CN109672385B - 用于校正旋转变压器的偏移的装置、系统及方法 - Google Patents

用于校正旋转变压器的偏移的装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于校正环境友好型车辆的旋转变压器的偏移的装置。该装置包括旋转变压器偏移校正误差确定单元，被配置为通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差。该装置还包括：电机转速变化值计算单元，被配置为当确定存在旋转变压器偏移校正误差时计算电机的转速变化值；以及控制器，被配置为通过使用针对电机的转速变化值的旋转变压器偏移变化值表提取旋转变压器偏移变化值。

Description

用于校正旋转变压器的偏移的装置、系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2017年10月16日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0134079的韩国专利申请并要求该申请的优先权权益，其公开内容整体通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于校正环境友好型车辆的旋转变压器的偏移的装置，包括该装置的系统及其方法，并且更特别地，涉及一种用于再次校正旋转变压器的偏移校正误差的技术。
背景技术
诸如电动车辆、混合动力车辆或燃料电池车辆的环境友好型车辆采用用于驱动的电机，并且包括用于检测电机的旋转位置的旋转变压器(位置传感器)。
因为环境友好型车辆可能通过电流命令产生为电机的测量位置与电机的实际位置之间的差异的旋转变压器的偏移，所以执行用于使旋转变压器的偏移最小化的校正。
本部分的公开内容旨在提供本发明的背景。申请人指出，本部分可能包含本申请之前可用的信息。然后，通过提供本部分，申请人不承认本部分中包含的任何信息构成现有技术。
发明内容
即使在对混合动力车辆中的车轮驱动电机的旋转变压器偏移进行校正之后，由于噪声，电机的实际位置与电机的测量位置之间的偏移仍可能存在。当发动机离合器由于制动操作或者从前进挡到空挡的转换而被释放时，这种误差可能损坏电机。
本公开旨在解决相关技术的上述问题，并且本公开提供了一种用于校正环境友好型车辆的旋转变压器的偏移的装置，包括该装置的系统及其方法，其中通过实时检测旋转变压器的偏移校正误差并再次校正旋转变压器的偏移，可以防止电机的转速发散。
本公开的技术目的不限于上述内容，并且从下面的描述中，其它未提及的技术目的对于本领域技术人员将变得显而易见。
根据本公开的一个方面，提供一种用于校正旋转变压器的偏移的装置，装置包括：旋转变压器偏移校正误差确定单元，被配置为通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差；电机转速变化值计算单元，被配置为如果确定存在旋转变压器偏移校正误差，则计算电机的转速变化值；以及控制器，被配置为通过使用针对电机的转速变化值的旋转变压器偏移变化值表提取旋转变压器偏移变化值。
装置还可以包括：存储装置，被配置为预先存储根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表。
在确定发动机和电机的联接状态之后并且如果确定发动机和电机彼此联接，旋转变压器偏移校正误差确定单元可以确定偏移误差。
当发动机离合器被释放并且电机扭矩命令为0时，旋转变压器偏移校正误差确定单元可以确定存在旋转变压器偏移校正误差。
控制器可以通过将旋转变压器偏移变化值加到预设的现有旋转变压器偏移校正值来计算最终旋转变压器偏移校正值。
当电机的转速变化值为0或更大时，控制器可以提取旋转变压器偏移变化值。
当电机的转速变化值小于0或者旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在旋转变压器偏移校正误差时，控制器可以保持现有旋转变压器偏移校正值。
电机转速变化值计算单元可以通过使用电机的扭矩、摩擦系数、电机的转速和杆扭矩来计算电机的转速变化值。
根据本公开的一个方面，提供一种用于校正旋转变压器的偏移的系统，系统包括：旋转变压器偏移校正装置，被配置为通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差，如果确定存在旋转变压器偏移校正误差，则通过使用电机的转速变化值来提取旋转变压器偏移变化值，并且通过使用所提取的旋转变压器偏移变化值来校正旋转变压器的偏移；坐标转换单元，被配置为通过使用旋转变压器偏移变化值将电机的电压命令转换为三相电压；PWM信号生成单元，被配置为通过使用三相电压生成PWM信号；以及PWM逆变器，被配置为通过使用PWM信号来切换电机以控制电机的驱动。
