CN110943648A - 带多电机的系统的电机的控制 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带多电机的系统的电机的控制,属于车辆技术领域。本发明公开的带多电机的系统的电机控制方法用于控制所述多电机的第一电机和第二电机在起动阶段加速至相应的目标转速,所述电机控制方法包括差速控制步骤:控制所述第二电机在其差速起动阶段内相对第一电机不在相同时刻具有相同的转速,其中,所述差速起动阶段包括所述第二电机从零转速加速至其目标转速的30%的起动阶段。本发明能够提升带多电机的系统在起动阶段的NVH性能,可以提高乘客体验。
Description
技术领域
本发明属于电机控制技术领域,涉及带多电机的系统的电机的控制,尤其涉及一种带多电机的系统的电机控制方法、带多电机的系统以及电子控制单元和存储介质。
背景技术
在车辆或汽车领域,NVH(Noise,Vibration,Harshness,噪音、振动和声振粗糙度)性能的提升能有效提高乘客体验,并且汽车厂商也致力于提高NVH性能。
车辆中通常配置有带多电机的系统,例如,双风扇冷却系统,其具有两个用来驱动风扇转动的电机,该双风扇冷却系统可以用来对发动机、动力电池等发热部件实现冷却效果。针对类似于双风扇冷却系统的带多电机的系统,基于成本考虑,多个电机均采用相同的电机(例如采用型号完全相同的电机),进而在对多个电机进行控制时,采用相同或完全相似的控制策略来控制各个电机,例如,使用完全相同的加速特性曲线来驱动多个电机完全同步地加速或降速。
发明内容
本发明的目的在于,提升带多电机的系统的NVH性能。
为实现以上目的或者其他目的,本发明提供以下技术方案。
按照本公开的第一方面,提供一种带多电机的系统的电机控制方法,所述电机控制方法用于控制所述多电机的第一电机和第二电机在起动阶段加速至相应的目标转速,其中,所述电机控制方法包括差速控制步骤:
控制所述第二电机在其差速起动阶段内相对第一电机不在相同时刻具有相同的转速,其中,所述差速起动阶段包括所述第二电机从零转速加速至其目标转速的30%的起动阶段。
根据本公开一实施例的电机控制方法,其中,所述差速控制步骤包括:
控制所述第二电机相对第一电机延迟第一预定时间地开始从零转速起动。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,在对应所述差速起动阶段内控制所述第二电机和第一电机以基本相同大小的加速度加速。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,所述第一预定时间大于或等于200毫秒且小于或等于小于或等于8秒。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,其中,所述差速控制步骤包括:
控制所述第二电机在所述差速起动阶段内相对所述相对第一电机以不同大小的加速度进行加速。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,对应所述第二电机的目标转速小于对应所述第一电机的目标转速。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,所述差速起动阶段包括所述第二电机从零转速加速至其目标转速的40%、50%或60%的起动阶段。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,所述带多电机的为车辆上使用的双风扇冷却系统,所述第一电机和第二电机为用于分别驱动所述双风扇冷却系统的不同风扇转动的电机。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,所述第一电机和第二电机为基本相同的电机。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,所述控制方法还用于在降速阶段中控制所述第一电机和第二电机分别从其相应的第一转速降速至其相应的第二转速,所述差速控制步骤还包括:
控制所述第一电机相对所述第二电机延迟第二预定时间地开始从其相应的第一转速降速。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的方法,其中,在对应所述降速阶段内控制所述第二电机和第一电机以基本相同大小的加速度降速。
按照本公开的第二方面,提供一种带多电机的系统,包括:
第一电机;
第二电机;
与所述第一电机连接的第一电子控制单元;和
与所述第二电机连接的第二电子控制单元;
其中,所述第一电子控制单元和第二电子控制单元与车身控制器耦接;
