电动车辆的电机控制方法、装置、存储介质及整车控制器

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电动车辆的电机控制方法、装置、存储介质及整车控制器。

背景技术

对于新能源汽车而言，整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)是纯电动汽车控制系统的核心组成部分，负责对车辆整体运行状况的控制、协调和监控，其主要功能包括车辆运行控制、能量管理、车辆运行状态显示、整车网络管理、故障诊断处理等。VCU在检测整车状态的同时，控制整车根据驾驶员指令进行运行。根据驾驶员操作，输入钥匙信号、挡位信号、踏板指令信号，按照设定的控制策略进行逻辑运算，向电机控制器(Motor ControlUnit,MCU)、电池管理系统、车身控制模块等控制单元发送控制指令，实现电机驱动系统的正常运行以及控制电机进行能量回收功能等。

当整车控制器VCU向电机控制器MCU发送转矩指令控制电机驱动或制动时，电机会通过传动系统驱动车辆行驶或停止。而电机与传动系统之间通过齿轮进行转矩传动，在传动系统中，齿隙冲击是一个很常见的现象。由于齿轮间隙的存在且间隙存在严重的非线性，在传动系统控制过程中，车辆在松油门、油门刹车等急加速急减速运行工况切换下，很难进行精确控制，由于齿轮间隙也会造成传动系统产生冲击振荡。尤其在系统传递的转矩正负变化或者转速正反转变化时，齿轮啮合将由其中一侧快速接触到另一侧，侧隙引起回程误差，从而造成很大的冲击干扰，将产生不同程度的齿隙冲击及异响的打轴现象，随着齿轮的磨损，侧隙增大，这种现象将逐渐加剧，如图2和图3所示。此问题将影响传动系的平顺性，从而影响整车的驾驶舒适性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电动车辆的电机控制方法、装置、存储介质及整车控制器，以解决现有技术中在存在齿隙的传动系统中，当驱动齿轮改变方向或者牵引力矩由主动变为从动时，出现齿隙冲击的现象的问题。

本发明一方面提供了一种电动车辆的电机控制方法，包括：判断所述电动车辆是否处于预设状态；当所述电动车辆处于所述预设状态时，所述电动车辆的电机与传动系统之间的齿轮可能出现齿隙冲击现象；当所述电动车辆处于所述预设状态时，向所述电动车辆的电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。

可选地，所述预设状态，包括：所述电动车辆的驱动齿轮改变方向或者牵引力矩由主动变为从动或由从动变为主动，或者所述电动车辆的变速箱进行换挡时，变速器挂入目标挡位。

可选地，在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由负增大至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长后，继续增大所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第一期望转矩；和/或，在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由正减小至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩减小至第二预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第二预设转矩并维持第二预设时长后，继续减小所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第二期望转矩。

可选地，所述第一预设转矩，包括：在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩；所述第二预设转矩，包括：在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩。

本发明另一方面提供了一种电动车辆的电机控制装置，包括：判断单元，用于判断所述电动车辆是否处于预设状态；当所述电动车辆处于所述预设状态时，所述电动车辆的电机与传动系统之间的齿轮可能出现齿隙冲击现象；控制单元，用于当所述电动车辆处于所述预设状态时，向所述电动车辆的电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。

可选地，所述预设状态，包括：所述电动车辆的驱动齿轮改变方向或者牵引力矩由主动变为从动或由从动变为主动，或者所述电动车辆的变速箱进行换挡时，变速器挂入目标挡位。

可选地，在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，所述控制单元，向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由负增大至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长后，继续增大所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第一期望转矩；和/或，在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，所述控制单元，向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由正减小至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩减小至第二预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第二预设转矩并维持第二预设时长后，继续减小所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第二期望转矩。

可选地，所述第一预设转矩，包括：在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩；所述第二预设转矩，包括：在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩。

本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明再一方面提供了一种整车控制器，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明再一方面提供了一种整车控制器，包括前述任一所述的电动车辆的电机控制装置。

