一种电机的过零控制方法、系统、电子设备、存储介质

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种电机的过零控制方法、系统、电子设备、存储介质。

背景技术

为了应对日益严峻的环境和能源问题，具有节能环保，绿色低碳等优势的新能源汽车，得到了广泛的推广和应用。随着市场份额的不断增加，对新能源汽车性能、舒适性的要求也不断提升。

新能源汽车的驱动电机扭矩过零是影响其舒适性的重要因素。由于传动系齿轮存在空隙，扭矩方向的变化会引起传动系齿面从结合状态到非结合状态，再到结合状态的变化，从而造成齿面的扭矩冲击。扭矩冲击会引发车辆抖动，造成敲齿噪声，严重影响驾驶平顺性和舒适性。相较于传统动力源汽车，由于新能源汽车缺少离合器等阻尼元件，电机输出与后端刚性连接，电机扭矩直接输出到车轮，且电机响应快，扭矩变化速率快，扭矩过零所引起的振动和噪声更为明显，对整车舒适性的影响更为严重。

在实际生产制造过程中，需要保证齿轮间的润滑、散热以及齿轮啮合的正常运转，必须留有一定的齿隙。因而，传动系统的齿隙存在无法消除，需要采取有效的过零策略，优化过零冲击和噪声。这对于提高驾驶平顺性和舒适性具有重要意义。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种电机的过零控制方法、系统、电子设备、存储介质，以改善现有技术中车辆在过零状态时扭矩冲击过大的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种电机的过零控制方法，包括：

检测电机对外输出的扭矩变化；

根据扭矩变化判断电机的工作状态；

当电机处于过零状态时，检测并采集预设的第一时间后的角加速度；其中第一时间是根据电机进行设置的；

根据角加速度调整电机的扭矩。

于本发明一示例中，根据扭矩变化判断电机的工作状态包括：

当扭矩变化是由正输出减小至零时，电机处于过零状态。

于本发明一示例中，根据角加速度调整电机的扭矩包括：

当角加速度小于预设的第一阈值时，按照扭矩请求调整扭矩；

当角加速度大于预设的第一阈值且小于预设的第二阈值时，在过零时间段内限制电机的扭矩变化率；

当角加速度大于预设的第二阈值时，在过零时间段内将电机的扭矩置零。

于本发明一示例中，过零时间段根据角加速度进行获取。

于本发明一示例中，当角加速度大于预设的第一阈值且小于预设的第二阈值时，在过零时间段内限制电机的扭矩变化率包括：

根据过零时间段和第一时间获取电机处于过零状态的结束时间；

在第一时间至结束时间内，将电机的扭矩变化率设置为小于预设的斜率阈值；

在结束时间后，按照扭矩请求调整扭矩。

于本发明一示例中，当角加速度大于预设的第二阈值时，在过零时间段内将电机的扭矩置零包括：

根据过零时间段和第一时间获取电机处于过零状态的结束时间；

在第一时间至结束时间内，将电机的扭矩减少至零并保持为零；

在结束时间后，按照扭矩请求调整扭矩。

于本发明一示例中，在第一时间至结束时间内，将电机的扭矩减少至零并保持为零包括：

根据角加速度获取第二时间；

在第一时间至第二时间内，将电机的扭矩减少至零；

在第二时间至结束时间内，将电机的扭矩保持为零。

于本发明一示例中，还提供一种电机的过零控制系统，包括：

扭矩检测模块，用于检测电机对外输出的扭矩变化；

状态判断模块，用于根据扭矩变化判断电机的工作状态；

角加速度获取模块，用于当电机处于过零状态时，检测并采集预设的第一时间后的角加速度；其中第一时间是根据电机进行设置的；

扭矩调整模块，用于根据角加速度调整电机的扭矩。

于本发明一示例中，还提供一种电子设备，电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得电子设备实现如上述中任一项所述的电机的过零控制方法。