其中,所述第一电子控制单元、第二电子控制单元和车身控制器中的至少一个中设置有差速控制模块,所述差速控制模块用于执行本公开第一方面的任一所述电机控制方法中的差速控制步骤。
根据本公开一实施例的系统,其中,所述差速控制模块包括延时继电器。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的系统,其中,所述第一电机及其第一电子控制单元、和所述第二电机及其第二电子控制单元相对所述车身控制器以Y型叉分网络连接。
根据本公开以上任一实施例或另一实施例的系统,其中,所述带多电机的系统为车辆上使用的系统,所述车辆包括插电式混合动力汽车和纯电动汽车的电动汽车。
按照本公开的第三方面,提供一种电子控制单元,其在用于控制带多电机的系统的电机,所述电子控制单元包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述程序时实现本公开第一方面的任一所述电机控制方法的步骤。
按照本公开的第四方面,提供一种非暂时存储介质,其上存储有计算机程序,其中,该程序可被处理器执行以实现本公开第一方面的任一所述电机控制方法的步骤
本公开的电机控制方法能够实现在带多电机的系统在其起动阶段中多个电机的转速不同步地变化,实现它们的能量在时域上的分散,避免其叠加而导致噪音和振动的升高,因此,在NVH性能方面表现良好,乘客体验好;并且,能够低成本地实现。
根据以下描述和附图本发明的以上特征和操作将变得更加显而易见。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中,将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚,其中,相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例的用于控制带多电机的系统的电机的装置的模块结构示意图。
图2是按照本发明又一实施例的用于控制带多电机的系统的电机的装置的模块结构示意图。
图3是按照本发明还一实施例的用于控制带多电机的系统的电机的装置的模块结构示意图。
图4是按照本发明一实施例的带多电机的系统的电机控制方法的流程图。
图5是对应图4所示实施例的电机控制方法的控制原理图。
图6是采用本发明一实施例的电机控制方法的实验效果示意图。
图7是按照本发明又一实施例的带多电机的系统的电机控制方法的流程图。
图8是对应图7所示实施例的电机控制方法的控制原理图。
图9是按照本发明还一实施例的带多电机的系统的电机控制方法的流程图。
图10是对应图9所示实施例的电机控制方法的控制原理图。
具体实施方式
出于简洁和说明性目的,本文主要参考其示范实施例来描述本发明的原理。但是,本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的带多电机的系统、ECU(电子控制单元)和/或带多电机的系统的电机控制方法中,并且可以在其中实施这些基本相同的原理,任何此类变化不背离本专利申请的真实精神和范围。而且,在下文描述中,参考了附图,这些附图图示特定的示范实施例。在不背离本发明的精神和范围的前提下可以对这些实施例进行程序或逻辑上的更改。
尽管阐述本发明的广义范围的数值范围和参数是适合的,但是,特定示例中阐述的数值是尽可能精确地进行报告的。然而,任何数值固有地包括因其相应测试测量中常见的标准离差必然导致的某些误差。而且,本文公开的所有范围应理解为涵盖其中包括的任何以及所有子范围。在使用的情况下,术语“第一”、“第二”等不一定表示任何顺序或优先级关系,而是可以用于更清晰地将它们限定的对象彼此区分表示。
此外,虽然以下实施例的电机控制方法和带多电机的系统是车辆的应用环境为示例说明的,本领域技术人员在以下实施例的教导下,将能够应用至车辆以外的其他类似的对NVH性能具有要求的装置或系统中,本发明的方法和装置基本同样地适用且能带来类似或相同的技术效果,或者本发明的方法和装置所需要作出的适用性的改变也是可预期的。
图1所示为按照本发明一实施例的用于控制带多电机的系统的电机的装置的模块结构示意图。图1所示实施例的装置10中可以应用于一实施例的带多电机的系统(例如双风扇冷却系统)中, 其用于控制带多电机的系统的第一电机910和第二电机920。
示例地,第一电机910和第二电机920是在双风扇冷却系统中使用的电机,它们各自可以用来驱动一个风扇转动;第一电机910和第二电机920可以是相同的电机,例如,是型号完全相同的电机,这样,在相同的信号驱动下具有相同的加速/降速特性,这样有利于降低双风扇冷却系统的成本,使电机的设置变得简单;第一电机910和第二电机920具体可以但不限于为BLDC(无刷直流)电机等。
