CN107040171A - 电机零位值调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机零位值调整方法，包括步骤：功率计算，得到当前的需求功率及动力电池输出的实际驱动功率；功率比较，需求功率‑实际驱动电功率＝功率差值；补偿计算，功率差值乘补偿系数，得到电机的零位补偿值；实施补偿，默认电机零位值+零位补偿值＝电机实际零位值。本发明提供的电机零位值调整方法，通过功率计算、功率比较、补偿计算及实施补偿，补偿位置传感器的零位值，降低了对位置传感器本身精度及位置传感器安装公差等方面的限制；并且，通过零位值的补偿，使得需求功率与实际驱动功率之间的差距缩小，提高了车辆输出扭矩的精确度，进而提高了车辆系统的效率。

Description

电机零位值调整方法
技术领域
本发明涉及交通设备技术领域，特别涉及一种电机零位值调整方法。
背景技术
随着节能环保的需求日益提高，电动汽车的应用也随之增多。在电动汽车的永磁同步电机控制中，为了实时精准控制电机输出扭矩，电机控制器需要通过电机的位置传感器采集当前电机转子位置。
然而，由于工艺水平限制，位置传感器信号的静态位置随电机转速增加存在不规则偏差，严重影响车辆在高速行驶中的扭矩精度及扭矩安全性。如图1所示，电机控制器请求输出的功率为需求功率(b)与电池输出的实际驱动功率(a)随着车速的增加而出现电池输出的实际驱动功率(a)小于需求功率(b)，使得输出扭矩存在精度问题。
图1中，a为电池输出的实际驱动功率，b为需求功率，c为加速踏板信号，d为车速信号。
因此，如何提高车辆输出扭矩的精确度，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电机零位值调整方法，以提高车辆输出扭矩的精确度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电机零位值调整方法，包括步骤：
功率计算，得到当前的需求功率及动力电池输出的实际驱动功率；
功率比较，需求功率-实际驱动电功率＝功率差值；
补偿计算，功率差值乘补偿系数，得到电机的零位补偿值；
实施补偿，默认电机零位值+零位补偿值＝电机实际零位值。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述功率计算步骤之前还包括步骤获取功率信号：获取动力电池实际输出的电池实际输出功率及电机控制器之外消耗动力电池能量的额外功率；
所述功率计算步骤中，实际驱动功率＝电池实际输出功率-额外功率。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述获取功率信号步骤中，从CAN信号上实时获取所述电池实际输出功率及所述额外功率。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述功率计算步骤之前还包括步骤：获取电机当前运行状态下的转速及扭矩；
所述功率计算步骤中，根据获取的所述转速及所述扭矩计算所述需求功率。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述功率计算步骤中，在所述转速处于预测转速区间时，计算所述需求功率。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述功率计算步骤中，在所述需求功率不变的状态下，实时计算所述实际驱动功率，并得出多个所述实际驱动功率的数值；
所述功率比较步骤中，根据多个所述实际驱动功率的数值，得出多个的需求功率与实际驱动电功率的差值，并取平均值作为功率差值。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述补偿计算步骤中，当所述零位补偿值大于预设值时，进入所述实施补偿步骤。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述功率计算步骤之前还包括步骤：当油门深度大于预设比例，电机运行处于恒定功率区且持续时间大于预定时间时，进入所述功率计算步骤。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述预设比例为95％；
和/或，所述预定时间为0.5s。
优选地，上述电机零位值调整方法中，所述实施补偿步骤中，所述电机实际零位值应用于本次上电周期中；或者，所述电机实际零位值应用于下次上电周期中。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的电机零位值调整方法，通过功率计算、功率比较、补偿计算及实施补偿，补偿位置传感器的零位值，降低了对位置传感器本身精度及位置传感器安装公差等方面的限制；并且，通过零位值的补偿，使得需求功率与实际驱动功率之间的差距缩小，提高了车辆输出扭矩的精确度，进而提高了车辆系统的效率。