于本发明一示例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述中任一项所述的电机的过零控制方法。

本发明提供一种电机的过零控制方法、系统、电子设备、存储介质，该方法通过电机对外输出的扭矩判断电机是否处于过零状态，并在电机处于过零状态时通过角加速度的大小对电机的扭矩进行调整，从而在不同过零场景下，都能有效缓解扭矩冲击，避免过零振动和噪声，降低了扭矩响应延迟，提高了新能源汽车的舒适性和驾驶性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中电机过零控制方法的流程图；

图2为本发明一实施例中进行扭矩斜率限制作用下的过零过程中各参数的变化示意图；

图3为本发明一实施例中在扭矩斜率限制作用下的扭矩随时间的变化示意图；

图4为本发明一实施例中进行扭矩干预作用下的过零过程中各参数的变化示意图；

图5为本发明一实施例中在扭矩干预作用下扭矩随时间的变化示意图；

图6为本发明一实施例中电子设备的结构示意图；

图7为本发明一实施例中电机过零控制系统的结构框图。

具体实施方法

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方法，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方法加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1至图7，一种电机的过零控制方法、系统、电子设备、存储介质，该方法通过电机对外输出的扭矩判断电机是否处于过零状态，并在电机处于过零状态时通过角加速度的大小对电机的扭矩进行调整，包括：限制过零期间扭矩变化的斜率和限制过零期间扭矩的大小。该方法在不同过零场景下，都能有效缓解扭矩冲击，避免过零振动和噪声，降低了扭矩响应延迟，提高了新能源汽车的舒适性和驾驶性。

在不同的过零扭矩作用下，所引起的扭矩冲击和转速波动，以及过零时间都有所不同。当扭矩的变化大时，过零扭矩冲击大，过零时间较短，角加速度较大；当过零扭矩的变化小，造成的扭矩冲击较小，过零时间较长，角加速度较小。扭矩冲击的大小决定了车辆的舒适度，扭矩冲击大时车辆会发生抖动，有敲齿噪声，对车辆的舒适性和驾驶的平顺性影响很大。扭矩冲击小时车辆抖动小或者不抖动，噪声也小，不影响对车辆的舒适性和驾驶的平顺性。因此降低过零期间的扭矩冲击可以提高车辆的舒适性和驾驶的平顺性。车辆电机的角加速度和扭矩相关，具体的，J

请参阅图1，该电机的过零控制方法，包括步骤S1至步骤S4，详述如下：

步骤S1，检测电机对外输出的扭矩变化。

步骤S2，根据扭矩变化判断电机的工作状态。

于本发明一实施例中，实时监测电机对外输出的扭矩和扭矩变化，用于判断电机是否进入过零状态。车辆控制中心可以直接和电机电连接，直接获取电机的输出扭矩，及扭矩的变化。当扭矩变化是由正输出减小至零时，电机处于过零状态，进而获取角加速度并根据角加速度调整扭矩。

步骤S3，当电机处于过零状态时，检测并采集预设的第一时间后的角加速度；其中第一时间是根据电机进行设置的。

于本发明一实施例中，在电机处于过零状态后的第一时间，获取此时刻的角加速度，用于后续调整电机的扭矩。第一时间根据电机的参数进行设定，以适用于不同的车辆。例如：第一时间为电机处于过零状态的第1.10秒，获取电机变化为过零状态第1.1秒时的角加速度，并根据该时刻角加速度的值对电机的扭矩进行调整。

步骤S4，根据角加速度调整电机的扭矩。

于本发明一实施例中，当角加速度小于预设的第一阈值时，此时，过零扭矩冲击比较小，造成的振动和噪声很小，过零时间较长，电机扭矩过零所引起的转速波动和扭矩冲击，以及敲齿噪声，都在可接受范围内，并不会被驾驶员感知，因而无需额外对扭矩进行调整。不对扭矩进行调整，使扭矩根据扭矩请求进行变化，也不影响车辆的舒适性和驾驶平顺性。