对应在电机一侧,可以设置风扇侧的ECU,即对应第一电机910设置的第一电机ECU810和对应第二电机920设置的第二电机ECU820;对应车辆主体一侧,可以设置主ECU710。在一实施例中,这些ECU在硬件方面可以相对现有的用于控制双风扇冷却系统中的电机的ECU对应相同,也就是可以不作硬件上的相应的改变。
继续如图1所示,装置10的主ECU710在车身侧设置并且可以用来控制第一电机910和第二电机920的转动,主ECU710用作车身控制器;其中,主ECU710可以通过两条信号线(例如PWM信号线)711和712分别连接至电机侧的第一电机ECU810和第二电机ECU820,这样,可以向第一电机ECU810和第二电机ECU820发送出不同的速度请求(Speed Request)信号,或者不同时地向第一电机ECU810和第二电机ECU820发送速度请求信号。第一电机ECU810和第二电机ECU820可以基于接收的速度请求信号按预定的加速特性曲线来驱动各自对应的电机。
装置10的主ECU710中设置有差速控制模块711,差速控制模块711具体可以控制相应的速度请求信号,其具体功能和实现方式将在以下结合本发明示例的方法描述。
图2所示为按照本发明又一实施例的用于控制带多电机的系统的电机的装置的模块结构示意图;图2所示实施例的装置20中可以应用于一实施例的带多电机的系统(例如车辆上的双风扇冷却系统)中, 其用于控制带多电机的系统的第一电机910和第二电机920。
相比于图1示例的装置10,图2中示出的装置20的主要差别在于,主ECU710是通过同一条信号线(例如PWM信号线)711连接至电机侧的第一电机ECU810和第二电机ECU820,这样,向第一电机ECU810和第二电机ECU820发送的速度请求信号是相同的,也基本是完全同步的;并且,差速控制模块821可以设置在第二电机ECU820中,主ECU710中不需要设置差速控制模块。差速控制模块821的具体功能和实现方式将在以下结合本发明示例的方法描述。
图3所示为按照本发明还一实施例的用于控制带多电机的系统的电机的装置的模块结构示意图。图3所示实施例的装置30中可以应用于一实施例的带多电机的系统(例如车辆上的双风扇冷却系统)中, 其用于控制带多电机的系统的第一电机910和第二电机920。
相比于图1示例的装置10,图3中示出的装置10的主要差别在于,主ECU710是通过同一条信号线(例如PWM信号线)711连接至电机侧的第一电机ECU810和第二电机ECU820,这样,向第一电机ECU810和第二电机ECU820发送的速度请求信号是相同的,也基本是完全同步的;并且,差速控制模块811可以设置在第一电机ECU810中,主ECU710中不需要设置差速控制模块。差速控制模块811的具体功能和实现方式将在以下结合本发明示例的方法描述。
在以上图3和图4所示实施例的装置中,其对应的带多电机的系统中,第一电机910及其第一电机ECU810、第二电机920及其第二电机ECU820相对车身侧的主ECU710是以Y型叉分网络(Y-Split Network)连接的,例如,以Y型叉分PWM网络(Y-Split PWM Network)连接。
图4所示为按照本发明一实施例的带多电机的系统的电机控制方法的流程图;图5所示为对应图4所示实施例的电机控制方法的控制原理图,其中,图5(a)中示出了第一加速特性曲线110和第二加速特性曲线120,其也分别反映了第一电机910和第二电机920在起动阶段的期望的转速变化,图5(b)中的b1曲线分别示出了第一电机ECU810和第二电机ECU820的状态时序,图5(b)中的b2和b3曲线分别示出了第一电机910和第二电机920的速度控制时序。
在本发明一实施例的方法中,控制第二电机920在至少部分起动阶段内的相应同一时刻上相对第一电机910具有不同的转速,具体地,控制第二电机920在其差速起动阶段内相对第一电机不在相同时刻具有相同的转速,其中,差速起动阶段包括第二电机920从零转速加速至其目标转速Vt2的30%的起动阶段;这样,第二电机920至少在从零转速加速至其目标转速Vt2的30%的范围内,第一电机910和第二电机920的转速变化是不同步的。差速起动阶段是包括在起动阶段内,申请人发现,在起动阶段的前期更容易发生噪音和振动导致NVH性能下降的问题,因此,可以将差速起动阶段定义在从零转速加速至其目标转速Vt1的30%的范围内;在其他实施例中,还可以差速起动阶段定义在从零转速加速至其目标转速Vt1的40%、50%、56%或60%的范围内。将理解,可以在起动阶段内更长地延长差速起动阶段,例如,在如图4示出的起动阶段内第一电机910和第二电机920在某一相同时刻均具有不同的转速,也即差速起动阶段延长为整个起动阶段。
