(12)进行初始化，直至所述逆变器(12)初始化完成，进入步骤S12；

步骤S12：判断是否接收到整车控制器发送的主动放电请求，如果是，则使所述电机控制装置(11)进入主动放电状态，如果否，则进入步骤S13；

步骤S13：检测所述逆变器(12)是否符合绝缘要求，如果是，则进入步骤S14，如果否，则返回步骤S11；

步骤S14：对所述逆变器(12)进行预充电。