CN111038489B - 逆变器系统的综合智能钳位策略 - Google Patents

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Abstract

逆变器系统的综合智能钳位策略。电流命令模块被配置为基于对车辆的电动马达的电动马达扭矩请求来产生用于所述电动马达的d轴电流命令和用于所述电动马达的q轴电流命令。电压命令模块被配置为基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令来产生电压命令。开关控制模块被配置为：基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令，确定用于所述电动马达的相的第一占空比命令；基于所述第一占空比命令、将逆变器模块的开关从断开转变到导通的预定最小周期、预定开关周期、当两个开关在其中一个开关接通之前断开时的预定空载时间以及所述相的电流是否为正来产生第二占空比命令。

Description

逆变器系统的综合智能钳位策略
引言
本节提供的信息的目的在于总体地呈现本发明的背景。就本节中所描述的程度而言，当前署名的发明人的工作，以及说明书中在提交时可能不被认为是现有技术的那些方面，既不明确也不隐含地被认为是针对本公开的现有技术。
技术领域
本发明涉及车辆推进系统，并且更具体地涉及用于控制车辆的电动马达的系统及方法。
背景技术
一些类型的车辆仅包括产生推进扭矩的内燃发动机。混合动力车辆包括内燃发动机和一个或多个电动马达这两者。与仅使用内燃发动机相比，一些类型的混合动力车辆利用电动马达和内燃发动机努力实现更高的燃料效率。与内燃发动机本身可实现的扭矩输出相比，一些类型的混合动力车辆利用电动马达和内燃发动机实现更大的扭矩输出。
一些示例类型的混合动力车辆包括并联混合动力车辆、串联混合动力车辆和其他类型的混合动力车辆。在并联混合动力车辆中，电动马达与发动机并行工作以将发动机的功率和范围优势与电动马达的效率和再生制动优势相结合。在串联混合动力车辆中，发动机驱动发电机为电动马达发电，并且电动马达驱动变速器。这允许电动马达承担发动机的一些供电责任，从而可允许使用更小的且可能更有效的发动机。
发明内容
在一个特征中，描述了一种车辆的电动马达控制系统。电流命令模块被配置为基于对车辆的电动马达的电动马达扭矩请求来产生用于所述电动马达的d轴电流命令和用于所述电动马达的q轴电流命令。电压命令模块被配置为基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令来产生电压命令。开关控制模块被配置为：基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令，确定用于所述电动马达的相的第一占空比命令；基于所述第一占空比命令、将逆变器模块的开关从断开转变到导通的预定最小周期、预定开关周期、当两个开关在其中一个开关接通之前断开时的预定空载时间以及所述相的电流是为正还是为负来产生第二占空比命令，其中所述开关连接在能量存储装置与所述电动马达的所述相之间；以及基于所述第二占空比命令，控制所述逆变器模块开关的切换并控制从所述能量存储装置到所述电动马达的所述相的功率施加。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000021
但小于
Figure BDA0002090771320000022
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA0002090771320000023
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000024
和
Figure BDA0002090771320000025
两者时，
基于100％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000026
但大于
Figure BDA0002090771320000027
时，
将所述第二占空比命令设定为等于所述第一占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000031
和
Figure BDA0002090771320000032
时，
基于0％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000033
和
Figure BDA0002090771320000034
但大于
Figure BDA0002090771320000035
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA0002090771320000036
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000037
但小于
Figure BDA0002090771320000038
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA0002090771320000039
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA00020907713200000310
和
Figure BDA00020907713200000311
两者时，
基于100％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000041
但大于
Figure BDA0002090771320000042
时，
将所述第二占空比命令设定为等于所述第一占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000043
和
Figure BDA0002090771320000044
时，
基于0％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000045
和
Figure BDA0002090771320000046
但大于
Figure BDA0002090771320000047
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA0002090771320000048
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
在进一步特征中，电流传感器被配置为测量所述相的电流。
在进一步特征中，所述预定空载周期和所述预定最小周期小于所述预定开关周期。
在进一步特征中，所述开关控制模块还被配置为：基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令，确定用于所述电动马达的第二相的第三占空比命令；基于所述第三占空比命令、将所述逆变器模块的第二开关从断开转变到导通的预定最小周期、所述预定开关周期、所述预定空载时间以及所述第二相的第二电流是为正还是为负来产生第四占空比命令，其中所述第二开关连接在所述能量存储装置与所述电动马达的所述第二相之间；以及基于所述第四占空比命令，控制所述逆变器模块第二开关的切换并控制从所述能量存储装置到所述电动马达的所述第二相的功率施加。