具体以图4所示和图5所示的电机控制方法应用于图2所示的装置20中为示例进行说明。
首先,可以在t1之前的某一时刻(例如t0)通过主ECU710发送例如唤醒信号至第一电机ECU810和第二电机ECU820,第一电ECU810和第二电机ECU820同时被唤醒,如图5(b)中b1曲线的状态时序所示,在由t0时刻由睡眠状态向唤醒状态变化。
步骤S310,开始使用第一加速特性曲线110起动第一电机910。也就是说,控制第一电机910先起动加速,进入起动阶段。
如图5所示,在经历由睡眠状态到唤醒状态的阶段Ti后,主ECU710可以在t1时刻发送表示起动的速度请求信号,此时,第一电机ECU810和第二电机ECU820都可以同时接收到该速度请求信号,第一电机ECU810在t1时刻开始使用第一加速特性曲线110起动第一电机910,第一电机910在其驱动下将从初始转速V0(例如V0=0)起动;但是第二电机ECU820接收到该速度请求信号并不立即动作。
步骤S320,延迟预定时间Td1,其中,Td1=t2 - t1。需要说明的是,该延迟过程可以在第二电机ECU820的差速控制模块821中实现,例如,第二电机ECU820中设定该预定时间Td1并在接收到速度请求信号后延迟该预定时间Td1。
步骤S330,开始使用第二加速特性曲线120起动第二电机920。
如图5所示,第二电机ECU820在t2时刻开始使用第二加速特性曲线120起动第二电机920,第二电机920在其驱动下将从初始转速V0(例如V0=0)起动。这样,第二电机920与第二电机920可以实现不同步地加速。
第二加速特性曲线120可以与第一加速特性曲线110具有相同的加速大小,例如,如图5(a)所示,它们具有相同的斜率。这样,相对容易实现,对现有技术的改动要求小。第一加速特性曲线110和第二加速特性曲线120可以分别预先地设置在第一电机ECU810和第二电机ECU820中,它们的具体获得方式不是限制性的,第一加速特性曲线110和第二加速特性曲线120可以但不限于通过例如调节PWM信号脉宽、驱动电流大小等方式来实现其预定的加速度大小。
步骤S340,使用第一加速特性曲线110驱动第一电机910,使用第二加速特性曲线120驱动第二电机920,直到第一电机910和第二电机920的转速V分别达到第一目标转速Vt1和第二目标转速Vt2。
在一实施例中,第一目标转速Vt1和第二目标转速Vt2不相同,这样,在第一电机910和第二电机920达到各自的目标转速后,不容易发生例如共振,提高乘客体验。具体地,第二目标转速Vt2小于第一目标转速Vt1,可以避免在起动阶段的时域上存在第一电机910和第二电机920同时具有相同转速(即避免交叉点)而导致的能量叠加,进而避免某一时刻的NVH性能的降低;并且,由于第二目标转速Vt2小于第一目标转速Vt1的不同,如果后续还存在升速过程,第一电机910和第二电机920的初始转速将不同,即使采用同一加速特性曲线同步地进行升速控制,也不会存在升速过程噪音和振动过大的问题。
至此,起动过程基本完成。具体后续的电机平稳运行阶段的控制在此不作进一步描述。
在图4和图5示例的电机控制方法中,能够控制第二电机920相对第一电机910延迟预定时间Td1地开始从零转速起动;并且,在对应差速起动阶段内(例如整个起动阶段内)控制第二电机920和第一电机910以基本相同大小的加速度加速。这样,起动过程中第一电机910和第二电机920的转速变化不同步,例如,在起动阶段内的某一时刻上第一电机910的转速均不同于第二电机920的转速,也即不同时具有相同的转速,从而,在起动过程中,可以避免两个电机因同步加速导致在同一时域上的能量叠加,从而可以减小噪音和震动等,提升NVH性能,提高乘客在起动过程的体验。
作为比对,目前的多电机的控制方法中,简单地以相同的加速特性曲线同步地控制两个电机的加速起动过程,非常容易在时域上实现能量叠加、增大噪音等,NVH性能表现不佳。本领域技术人员并没有意识到这种以相同的加速特性曲线同步地控制两个电机的加速起动的问题。
图6所示为应用本发明一实施例的电机控制方法的实验效果示意图,其中,图6(a)表示在双风扇冷却系统上的风扇的前后方向(即x方向)检测的噪音和振动能量相对转速的变化,图6(b)表示在双风扇冷却系统上的风扇的左右方向(即y方向)检测的噪音和振动能量相对转速的变化,图6(a)表示在双风扇冷却系统上的风扇的上下方向(即x方向)检测的噪音和振动能量相对转速的变化。图6(a)至图6(c)中示意的曲线中,虚线表示采用了图4和图5示例的电机控制方法并且延迟的预定时间Td1=500毫秒,实线表示采用了传统的电机控制方法并且不存在延迟。从图10中可以看到,在噪音和振动的能量衰减方面,图4和图5示例的电机控制方法相对传统的方法在y方向可以降低6dB(表示噪音和振动相对降低了50%)、在z方向可以降低3dB(表示噪音和振动相对降低了30%),并且在低转速阶段尤其明显。