旋转变压器偏移校正装置可以包括：旋转变压器偏移校正误差确定单元，被配置为通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定旋转变压器偏移校正误差是否存在；电机转速变化值计算单元，被配置为如果确定存在旋转变压器偏移校正误差，则计算电机的转速变化值；控制器，被配置为通过使用针对电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表来提取旋转变压器偏移变化值；以及存储装置，被配置为预先存储根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表。
控制器可以通过将旋转变压器偏移变化值加到预设的现有旋转变压器偏移校正值来计算最终旋转变压器偏移校正值。
当电机的转速变化值是0或更大时，控制器可以提取旋转变压器偏移变化值。
当电机的转速变化值小于0或者旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在旋转变压器偏移校正误差时，控制器可以保持现有旋转变压器偏移校正值。
坐标转换单元可以通过使用最终旋转变压器偏移校正值来输出三相电压。
系统还可以包括：电流命令生成单元，被配置为接收扭矩命令和反向磁通量以计算电机的d轴电流命令和q轴电流命令；以及电流控制器，被配置为通过使用电流命令来输出电压命令。
根据本公开的一个方面，提供一种用于校正旋转变压器的偏移的方法，方法包括：通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差；如果确定存在旋转变压器偏移校正误差，则计算电机的转速变化值；以及通过使用针对电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表来提取旋转变压器偏移变化值。
确定是否存在旋转变压器偏移校正误差可以包括：当发动机离合器被释放并且电机扭矩命令为0时，确定存在旋转变压器偏移校正误差。
方法还可以包括：通过将旋转变压器偏移变化值加到预设的现有旋转变压器偏移校正值来计算最终旋转变压器偏移校正值。
方法还可以包括：通过使用最终旋转变压器偏移校正值来校正旋转变压器偏移校正误差。
方法还可以包括：当电机的转速变化值小于0或者旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在旋转变压器偏移校正误差时，保持现有旋转变压器偏移校正值。
附图说明
根据下文结合附图的详细描述，本公开的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显：
图1是根据本公开的实施例的应用了用于防止电机的转速发散的方法的环境友好型车辆的示意图；
图2是示出根据本公开的实施例的应用了用于防止电机的转速发散的方法的逆变器和电机的连接的图；
图3是根据本公开的实施例的用于校正旋转变压器的偏移的系统的图；
图4是描述根据本公开的实施例的在IPM电机的控制期间的扭矩和d轴电流的曲线图；
图5是描述根据本公开的实施例的当旋转变压器的偏移失真时在零扭矩控制期间实际测量的扭矩的曲线图；
图6A是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间踩踏制动踏板时电机正常运行的情况的图；
图6B是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间踩踏制动踏板时电机的转速发散的情况的图；
图7A是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间齿轮从D挡向N挡切换时电机正常运行的情况的图；
图7B是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间齿轮从D挡向N挡切换时电机的转速发散的情况的图；
图8A是描述根据本公开的实施例的在发动机离合器被释放的时间点正常电机的转速与扭矩之间的关系的曲线图；
图8B是描述根据本公开的实施例的当在发动机离合器被释放的时间点旋转变压器的偏移向(-)方向失真时正常电机的转速与扭矩之间的关系的曲线图；
图8C是描述根据本公开的实施例的当在发动机离合器被释放的时间点旋转变压器的偏移向(+)方向失真时正常电机的转速与扭矩之间的关系的曲线图；
图9是示出根据本公开的实施例的由于旋转变压器的偏移之间的差异引起的电流运行点和扭矩的变化的图；
图10是描述根据本公开的实施例的取决于旋转变压器的偏移变化的在零扭矩控制期间实际扭矩的变化的曲线图；
图11A是描述根据本公开的实施例的根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值的曲线图；
图11B是示出根据本公开的实施例的根据电机的转速变化来计算旋转变压器偏移变化值的配置的图；
图12是描述根据本公开的实施例的用于构成根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值的曲线图的方法的流程图；
图13是示出根据本公开的实施例的用于防止电机的转速发散的方法的流程图；以及
图14是示出根据本公开的实施例的应用了用于防止电机的转速发散的方法的计算系统的图。
附图标记
10：发动机 12：电气电机
14：动力传动装置 20：高压电池
30：集成逆变器 31：电流映射
