CN109696650A - 电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，包括电流在线零漂校正方法，具体为：在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，采用上次存储的电流零漂值进行校正；在电机转速不大于预设值时，计算电流在预设一段时间内的平均值，作为最新电流零漂值。本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。本发明的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法及计算机可读存储介质均具有校正准确度以及可靠性高等优点。

Description

电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法及介质

技术领域

本发明主要涉及电动汽车技术领域，特指一种电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法及介质。

背景技术

随着电动汽车的应用,越来越多的汽车采用电动驱动方案。电动汽车电机控制器是汽车电驱动系统的主要设备，用于纯电动汽车和混合动力汽车。电动汽车电机控制器是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。电动汽车中电池是能量源头，电机控制器将电池的直流电转换成驱动电机需要的交流电，控制电机输出需要的转速和转矩，再通过传动系统将能量传输到车轮上，驱动整车运动。电动汽车对产品可靠性，舒适性要求很高。由于各种原因，电机控制器的电流传感器总存在一些误差，电流传感器的零漂误差会导致转矩脉动，影响驾驶舒适性。电流传感器线性度误差会影响转矩精度，降低整车性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种校正准确度高的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法及介质。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，包括电流在线零漂校正方法，具体为：在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，采用上次存储的电流零漂值进行校正；在电机转速不大于预设值时，计算电流在预设一段时间内的平均值，作为最新电流零漂值。

作为上述技术方案的进一步改进：

对最新的电流零漂值进行限幅处理，使其限定在预设阈值内，然后更新电流零漂值并存储。

电流在一段时间内的平均值的计算过程为：电流在一段时间内的累加值/一段时间。

电流在一段时间内的平均值的计算过程为：电流在一段时间内多次采样的总和/采样次数。

在电机转速大于预设值且电机控制器不启动电机时，更新电流零漂值。

还包括电流线性度校正方法，具体步骤为：

S11、在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，采用上次存储的电流线性度进行校正；在电机转速不大于预设值时，进入下一步骤；

S12、在电压开环控制过程中，多次给定输出交流电压，计算对应的目标电流有效值，并实测对应的实际电流有效值；

S13、将电流按步骤S02中的多次实际电流有效值进行分段，拟合线性度，校正电流线性度。

在步骤S12中，给定输出交流电压的次数为两次，分别为Vd1和Vd2，对应的目标电流有效值为I1和I3，对应的实际电流有效值为I2和I4；在步骤S13中，以0～I2、I2～I4分段，得到第一段线段的解析式为：

Ireal＝Isensor*I1/I2

式中Ireal为目标电流有效值，Isensor为实际电流有效值，Isensor∈[0，I2]；

第二段解析式为：

Ireal＝(Isensor-I2)*(I3-I1)/(I4-I2)+I1

式中Ireal为目标电流，Isensor为实际电流有效值，Isensor∈[I2，I4]。

当第一段线段和第二段线段的斜率超过预设范围值时，判断电流传感器故障。

在电机转速大于预设值且电机控制器不启动电机时，更新电流线性度。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法及计算机可读存储介质，根据车用永磁同步电机的特性，引入转速判断环节，在转速超过预设值时终止零漂校正，并置位相关标志，消除了在IGBT关管状态下由于电机转速过大产生反电动，并通过IGBT续流二极管对支撑电容的反向充电产生充电电流，从而引起零漂校正错误的现象。另外在电机转速大于预设值，且整车控制器不启动电机时，电机控制器则启动零漂以及线性度冗余校正，进一步提高校正的可靠性。

附图说明

图1为本发明中零漂校正方法流程图。

图2为本发明中零漂冗余校正方法流程图。

图3为本发明中线性度校正方法流程图。

图4为本发明中线性度冗余校正方法流程图。

图5为本发明中电流采样的电路方框图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图5所示，本实施例的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，包括电流在线零漂校正方法，具体为：在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，电机可能会产生实际电流，不能进行零漂校正，采用上次存储的电流零漂值进行校正；在电机转速不大于预设值时，计算电流在预设一段时间内的平均值，作为最新电流零漂值。本发明的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，根据车用永磁同步电机的特性，引入转速判断环节，在转速超过预设值时终止零漂校正，并置位相关标志，消除了在IGBT关管状态下由于电机转速过大产生反电动，并通过IGBT续流二极管对支撑电容的反向充电产生充电电流，从而引起零漂校正错误的现象。

本实施例中，电流零漂值应当在合理的范围内，故对最新的电流零漂值进行限幅处理，使其限定在预设阈值(如-I0～I0)内，然后更新电流零漂值并存储，具体存储在EEPROM中，断电后能够保存。在电流零漂值超过预设阈值的，按照边界值处理或者作为故障处理，根据实际情况进行具体分析。

本实施例中，电流在一段时间内的平均值的计算过程为：电流在一段时间内的累加值/一段时间；或者采用：电流在一段时间内多次采样的总和/采样次数。当然，也可以采用其它方式得到较为合理的平均值(如去除最大值、最小值后再平均)。

如图2所示，本实施例中，如果上电时由于电机转速过高而未能进行零漂校正，在电机转速大于预设值且电机控制器不启动电机时(如刹车或溜车等惯性运动时)，更新电流零漂值(电流零漂值按上述方法进行确认)。即加入了因转速过大造成零漂终止后的冗余校正，提高零漂校正的可靠性。此种情况下上位机的启动指令优先级高于零漂校正。

如图3和图4所示，本实施例中，零漂初始化完成后，检测电机控制器直流电压，如果高压上电未完成，则等待高压上电。高压上电完成后，判断电机控制器故障标志，如果有故障，则进入故障保护模式。无故障则按以下步骤进行线性度校正，具体为：