需要说明的是,图4和图5所示实施例的方法容易相对现有技术的控制方法改进,例如,通过在第二电机ECU820中设置差速控制模块821即可实现上述步骤S320和S330的功能,并不要求也不依赖于改变第二加速特性曲线120的加速特性,在程序实现上设置预定时间Td1的延迟即可以实现,非常容易实现且成本低,对车辆的其他部分的影响小(例如不需要对主ECU710和第一电机ECU810等作改进设计或适用性的变化)。差速控制模块821并不限于通过以上示例的软件程序方式实现,其例如也可以通过延时继电器等硬件延时部件实现。
将理解,在又一实施例中,第一加速特性曲线110和第二加速特性曲线120也可以具有不同的加速度大小(即具有不同的“爬坡(ramp up)特性”),这种情况下,也可以进一步实现在起动阶段第一电机910和第二电机920基本不同步地加速。
需要说明的是,预定时间Td1的具体大小可能因第一电机和第二电机自身等因素决定,其可以通过预先试验调试获得对应理想NVH性能的时间值,在一实施例中,200毫秒≤Td1≤8秒,例如,Td1=500毫秒或800毫秒或1秒。考虑到不影响系统或车辆的其他关键要求的不匹配性,延迟的预定时间Td1不宜过程长,例如,预定时间Td1小于或等于8秒或10秒。
需要说明的是,以上示例的方法是结合图2所示实施例的装置20进行说明的,但是,其同样可以在图1所示实施例的装置10中实现,其主要通过主ECU710中使用的差速控制模块711来实现。示例地,在步骤S310中,主ECU710中的差速控制模块711在t1时刻向第一电机ECU810发送速度请求信号,第一电机ECU810在t1时刻开始使用第一加速特性曲线110起动第一电机910,差速控制模块711延迟预定时间Td1后,在t2时刻向第二电机ECU820发送速度请求信号,第二电机ECU820在t2时刻开始使用第二加速特性曲线120起动第二电机920。这样,同样可以实现上述图4示例的方法。在这种实现方式中,可以仅对车辆侧的主ECU710作程序上的改进以实现差速控制模块711即可,第一电机ECU810和第二电机ECU820可以相对现有设计保持不变。
将理解,差速控制模块711并不限于通过以上示例的软件程序方式实现,其例如也可以通过延时继电器等硬件延时部件实现。
图7所示为按照本发明又一实施例的带多电机的系统的电机控制方法的流程图;图8所示为对应图7所示实施例的电机控制方法的控制原理图,其中,图8(a)中示出了第一加速特性曲线210和第二加速特性曲线220,其也分别反映了第一电机910和第二电机920在起动阶段的期望的转速变化,图8(b)中的b1曲线分别示出了第一电机ECU810和第二电机ECU820的状态时序,图8(b)中的b2和b3曲线分别示出了第一电机910和第二电机920的速度控制时序。
在图7和图8所示实施例的方法中,通过采用具有不同大小的加速度的加速特性曲线,控制第二电机(例如第二电机920)在至少部分起动阶段内的相应同一时刻上相对第一电机(例如第一电机910)具有不同的转速。例如,在如图7示出的起动阶段内第一电机910和第二电机920在某一相同时刻具有不同的转速,也就是说,它们的转速变化是不同步的。
以图7所示和图8所示的电机控制方法应用于图2所示的装置20中为示例进行说明。
首先,可以在t1之前的某一时刻(例如t0)通过主ECU710发送例如唤醒信号至第一电机ECU810和第二电机ECU820,第一电机ECU810和第二电机ECU820同时被唤醒,如图5(b)中b1曲线的状态时序所示,在由t0时刻由睡眠状态向唤醒状态变化。
步骤S510,开始使用第一加速特性曲线210起动第一电机910。
如图8所示,在经历由睡眠状态到唤醒状态的Ti阶段后,主ECU710可以在t1时刻发送表示起动的速度请求信号,此时,第一电机ECU810和第二电机ECU820都可以同时接收到该速度请求信号,第一电机ECU810在t1时刻开始使用第一加速特性曲线210起动第一电机910,第一电机910在其驱动下将从初始转速V0(例如V0=0)起动。
步骤S520,开始使用第二加速特性曲线220起动第二电机,第二加速特性曲线220的加速度不同于第一加速特性曲线210的加速度。