32：PWM发生/电力模块转换 110：电流命令生成单元
111：d轴电流映射 112：q轴电流映射
120：电流控制器 121：d轴控制器
122：q轴控制器 130：坐标转换单元
140：PWM信号生成单元 150：PWM逆变器
161：旋转变压器偏移校正误差确定单元
162：电机转速变化值计算单元
163：控制器 164：存储装置
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。在整个说明书中，应注意的是，即使在不同的附图中提供相同或相似的附图标记，但其也表示相同或相似的部件。此外，在本公开的以下描述中，当可能使得本公开的主题不清楚时，将省略并入本文的已知功能和配置的详细描述。
另外，在描述本公开的部件时，可以在本文中使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于区分元件与其它元件，元件的本质、顺序、次序和数量不受这些术语的限制。另外，除非另有定义，否则本文中使用的包括技术术语或科学术语的所有术语的含义均与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同。在通用字典中定义的术语的含义应该被解释为与相关技术的上下文的含义相一致，并且除非在本公开的说明书中明确地定义，否则不应该被解释为理想的或过于正式的含义。
本公开可以通过使用根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值映射表计算根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值并且通过使用旋转变压器偏移变化值来附加地校正旋转变压器偏移来防止电机的转速发散，以便即使在旋转变压器偏移校正之后仍然检测到由噪声产生的偏移，从而防止电机的损坏。
在下文中，将参照图1至图14详细描述本公开的实施例。
本公开的一个方面提供了一种用于校正混合动力车辆中的车轮驱动电机的旋转变压器偏移误差的方法。
在混合动力车辆中，连接到车轮驱动电机12的旋转变压器50感测电机的旋转位置(转子的角度)。混合动力车辆的至少一个控制器160使用感测到的旋转位置来控制电机的运行。在控制电机时(在车辆使用D挡行驶时)，控制器160使用预定校正值θ来补偿旋转变压器50的偏移。
随后，当针对制动操作或换挡(D至N)发生发动机离合器释放时，控制器确定电流校正值θ是否适合于补偿旋转变压器50的电流偏移。在实施例中，当在发动机离合器释放之后电机转速变化异常(图8A和图8B中示出发散)时，控制器确定电流校正值θ不适合。
随后，当确定电流校正值θ不适合时，控制器160使用预定表确定新的校正值(θnew)。在实施例中，在发动机离合器释放之后，控制器计算电机转速变化的速率(当没有驾驶员的输入时，没有命令来控制更多地产生扭矩)，并且通过利用预定表来使用所计算的速率确定新的校正值。
图1是根据本公开的实施例的应用了用于防止电机的转速发散的方法的环境友好型车辆的示意图。图2是示出根据本公开的实施例的应用了用于防止电机的转速发散的方法的逆变器和电机的连接的图。
如图1所示，车辆包括串联布置的发动机10和电机12、布置在发动机10和电机12之间的离合器13、配置成使电机或者电机和发动机与驱动车轮的动力换挡的变速器14、作为与发动机的曲轴皮带轮连接而传递动力并被配置为起动发动机和对电池充电的一种电机的混合型起动器发电机16、控制电机并控制发电的逆变器30以及连接到逆变器以被充电或放电从而向电机12提供电力的高压电池20。
电机12是内置永磁体(IPM)型电机，并具有其中磁体埋入转子内部的结构。IPM型电机易于防止永磁体在其高速旋转期间的飞溅(spattering)，并且可以通过一起使用磁扭矩和磁阻扭矩而允许高扭矩和高效率。
如图2中所示，逆变器30包括：电流映射31，被配置为根据扭矩命令和转速(或磁通量)命令来命令d轴和q轴电流；以及电力转换模块32，被配置为通过根据电流映射的电流命令使用PWM控制来向电机施加三相电流，并且旋转变压器50安装在电机12中，旋转变压器50是一种被配置成检测转子的绝对位置并向逆变器30发送检测信号的旋转角度检测传感器。
旋转变压器50安装在电机中以用于预测转子的位置、转速和中心轴线的角度，并且包括参考线圈和输出线圈。
旋转变压器50的参考线圈施加激励输入信号，并且由逆变器的控制器通过使用从输出线圈输出的输出电压信号来估计转子的转速和位置。
因为由于例如电机与旋转变压器之间的装配公差以及旋转变压器内部的线圈位置的不准确性的各种原因可能会产生电机的转子与旋转变压器之间的位置偏移，并且因为除非必须通过偏移来校正旋转变压器的输出信号否则在电机控制期间不可能反映转子的精确位置，所以需要校正旋转变压器的偏移。因此，由于通过使用在旋转变压器的大批量生产期间设定的现有的旋转变压器偏移校正值可以校正旋转变压器的偏移，但即使在旋转变压器的偏移校正之后，由于噪声等原因也会连续存在误差，所以在本公开中，在对旋转变压器的偏移进行校正之后检测旋转变压器偏移校正误差，并且对旋转变压器偏移校正值进行校正。