在进一步特征中，所述开关控制模块还被配置为：基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令，确定用于所述电动马达的第三相的第五占空比命令；基于所述第五占空比命令、将所述逆变器模块的第三开关从断开转变到导通的预定最小周期、所述预定开关周期、所述预定空载时间以及所述第三相的第三电流是为正还是为负来产生第六占空比命令，其中所述第三开关连接在所述能量存储装置与所述电动马达的所述第三相之间；以及基于所述第六占空比命令，控制所述逆变器模块第三开关的切换并控制从所述能量存储装置到所述电动马达的所述第三相的功率施加。
在一个特征中，一种用于车辆的电动马达控制方法包括：基于对车辆的电动马达的电动马达扭矩请求来产生用于所述电动马达的d轴电流命令和用于所述电动马达的q轴电流命令；基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令来产生电压命令；基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令，产生用于所述电动马达的相的第一占空比命令；基于所述第一占空比命令、将逆变器模块的开关从断开转变到导通的预定最小周期、预定开关周期、当两个开关在其中一个开关接通之前断开时的预定空载时间以及所述相的电流是为正还是为负来产生第二占空比命令，其中所述开关连接在能量存储装置与所述电动马达的所述相之间；以及基于所述第二占空比命令，控制所述逆变器模块开关的切换并控制从所述能量存储装置到所述电动马达的所述相的功率施加。
在进一步特征中，所述方法还包括：当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000061
但小于
Figure BDA0002090771320000062
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA0002090771320000063
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间；并且当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000064
和
Figure BDA0002090771320000065
两者时，
基于100％占空比来设定所述第二占空比命令。
在进一步特征中，所述方法还包括：当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000066
但大于
Figure BDA0002090771320000067
时，
将所述第二占空比命令设定为等于所述第一占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间；并且当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000068
和
Figure BDA0002090771320000069
时，
基于0％占空比来设定所述第二占空比命令。
在进一步特征中，所述方法还包括：当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA00020907713200000610
和
Figure BDA00020907713200000611
但大于
Figure BDA00020907713200000612
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA00020907713200000613
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间；并且当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000071
但小于
Figure BDA0002090771320000072
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA0002090771320000073
在进一步特征中，所述方法还包括：当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令大于
Figure BDA0002090771320000074
和
Figure BDA0002090771320000075
两者时，
基于100％占空比来设定所述第二占空比命令，其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead 是所述预定空载时间，当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000076
但大于
Figure BDA0002090771320000077
时，
将所述第二占空比命令设定为等于所述第一占空比命令；当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA0002090771320000078
和
Figure BDA0002090771320000079
时，
基于0％占空比来设定所述第二占空比命令；并且当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure BDA00020907713200000710
和
Figure BDA00020907713200000711
但大于
Figure BDA00020907713200000712
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure BDA00020907713200000713
从详细说明、权利要求书和附图将会清楚本发明的其他应用领域。详细说明和具体示例仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
通过详细说明和附图将更完全地理解本发明，其中：
图1是示例性发动机控制系统的功能框图；
图2是包括示例性发动机和电动马达控制系统的功能框图；
图3是包括逆变器模块的示例性实施方案的示意图；
图4是包括混合动力控制模块的示例性实施方案的功能框图；
图5是开关控制模块的示例性实施方案的功能框图；并且
图6A至6B是描绘控制电动马达的示例性方法的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记以表示类似和/或相似的元件。
具体实施方式
车辆的内燃发动机在气缸内燃烧空气和燃料以产生推进扭矩。发动机经由变速器将扭矩输出到车辆的车轮。一些类型的车辆可能不包括内燃发动机，或者内燃发动机可能未机械地联接到车辆的传动系。
电动马达机械地联接到变速器的轴。在一些情况下，车辆的混合动力控制模块可以从电池向电动马达供电，以使电动马达输出用于车辆推进的扭矩。在其他情况下，混合动力控制模块可以禁止功率流到达电动马达，并且允许变速器驱动电动马达的旋转。电动马达在由变速器驱动时产生功率。当经由电动马达产生的电压大于电池电压时，由电动马达产生的功率可用于对电池进行再充电。