如图8所示,第二电机ECU820也可以在t1时刻同时接收到来自主ECU710的速度请求信号,第二电机ECU820也在t1时刻开始使用第二加速特性曲线220起动第二电机920,第二电机920在其驱动下将从初始转速V0(例如V0=0)起动。
需要注意的是,第二加速特性曲线220的加速度大小不同于第一加速特性曲线210的加速度大小,具体如图8(a)所示,第二加速特性曲线220的斜率小于第一加速特性曲线210的斜率,也即其加速度大小小于第一加速特性曲线210的加速度大小。这样,在t1时刻后的后续阶段中,第一电机910和第二电机920在不同加速条件下进行速度爬坡,实现不同步地起动。
以上步骤S520的过程可以通过第二电机ECU820中差速控制模块821实现,例如,差速控制模块821控制实现以不同于第一加速特性曲线210的第二加速特性曲线220加载于第二电机920上。
步骤S530,使用第一加速特性曲线210驱动第一电机910,使用第二加速特性曲线220驱动第二电机920,直到第一电机910和第二电机920的转速分别达到第一目标转速Vt1和第二目标转速Vt2。
在一实施例中,第一目标转速Vt1可以大于第二目标转速Vt2。以上步骤S530的相对第一加速特性曲线210具有不同大小的加速度的第二加速特性曲线220驱动第二电机920的过程可以通过差速控制模块821控制实现。
至此,起动过程基本完成。
在图7和图8示例的电机控制方法中,差速起动阶段基本贯穿了整个起动阶段,可以实现在整个起动过程中第一电机910和第二电机920的转速变化不同步,例如,在起动阶段内的某一时刻上第一电机910的转速均不同于第二电机920的转速,从而,在起动过程中,可以避免两个电机因同步加速导致能量在时域上的叠加,从而可以减小噪音和震动等,提升NVH性能,提高乘客在起动过程的体验。
相比于图4和图5示例的控制方法,图7和图8示例的控制方法中,初始起动阶段可能第一电机910和第二电机920的转速变化差异相对较小,可能在NVH性能提升方面相对不是那么显著;随着起动阶段的进行,第一电机910和第二电机920的转速变化差异越大,在时域上的能量将得到有效分散,NVH性能得到提升。
需要说明的是,图2所示实施例的装置中,差速控制模块821也可以设置在第一电机ECU810中(如图3所示),其可以用来控制实现以不同于第二加速特性曲线220的第一加速特性曲线210加载于第一电机910上,驱动第一电机910启动。当然,也可以将差速控制模块分别在第一电机ECU810和第二电机ECU820,实现图7所示的控制方法,也即实现第一电机910和第二电机920之间的差速起动控制。
将理解,可以将以上实施例的一个或多个进行组合。例如,图7和图8示例的控制方法可以与图4和图5示例的控制方法组合,在起动阶段,既使第一电机910和第二电机920的加速特性曲线的开始使用时间不相同,又使第一电机910和第二电机920分别使用不同加速度大小的加速特性曲线驱动。
以上图4至图8示例的控制方法中,尤其在起动阶段的前半程,例如从初始转速加速至预定转速的50%、56%或60%的差速起动阶段中,使用上述电机控制方法在降低噪音和振动、提高NVH性能方面具有更加凸出的效果。因此,在一实施例中,可以在至少从初始转速加速至预定转速的50%、56%或60%的部分起动阶段中使用上述示例的控制第一电机910和第二电机920的方法,特别是在图7和图8的实施例中,在例如加速至预定转速的60%以后,对第一电机910和第二电机920可以使用基本相同大小的加速度来继续驱动它们。
申请人还注意到,如果第一电机910和第二电机920在降速阶段(也即从第一转速下降至第二转速),在控制它们同步下降的时候,类似于起动阶段,在降速阶段也会存在类似的问题,例如,在降速阶段的至少某个阶段噪音和振动加剧。因此,以上示例的起动阶段的控制第一电机910和第二电机920的原理可以类推地应用于第一电机910和第二电机920的降速阶段的控制过程,从而将降低噪音和振动、提高NVH性能。
图9所示为按照本发明还一实施例的带多电机的系统的电机控制方法的流程图;图10所示为对应图9所示实施例的电机控制方法的控制原理图,其中,图10(a)中示出了第三加速特性曲线130和第四加速特性曲线140,其也分别反映了第一电机910和第二电机920在下降阶段的期望的转速变化,图10(b)的b2和b3曲线分别示出了第一电机910和第二电机920的速度控制时序。
如图10所示,以第一电机910从当前的目标转速Vt1下降至转速V10(即转速变化范围Vt1→V10)、第二电机920从当前的目标转速Vt2下降至转速V20(即转速变化范围Vt2→V20)的下降阶段的控制过程进行示例说明。将理解,本公开实施例的下降阶段的控制原理可以应用于对应不同转速变化范围的第一电机910和第二电机920的转速控制过程,尤其在相对容易发生转速及其加速度同步变化而导致噪音和振动加大的转速范围内。