图3是根据本公开的实施例的旋转变压器偏移校正系统的图，并且参照图3，根据本公开的实施例的旋转变压器偏移校正系统包括电流命令产生单元110、电流控制器120、坐标转换单元130、PWM信号产生单元140、PWM逆变器150和旋转变压器偏移校正装置160。
电流命令生成单元110接收扭矩命令(T*)和反向磁通量(1/λmax)，并生成电机的d/q轴电流命令。为了实现这一点，电流命令生成单元110包括d轴电流映射111和q轴电流映射112。然后，根据车辆的加速器的踩踏程度来确定扭矩命令(T*)，并且通过电机转速与电池电压之间的关系确定反向磁通量(1/λmax)，并且该反向磁通量(1/λmax)与转速成正比，与电池电压成反比。d轴电流映射111通过使用扭矩命令(T*)输出d轴电流命令id*，并且q轴电流映射112接收反向磁通量(1/λmax)并输出q轴电流命令iq*。
电流控制器120包括比例积分控制器(PI控制器)，并且将从电流命令生成单元110输入的电流命令与感测到的电流值id和iq进行比较，并将差值施加到为PI控制器的d轴控制器121以及q轴控制器122。因此，d轴控制器121输出电压命令vd*，q轴控制器122输出电压命令vq*。
坐标转换单元130通过使用从电机的旋转变压器50接收的电机的角度值来执行电压命令vd*和vq*的坐标转换，以将电压命令转换成三相电压Va、Vb和Vc。
PWM信号生成单元140使从坐标转换单元130接收的三相电压Va、Vb和Vc通过PWM控制器141、142和143，并输出适用于三相电压的大小的PWM信号Sa、Sb和Sc。
PWM逆变器150将PWM信号Sa、Sb和Sc作为三相电流ia、ib和ic输出到电机12。
也就是说，PWM逆变器150根据PWM的占空比来切换电开关151和152，并且通过开关操作将电压施加到电机12，并且如果电机被驱动，则生成电机电流并因此产生电机的扭矩。然后，三相电流ia、ib和ic被输入到坐标转换单元130，并且坐标转换单元130通过使用三相电流ia、ib和ic输出d/q轴电流id和iq。
旋转变压器偏移校正装置160通过确定发动机离合器是否被释放以及电机扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差，当存在旋转变压器偏移校正误差时，通过使用电机的转速变化值来提取旋转变压器偏移变化值并且通过使用提取出的旋转变压器偏移变化值来校正旋转变压器的偏移。
为了实现这一点，旋转变压器偏移校正装置160包括旋转变压器偏移校正误差确定单元161、电机转速变化值计算单元162、控制器163和存储装置164。
旋转变压器偏移校正误差确定单元161通过确定发动机离合器是否被释放以及电机扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差。旋转变压器偏移校正误差确定单元161可以通过确定发动机和电机的联接状态来确定当发动机和电机彼此联接时的偏移误差。此外，当发动机离合器被释放并且电机扭矩命令为0时，旋转变压器偏移校正误差确定单元161可以确定存在旋转变压器偏移校正误差。
如果确定存在旋转变压器偏移校正误差，则电机转速变化值计算单元162计算电机的转速变化值。电机转速变化值计算单元162可以通过使用电机的扭矩、摩擦系数、电机的转速和杆扭矩来计算电机的转速变化值。
控制器163通过使用针对电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表来提取旋转变压器偏移变化值(θadd)。控制器163通过将旋转变压器偏移变化值(θadd)添加到在旋转变压器的大批量生产期间预设的现有旋转变压器偏移校正值(θexisting)来计算最终旋转变压器偏移校正值(θnew)。当电机的转速变化值是0或更大时，控制器163提取旋转变压器偏移变化值。当电机的转速变化值小于0或者旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在旋转变压器偏移校正误差时，控制器163可保持现有的旋转变压器偏移校正值。
存储装置164预先存储根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表。然后，可以通过实验值和实际测量值来预先生成并存储根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值表，并且将参照图12和下文的表4更详细地描述。
以这种方式，根据本公开的实施例的旋转变压器偏移校正装置可以通过确定旋转变压器偏移校正误差并且通过提取根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值且当存在旋转变压器偏移校正误差时校正用于校正旋转变压器的偏移的校正值来防止电机的异常发散，由此防止电机的损坏。
图4是描述根据本公开的实施例的在IPM电机的控制期间的扭矩和d轴电流的曲线图。参照图4，当IPM电机以低速运行时，由于没有电流命令，停止输出PWM信号以减少PWM的损失，并且在IPM电机的扭矩控制为0期间，当IPM电机以中/高速(不小于特定的转速)运行时，输出PWM信号。