控制模块基于电动马达的请求扭矩输出来确定电动马达的d轴电流命令和q轴电流命令。控制模块基于d轴电流命令和q轴电流命令来确定电动马达的相的初始占空比指令。控制模块分别基于电动马达的相的初始占空比命令来确定电动马达的相的最终占空比命令。
根据本发明，当相的初始占空比命令在0％占空比的预定量内并且所述相的电流为正时，控制模块基于预定最小周期选择性地设定相的最终占空比命令。当相的初始占空比命令在100％占空比的预定量内并且所述相的电流为负时，控制模块基于预定最小周期选择性地设定相的最终占空比命令。这改善了电动马达的输出电压的线性度，减小了电动马达的电流和扭矩脉动，并且可以降低发生过电流事件的可能性。
现在参考图1，提出了示例动力系系统100的功能框图。车辆的动力传动系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩。车辆可以为非自主的、半自主的或自主的。
空气通过进气系统108被吸入到发动机102中。进气系统108可以包括进气歧管110和节气门112。仅作为示例，节气门112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节气门致动器模块 116，并且该节气门致动器模块116调节该节气门112的开度以控制被吸入到进气歧管110中的空气的量。
进气歧管110中的空气被吸入到发动机102的气缸中。虽然发动机102 可以包括多个气缸，但是为了说明目的，示出单个代表性气缸118。仅作为示例，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM 114可以指示气缸致动器模块120在如下文进一步讨论的一些情况下选择性地停用一些气缸，这可以提高燃料经济性。
发动机102可使用四冲程循环或另一个合适的发动机循环来操作。下文描述的四冲程循环的四个冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次转动期间，四个冲程中的两个冲程发生在气缸118内。因此，气缸118要经历所有四个冲程必须有两次曲轴转动。对于四冲程发动机，一个发动机循环可以对应于两次曲轴转动。
在进气冲程期间，当气缸118启动时，进气歧管110中的空气通过进气门122被吸入到气缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调节燃料喷射以实现期望空燃比。燃料可在中心位置处或诸如靠近每个气缸的进气门122的多个位置处喷射到进气歧管110中。在各种实施方案(未示出)中，燃料可以被直接喷射到气缸中或喷射到与气缸相关联的混合室/孔口中。燃料致动器模块124可以停止向已停用的气缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并且在气缸118中形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机 102可为压缩点火发动机，在这种情况下，压缩导致点燃空气/燃料混合物。替代地，发动机102可为火花点火发动机，在这种情况下，火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号激励气缸118中的火花塞128，从而点燃空气/燃料混合物。一些类型的发动机(诸如均质充量压缩点火(HCCI) 发动机)可以执行压缩点火和火花点火这两者。可以相对于当活塞在其最顶部位置(将称为上止点(TDC))的时间指定火花的正时。
火花致动器模块126可受指定TDC之前或之后多久才产生火花的正时信号控制。因为活塞位置直接与曲轴旋转有关，所以火花致动器模块126 的操作可以与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可以禁止向已停用的气缸提供火花或向已停用的气缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。燃烧冲程可以被限定为活塞到达TDC与活塞返回到最底部位置(将被称为下止点(BDC))的时间之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC上移并且通过排气门130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆中排出。
进气门122可由进气凸轮轴140控制，而排气门130可由排气凸轮轴 142控制。在各种实施方案中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140) 可以控制气缸118的多个进气门(包括进气门122)和/或可以控制多组气缸(包括气缸118)的进气门(包括进气门122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制气缸118的多个排气门和/或可以控制多组气缸(包括气缸118)的排气门(包括排气门130)。虽然已经示出且讨论了基于凸轮轴的气门致动，但是可以实施无凸轮气门致动器。虽然示出了单独的进气凸轮轴和排气凸轮轴，但是可以使用具有用于进气门和排气门这两者的凸角的一个凸轮轴。
气缸致动器模块120可以通过禁止打开进气门122和/或排气门130将气缸118停用。可以由进气凸轮相位器148改变进气门122相对于活塞TDC 的打开时间。可以由排气凸轮相位器150改变排气门130相对于活塞TDC 的打开时间。相位器致动器模块158可以基于ECM 114中的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在各种实施方案中，可以省略凸轮定相。可变气门升程(未示出)还可以受相位器致动器模块158控制。在各种其他实施方案中，进气门122和/或排气门130可以受除凸轮轴之外的致动器(诸如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等)控制。
发动机102可以包括向进气歧管110提供加压空气的零个、一个或一个以上增压装置。例如，图1示出了包括涡轮增压器涡轮160-1的涡轮增压器，所述涡轮增压器涡轮由流过排气系统134的排气驱动。增压器是另一种类型的增压装置。
涡轮增压器还包括涡轮增压器涡轮160-2，其由涡轮增压器涡轮160-1 驱动并且压缩通向节气门112中的空气。废气门162控制通过且绕过涡轮增压器涡轮160-1的排气流。废气门还可以称为(涡轮增压器)涡轮旁通阀。废气门162可允许排气绕过涡轮增压器涡轮160-1以减少由涡轮增压器提供的进气压缩。ECM 114可以经由废气门致动器模块164控制涡轮增压器。废气门致动器模块164可以通过控制废气门162的开度来调制涡轮增压器的增压。
冷却器(例如，增压空气冷却器或中间冷却器)可耗散压缩的空气充量中所含的一定热量，该热量可随着空气压缩而产生。虽然为了说明目的而单独示出，但是涡轮增压器涡轮160-1和涡轮增压器压缩机160-2可以彼此机械地联接，从而将进气放置成紧靠热排气。压缩的充气可以吸收排气系统134的部件中的热量。