具体以图9所示和图10所示的电机控制方法应用于图3所示的装置30中为示例进行说明。假设因为冷却控制需要想控制第一电机910和第二电机920从相应的第一转速减速运行至相应的第二转速。
步骤S350,开始使用第四加速特性曲线140降速第二电机920。也即是说,控制第二电机920先开始降速运行。
如图10所示,主ECU710可以在t3时刻发送表示降速的速度请求信号,此时,第一电机ECU810和第二电机ECU820都可以同时接收到该速度请求信号,第二电机ECU820在t2时刻开始使用第四加速特性曲线140控制第二电机920降速运行,第二电机920在其驱动下将从第一转速(例如当前的目标转速Vt2)开始降速;但是第一电机ECU810接收到该速度请求信号并不立即动作。
步骤S360,延迟预定时间Td2,其中,Td1=t4 – t3。需要说明的是,该延迟过程可以在第一电机ECU810的差速控制模块811中实现(如图3所示),例如,第一电机ECU810中设定该预定时间Td2并在接收到速度请求信号后延迟该预定时间Td2。
步骤S370,开始使用第三加速特性曲线130降速第一电机910。
如图10所示,第一电机ECU810在t4时刻开始使用第三加速特性曲线130控制第一电机910降速,第一电机910在其驱动下将从第一转速(例如当前的目标转速Vt1)开始降速。这样,第一电机910与第二电机920不同步地降速。
第三加速特性曲线130可以与第四加速特性曲线140具有相同的加速大小,例如,如图10(a)所示,它们具有相同的斜率(下降斜率)。这样,相对容易实现,对现有技术的改动要求小。第三加速特性曲线130和第四加速特性曲线140可以分别预先地设置在第一电机ECU810和第二电机ECU820中,它们具体获得方式不是限制性的;第一加速特性曲线130和第二加速特性曲线140可以但不限于通过例如调节PWM信号脉宽的方式或电流大小的方式来实现其预定的加速度大小。
步骤S380,直到第一电机910和第二电机920的转速分别降速至第二转速V10和V20。
需要说明的是,V10和V20可以相同也可以不相同,例如,如果降速阶段对应电机停止阶段,V10=V20=0,V10和V20的具体大小不是限制性的,其可以根据带多电机的系统的控制需要而设置。
至此,降速阶段过程基本完成。
在图9和图10示例的电机控制方法中,可以实现控制第一电机910相对第二电机920延迟预定时间Td2开始从其相应的当前转速降速,降速阶段的降速过程中第一电机910和第二电机920的转速变化不同步,例如,在降速阶段内第一电机910相对第二电机920不在相同时刻具有相同的转速,或在相同时刻具有不同转速,从而,在降速过程中不不同步地降速,可以避免两个电机因同步减速导致同一时域上的能量叠加,从而可以减小噪音和震动等,提升NVH性能,提高乘客在降速过程的体验。
需要说明的是,图9所示实施例的方法容易相对现有技术的控制方法改进或实现,例如,通过在如图3示例的第一电机ECU810中设置差速控制模块811即可实现上述步骤S360和S370的功能,并不要求也不依赖于改变第一加速特性曲线110的加速特性,在程序实现方面,设置预定时间Td2的延迟即可以实现,非常容易实现且成本低,对车辆的其他部分的影响小(例如不需要对主ECU710和第二电机ECU820等作改进设计或适用性的变化)。差速控制模块811并不限于通过以上示例的软件程序方式实现,其例如也可以通过延时继电器等硬件延时部件实现。
需要说明的是,第三加速特性曲线130和第四加速特性曲线140可以直接利用第一电机910和第二电机920自身的自然降速特性来实现,例如,第一电机910和第二电机920在断电后或驱动电流减小后第一电机910和第二电机920本身具有的降速特性曲线,这样,以上步骤S340至步骤S350的过程核心地表现为控制第一电机910和第二电机920在断电或驱动电流减小等方面的时间点的差异。
同理地,以上示例的降速阶段的控制方法是结合图9所示实施例的装置30进行说明的,但是,其同样可以在图1所示实施例的装置10中实现。
需要说明的是,图7和图8的示例的电机控制方法同样可以类推地应用于降速阶段,也即,在降速阶段使用第三加速特性曲线驱动第一电机910降速、 使用相对第三加速特性曲线具有不同大小的加速度的第四加速特性曲线驱动第二电机920降速,并且,可以通过如图2或图3所示的装置20或30中的差速控制模块811或821实现。当然,可能第三加速特性曲线和第四加速特性曲线需要考虑电机自身的固定有的降速特征,其具体加速大小的精确控制相对起动阶段更难。