在中/高速的情况下，如果IPM电机的扭矩被控制为0，则由电机的磁体的反电动势引起的电压使用区域减小，使得电机的扭矩通过在(-)方向上施加d轴电流而被控制为0。然后，如果施加d轴电流，则必须输出PWM信号。但是，即使施加d轴电流，如果q轴电流为0，电机的实际扭矩仍变为0。
图5是描述根据本公开的实施例的当旋转变压器的偏移失真时在零扭矩控制期间实际测量的扭矩的曲线图。
当在电机的大批量生产期间制造和安装旋转变压器时可能产生误差，并且用以针对每个车辆的软件方式提取旋转变压器的偏移并补偿旋转变压器的偏移的方式来校正旋转变压器的偏移。但是，在旋转变压器的校正期间，由于噪音等原因，旋转变压器可能会被错误地校正，使得即使旋转变压器被校正，旋转变压器的偏移也可能仍然存在。例如，当旋转变压器的偏移校正失败时，即使在中/高速区域中扭矩命令为0，也可能产生扭矩误差。
以这样的方式，因为旋转变压器的偏移校正失败，所以即使当扭矩命令为0时，由于存在实际扭矩值，电机转速仍发散，并且从表1和图5中可以看出，如果旋转变压器的偏移在(-)方向上失真，则当扭矩命令为0时，实际扭矩值具有(+)值，而如果旋转变压器的偏移在(+)方向上失真，则当扭矩命令为0时，实际扭矩值可以具有(-)值。
[表1]
图6A是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间踩踏制动踏板时电机正常运行的情况的图。图6B是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间踩踏制动踏板时电机的转速发散的情况的图。
在下文的描述中，假定车辆在电机和发动机彼此联接时行驶，并且在制动器被操作的同时释放发动机离合器，使得电机的转速和发动机的转速均减小。
参照图6A，可以看出，在正常情况下，发动机离合器被释放时，由于电机没有连接到负载的部分，所以电机进入无负载状态，并且当扭矩命令为0时，不产生扭矩，使得电机的转速由于机械摩擦造成的自然损失而减小。
参照图6B，可以看出，当存在旋转变压器偏移校正误差时，即使扭矩命令为0，也存在实际扭矩，使得电机的转速增加并且发散，这是因为处于无负载状态的电机将电机的转速振荡为小的实际扭矩值。
因此，精确地校正为扭矩命令与实际扭矩值之间的差异的旋转变压器的偏移是重要的。
图7A是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间齿轮从D挡切换到N挡时电机正常运行的情况的图。图7B是示出根据本公开的实施例的当在车辆行驶中的电机的零扭矩控制期间齿轮从D挡切换到N挡时电机的转速发散的情况的图。
在下文的描述中，假定车辆在电机和发动机彼此联接时行驶，并且当变速器齿轮从D挡切换到N挡时释放发动机离合器，使得电机的转速和发动机的转速均下降。
参照图7A，可以看出，在正常情况下，当发动机离合器被释放时，由于电机没有连接到负载的部分，所以电机进入无负载状态，并且当扭矩命令为0时，不产生扭矩，使得电机的转速由于机械摩擦造成的自然损失而减小。
参照图7B，可以看出，当存在旋转变压器的偏移时，即使扭矩命令为0，也存在实际的扭矩，使得电机的转速增加并且发散，这是因为处于无负载状态的电机将电机的转速振荡为小的实际扭矩值。
图8A是描述根据本公开的实施例的在发动机离合器被释放的时间点正常电机的转速与扭矩之间的关系的曲线图。图8B是描述根据本公开的实施例的当在发动机离合器被释放的时间点旋转变压器的偏移向(-)方向失真时正常电机的转速与扭矩之间的关系的曲线图。图8C是描述根据本公开的实施例的当在发动机离合器被释放的时间点旋转变压器的偏移向(+)方向失真时正常电机的转速与扭矩之间的关系的曲线图。
图8A至图8C示出了在发动机离合器被释放并且电机在无负载状态下被操作的情况下，当扭矩命令为0时，由旋转变压器的偏移引起的电机的转速变化。
用于计算电机的扭矩T的等式如等式1中所示。
[等式1]
T＝J＊dw/dt+B＊w+TL
J是电机的惯量，dw/dt是电机的转速变化程度，B是摩擦系数，w是电机的转速，TL是杆扭矩，T是电机的扭矩。
然后，当TL为0时，等式1可以如等式2中所示。
[等式2]
dw/dt＝(T-B＊w)/J
[表2]
参考表2和图8A，可以看出，在正常情况下，当发动机离合器被释放时，电机的扭矩为0，并且电机的转速由于摩擦B降低。
参考表2和图8B，可以看出，当旋转变压器的偏移在(-)方向上失真时，电机的转速增加并且发散。
参考表2和图8C，可以看出，当旋转变压器的偏移在(+)方向上失真时，电机的转速减小并且发散。
表3示出由旋转变压器的偏移的差异引起的扭矩变化和转速变化。
[表3]
参考表3，当旋转变压器的偏移失真时，电流的大小Is与现有电流的大小相同，但是id/iq变化并且产生扭矩。
然后，在表3中，id和iq是正常情况下的d轴电流和q轴电流，id_err/iq_err是当旋转变压器的偏移失真时的d/q轴电流。T是正常情况下的扭矩，T_err是当旋转变压器的偏移失真时的扭矩。λd/λ是正常情况下的d/q轴通量，λd_err/λq_err是当旋转变压器的偏移失真时电机的d/q轴通量。P是电机的极数。
