CN112666456B - 一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车 - Google Patents

一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车。该相电流传感器零点校准方法包括:获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出。本发明的方案避免了车辆行驶一段时间后,切换至N挡,将车辆在举升机上举起驱动轮会前后转动和现有技术零点校准方法上午计算复杂性的问题,提升车辆的控制性能和在恶劣工况下的电机控制精度,从而改善车辆的舒适性,提升用户体验。

Description

一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车
技术领域
本发明涉及零点校准方法,特别涉及一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车。
背景技术
车辆电机控制器在整车上电时会对相电流传感器零点进行一次校准,行驶一段时间后电机控制器的温度升高,电流采样电路温漂的存在,此时电流传感器的零点较上电时发生变化,电流采样产生误差。车辆行驶一段时间后,切换至N挡(不重新上电),将车辆在举升机上举起,发现驱动轮会前后转动;且现有技术基本是采用频域分析的方法,由于计算量巨大对处理器有很高的要求很少能得到实际应用。
发明内容
本发明实施例提供一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车,以解决汽车N挡时车辆驱动轮前后转动和零点校准计算复杂性的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明实施例提供了一种相电流传感器零点校准方法,包括:
获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;
根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出。
可选的,获取电机控制信号,包括:
获取每一个开关周期中所述电机三相电流信号的平均值以及在第一采集周期中的电机转速信号和第二采集周期中的电机转矩指令信号,所述第一采集周期和所述第二采集周期均小于或者等于10ms。
可选的,根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出,包括:
在所述电机三相电流信号的每一相电流的累加个数大于第一预设值,且所述电机转矩指令信号的最大值与所述电机转矩指令信号的最小值的差值小于电机转矩指令设定阈值,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,获取相电流传感器零点并输出。
可选的,本发明实施例提供的相电流传感器零点校准方法,还包括:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值为当前U相电流采样值、V相电流累加值为当前V相电流采样值以及W相电流累加值为当前W相电流采样值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值为当前U相电流采样值与第一个周期的U相电流累加值的和、V相电流累加值为当前V相电流采样值与第一个周期的V相电流累加值的和以及W相电流累加值为当前W相电流采样值与第一个周期的W相电流累加值的和。
可选的,本发明实施例提供的相电流传感器零点校准方法,还包括:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值和最小值均为当前电机转速信号值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值为第一个周期内的最大的电机转速信号值;电机转速信号最小值为第一个周期内的最小的电机转速信号值。
可选的,本发明实施例提供的相电流传感器零点校准方法,还包括:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号的最大值和最小值均为当前电机转矩指令信号值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号的最大值为第一个周期内的最大的电机转矩指令信号值;电机转矩指令信号最小值为第一个周期内的最小的电机转矩指令信号值。
可选的,本发明实施例提供的相电流传感器零点校准方法,还包括:
所述累加个数与电机控制周期的乘积为电机电角度转过360°所需时间的第一整数倍,所述第一整数至少为2。
可选的,获取相电流传感器零点并输出,包括:
获取电机三相电流中的U相电流传感器零点值,并输出,所述U相电流传感器零点值为U相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的V相电流传感器零点值,并输出,所述V相电流传感器零点值为V相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的W相电流传感器零点值,并输出,所述W相电流传感器零点值为W相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比。