发动机102可以包括排气再循环(EGR)阀170，其选择性地将排气重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可以从排气系统134中的涡轮增压器涡轮160-1上游接收排气。EGR阀170可以受EGR致动器模块172 控制。
可以使用曲轴位置传感器180来测量曲轴位置。可以基于使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来确定发动机转速。可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以位于发动机102内或其中有冷却剂循环的其他位置(诸如散热器(未示出))处。
可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实施方案中，可以测量发动机真空，其是周围空气压力与进气歧管110内的压力之间的差值。可以使用质量空气流量(MAF)传感器 186来测量流入进气歧管110中的空气的质量流量。在各种实施方案中， MAF传感器186可以位于也包括节气门112的壳体中。
可以使用一个或多个节气门位置传感器(TPS)190来测量节气门112 的位置。可以使用进气温度(IAT)传感器192来测量被吸入到发动机102 中的空气的温度。还可以实施一个或多个其他传感器193。其他传感器193 包括加速器踏板位置(APP)传感器、制动器踏板位置(BPP)传感器，可以包括离合器踏板位置(CPP)传感器(例如，在手动变速器的情况中)，并且可以包括一种或多种类型其他的传感器。APP传感器测量加速器踏板在车辆的乘客舱内的位置。BPP传感器测量制动器踏板在车辆的乘客舱内的位置。CPP传感器测量离合器踏板在车辆的乘客舱内的位置。其他传感器193还可以包括一个或多个加速度传感器，其测量车辆的纵向(例如，前/后)加速度和车辆的横向加速度。虽然加速计是加速度传感器的示例类型，但是也可以使用其他类型的加速度传感器。ECM 114可以使用传感器中的信号来为发动机102做出控制决策。
ECM 114可与变速器控制模块194通信以例如协调发动机操作与变速器195中的换挡。ECM 114可与混合动力控制模块196通信以例如协调发动机102和电动马达198的操作。虽然仅提供了一个电动马达的示例，但是也可以实施多个电动马达。电动马达198可为永磁电动马达或在自由旋转时基于反电动势(EMF)输出电压的另一种合适类型的电动马达，诸如直流(DC)电动马达或同步电动马达。在各种实施方案中，ECM 114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各种功能可以被集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个系统可被称为发动机致动器。每个发动机致动器具有相关致动器值。例如，节气门致动器模块116可以被称为发动机致动器，并且节气门开度面积可以被称为致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块116通过调整节气门112的叶片的角度来实现节气门开度面积。
火花致动器模块126也可被称为发动机致动器，而对应的致动器值可为相对于气缸TDC的火花提前量。其他发动机致动器可以包括气缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、废气门致动器模块164以及EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器，致动器值可以分别对应于气缸启动/停用序列、燃料供给速率、进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门开度以及EGR阀开度。
ECM 114可控制致动器值以使发动机102基于扭矩请求而输出扭矩。 ECM 114可以例如基于诸如APP、BPP、CPP等一个或多个驾驶员输入和 /或一个或多个其他合适的驾驶员输入来确定扭矩请求。ECM 114可以例如使用将驾驶员输入与扭矩请求关联的一个或多个函数或查找表来确定扭矩请求。
在一些情况下，混合动力控制模块196控制电动马达198输出扭矩以例如补充发动机扭矩输出。当发动机102关闭时，混合动力控制模块196 还可以控制电动马达198以输出用于车辆推进的扭矩。
混合动力控制模块196将来自能量存储装置(ESD)199的电力施加到电动马达198以使得电动马达198输出正扭矩。ESD 199可以包括例如一个或多个电池和/或电池组。ESD199可专用于往返于电动马达198的功率流，并且一个或多个其他电池或能量存储装置可为其他车辆功能供电。
电动马达198可将扭矩输出到例如变速器195的输入轴或变速器195 的输出轴。离合器200接合以将电动马达198联接到变速器195并且脱离以将电动马达198与变速器195分离。一个或多个齿轮传动装置可以被实施在离合器200的输出与变速器195的输入之间，以在电动马达198的旋转与变速器195的输入的旋转之间提供预定比。
混合动力控制模块196还可选择性地将车辆的机械能转换为电能。更具体地，当电动马达198由变速器195驱动并且混合动力控制模块196没有从ESD 199向电动马达198供电时，电动马达198经由反电动势产生并输出功率。混合动力控制模块196可经由通过电动马达198输出的功率对 ESD 199进行充电。这可以被称为再生。
现在参考图2，提出了示例发动机控制系统的功能框图。ECM 114包括驾驶员扭矩模块204，其基于驾驶员输入212来确定驾驶员扭矩请求208。驾驶员输入212可以包括例如加速器踏板位置(APP)、制动器踏板(BPP) 和/或巡航控制输入。在各种实施方案中，巡航控制输入可以由自适应巡航控制系统提供，该自适应巡航控制系统试图保持车辆与车辆路径中的物体之间的至少预定距离。驾驶员扭矩模块204基于将驾驶员输入与驾驶员扭矩请求关联的一个或多个查找表来确定驾驶员扭矩请求208。可以分别使用一个或多个APP传感器和BPP传感器来测量APP和BPP。
驾驶员扭矩请求208是车轴扭矩请求。车轴扭矩(包括车轴扭矩请求) 是指车轮处的扭矩。如下面进一步讨论，推进扭矩(包括推进扭矩请求) 与车轴扭矩不同，因为推进扭矩可以指代变速器输入轴处的扭矩。
车轴扭矩仲裁模块216在驾驶员扭矩请求208与其他车轴扭矩请求 220之间做出仲裁。车轴扭矩(车轮处的扭矩)可以由包括发动机102和/ 或一个或多个电动马达(诸如电动马达198)的各种来源产生。其他车轴扭矩请求220的示例包括但不限于当检测到正车轮滑移时由牵引力控制系统请求的扭矩减小、用于抵消负车轮滑移的扭矩增加请求、用于减小车轴扭矩以确保车轴扭矩不会超过制动器在车辆停止时保持车辆的能力的制动管理请求，以及用于减小车轴扭矩以防止车辆超过预定速度的车辆超速扭矩请求。车轴扭矩仲裁模块216基于接收到的车轴扭矩请求208和220 之间的仲裁结果来输出一个或多个车轴扭矩请求224。
混合动力模块228可确定发动机102应当产生多少的一个或多个轴扭矩请求224以及电动马达198应当产生多少的一个或多个车轴扭矩请求 224。为了简化，将继续电动马达198的示例，但是可以使用多个电动马达。混合动力模块228将一个或多个发动机扭矩请求232输出到推进扭矩仲裁模块236。发动机扭矩请求232指示发动机102的请求扭矩输出。