图9是示出根据本公开的实施例的由于旋转变压器的偏移之间的差异引起的电流运行点和扭矩的变化的图。
参照图9，当旋转变压器的偏移正常时，电流的运行点变为(id，iq)，扭矩变为0。当旋转变压器的偏移向区域1的方向((-)方向，即产生(+)扭矩的方向)失真时，失真角度变为-θerr1，电流的运行点变为[id_err1，iq_err1]，并且扭矩变为T1。于是，扭矩T1的值大于扭矩T2的值。另外，当由于(+)方向上的扭矩而使离合器被释放时，电机的转速发散。
当旋转变压器的偏移向区域2的方向((+)方向，即产生(-)扭矩的方向)失真时，失真角度变为θerr1，电流的操作点变成[id_err1，-iq_err1]，并且扭矩变为-T1。T2的绝对值小于T1的绝对值。另外，当由于(-)方向的扭矩而使离合器被释放时，电机的转速降低。
图10是描述根据本公开的实施例的取决于旋转变压器的偏移变化的在零扭矩控制期间的实际扭矩的变化的曲线图。
参照图10，当在中/高速区域中扭矩命令为0时，如果旋转变压器的偏移失真，则电流运行点从运行点(id，iq)变化为失真运行点(id_err，iq_err)，并且产生扭矩T1。图10示出了在存在实际电机的旋转变压器的偏移的情况下，当扭矩命令为0时的实际扭矩值。
图11A是描述根据本公开的实施例的根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值的曲线图。参考图11A和表4，当旋转变压器的偏移不变时，实际扭矩变为0。接下来，在旋转变压器的失真程度为γ1之后测量扭矩，获得值β1，并且通过将值β1应用于等式2来计算电机的转速变化值(dw/dt)，通过对γ2、γ3进行同样的处理，可以计算电机的转速变化值。
相应地，根据电机的转速变化的旋转变压器的偏移变化值的表如表4所示。
[表4]
图11B是示出根据本公开的实施例的根据电机的转速变化来计算旋转变压器偏移变化值的架构的图。图11B示出可以通过将电机的转速变化值应用到针对电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值曲线图来计算旋转变压器的偏移变化值。
在下文中，将参照图12详细描述根据本公开的实施例的用于构成根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值的曲线图的方法。图12是描述根据本公开的实施例的用于构成根据电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值的曲线图的方法的流程图。
首先，根据本公开的实施例的旋转变压器偏移校正装置160设置旋转变压器偏移变化值γ1、γ2和γ3(S110)，并且在扭矩命令为0的零扭矩控制期间测量实际扭矩(S120)。
此后，旋转变压器偏移校正装置160通过使用等式1和等式2来计算电机的转速变化值(dw/dt)(S130)，并且通过映射根据电机的转速变化值的旋转变压器偏移变化值和当扭矩命令为0时的实际扭矩来构建旋转变压器偏移变化值表(S140)。
在下文中，将参照图13详细描述根据本公开的实施例的用于防止电机的转速发散的方法。图13是示出根据本公开的实施例的用于防止电机的转速发散的方法的流程图。
旋转变压器偏移校正装置160确定发动机和电机是否彼此联接(S210)。环境友好型车辆在使用电气电机和发动机二者的模式下行驶、在仅使用电气电机的模式下行驶以及在仅使用发动机的模式下行驶，并且根据本公开的实施例，因为在发动机离合器被释放时旋转变压器的偏移被校正以防止电机的转速瞬时发散，所以首先确定发动机离合器是否被操作以及发动机和电机是否彼此联接。
此后，旋转变压器偏移校正装置160确定联接的发动机离合器是否被释放(S220)。这是识别发动机离合器被释放的时间点的过程，因为电机的转速在该时间点发散。
随后，旋转变压器偏移校正装置160在发动机离合器被释放的状态下确定电机的扭矩命令是否为0(S230)。当在发动机离合器被释放的状态下踩踏加速器踏板时，产生电机的扭矩命令，并且根据驾驶员的意图来控制车辆，但是当在发动机离合器被释放的状态下，电机的扭矩命令为0时，不应产生电机的扭矩，因此电机的转速必须通过摩擦力等减小而不增加。但是，当在发动机离合器被释放的状态下，即使电机的扭矩命令为0，也产生电机的扭矩时，产生旋转变压器的偏移误差，并且这是识别偏移误差的过程。
此后，当发动机离合器被释放并且电机的扭矩命令为0时，旋转变压器偏移校正装置160计算电机的转速变化值(S240)，并且确定电机的转速变化值是0还是更大(S250)。也就是说，当发动机离合器被释放并且电机的扭矩命令为0时，电机的转速必须逐渐降低，并且因为电机的转速变化值不小于0意味着电机的转速增加，所以电机的转速没有发散的余地。
因此，旋转变压器偏移校正装置160通过使用针对电机的转速变化的旋转变压器偏移变化值曲线图来计算旋转变压器偏移变化值(S260)。通过将当大批量生产现有车辆时设定的现有偏移校正值与计算出的旋转变压器偏移变化值相加来计算最终旋转变压器偏移变化值(S270)。