本发明实施例还提供一种相电流传感器零点校准装置,包括:
获取模块,用于获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;
处理模块,用于根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出。
本发明实施例还提供一种汽车,包括如上所述的相电流传感器零点校准装置。
本发明的有益效果是:
本发明实施例提供的相电流传感器零点校准方法适合用于汽车驱动电机控制相电流传感器零点的在线校准,不需增加任何硬件成本;提高了恶劣工况下的电机控制精度,从而改善车辆的舒适性,提升用户体验;提升控制性能,降低车辆能耗(特别是N挡时),从而提升车辆续驶里程。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的相电流传感器零点校准方法的流程示意图;
图2表示本发明实施例提供的相电流传感器零点校准装置的模块示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明针对汽车N挡时车辆驱动轮前后转动和零点校准计算复杂性的问题,提供一种相电流传感器零点校准方法、装置和汽车。
如图1所示,本发明一实施例的相电流传感器零点校准方法,包括:
步骤100,获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;
步骤200,根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出。
可选的,本发明实施例步骤100,可以包括:
获取每一个开关周期中所述电机三相电流信号的平均值以及在第一采集周期中的电机转速信号和第二采集周期中的电机转矩指令信号,所述第一采集周期和所述第二采集周期均小于或者等于10ms。
需要说明的是,电机通过采集每一个开关周期中的三相电流信号的平均值以及在第一采集周期中的电机转速信号和第二采集周期中的电机转矩指令信号,并对这些信号进行记录和数据处理,通过处理后的数据判断是否满足输出数据的更新条件,即获取相电流传感器零点并输出的条件。
可选的,本发明实施例中的步骤200,可以包括:
步骤201,在所述电机三相电流信号的每一相电流的累加个数大于第一预设值,且所述电机转矩指令信号的最大值与所述电机转矩指令信号的最小值的差值小于电机转矩指令设定阈值,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,获取相电流传感器零点并输出。
需要说明的是,获取相电流传感器零点并输出的条件为:在所述电机三相电流信号的每一相电流的累加个数大于第一预设值,这里的第一预设值为一个设定值,如100等;且所述电机转矩指令信号的最大值Tcmd_max与所述电机转矩指令信号的最小值Tcmd_min的差值小于电机转矩指令设定阈值ΔTcmd,即Tcmd_max-Tcmd_min<ΔTcmd;且所述电机转速信号的最大值nnax与所述电机转速信号的最小值nmin的差值小于电机转速设定阈值Δn,即nnax-nmin<Δn;当上述三个条件同时成立且满足时,获取相电流传感器零点并输出。
需要说明的是,所述电机转速信号的最大值nnax与所述电机转速信号的最小值nmin的差值小于电机转速设定阈值Δn,即nnax-nmin<Δn成立且满足时,电机三相电流信号的电流累加清零指令有效。
本发明实施例在电机三相电流信号的电流累加清零指令有效时,电机三相电流信号进行处理,具体地,在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值iU_sum为当前U相电流采样值iU,即iU_sum=iU;V相电流累加值iV_sum为当前V相电流采样值iV,即iV_sum=iV以及W相电流累加值iW_sum为当前W相电流采样值iW,即iW_sum=iW
具体地,在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值iU_sum为当前U相电流采样值iU与第一个周期的U相电流累加值iU_ sum1的和,即iU_sum=iU_sum1+iU、V相电流累加值iV_sum为当前V相电流采样值iV与第一个周期的V相电流累加值iV_sum1的和,即iV_sum=iV_sum1+iV;以及W相电流累加值iW_sum为当前W相电流采样值iW与第一个周期的W相电流累加值iW_sum1的和,即iW_sum=iW_sum1+iW
本发明实施例在电机三相电流信号的电流累加清零指令有效时,电机转速信号进行处理,具体地,在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值nmax和最小值nmin均为当前电机转速信号值nnow
具体地,在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值nmax为第一个周期内的最大的电机转速信号值,即电机重新计算第一个周期内的最大的电机转速信号值nmax,公式为nmax=max(nmax,nnow),所述电机转速信号最小值nmin为第一个周期内的最小的电机转速信号值,即电机重新计算第一个周期内的最小的电机转速信号值nmin,公式为nmin=min(nmin,nnow)。
