CN105048890B - 控制机动车电机中的磁通量 - Google Patents

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Abstract

一种补偿由从第一电机到第二电机的偏差造成的磁通量的方法。根据第一电机和第二电机之间的通量差计算第一电机的磁通量变化。利用磁通量变化控制第一电机的运转。

Description

控制机动车电机中的磁通量
背景技术
本发明涉及一种控制机动车电机的方法，并且尤其是一种补偿磁通量的电机间偏差的方法。
由同步永磁电机产生的扭矩，例如在机动车辆中用于牵引马达，取决于电机反电动势(EMF)的大小。电机反EMF的变化引起电机扭矩输出的相应变化。开发用于电机的控制程序可以补偿至少一些反EMF的变化。典型地，利用原型电机校准补偿程序。
然而，由于从原型电机到产品电机的电机特定偏差，补偿程序不能对反EMF差异负责。产品电机偏差的可能来源包括气隙公差、磁体倾斜(magnet skew)、转子铁心、定子线圈、所用磁化过程、磁体变化以及支承结构变化，当电机组件是由不同的供应商提供时，所有这些可能被组合在一起。因为偏差是电机和安装特定的，补偿程序不能对来自电机特定偏差的反EMF负责，这使电机在装配和转动之前难以预测偏差。
发明内容
实施例构思了一种控制第一机动车电机的方法。测量在第一和第二电机之间的反电动势差。根据反电动势差计算第一电机的磁通量变化。利用磁通量变化来调整第一电机的运转。
根据本发明的一个实施例，其中，通过调整电流指令控制第一电机的运转。
根据本发明的一个实施例，其中，电流指令调整随磁通量变化和电压大小而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，通过调整扭矩指令控制第一电机的运转。
根据本发明的一个实施例，其中，扭矩指令调整随磁通量变化、电感差(inductance difference)以及电流变化而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，电流变化随磁通量变化和电压大小而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，第一电机是永磁电机。
根据本发明的一个实施例，其中，第一电机被控制用于向机动车动力传动系统提供扭矩。
另一个实施例构思了一种控制第一机动车电机的方法。电机的反电动势被测量。测量的反电动势和基线反电动势之间的磁通量变化被计算。磁通量变化被用于调整电机的运转。
根据本发明，提供一种控制第一机动车电机的方法，包含：
基于电机磁通量变化而调整电机的运转，该磁通量变化随着电机反电动势与基线反电动势的比而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，磁通量随电机和基准电机之间的偏差而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，磁通量另外还随电机的温度而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，通过调整电流指令控制电机的运转。
根据本发明的一个实施例，其中，电流指令调整随磁通量变化和电压大小而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，通过调整扭矩指令控制电机的运转。
根据本发明的一个实施例，其中，扭矩指令调整随磁通量变化、电感差以及电流变化而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，电流变化随磁通量变化和电压大小而变化。其中，电机被控制用于向机动车动力传动系统提供扭矩。
另一个实施例构思了一种控制第一机动车电机的方法。在第一和第二电机之间的磁通量差被测量。根据通量差计算第一电机的磁通量变化。利用磁通量变化调整第一电机的运转。
根据本发明，提供一种控制第一机动车电机的方法，包含：
在第一电机组装之后但装配进入车辆之前，测量第一和第二电机之间的磁通量差；
基于第一电机磁通量变化而调整车辆中第一电机的运转，该磁通量变化随着通量差而变化。
根据本发明的一个实施例，其中，第一电机是永磁电机。
根据本发明的一个实施例，其中，第一电机被控制用于向机动车动力传动系统提供扭矩。
实施例的优势是控制机动车电机的方法降低电机扭矩输出的变化。这将提高电机的效率和扭矩精度。
附图说明
图1是混合动力电动动力传动系统的示意图。
图2是电机测试台示意图。
图3是电机控制程序的流程图。
具体实施方式
图1图示说明了一种用于机动车辆12的混合动力电动动力传动系统10。该动力传动系统10仅仅是示例性的，并且可以采取其它形式，其可以是前轮驱动、后轮驱动或全轮驱动类型的动力传动系统。如图所示，动力传动系统10是并联式混合动力电动动力传动系统，但也可以是不同的本领域技术人员所知的使用同步永磁电机22的动力传动系统。
动力传动系统10包括为曲轴16提供动力的内燃发动机14。插入发动机14和可以是电动机或马达/发电机的电机22之间的是离合器18。电机22包括同步永久磁体。当接合时，离合器18使曲轴16和电机输入端20连接，并且在发动机14和电机22之间传递扭矩。进而，电机22通过变矩器输入端24传递扭矩到变矩器26，并且变矩器26通过变速器输入端28将扭矩传递到变速器30。变速器30转动驱动轴32，驱动轴32进而驱动差速器34。差速器34分别传递扭矩到第一和第二车轴36和38，它们分别驱动第一和第二车轮40和42。控制器44控制电机22的运行。控制器44与数据存储46通信。温度传感器48测量电机22的温度并向控制器44传送该温度。
现在将参照图1讨论图2。图2展示了用于测量并记录电机22性能的测试台60。
电机22与测试台62连接以测量电机22的具体磁通量。通过使用电压传感器64测量电机22的反电动势(EMF)，具体磁通量可被间接测量。测试台62可以是线测试台的一端。为了更精确地测量电机22的具体磁通量，当电机22与测试台62连接时，电机22应该安装在能将电机22包含在动力传动系统10中并支承电机22的转子和定子的成品外壳里。当电机22置于成品外壳中时测量用于电机22的具体磁通量允许具体磁通量反映电机特定偏差和安装偏差。例如，当电机22置于还包括变速器30的变速器壳体中时，同时容纳电机22和变速器30的变速器壳体应该与测试台62连接。
在电机22组装之后，利用测试台62上的电压传感器64，根据电机22的反EMF，电机22的具体磁通量被测量。在被测量以后，具体磁通量记录在数据存储46。基线磁通量也被记录在数据存储46。基线磁通量是测量的基准电机66的磁通量。例如，基线磁通量可以随基准电机66的温度而变化。基准电机66是用于编程控制器44以控制电机22的原型电机。为了测量基线磁通量，基准电机66也与测试台62连接。如本领域技术人员理解的那样，电机22和基准电机66可以同时或在不同时间连接到测试台62或不同的测试台62。电机22和基准电机66的运转温度可以通过测试台62上的温度传感器68记录下来。在测试台62的测量之后，电机22和数据存储46被置于动力传动系统10中。
现在将参照图1讨论图3。图3展示了补偿来自电机22中电机和安装特定的偏差的反EMF的控制程序100。如本领域技术人员理解的那样，可以分别选择性地测量和补偿来自电机和安装特定的偏差的反EMF。
第一，在步骤102，测量电机22的电机具体磁通量(如图2讨论的那样)。在步骤104，通过具体磁通量减去基线磁通量(储存在数据存储46中)以计算电机22的磁通量变化。
在步骤106，直轴电流渐变Taper_DeltaId(即△Id taper)被计算。当全电压被施加于电机22时，渐变(taper)是1.0(渐变＝1.0)。当低于全电压被施加于电机22时，渐变被计算为：Taper_DeltaId＝(M_Index-M_Index_Min)/(M_Index_Max-M_Index_Min),其中，M_Index是标准化指令电压大小，M_Index_Min是最小标准化指令电压大小，以及M_Index_Max是最大标准化指令电压大小。在步骤108，渐变被用于计算直轴电流变化。直轴电流变化ΔId被计算为：ΔId＝(-Δλm/Ld)(Taper_DeltaId)，其中Δλm是磁通量变化，以及Ld是电机22的直轴电感。
在步骤110，控制器44通过将现有直轴电流指令乘以直轴电流变化来计算调整的直轴电流指令。
在步骤112，控制器44计算扭矩指令调整Tadj为：Tadj＝(3P/2)(Iq_fb)(Δλm-Ldiff*ΔId),其中，P是电机22的极数，Iq_fb是测量的电机22的交轴电流，以及Ldiff是电机22直轴电感和交轴电感之间的电感差。从电机22的电感表中电感差。由于直轴电流和磁通量增大，扭矩指令调整导致扭矩增大。控制器44通过降低扭矩调整指令的扭矩请求计算调整的扭矩指令。
本领域技术人员将认识到用于电机特定偏差的控制程序100可以与补偿来自运转期间电机22中温度变化的反EMF相结合。例如，磁通量变化可以被计算为通过具体磁通量增大并通过基线磁通量降低的温度磁通量(temperature magnetic flux)，其中，温度磁通量随通过温度传感器48测量的电机22的温度而变化。
尽管本发明的某些实施例已经具体描述，但本领域的技术人员将识别各种可替代设计和用于实践由以下权利要求规限定的本发明的实施例。