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为现有技术中的需求功率与电池输出的实际驱动功率的数据示意图；
图2为本发明实施例中的电机零位值调整方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中经过电机零位值调整方法调整后的需求功率与电池输出的实际驱动功率的数据示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种电机零位值调整方法，以提高车辆输出扭矩的精确度。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
请参考图2及图3所示，本发明实施例提供了一种电机零位值调整方法，包括步骤：
S1：功率计算，得到当前的需求功率及动力电池输出的实际驱动功率；
通过用户在当前的操作，得出当前的需求功率；并且，得到在该状态下汽车的动力电池输出的实际驱动功率，实际驱动功率为驱动电机控制系统(电机控制器、电机驱动器及电机)运行所需的驱动功率。
S2：功率比较，需求功率-实际驱动电功率＝功率差值；
由于需求功率与实际驱动电功率不相等，通过需求功率减去实际驱动电功率，得到功率差值，即实际驱动电功率与需求功率相比，少了功率差值。
S3：补偿计算，功率差值乘补偿系数，得到电机的零位补偿值；
通过功率差值，计算得到在当前状态下电机的零位值的偏差值，即零位补偿值。其中，补偿系数为将功率换算为零位补偿值的系数。
S4：实施补偿，默认电机零位值+零位补偿值＝电机实际零位值；
默认电机零位值即为装配于电机上的位置传感器的初始零位值，将默认电机零位值加零位补偿值得到的电机实际零位值作为该状态下位置传感器的零位值，起到了补偿位置传感器的零位值的作用。
本发明实施例提供的电机零位值调整方法，通过功率计算、功率比较、补偿计算及实施补偿，补偿位置传感器的零位值，降低了对位置传感器本身精度及位置传感器安装公差等方面的限制；并且，通过零位值的补偿，使得需求功率与实际驱动功率之间的差距缩小，提高了车辆输出扭矩的精确度，进而提高了车辆系统的效率。
由图3可以看出，通过对电机零位值的调整，补偿位置传感器的初始零位值。使用补偿后，电池输出的实际驱动功率不再随车速提高而出现衰减，稳定在了在恒功率区间内，由于额外功率处于一定功率(在应用电机控制系统之外消耗动力电池能量的设备不变的状态下)，因此，确保了实际驱动功率的稳定输出。
其中，a为电池输出的实际驱动功率，b为电机控制器请求输出的功率(需求功率)，c为加速踏板信号，d为车速信号。
进一步地，功率计算步骤之前还包括步骤获取功率信号：获取动力电池实际输出的电池实际输出功率及电机控制器之外消耗动力电池能量的额外功率；功率计算步骤中，实际驱动功率＝电池实际输出功率-额外功率。
其中，额外功率为DC-DC(Direct Current，直流电)转换器消耗功率及空调消耗功率等功率的总和。
由于电动汽车的动力电池供驱动汽车行驶用电的同时，还会供应其他设备的用电，如DC-DC转换器或空调等，因此，为了便于检测且确保实际驱动功率的精确性，通过获取动力电池实际输出的电池实际输出功率，并获取电机控制器之外消耗动力电池能量的额外功率。其中，电机控制器消耗动力电池能量的功率为实际驱动功率，电机控制器之外消耗动力电池能量的额外功率为电池实际输出功率去除实际驱动功率之后的功率。
上述方式尤其适用于应用一个动力电池供能的实施方案，也可以设置至少两个动力电池，一个用于驱动供能(即电机控制器消耗的动力电池能量)，另一个用于额外供能(DC-DC转换器及空调等设备消耗的动力电池能量)。
在本实施例中，优选地，在获取功率信号步骤中，从CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)信号上实时获取电池实际输出功率及额外功率。
功率计算步骤(S1)之前还包括步骤：获取电机当前运行状态下的转速及扭矩；功率计算步骤(S1)中，根据获取的转速及扭矩计算需求功率。即，在本实施例中，通过转速及扭矩计算得出需求功率。电机控制器由转速及扭矩实时计算得出需求功率。也可以采用其他方法得出需求功率，在此不再一一累述。
优选地，在转速处于预测转速区间时，计算需求功率。即，当电机的转速处于预测转速区间时，需要对电机零位值进行调整。因此，在转速处于预测转速区间时计算需求功率。并且，在功率比较步骤(S2)中，需求功率与该状态下(电机的转速处于预测转速区间时)获取的实际驱动功率进行比较并得出功率差值。其中，预测转速区间依据车辆结构及电机类型等因素确定，在此不做具体限定。