根据本发明的技术方案，在驱动齿轮改变方向或牵引力矩由主动变为从动(转矩正负变化)时，采用非线性转矩控制方式进行转矩控制，以减小或避免电机与传动系统之间的齿轮出现齿隙冲击现象。根据本发明的技术方案，控制所述电机的输出转矩归零，然后控制电机输出使电机与电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩，以抵消回程误差，让齿轮啮合，最后再根据实际需求转矩进行转矩输出。根据本发明的技术方案，可以避免由于正负转矩突变或转向变化时齿轮间隙引起的打轴现象，起到一个转矩缓冲作用。在已有齿轮结构且无法再进一步优化结构设计的基础上，通过软件控制方法实现减小或消除齿隙冲击，能够减小或消除齿隙冲击，可降低行车冲击度，有利于提高驾驶舒适性，还可减小或消除行车振动和异响现象，有利于齿轮啮合，提高齿轮寿命。

采用本发明的非线性转矩控制，使得齿轮在正反转或转矩正负切换过程中，有效消除侧隙回程误差引起的冲击打轴现象，降低行车冲击度，提高驾驶舒适性以及齿轮寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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是本发明提供的电动车辆的电机控制方法的一实施例的方法示意图；

图2是齿轮转向改变啮合变化图；

图3是牵引力矩齿轮由主动变为从动时齿轮啮合变化图；

图4示出了本发明非线性转矩控制输出图；

图5示出了本发明非线性转矩控制流程图；

图6是本发明提供的电动车辆的电机控制装置的一实施例的结构框图；

图7是换挡过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明针对在一个存在齿隙的传动系统中，当驱动齿轮改变方向，或者牵引力矩由主动变为从动时，出现齿隙冲击的现象，提出一种电动车辆的电机控制方法。

图1是本发明提供的电动车辆的电机控制方法的一实施例的方法示意图。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述电机控制方法至少包括步骤S110和步骤S120。

步骤S110，判断所述电动车辆是否处于预设状态。

其中，当所述电动车辆处于所述预设状态时，所述电动车辆的电机与传动系统之间的齿轮可能出现齿隙冲击现象。在一些具体实施方式中，所述预设状态，包括：所述电动车辆的驱动齿轮改变方向或者牵引力矩由主动变为从动或由从动变为主动，或者所述电动车辆的变速箱进行换挡时，变速器挂入目标挡位。

图2示出了齿轮转向改变啮合变化图。图3示出了牵引力矩齿轮由主动变为从动时齿轮啮合变化图。对于新能源纯电动汽车而言，通常具有D挡(前进)驱动、R挡(倒车)驱动、滑行能量回收(D挡)、制动能量回收(D挡)等运行工况。其中，D挡驱动输出正转矩，R挡驱动、滑行能量回收、制动能量回收均输出负转矩。当车辆在D挡驱动与R挡驱动之间相互切换时由于转向改变，正负转矩也发生变化。如图2所示，下齿轮为电机侧驱动齿轮(主动轮)，上齿轮为传动侧负载齿轮(从动轮)，主动轮初始状态为逆时针旋转，齿轮齿面左侧与从动轮接触(如图2(a)所示)，当电机侧主动轮改变转向时，齿轮脱离啮合(如图2(b)所示)，随后主动轮齿面右侧与从动轮接触(如图2(c)所示)。此外，当司机加速后松开油门或踩刹车，车辆将由驱动模式转变为滑行能量和制动能量回收，此时牵引力矩将由主动变为从动，电机输出转矩也将由正变负。如图3所示，初始状态(图3(a)所示)下齿轮为电机侧驱动齿轮(主动轮)，上齿轮为传动侧负载齿轮(从动轮)，主动轮初始状态为顺时针旋转，齿轮齿面右侧与从动轮接触；当司机松开油门或踩刹车，由于车辆惯性作用，车辆会继续保持原来运动方向进入滑行状态或制动状态，并带动电机侧齿轮旋转，齿轮开始脱离啮合(如图3(b)所示)，此时原来的主动轮将变为从动轮，从动轮变为主动轮，随后电机侧齿轮齿面左侧与传动侧齿轮接触(如图3(c)所示)，上述情况都将引起齿隙冲击打轴现象。