同时，当发动机和电机没有彼此联接、发动机离合器没有被释放、或者电机的扭矩命令不是0、或者电机的转速变化值小于0时，旋转变压器偏移校正装置160保持现有的偏移校正值，并通过使用现有的偏移校正值来校正旋转变压器的偏移。
表5示出根据本公开的旋转变压器偏移校正装置的模拟结果。
[表5]
如表5所示，可以看出，在其中应用本公开的逻辑的情况下，尽管实际扭矩和扭矩命令之间的差异存在，但是由于当扭矩命令为0时实际扭矩为0.3，所以不会产生电机的转速发散。
以这样的方式，本公开通过使用大批量生产车辆时设定的旋转变压器偏移校正值来校正旋转变压器的偏移，但是可通过即使在对旋转变压器的偏移进行校正之后仍检测由于噪声等原因造成的旋转变压器偏移校正误差、提取根据电机的转速变化值的旋转变压器的偏移变化值、并对现有的偏移校正值进行校正来更精确地校正旋转变压器的偏移。
此外，本公开解决了在发动机和电机彼此联接的状态下车辆行驶时发动机离合器被释放的时间点电机转速发散的问题，并且通过监测发动机离合器是否被释放、在发动机离合器被释放的状态下通过使用当扭矩命令为0时的电机的转速变化值来提取旋转变压器偏移变化值、并应用提取的旋转变压器偏移变化值来校正旋转变压器的偏移。
图14是示出根据本公开的实施例的应用了用于防止电机的转速发散的方法的计算系统的图。
参照图14，计算系统1000可以包括通过总线1200连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600和网络接口1700。
处理器1100可以是处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令的中央处理单元(CPU)或半导体装置。存储器1300和存储装置1600可以包括各种易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
因此，根据本公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接由处理器1100执行的硬件、软件模块或其组合来实现。软件模块可以置留在诸如RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘或CD-ROM的存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)中。
示例性存储介质联接到处理器1100，且处理器1100可从存储介质读取信息且可将信息写入存储介质中。在另一方法中，存储介质可与处理器1100集成。处理器和存储介质可以置留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以置留在用户终端中。在另一方法中，处理器和存储介质可以作为单独的部件置留在用户终端中。
结合本文公开的实施例描述的逻辑块、模块或单元可以由具有至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个通信接口的计算装置来实现或执行。结合本文所公开的实施例描述的方法、过程或算法的元件可直接实施为硬件、由至少一个处理器执行的软件模块或两者的组合。可以将用于实现结合本文公开的实施例描述的方法、过程或者算法的计算机可执行指令存储在非暂时性计算机可读存储介质中。
本技术可通过在车辆行驶期间实时检测旋转变压器偏移校正误差并再次校正旋转变压器偏移来防止电机的转速发散，由此防止电机的损坏。以上描述是本公开的技术精神的简单示例，并且在不脱离本公开的基本特征的情况下，本公开所属领域的普通技术人员可以对本公开进行各种修改和变型。
因此，本公开的公开实施例并不限制本公开的技术思想，而是说明性的，而且本公开的技术精神的范围不受本公开的实施例的限制。本公开的范围应该由权利要求来解释，并且将理解的是，在等同范围内的所有技术精神均落入本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种用于校正旋转变压器的偏移的装置，所述装置包括：
旋转变压器偏移校正误差确定单元，被配置为通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差；
电机转速变化值计算单元，被配置为如果确定存在所述旋转变压器偏移校正误差，则计算所述电机的转速变化值；以及
控制器，被配置为通过使用针对所述电机的转速变化值的旋转变压器偏移变化值表提取旋转变压器偏移变化值，并且通过将所述旋转变压器偏移变化值加到预设的现有旋转变压器偏移校正值来计算最终旋转变压器偏移校正值。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：