S11、在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，采用上次存储的电流线性度进行校正；在电机转速不大于预设值时，进入下一步骤；

S12、在电压开环控制过程中，多次给定输出交流电压，计算对应的目标电流有效值，并实测对应的实际电流有效值；

S13、将电流按步骤S02中的多次实际电流有效值进行分段，拟合线性度，校正电流线性度。

本发明电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，还包括线性度校正方法，通过电压控制，开环控制输出电流，分段校正传感器线性度；引入了转速判断环节，在转速超过设定阈值时终止线性度校正，并置位相关标志，提高校正的准确性。

下面结合一具体实施例对本发明中的线性度校正方法做具体说明：

如果电机转速小于预设值Speed0，则开环控制电机目标电流为I1，根据电机参数计算输出电压Vd1，电机控制器输出电压Vd1，频率f；

其中输出电压Vd，频率f与目标电流I的关系如下：

Vd＝(2*π*f*Ls+Rs)*I (1)

公式(1)中Ls为电机定子绕组电感参数，Rs为定子电阻参数。

为使电机不发生转动，频率f应取额定频率以上；读取实际交流电流值为I2；然后再开环控制电机电流为I3，根据电机参数计算输出电压Vd2，电机控制器输出电压Vd2，频率f，读取对应实际交流电流值为I4，其中I1<I3。

将电流传感器分段拟合，第一段的两点为(0，0)、(I2，I1)，第二段的两点为(I2，I1)、(I4，I3)，根据这两点可以唯一确定通过这两点的直线，计算出直线的解析式。

第一段线段的解析式为：

Ireal＝Isensor*I1/I2 (2)

式中Ireal为目标电流，Isensor为传感器电流，Isensor∈[0,I2]；

第二段解析式为：

Ireal＝(Isensor-I2)*(I3-I1)/(I4-I2)+I1 (3)

式中Ireal为目标电流，Isensor为传感器电流，Isensor∈[I2,I4]。

如果两段解析式的斜率有一个超过预定范围(如k1～k2)，则认为电流传感器的电流值不合理，判断电流传感器故障。如果解析式的斜率在设定范围k1～k2内，则将两段解析式的系数存储于EEPROM，线性度校正完成。

在电机台架标定过程中，标定电机控制器输出电压和目标电流的关系。具体方法为：给定频率f，通过上位机软件逐渐增大电机控制器输出电压给定，用高精度电流探头测定电流，分别记录输出电流为I1、I3时的电压，该电压用于电流开环控制。

如图4所示，如果上电时由于电机转速过高未能进行线性度校正，待满足电机转速大于预设值Speed0，且整车控制器不启动电机时，电机控制器则启动线性度冗余校正，此种情形时上位机的启动指令优先级高于线性度校正。其中预设值Speed0约为0～200r/min，转速接近于0的状态，在此情况下，车辆实际是处于静止状态。

如图5所示，本实施例中，采用以MPC5643L为核心的控制系统，通过电流传感器及控制电路实现电流采集。“电流传感器”采样电机的两相或三相交流电流值，“滤波环节”为一阶RC滤波，“运放及跟随器”为运算放大器及电压跟随器，AD为12位片上AD采样。在电机控制器上电后一段时间，进行零漂及线性度校正，电机控制器将不响应外部上位机及整车控制器请求。零漂及线性度校正完成后，才响应外部请求。这段时间很短，不影响整车功能。

另外，电动汽车上电流传感器都使用汽车级电流传感器，进口高精度电流传感器价格昂贵，一般精度电流传感器影响高精度转矩控制的实现。本发明的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法可以用来改进电流传感器精度，提高电机转矩控制精度，具有校正效果好，实现简单，成本低的优点。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，包括电流在线零漂校正方法，具体为：在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，采用上次存储的电流零漂值进行校正；在电机转速不大于预设值时，计算电流在预设一段时间内的平均值，作为最新电流零漂值。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，对最新的电流零漂值进行限幅处理，使其限定在预设阈值内，然后更新电流零漂值并存储。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，电流在一段时间内的平均值的计算过程为：电流在一段时间内的累加值/一段时间。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，电流在一段时间内的平均值的计算过程为：电流在一段时间内多次采样的总和/采样次数。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，在电机转速大于预设值且电机控制器不启动电机时，更新电流零漂值。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，还包括电流线性度校正方法，具体步骤为：

S11、在电机控制器上电后，检测电机转速；在电机转速大于预设值时，采用上次存储的电流线性度进行校正；在电机转速不大于预设值时，进入下一步骤；

S12、在电压开环控制过程中，多次给定输出交流电压，计算对应的目标电流有效值，并实测对应的实际电流有效值；

S13、将电流按步骤S02中的多次实际电流有效值进行分段，拟合线性度，校正电流线性度。

7.根据权利要求6所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，在步骤S12中，给定输出交流电压的次数为两次，分别为Vd1和Vd2，对应的目标电流有效值为I1和I3，对应的实际电流有效值为I2和I4；在步骤S13中，以0～I2、I2～I4分段，得到第一段线段的解析式为：

Ireal＝Isensor*I1/I2

式中Ireal为目标电流有效值，Isensor为实际电流有效值，Isensor∈[0，I2]；

第二段解析式为：

Ireal＝(Isensor-I2)*(I3-I1)/(I4-I2)+I1

式中Ireal为目标电流，Isensor为实际电流有效值，Isensor∈[I2，I4]。

8.根据权利要求7所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，当第一段线段和第二段线段的斜率超过预设范围值时，判断电流传感器故障。

9.根据权利要求6所述的电动汽车电机控制器的电流传感器精度校正方法，其特征在于，在电机转速大于预设值且电机控制器不启动电机时，更新电流线性度。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～9中任意一项所述的方法。