对于变速箱换挡机构，以AMT(Automated Mechanical Transmission)自动变速箱为例，其换挡过程包括请求换挡、电机转矩卸载、摘挡、电机调速、挂档、转矩恢复等流程，如图7所示，换挡过程由变速箱控制器(Transmission Control Unit,TCU)进行控制，TCU是车辆控制网络或基于CAN总线网络的主控单元，能够根据整车驾驶模式及驾驶员操作行为需求，对变速箱的换挡机构进行控制。在换挡过程的最后一步转矩恢复阶段，变速器挂入目标挡位后，电机应进行转矩恢复，以满足车辆的动力需求，在此过程中，电机输出轴齿轮和变速箱传动轴齿轮存在啮合过程，会产生齿隙冲击。

步骤S120，当所述电动车辆处于所述预设状态时，向所述电动车辆的电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。

具体地，当所述电动车辆处于所述预设状态时，电机与传动系统之间的齿轮可能出现齿隙冲击现象。采用非线性转矩控制方法，通过整车控制器VCU向电机控制器MCU发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。根据驾驶员操作油门踏板开度以及当前车速，VCU计算出对应的转矩值，并通过CAN总线通信将该数据发送至MCU。

在一些具体实施方式中，在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由负增大至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长后，继续增大所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第一期望转矩。所述第一预设转矩具体可以包括：在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩。即，根据齿轮啮合需要的最小力矩，控制电机输出该最小力矩抵消回程误差，让齿轮啮合。所述第一期望转矩的转矩大小根据驾驶员操作油门踏板开度大小决定。

以图4所示转矩控制为例进行说明(该图只体现了齿轮转向改变输出转矩由负到正的变化情况，输出转矩由正变负也是类似的原理)，该图为平顺通过间隙的转矩控制原理。其初始转矩为负值，齿轮啮合状态可对应图2(a)；当转矩由负增大趋向于0N.m时，首先将输出转矩归零处理，维持输出0N.m一段时间(此处设为t0)，此处是为了判断下一时刻转矩方向是否发生变化，若转矩方向未发生变化，则直接恢复原方向转矩信息，若转矩方向改变，则按照本发明方法进行转矩加载，即，VCU发送0N.m转矩指令，从而MCU输出0N.m的输入转矩，齿轮啮合状态可对应图2(b)；然后控制输出一个较小的正转矩(T0)，并维持一段时间(t1)，此时齿轮接触面将从间隙的一侧接触到另一侧，使得齿轮保持啮合状态，齿轮啮合状态可对应图2(c)；在到达tw时刻后，然后输出较大的控制转矩直到达到期望转矩。

在另一种在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由正减小至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩减小至第二预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第二预设转矩并维持第二预设时长后，继续减小所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第二期望转矩。所述第二预设转矩具体可以包括：在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩。转矩由正变负的情况下的与转矩由负变正的情况下对电机输出转矩的控制原理一致。所述第二期望转矩的转矩大小根据驾驶员操作油门踏板开度大小决定。在所述电机的输出转矩由正变负的情况下与在所述电机的输出转矩由负变正的情况下的使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩方向相反。

根据本发明上述实施例，在间隙过度过程中，首先转矩卸载清零(例如，驾驶员松开油门时，VCU发送0N.m转矩指令，从而MCU输出0N.m的输入转矩)，主要是便于转矩控制，为进入下一个啮合状态做准备，起到缓冲作用；之后，再保持一个较小的转矩值，是为了保证齿轮在与间隙两侧接触时不会产生较大的冲击力，使齿轮保持处于啮合状态，即可减少或消除在间隙之间的来回抖动，能够提高系统的平顺性和可控性，防止齿轮打轴，提高驾驶舒适性。