存储装置，被配置为预先存储根据所述电机的转速变化的所述旋转变压器偏移变化值表。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，在确定发动机和所述电机彼此连接之后，当确定所述发动机离合器被释放并且所述电机的扭矩命令为0时，所述旋转变压器偏移校正误差确定单元确定偏移误差。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述发动机离合器被释放并且所述电机的扭矩命令为0时，所述旋转变压器偏移校正误差确定单元确定存在所述旋转变压器偏移校正误差。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述电机的转速变化值为0或更大时，所述控制器提取所述旋转变压器偏移变化值。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，当所述电机的转速变化值小于0或者所述旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在所述旋转变压器偏移校正误差时，所述控制器保持所述现有旋转变压器偏移校正值。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电机转速变化值计算单元通过使用所述电机的扭矩、摩擦系数、所述电机的转速和杆扭矩来计算所述电机的转速变化值。
8.一种用于校正旋转变压器的偏移的系统，所述系统包括：
旋转变压器偏移校正装置，被配置为通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差；如果确定存在所述旋转变压器偏移校正误差，则基于所述电机的转速变化值，通过使用针对所述电机的转速变化值的旋转变压器偏移变化值表来提取旋转变压器偏移变化值；并且通过将所述旋转变压器偏移变化值加到预设的现有旋转变压器偏移校正值来计算最终旋转变压器偏移校正值；
坐标转换单元，被配置为通过使用所述旋转变压器偏移变化值将所述电机的电压命令转换为三相电压；
PWM信号生成单元，被配置为通过使用所述三相电压生成PWM信号；以及
PWM逆变器，被配置为通过使用所述PWM信号来切换所述电机以控制所述电机的驱动。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述旋转变压器偏移校正装置包括：
旋转变压器偏移校正误差确定单元，被配置为通过确定所述发动机离合器是否被释放以及所述电机的扭矩命令来确定是否存在所述旋转变压器偏移校正误差；
电机转速变化值计算单元，被配置为如果确定存在所述旋转变压器偏移校正误差，则计算所述电机的转速变化值；
控制器，被配置为通过使用针对所述电机的转速变化值的所述旋转变压器偏移变化值表来提取所述旋转变压器偏移变化值；以及
存储装置，被配置为预先存储根据所述电机的转速变化值的所述旋转变压器偏移变化值表。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器通过将所述旋转变压器偏移变化值加到预设的所述现有旋转变压器偏移校正值来计算所述最终旋转变压器偏移校正值。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，当所述电机的转速变化值是0或更大时，所述控制器提取所述旋转变压器偏移变化值。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，当所述电机的转速变化值小于0或者所述旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在所述旋转变压器偏移校正误差时，所述控制器保持所述现有旋转变压器偏移校正值。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述坐标转换单元通过使用所述最终旋转变压器偏移校正值来输出所述三相电压。
14.根据权利要求9所述的系统，还包括：
电流命令生成单元，被配置为接收扭矩命令和反向磁通量以计算所述电机的d轴电流命令和q轴电流命令；以及
电流控制器，被配置为通过使用所述d轴电流命令和所述q轴电流命令来输出所述电压命令。
15.一种用于校正旋转变压器的偏移的方法，所述方法包括：
通过确定发动机离合器是否被释放以及电机的扭矩命令来确定是否存在旋转变压器偏移校正误差；
如果确定存在所述旋转变压器偏移校正误差，则计算所述电机的转速变化值；
通过使用针对所述电机的转速变化值的旋转变压器偏移变化值表来提取旋转变压器偏移变化值；以及
通过将所述旋转变压器偏移变化值加到预设的现有旋转变压器偏移校正值来计算最终旋转变压器偏移校正值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，确定是否存在所述旋转变压器偏移校正误差包括：
当所述发动机离合器被释放并且所述电机的扭矩命令为0时，确定存在所述旋转变压器偏移校正误差。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：
通过使用所述最终旋转变压器偏移校正值来校正所述旋转变压器偏移校正误差。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括：
当所述电机的转速变化值小于0或者旋转变压器偏移校正误差确定单元确定不存在所述旋转变压器偏移校正误差时，保持所述现有旋转变压器偏移校正值。
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