Claims (4)

1.一种控制机动车电机的方法，包含：
基于所述电机的磁通量变化而调整所述电机的运转，所述磁通量变化随着所述电机的反电动势和基线反电动势之差而变化，并且调整所述电机的运转是基于直轴电流指令乘以直轴电流变化，其中：
直轴电流变化ΔId＝(-Δλm/Ld)(Taper_DeltaId)，其中Δλm是所述磁通量变化，Ld是所述电机的直轴电感，并且当全电压被施加于所述电机时Taper_DeltaId＝1.0，当低于全电压被施加于所述电机时，Taper_DeltaId＝(M_Index-M_Index_Min)/(M_Index_Max-M_Index_Min),其中，M_Index是标准化指令电压大小，M_Index_Min是最小标准化指令电压大小，以及M_Index_Max是最大标准化指令电压大小。
2.如权利要求1中所述的方法，其中，通过扭矩指令调整控制所述电机的运转，所述扭矩指令调整Tadj为：Tadj＝(3P/2)(Iq_fb)(Δλm-Ldiff*ΔId),其中，P是所述电机的极数，Iq_fb是测量的所述电机的交轴电流，以及Ldiff是所述电机直轴电感和交轴电感之间的电感差。
3.如权利要求1中所述的方法，其中，所述电机是永磁电机。
4.如权利要求1中所述的方法，其中，所述电机被控制用于向机动车动力传动系统提供扭矩。
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