混合动力模块228还向混合动力控制模块196输出马达扭矩请求234。马达扭矩请求234指示电动马达198的请求扭矩输出(正或负)。在发动机102被省略或未连接到车辆的输出推进扭矩的车辆中，车轴扭矩仲裁模块216可以输出一个车轴扭矩请求，并且马达扭矩请求234可以等于该车轴扭矩请求。
推进扭矩仲裁模块236将发动机扭矩请求232从车轴扭矩域(车轮处的扭矩)转换为推进扭矩域(例如，变速器的输入轴处的扭矩)。推进扭矩仲裁模块236利用其他推进扭矩请求240来仲裁转换的扭矩请求。其他推进扭矩请求240的示例包括但不限于对发动机超速保护所请求的扭矩减小和对防止失速所请求的扭矩增加。由于仲裁，推进扭矩仲裁模块236可以输出一个或多个推进扭矩请求244。
致动器控制模块248基于推进扭矩请求244来控制发动机102的致动器252。例如，基于推进扭矩请求244，致动器控制模块248可以控制节气门112的开度、由火花塞提供的火花的正时、由燃料喷射器喷射的燃料的正时和量、气缸致动/停用、进气门和排气门定相、一个或多个增压装置 (例如，涡轮增压器、增压器等)的输出、EGR阀170的开度，和/或一个或多个其他发动机致动器。在各种实施方案中，推进扭矩请求244可以在由致动器控制模块248使用之前进行调整或修改，以诸如形成扭矩储备。
混合动力控制模块196基于电动马达扭矩请求234来控制逆变器模块 256的切换。逆变器模块256的切换控制从ESD 199到电动马达198的功率流。因而，逆变器模块256的切换控制电动马达198的扭矩。逆变器模块256还转换由电动马达198产生的功率，并且向ESD199输出功率，以例如对ESD 199充电。
逆变器模块256包括多个开关。开关被切换以将来自ESD 199的DC 电转换为交流(AC)电，并且将AC电流施加到电动马达198以驱动电动马达198。例如，逆变器模块256可以将来自ESD 199的DC电转换为三相AC电并且将该三相AC电施加到电动马达198的(例如，a、b和c或 u、v和w)定子绕组。经由通过定子绕组的电流产生的磁通量驱动电动马达198的转子。转子连接到电动马达198的输出轴并且驱动电动马达的输出轴的旋转。
在各种实施方案中，一个或多个滤波器可电连接在逆变器模块256与 ESD 199之间。例如，可实施一个或多个滤波器以对往返于ESD 199的功率流进行滤波。作为示例，包括一个或多个电容器和电阻器的滤波器可与逆变器模块256和ESD 199并联电连接。
图3包括具有逆变器模块256的示例性实施方案的示意图。高(正) 侧304和低(负)308分别连接到ESD 199的正端子和负端子。逆变器模块256也连接在高侧304与低侧308之间。
逆变器模块256包括三个支路，电动马达198的每个相连接一个支路。第一支路312包括第一开关316和第二开关320。开关316和320各自包括第一端子、第二端子和控制端子。开关316和320中的每一个可为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、场效应晶体管(FET)(诸如金属氧化物半导体 FET(MOSFET))或另一种合适类型的开关。在IGBT和FET的示例中，控制端子被称为栅极。
第一开关316的第一端子连接到高侧304。第一开关316的第二端子连接到第二开关320的第一端子。第二开关320的第二端子可连接到低侧 308。连接到第一开关316的第二端子和第二开关320的第一端子的节点连接到电动马达198的第一相(例如，a)。
第一支路312还包括分别与开关316和320反向并联连接的第一个二极管324和第二个二极管328。换言之，第一个二极管324的阳极连接到第一开关316的第二端子，并且第一个二极管324的阴极连接到第一开关 316的第一端子。第二个二极管328的阳极连接到第二开关320的第二端子，并且第二个二极管328的阴极连接到第二开关320的第一端子。当开关316和320关断(并且断开)时，在电动马达198的输出电压大于ESD 199的电压的情况下，由电动马达198产生的功率通过二极管324和328 传递。这对ESD 199进行充电。二极管324和328形成三相整流器的一个相。
逆变器模块256还包括第二支路332和第三支路336。第二支路332 和第三支路336(在电路方面)可与第一支路312类似或相同。换言之，第二支路332和第三支路336各自可以包括如开关316和320以及二极管 324和328等相应开关和二极管，它们以与第一支路312相同的方式连接。例如，第二支路332包括开关340和344以及反向并联二极管348和352。连接到开关340的第二端子和开关344的第一端子的节点连接到电动马达198的第二定子绕组(例如，b)。第三支路336包括开关356和360以及反向并联二极管364和368。连接到开关356的第二端子和开关360的第一端子的节点连接到电动马达198的第三定子绕组(例如，c)。
图4是包括混合动力控制模块196的示例实施方案的功能框图。开关控制模块404使用脉宽调制(PWM)信号来控制开关316和320的切换。例如，开关控制模块404可将PWM信号施加到开关316、320、340、344、 356和360的控制端子。在导通时，功率从ESD 199流向电动马达198以驱动电动马达198。
例如，当从ESD 199向电动马达198供电时，开关控制模块404可将大体上互补的PWM信号施加到开关316和320的控制端子。换言之，被施加到第一开关316的控制端子的PWM信号的极性与被施加到第二开关 320的控制端子的PWM信号的极性相反。然而，当开关316和320中的一个的导通与开关316和320中的另一个的关断重叠时，可能有短路电流在流动。因而，开关控制模块404可产生PWM信号以在使开关316和320 中的任一个导通之前的空载周期(Tdead)期间关断开关316和320两者。考虑到这一点，大体上互补可能意味着当功率输出到电动马达198时，两个信号在它们的大部分时间段内具有相反极性。然而，大约在过渡时，两个PWM信号在一定的重叠空载时间段内可具有相同极性(关断)。
被提供给第二支路332和第三支路336的开关的PWM信号也可每条支路大体上互补。被提供给第二支路332和和第三支路336的PWM信号可彼此相移，并且可从被提供给第一支路312的开关316和320的PWM 信号相移。例如，每个支路的PWM信号可彼此相移120°(360°/3支路＝每支路120°偏移)。因而，通过电动马达198的定子绕组(相)的电流彼此相移120°。
电流命令模块408基于电动马达扭矩请求234、电动马达198的(机械)转子速度432以及DC总线电压410来确定用于电动马达198的d轴电流命令(Id命令)和q轴电流命令(Iq命令)。电流命令模块408可以例如使用将DC总线电压、速度和马达扭矩请求与d轴电流和q轴电流命令相关的一个或多个等式和/或查找表来确定d轴电流命令和q轴电流命令。
电压传感器411测量ESD 199与逆变器模块256之间(例如，高侧304 与低侧308之间)的DC总线电压410。d轴电流命令和q轴电流命令共同以412示出。场绕组在DC场方向上的轴称为转子直轴或d轴。d轴后90 度的轴称为正交轴或q轴。
转子速度432是电动马达198的转子的(机械)转速。例如，可以使用转子速度传感器436来测量转子速度432。在各种实施方案中，转子速度432可以由转子速度模块基于一个或多个其他参数来确定，例如转子位置随时间的变化，其中位置是基于电动马达198的相电流440(例如，Ia、 Ib、Ic)来确定。电流传感器442可以测量诸如逆变器模块256的相应支路中的相电流440。在各种实施方案中，可以估计一个或多个相电流440。