请参阅图2至图3，于本发明一实施例中，当角加速度大于预设的第一阈值且小于预设的第二阈值时，在过零时间段内限制电机的扭矩变化率，使得电机的扭矩变化率不大于设定的值，其中过零时间段由角加速度计算得出。此时，有一定的冲击扭矩，但冲击不大，通过限制过零扭矩斜率，就可以降低冲击至可接受范围。具体包括：

根据过零时间段和第一时间(图3中t

在第一时间(图3中t

请参阅图2至图3，于本发明一实施例中。当电机的扭矩从正输出减少至零后，电机处于过零状态(图3中t

在结束时间(图3中t

请参阅图2至图3，当角加速度大于预设的第一阈值且小于预设的第二阈值时，有一定的扭矩冲击，但由于冲击不大，仅需限制过零扭矩斜率，就可以降低冲击至可接受范围，如图3中所示，限制t

请参阅图4至图5，于本发明一实施例中，当角加速度大于预设的第二阈值时，在过零时间段内将电机的扭矩置零，其中过零时间段由角加速度计算得出。此时仅限制扭矩斜率，还是会造成难以接受的扭矩冲击和噪声。此时进行扭矩干预，对过零状态的扭矩的大小直接进行限制，使得两齿接触时维持在某具体值进行过零。具体包括：

根据过零时间段和第一时间(图5中t

在第一时间(图5中t

请参阅图4至图5，于本发明一实施例中。当电机的扭矩从正输出减少至零后，电机处于过零状态(图5中t

请参阅图5，于本发明一实施例中，根据角加速度获取过零时间段的时长，从而获取过零状态的结束时间(图5中的t

在结束时间后，按照扭矩请求调整扭矩。防止过零状态结束后扭矩仍停留在0附近，造成齿面在齿隙间反复震荡，产生多次冲击。

请参阅图4和图5，于本发明一实施例中，在第一时间至结束时间内，将电机的扭矩减少至零并保持为零具体包括：

根据角加速度获取第二时间(图5中t

在第一时间(图5中t

在第二时间(图5中t

电机在进入过零状态(图5中的t

于本发明一实施例中，第一时间根据电机的具体情况进行确定，不同的电机选定不同的第一时间，从而保证获取的角加速度可以准确判断对电机扭矩的调整方式。第一阈值和第二阈值根据第一时间进行确定，以便可以通过角加速度准确判断对扭矩的调整方式。

请参阅图7，于本发明一实施例中，还提供一种电机的过零控制系统700，包括：扭矩检测模块710，用于检测电机对外输出的扭矩变化；状态判断模块720，用于根据扭矩变化判断电机的工作状态；角加速度获取模块730，用于当电机处于过零状态时，检测并采集预设的第一时间后的角加速度；其中第一时间是根据电机进行设置的；扭矩调整模块740，用于根据角加速度调整电机的扭矩。

需要说明的是，上述实施例所提供的电机的过零控制方法、系统属于同一构思，其中各个模块执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的用于混动车辆的能量管理系统在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得电子设备实现如上述中任一项所述的电机的过零控制方法。

图6示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的结构示意图。需要说明的是，图6示出的电子设备的计算机系统仅是一个实施例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，计算机系统包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)602中的程序或者从储存部分608加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 603中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的储存部分608；以及包括诸如LAN(Local Area Network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分608。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。

需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前所述的用于电机的过零控制方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

本发明提供一种电机的过零控制方法、系统、电子设备、存储介质，该方法通过扭矩的变化判断电机是否进入到过零状态，并在电机进入过零状态后通过角加速度获取电机扭矩的具体调整方式，从而在不同过零场景下，均能有效缓解扭矩冲击，避免过零振动和噪声，提高了新能源汽车的舒适性和驾驶性。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。