在换挡过程的最后一步转矩恢复阶段，变速器挂入目标挡位后，电机应进行转矩恢复，以满足车辆的动力需求，在此过程中，电机输出轴齿轮和变速箱传动轴齿轮存在啮合过程，会产生齿隙冲击。根据本发明控制原理，当TCU检测到目标挡位位置信号后，VCU根据加速踏板开度、车速等信号计算目标转矩输出值，通过CAN总线向MCU发送转矩恢复请求、齿轮最小啮合力矩以及目标期望转矩值，直至车辆恢复期望转矩正常行驶状态。

换挡过程的齿轮啮合原理及输出转矩控制与前述具体实施方式相同的，变速箱只是多了不同档位的档位齿轮，与单个齿轮啮合的原理一样，具体实施方式与前述一致。例如，对于两档变速箱的内部齿轮结构，变速箱齿轮具有两个档位齿轮，通过换挡拨叉控制电机轴与1档位齿轮或2档齿轮进行啮合，从而将电机轴输出的力矩通过各档位齿轮传动至变速箱输出轴。前述实施方式只针对具有一个档位的减速器而言，相当于只有1档齿轮，无换挡拨叉和2档齿轮，电机轴和变速箱输出轴是直驱结构，不存在换挡现象。

图5示出了本发明非线性转矩控制流程图。如图5所示，电动车辆的驱动齿轮改变方向或者牵引力矩由主动变为从动时，初始转矩，控制电机输出转矩归零处理，转矩卸载清零，并保持t0时间，控制电机输出转矩T0并保持t1时间抵消回程误差，让齿轮啮合，再根据实际需求转矩进行转矩输出，直到达到期望转矩。

本发明提出非线性转矩控制方法，主要适用于存在齿轮的传动系统中，因此，同样适用于变速箱换挡机构。在换挡机构执行换挡过程中，需要控制不同挡位齿轮进行啮合，采用本发明的非线性转矩控制方法，将有效减小换挡冲击。

图6是本发明提供的电动车辆的电机控制装置的一实施例的结构示意图。如图6所示，所述电动车辆的电机控制装置100包括判断单元110和控制单元120。

判断单元110用于判断所述电动车辆是否处于预设状态。

具体地，当所述电动车辆处于所述预设状态时，所述电动车辆的电机与传动系统之间的齿轮可能出现齿隙冲击现象。采用非线性转矩控制方法，通过整车控制器VCU向电机控制器MCU发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。根据驾驶员操作油门踏板开度以及当前车速，VCU计算出对应的转矩值，并通过CAN总线通信将该数据发送至MCU。

在一些具体实施方式中，所述预设状态，包括：所述电动车辆的驱动齿轮改变方向，或者牵引力矩由主动变为从动或由从动变为主动，或者所述电动车辆的变速箱进行换挡时，变速器挂入目标挡位。图2示出了齿轮转向改变啮合变化图。图3示出了牵引力矩齿轮由主动变为从动时齿轮啮合变化图。对于新能源纯电动汽车而言，通常具有D挡(前进)驱动、R挡(倒车)驱动、滑行能量回收(D挡)、制动能量回收(D挡)等运行工况。其中，D挡驱动输出正转矩，R挡驱动、滑行能量回收、制动能量回收均输出负转矩。当车辆在D挡驱动与R挡驱动之间相互切换时由于转向改变，正负转矩也发生变化。如图2所示，下齿轮为电机侧驱动齿轮(主动轮)，上齿轮为传动侧负载齿轮(从动轮)，主动轮初始状态为逆时针旋转，齿轮齿面左侧与从动轮接触(如图2(a)所示)，当电机侧主动轮改变转向时，齿轮脱离啮合(如图2(b)所示)，随后主动轮齿面右侧与从动轮接触(如图2(c)所示)。此外，当司机加速后松开油门或踩刹车，车辆将由驱动模式转变为滑行能量和制动能量回收，此时牵引力矩将由主动变为从动，电机输出转矩也将由正变负。如图3所示，初始状态(图3(a)所示)下齿轮为电机侧驱动齿轮(主动轮)，上齿轮为传动侧负载齿轮(从动轮)，主动轮初始状态为顺时针旋转，齿轮齿面右侧与从动轮接触；当司机松开油门或踩刹车，由于车辆惯性作用，车辆会继续保持原来运动方向进入滑行状态或制动状态，并带动电机侧齿轮旋转，齿轮开始脱离啮合(如图3(b)所示)，此时原来的主动轮将变为从动轮，从动轮变为主动轮，随后电机侧齿轮齿面左侧与传动侧齿轮接触(如图3(c)所示)，上述情况都将引起齿隙冲击打轴现象。