限速模块452对d轴电流命令和q轴电流命令变化进行限速。换句话说，限速模块452可以在每个控制循环期间将d轴电流命令朝向d轴电流命令的当前值调整达预定量。限速模块452可以在每个控制循环期间将q 轴电流命令朝向q轴电流命令的当前值调整达预定量。限速模块452输出由限速产生的限速d轴和q轴电流命令。限速d轴和q轴电流命令由454 共同示出。
电压命令模块456基于限速d轴电流命令和限速q轴电流命令、电动马达198的d轴电流和电动马达198的q轴电流来确定施加到电动马达198 的各相的电压的电压命令。d轴电流和q轴电流共同以460示出。电压命令模块456可以使用将d和q轴电流命令以及d和q轴电流与电压命令关联的一个或多个等式和/或查找表来确定电压命令460。在各种实施方案中，电压命令模块456可以使用闭环控制来产生电压命令460，以分别将d轴和q轴电流444朝向限速d轴电流命令和限速q轴电流命令454调整，或者调整到它们。参考系(FOR)模块448可以通过应用Clarke变换和Park 变换来将相电流440变换为d和q轴电流444。
开关控制模块404基于相的相应电压命令来确定要施加于电动马达 198的相的PWM信号的最终占空比。例如，开关控制模块404可以使用将电压命令与PWM占空比相关的一个或多个等式或查找表来确定初始占空比命令。如下面进一步讨论的，开关控制模块404分别基于相的初始占空比命令和相应的相电流来确定要施加于相的PWM信号的最终占空比命令。
当相的初始占空比命令在0％占空比的预定量内并且该相的电流为正时，开关控制模块404基于预定最小周期(T Min)520来选择性地设定相的最终占空比命令。当相的初始占空比命令在100％占空比的预定量内并且该相的电流为负时，开关控制模块404基于预定最小周期(T Min)520 来选择性地设定相的最终占空比命令。
这改善了逆变器模块256的输出电压的线性度，减小了电动马达198 的电流和扭矩脉动，并且可以降低发生过电流事件的可能性。预定最小周期520是可校准的并且被设定为用于连续地向开关的控制端子供电的最小周期以确保开关响应于供电而接通。如果在移除电源之前将电源施加到开关小于预定最小周期520，则在从开关移除电源之前，开关可以或可以不达到导通(闭合)状态。
图5包括开关控制模块404的示例性实施方案的功能框图。初始占空比(DC)模块504分别基于相的电压命令来确定电动马达198的相的初始占空比命令(PWM信号)。例如，开关控制模块404可以使用将电压命令与初始占空比命令相关的一个或多个等式或查找表来确定初始占空比命令。第一相(A)的初始占空比命令由图5中的508示出。
最终占空比模块512分别基于相的初始占空比命令、分别基于相电流、预定开关周期516(Ts)、预定最小周期(Tmin)520和预定空载周期(Tdead) 524来确定电动马达198的相(用于PWM信号)的最终占空比命令。预定开关周期516对应于逆变器模块256的固定预定切换频率的一个周期。在预定开关周期期间开关导通的周期对应于施加到开关的占空比(百分比) 乘以预定开关周期516。第一相(A)的最终占空比命令由图5中的528 示出。预定最小周期520和预定空载周期524小于预定开关周期516。预定最小周期520可以近似等于预定空载周期524。
驱动器模块532分别基于相的最终占空比命令来向逆变器模块256的开关供电。更具体地，驱动器模块532根据该相的最终占空比命令来向相的高侧开关供电。驱动器模块532通常向该相的低侧开关供电，所述低侧开关通常与该相的高侧开关互补。
例如，驱动器模块532将具有第一状态的信号施加到第一相的第一开关316的控制端子持续与第一相的最终占空比命令528相对应的预定开关周期516的第一周期。驱动器模块532控制将具有第二状态的信号施加到第一相的第二开关320的控制端子持续预定开关周期516的第一周期。驱动器模块532将具有第二状态的信号施加到第一相的第一开关316的控制端子持续预定开关周期516的第二周期。驱动器模块532将具有第一状态的信号施加到第二开关320的控制端子持续预定开关周期516的第二周期。如上面所讨论的，在接通相的开关316和320中的任一者之前，驱动器模块532可以将该相的开关控制为断开持续预定空载周期(T dead)524。
图6A至6B包括产生相的最终占空比命令(诸如最终占空比命令528) 并基于相的最终占空比命令来控制相的开关的示例性方法。控制开始于 604，其中初始占空比模块504确定第一相的初始占空比命令508。初始占空比命令模块504基于电压命令460来确定初始占空比命令508。在608 处，最终占空比模块512确定第一相的电流(Ia)是否大于零(即，正)。如果608为假，则控制转移到图6B的650。如果608为真，则控制继续进行到612。
在612处(当第一相的电流为正，大于0时)，最终占空比模块512 确定初始占空比命令508是否大于：
Figure BDA0002090771320000201
其中Ts是预定开关周期516，Tdead是预定空载周期524，而Tmin是预定最小周期520。如果612为真，则控制继续进行到616。如果612为假，则控制转移到628，这将在下面进一步讨论。
在616处，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否大于：
Figure BDA0002090771320000202
其中Ts是预定开关周期516，Tdead是预定空载周期524，而Tmin是预定最小周期520。如果616为真，则最终占空比模块512在620处将第一相的最终占空比命令528设定为等于1.0，并且控制继续到700，这将在下面进一步讨论。如果616为假，则在624处，最终占空比模块512将最终占空比命令528设定为等于：
Figure BDA0002090771320000211
其中Ts是预定开关周期516，Tdead是预定空载周期524，而Tmin是预定最小周期520。然后控制继续到700，这将在下面进一步讨论。
在628处，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否小于：
Figure BDA0002090771320000212
其中Ts是预定开关周期516，而Tdead是预定空载周期524。如果628为假，则最终占空比模块512在632处将第一相的最终占空比命令528设定为等于第一相的初始占空比命令508，并且控制继续进行到700，这将在下面进一步讨论。如果628为真，则控制转移到636。
在636处，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否小于：
Figure BDA0002090771320000213
其中Ts是预定开关周期516，而Tdead是预定空载周期524。如果636为真，则最终占空比模块512在640处将第一相的最终占空比命令528设定为等于零，并且控制继续到700，这将在下面进一步讨论。如果636为假，则在644处，最终占空比模块512将最终占空比命令528设定为等于：