功率计算步骤(S1)中，在电机的需求功率不变的状态下，实时计算实际驱动功率，并得出多个实际驱动功率的数值；功率比较步骤(S2)中，根据多个实际驱动功率的数值，得出多个的需求功率与实际驱动电功率的差值，并取平均值作为功率差值。通过将平均值作为功率差值，有效提高了调整的精确度。
补偿计算步骤(S3)中，当零位补偿值大于预设值时，进入实施补偿步骤。其中，预设值可以为0kW，即，只要需求功率大于实际驱动电功率，即对电机零位值进行调整。也可以使预设值为1kW、1.5kW或2kW等，在此不再一一累述。
功率计算步骤(S1)之前还包括步骤：当油门深度大于预设比例，电机运行处于恒定功率区且持续时间大于预定时间时，进入功率计算步骤(S1)。即，在车辆稳定运行且需求功率到达一定值时，再开始对电机零位值进行调整。当需求功率较低(油门深度小于预设比例)或车辆运行不稳定(电机运行处于不恒定功率区或持续时间小于预定时间)时，不调整电机零位值。通过上述设置，有效提高了调节电机零位值的准确性。
优选地，预设比例为95％。即，油门深度大于95％时，再对电机零位值进行调整。
优选地，预定时间为0.5s。即，电机运行于恒功率区且持续时间大于0.5s时，再对电机零位值进行调整。
实施补偿步骤(S4)中，电机实际零位值应用于本次上电周期中；或者，电机实际零位值应用于下次上电周期中。
可以理解的是，上电周期为从车辆通电运行到车辆该次通电停止的时间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电机零位值调整方法，其特征在于，包括步骤：
功率计算，得到当前的需求功率及动力电池输出的实际驱动功率；
功率比较，需求功率-实际驱动电功率＝功率差值；
补偿计算，功率差值乘补偿系数，得到电机的零位补偿值；
实施补偿，默认电机零位值+零位补偿值＝电机实际零位值。
2.如权利要求1所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述功率计算步骤之前还包括步骤获取功率信号：获取动力电池实际输出的电池实际输出功率及电机控制器之外消耗动力电池能量的额外功率；
所述功率计算步骤中，实际驱动功率＝电池实际输出功率-额外功率。
3.如权利要求2所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述获取功率信号步骤中，从CAN信号上实时获取所述电池实际输出功率及所述额外功率。
4.如权利要求1所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述功率计算步骤之前还包括步骤：获取电机当前运行状态下的转速及扭矩；
所述功率计算步骤中，根据获取的所述转速及所述扭矩计算所述需求功率。
5.如权利要求4所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述功率计算步骤中，在所述转速处于预测转速区间时，计算所述需求功率。
6.如权利要求1所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述功率计算步骤中，在所述需求功率不变的状态下，实时计算所述实际驱动功率，并得出多个所述实际驱动功率的数值；
所述功率比较步骤中，根据多个所述实际驱动功率的数值，得出多个的需求功率与实际驱动电功率的差值，并取平均值作为功率差值。
7.如权利要求1所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述补偿计算步骤中，当所述零位补偿值大于预设值时，进入所述实施补偿步骤。
8.如权利要求1所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述功率计算步骤之前还包括步骤：当油门深度大于预设比例，电机运行处于恒定功率区且持续时间大于预定时间时，进入所述功率计算步骤。
9.如权利要求8所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述预设比例为95％；
和/或，所述预定时间为0.5s。
10.如权利要求1-9任一项所述的电机零位值调整方法，其特征在于，所述实施补偿步骤中，所述电机实际零位值应用于本次上电周期中；或者，所述电机实际零位值应用于下次上电周期中。
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