对于变速箱换挡机构，以AMT(Automated Mechanical Transmission)自动变速箱为例，其换挡过程包括请求换挡、电机转矩卸载、摘挡、电机调速、挂档、转矩恢复等流程，如图7所示，换挡过程由变速箱控制器(Transmission Control Unit,TCU)进行控制，TCU是车辆控制网络或基于CAN总线网络的主控单元，能够根据整车驾驶模式及驾驶员操作行为需求，对变速箱的换挡机构进行控制。在换挡过程的最后一步转矩恢复阶段，变速器挂入目标挡位后，电机应进行转矩恢复，以满足车辆的动力需求，在此过程中，电机输出轴齿轮和变速箱传动轴齿轮存在啮合过程，会产生齿隙冲击。

控制单元120用于当所述电动车辆处于所述预设状态时，向所述电动车辆的电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。

具体地，当所述电动车辆处于所述预设状态时，电机与传动系统之间的齿轮可能出现齿隙冲击现象。采用非线性转矩控制方法，通过整车控制器VCU向电机控制器MCU发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制。

在一些具体实施方式中，在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，控制单元120向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由负增大至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第一预设转矩并维持第二预设时长后，继续增大所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第一期望转矩。所述第一预设转矩具体可以包括：在所述电机的输出转矩由负变正的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩。即，根据齿轮啮合需要的最小力矩，控制电机输出该最小力矩抵消回程误差，让齿轮啮合。所述第一期望转矩的转矩大小根据驾驶员操作油门踏板开度大小决定。

以图4所示转矩控制为例进行说明(该图只体现了齿轮转向改变输出转矩由负到正的变化情况，输出转矩由正变负也是类似的原理)，该图为平顺通过间隙的转矩控制原理。其初始转矩为负值，齿轮啮合状态可对应图2(a)；当转矩由负增大趋向于0N.m时，首先将输出转矩归零处理，维持输出0N.m一段时间(此处设为t0)，此处是为了判断下一时刻转矩方向是否发生变化，若转矩方向未发生变化，则直接恢复原方向转矩信息，若转矩方向改变，则按照本发明方法进行转矩加载，即，VCU发送0N.m转矩指令，从而MCU输出0N.m的输入转矩，齿轮啮合状态可对应图2(b)；然后控制输出一个较小的正转矩(T0)，并维持一段时间(t1)，此时齿轮接触面将从间隙的一侧接触到另一侧，使得齿轮保持啮合状态，齿轮啮合状态可对应图2(c)；在到达tw时刻后，然后输出较大的控制转矩直到达到期望转矩。