Figure BDA0002090771320000214
其中Ts是预定开关周期516，而Tdead是预定空载周期524。然后控制继续到700，这将在下面进一步讨论。
现在参考图6B，在650处(当第一相的电流为负，小于0时)，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否大于：
Figure BDA0002090771320000215
其中Ts是预定开关周期516，而Tdead是预定空载周期524。如果650为真，则控制继续进行到654。如果650为假，则控制转移到666，这将在下面进一步讨论。
在654处，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否大于：
Figure BDA0002090771320000221
其中Ts是预定开关周期516，而Tdead是预定空载周期524。如果654为真，则最终占空比模块512在658处将第一相的最终占空比命令528设定为等于一(1.0)，并且控制继续到700，这将在下面进一步讨论。如果654 为假，则在662处，最终占空比模块512将最终占空比命令528设定为等于：
Figure BDA0002090771320000222
其中Ts是预定开关周期516，而Tdead是预定空载周期524。然后控制继续到700，这将在下面进一步讨论。
在666处，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否小于：
Figure BDA0002090771320000223
其中Ts是预定开关周期516，Tmin是预定最小周期520，而Tdead是预定空载周期524。如果666为假，则最终占空比模块512在670处将第一相的最终占空比命令528设定为等于初始占空比命令508，并且控制继续进行到700，这将在下面进一步讨论。如果666为真，则控制转移到674。
在674处，最终占空比模块512确定初始占空比命令508是否小于：
Figure BDA0002090771320000224
其中Ts是预定开关周期516，Tmin是预定最小周期520，而Tdead是预定空载周期524。如果674为真，则最终占空比模块512在678处将第一相的最终占空比命令528设定为等于零(0.0)，并且控制继续到700，这将在下面进一步讨论。如果674为假，则在682处，最终占空比模块512将第一相的最终占空比命令528设定为等于：
Figure BDA0002090771320000231
其中Ts是预定开关周期516，Tdead是预定空载周期524，而Tmin是预定最小周期520。然后控制继续进行到700(图6A)。
在700处(图6A)，驱动器模块532基于第一相的最终占空比命令528 来控制第一相的开关的切换。例如，当最终占空比命令528为零(0.0)时，驱动器模块532可以在整个预定开关周期Ts 516中保持第一开关316连续断开。当最终占空比命令528为一(1.0)时，驱动器模块532可以在整个预定开关周期Ts 516中保持第一开关316闭合。当最终占空比命令528是介于0.0至1.0之间的值时，驱动器模块532保持第一开关316连续闭合持续与最终占空比命令528相对应的预定开关周期Ts 516的百分比(最终占空比命令*100＝百分比)。驱动器模块532通常与第一开关316互补地控制第二开关320。
对于下一个预定开关周期Ts 516，控制返回到604。虽然为简单起见在图6A至6B的示例中讨论了第一相，但是对于每个其他相可以同时执行图6A至6B。
以上描述的本质仅仅是说明性的并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。本发明的广泛教导可以通过各种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定示例，但是本发明的真实范围不应当局限于此，因为当研究图式、说明书和以下权利要求书之后将明白其他修改。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以不同顺序(或同时)执行且不更改本发明的原理。另外，虽然每个实施例在上文被描述为具有某些特征，但是关于本发明的任何实施例描述的任何一个或多个这样的特征均可在任何其他实施例的特征中和/或结合任何其他实施例的特征来实施，即便该组合没有明确描述。换言之，所描述实施例并不相互排斥，且一个或多个实施例彼此的置换保留在本发明的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系是使用各种术语来描述，该术语包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“紧靠”、“在……顶部上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间(空间上或功能上)存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被理解为意味着使用非排他性逻辑OR的逻辑(A OR B OR C)，且不应被理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在图式中，如由箭头部指示的箭头的方向总体上表明对图示感兴趣的信息(诸如数据或指令)流。例如，当元件A和元件B交换多种信息但从元件A传输到元件B的信息与图示有关时，箭头可从元件A指向元件B。此单向箭头并未暗示没有其他信息从元件B传输到元件A。另外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或信息的接收确认。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”来代替。术语“模块”可指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能性的其他合适的硬件部件；或某些或所有上述的组合，诸如在片上系统中。
该模块可以包括一个或多个接口电路。在某些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本发明的任何给定模块的功能性可分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在进一步示例中，服务器 (又称为远程或云服务器)模块可完成代表客户端模块的某些功能性。