需要说明的是,以上对应于起动阶段和降速阶段的控制方法的示例可以结合在一起使用,以实现双风扇冷却系统在起动阶段和降速阶段均能够提升NVH性能。
需要说明的是,带多电机的系统的电机的数量并不限于以上示例的三个,以上示例的装置和方法同样可以对包括两个以上的电机(例如三个)进行类似的控制或操作。
Claims (17)
1.一种带多电机的系统的电机控制方法,所述电机控制方法用于控制所述多电机的第一电机和第二电机在起动阶段加速至相应的目标转速,其特征在于,所述电机控制方法包括差速控制步骤:
控制所述第二电机在其差速起动阶段内相对第一电机不在相同时刻具有相同的转速,其中,所述差速起动阶段包括所述第二电机从零转速加速至其目标转速的30%的起动阶段。
2.如权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述差速控制步骤包括:
控制所述第二电机相对第一电机延迟第一预定时间地开始从零转速起动。
3.如权利要求2所述的电机控制方法,其特征在于,在对应所述差速起动阶段内控制所述第二电机和第一电机以基本相同大小的加速度加速。
4.如权利要求2所述的电机控制方法,其特征在于,所述第一预定时间大于或等于200毫秒且小于或等于小于或等于8秒。
5.如权利要求1或2所述的电机控制方法,其特征在于,所述差速控制步骤包括:
控制所述第二电机在所述差速起动阶段内相对所述相对第一电机以不同大小的加速度进行加速。
6.如权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,对应所述第二电机的目标转速小于对应所述第一电机的目标转速。
7.如权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述差速起动阶段包括所述第二电机从零转速加速至其目标转速的40%、50%或60%的起动阶段。
8.如权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述带多电机的为车辆上使用的双风扇冷却系统,所述第一电机和第二电机为用于分别驱动所述双风扇冷却系统的不同风扇转动的电机。
9.如权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述第一电机和第二电机为基本相同的电机。
10.如权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述控制方法还用于在降速阶段中控制所述第一电机和第二电机分别从其相应的第一转速降速至其相应的第二转速,所述差速控制步骤还包括:
控制所述第一电机相对所述第二电机延迟第二预定时间(Td2)地开始从其相应的第一转速降速。
11.如权利要求10所述的电机控制方法,其特征在于,在对应所述降速阶段内控制所述第二电机和第一电机以基本相同大小的加速度降速。
12.一种带多电机的系统,包括:
第一电机;
第二电机;
与所述第一电机连接的第一电子控制单元;和
与所述第二电机连接的第二电子控制单元;
其中,所述第一电子控制单元和第二电子控制单元与车身控制器耦接;
其特征在于,所述第一电子控制单元、第二电子控制单元和车身控制器中的至少一个中设置有差速控制模块,所述差速控制模块用于执行如权利要求1至11中任一所述电机控制方法中的差速控制步骤。
13.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述差速控制模块包括延时继电器。
14.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述第一电机及其第一电子控制单元、和所述第二电机及其第二电子控制单元相对所述车身控制器以Y型叉分网络连接。
15.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述带多电机的系统为车辆上使用的系统,所述车辆包括插电式混合动力汽车和纯电动汽车的电动汽车。
16.一种电子控制单元,其在用于控制带多电机的系统的电机,所述电子控制单元包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至11中任一所述电机控制方法的步骤。
17.一种非暂时存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序可被处理器执行以实现如权利要求1-11中任一项所述电机控制方法的步骤。
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