在另一种在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，控制单元120向电机控制器发送转矩指令，以对所述电机进行非线性转矩控制，包括：当所述电机的转矩由正减小至0时，控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长；控制所述电机输出0N.m的输出转矩并维持第一预设时长后，控制所述电机的输出转矩减小至第二预设转矩并维持第二预设时长；控制所述电机的输出转矩增大至第二预设转矩并维持第二预设时长后，继续减小所述电机的输出转矩，直到所述输出转矩达到第二期望转矩。所述第二预设转矩具体可以包括：在所述电机的输出转矩由正变负的情况下，使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩。转矩由正变负的情况下的与转矩由负变正的情况下对电机输出转矩的控制原理一致。所述第二期望转矩的转矩大小根据驾驶员操作油门踏板开度大小决定。在所述电机的输出转矩由正变负的情况下与在所述电机的输出转矩由负变正的情况下的使所述电机与所述电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩方向相反。

根据本发明上述实施例，在间隙过度过程中，首先转矩卸载清零(例如，驾驶员松开油门时，VCU发送0N.m转矩指令，从而MCU输出0N.m的输入转矩)，主要是便于转矩控制，为进入下一个啮合状态做准备，起到缓冲作用；之后，再保持一个较小的转矩值，是为了保证齿轮在与间隙两侧接触时不会产生较大的冲击力，使齿轮保持处于啮合状态，即可减少或消除在间隙之间的来回抖动，能够提高系统的平顺性和可控性，防止齿轮打轴，提高驾驶舒适性。

在换挡过程的最后一步转矩恢复阶段，变速器挂入目标挡位后，电机应进行转矩恢复，以满足车辆的动力需求，在此过程中，电机输出轴齿轮和变速箱传动轴齿轮存在啮合过程，会产生齿隙冲击。根据本发明控制原理，当TCU检测到目标挡位位置信号后，VCU根据加速踏板开度、车速等信号计算目标转矩输出值，通过CAN总线向MCU发送转矩恢复请求、齿轮最小啮合力矩以及目标期望转矩值，直至车辆恢复期望转矩正常行驶状态。

换挡过程的齿轮啮合原理及输出转矩控制与前述具体实施方式相同的，变速箱只是多了不同档位的档位齿轮，与单个齿轮啮合的原理一样，具体实施方式与前述一致。例如，对于两档变速箱的内部齿轮结构，变速箱齿轮具有两个档位齿轮，通过换挡拨叉控制电机轴与1档位齿轮或2档齿轮进行啮合，从而将电机轴输出的力矩通过各档位齿轮传动至变速箱输出轴。前述实施方式只针对具有一个档位的减速器而言，相当于只有1档齿轮，无换挡拨叉和2档齿轮，电机轴和变速箱输出轴是直驱结构，不存在换挡现象。

本发明还提供对应于所述电动车辆的电机控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明还提供对应于所述电动车辆的电机控制方法的一种整车控制器，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明还提供对应于所述电动车辆的电机控制装置的一种整车控制器，包括前述任一所述的电动车辆的电机控制装置。

据此，本发明提供的方案，在驱动齿轮改变方向或牵引力矩由主动变为从动(转矩正负变化)时，采用非线性转矩控制方式进行转矩控制，以减小或避免电机与传动系统之间的齿轮出现齿隙冲击现象。根据本发明的技术方案，控制所述电机的输出转矩归零，然后控制电机输出使电机与电动车辆的传动系统的齿轮啮合所需的最小力矩，以抵消回程误差，让齿轮啮合，最后再根据实际需求转矩进行转矩输出。根据本发明的技术方案，可以避免由于正负转矩突变或转向变化时齿轮间隙引起的打轴现象，起到一个转矩缓冲作用。在已有齿轮结构且无法再进一步优化结构设计的基础上，通过软件控制方法实现减小或消除齿隙冲击，能够减小或消除齿隙冲击，可降低行车冲击度，有利于提高驾驶舒适性，还可减小或消除行车振动和异响现象，有利于齿轮啮合，提高齿轮寿命。

采用本发明的非线性转矩控制，使得齿轮在正反转或转矩正负切换过程中，有效消除侧隙回程误差引起的冲击打轴现象，降低行车冲击度，提高驾驶舒适性以及齿轮寿命。

本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，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。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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，作为控制装置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。

所述集成的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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。