如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的某些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的某些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的某些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的某些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖(诸如在载波上)传播通过介质的暂时性电或电磁信号；术语计算机可读介质可以因此被视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(诸如 CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备和方法可部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、背景服务、背景应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)待剖析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)、 (ii)汇编代码、(iii)由编译器从源代码产生的目标代码、(iv)由解译器执行的源代码、(v)由即时编译器编译并执行的源代码，等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括以下项的语言的语法写入：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、
Figure BDA0002090771320000251
Fortran、Perl、 Pascal、Curl、OCaml、
Figure BDA0002090771320000252
HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、 Smalltalk、Erlang、Ruby、
Figure BDA0002090771320000261
Visual
Figure BDA0002090771320000262
Lua、MATLAB、SIMULINK 和
Figure BDA0002090771320000263

Claims (10)

1.一种车辆的电动马达控制系统，其包括：
电流命令模块，其被配置为基于对车辆的电动马达的电动马达扭矩请求来产生用于所述电动马达的d轴电流命令和用于所述电动马达的q轴电流命令；
电压命令模块，其被配置为基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令来产生电压命令；
开关控制模块，其被配置为：
基于所述d轴电流命令和所述q轴电流命令，确定用于所述电动马达的相的第一占空比命令；
直接基于所述第一占空比命令、将逆变器模块的开关从断开转变到导通的预定最小周期、预定开关周期、当两个开关在其中一个开关接通之前断开时的预定空载时间以及所述相的电流是为正还是为负来产生第二占空比命令，
其中所述开关连接在能量存储装置与所述电动马达的所述相之间；以及
基于所述第二占空比命令，控制所述逆变器模块开关的切换并控制从所述能量存储装置到所述电动马达的所述相的功率施加。
2.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令大于
Figure FDA0003863886580000011
但小于
Figure FDA0003863886580000012
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure FDA0003863886580000013
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
3.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令大于
Figure FDA0003863886580000021
和
Figure FDA0003863886580000022
两者时，
基于100％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
4.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure FDA0003863886580000023
但大于
Figure FDA0003863886580000024
时，
将所述第二占空比命令设定为等于所述第一占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
5.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure FDA0003863886580000025
和
Figure FDA0003863886580000026
时，
基于0％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
6.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为正并且所述第一占空比命令小于
Figure FDA0003863886580000027
和
Figure FDA0003863886580000028
但大于
Figure FDA0003863886580000029
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure FDA00038638865800000210
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
7.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令大于
Figure FDA0003863886580000031
但小于
Figure FDA0003863886580000032
时，
基于以下项来设定所述第二占空比命令
Figure FDA0003863886580000033
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
8.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令大于
Figure FDA0003863886580000034
和
Figure FDA0003863886580000035
两者时，
基于100％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
9.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure FDA0003863886580000036
但大于
Figure FDA0003863886580000037
时，
将所述第二占空比命令设定为等于所述第一占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
10.根据权利要求1所述的电动马达控制系统，其中所述开关控制模块被配置为当所述相的电流为负并且所述第一占空比命令小于
Figure FDA0003863886580000038
和
Figure FDA0003863886580000039
时，
基于0％占空比来设定所述第二占空比命令，
其中Ts是所述预定开关周期，Tmin是将所述开关从断开切换到导通的所述预定最小周期，而Tdead是所述预定空载时间。
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