本发明实施例在电机三相电流信号的电流累加清零指令有效时,电机转矩指令信号进行处理,具体地,在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号的最大值Tcmd_max和最小值Tcmd_min均为当前电机转矩指令信号值Tcmd_now
具体地,在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号最大值Tcmd_max为第一个周期内的最大的电机转矩指令信号值,即电机重新计算第一个周期内的最大的电机转矩指令信号值Tcmd_max,公式为Tcmd_max=max(Tcmd_max,Tcmd_now),所述电机转矩指令信号最小值Tcmd_min为第一个周期内的最小的电机转矩指令信号值,即电机重新计算第一个周期内的最小的电机转矩指令信号值Tcmd_min,公式为Tcmd_min=min(Tcmd_min,Tcmd_now)。
可选的,本发明实施例中所述累加个数与电机控制周期的乘积为电机电角度转过360°所需时间的第一整数倍,所述第一整数至少为2。
需要说明的是,累加个数m与电机控制周期Ts的乘积为m*Ts,所述第一整数可以预设为x,(x≥2,为整数),即m*Ts为电机电角度转过360度所需时间的x倍(x≥2,为整数)。
可选的,本发明实施例中的步骤200,可以包括:
步骤202,获取电机三相电流中的U相电流传感器零点值,并输出,所述U相电流传感器零点值为U相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
需要说明的是,所述U相电流传感器零点值为iU_offset,所述U相电流传感器零点值为U相电流累加值和电机控制周期Ts的乘积与所述第一整数x的比,公式表达为iU_offset=iU_sum*Ts/x。
获取电机三相电流中的V相电流传感器零点值,并输出,所述V相电流传感器零点值为V相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
需要说明的是,所述V相电流传感器零点值为iV_offset,所述V相电流传感器零点值为V相电流累加值和电机控制周期Ts的乘积与所述第一整数x的比,公式表达为iV_offset=iV_sum*Ts/x。
获取电机三相电流中的W相电流传感器零点值,并输出,所述W相电流传感器零点值为W相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比。
需要说明的是,所述W相电流传感器零点值为iW_offset,所述W相电流传感器零点值为W相电流累加值和电机控制周期Ts的乘积与所述第一整数x的比,公式表达为iW_offset=iW_sum*Ts/x。
本发明实施例通过电机控制相电流传感器零点的在线校准,不需增加任何硬件成本,提高了恶劣工况下的电机控制精度,从而改善车辆的舒适性,提升用户体验;提升控制性能,降低车辆能耗(特别是N挡时),从而提升车辆续驶里程。
如图2所示,本发明实施例还提供了一种相电流传感器零点校准装置,包括:
获取模块10,用于获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;
处理模块20,用于根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出。
可选的,所述获取模块10,包括:
获取每一个开关周期中所述电机三相电流信号的平均值以及在第一采集周期中的电机转速信号和第二采集周期中的电机转矩指令信号,所述第一采集周期和所述第二采集周期均小于或者等于10ms。
可选的,所述处理模块20,包括:
第一处理单元,用于在所述电机三相电流信号的每一相电流的累加个数大于第一预设值,且所述电机转矩指令信号的最大值与所述电机转矩指令信号的最小值的差值小于电机转矩指令设定阈值,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,获取相电流传感器零点并输出。
具体地,所述第一处理单元还用于:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值为当前U相电流采样值、V相电流累加值为当前V相电流采样值以及W相电流累加值为当前W相电流采样值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值为当前U相电流采样值与第一个周期的U相电流累加值的和、V相电流累加值为当前V相电流采样值与第一个周期的V相电流累加值的和以及W相电流累加值为当前W相电流采样值与第一个周期的W相电流累加值的和。
具体地,所述第一处理单元还用于:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值和最小值均为当前电机转速信号值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值为第一个周期内的最大的电机转速信号值;电机转速信号最小值为第一个周期内的最小的电机转速信号值。
具体地,所述第一处理单元还用于:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号的最大值和最小值均为当前电机转矩指令信号值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号最大值为第一个周期内的最大的电机转矩指令信号值;电机转矩指令信号最小值为第一个周期内的最小的电机转矩指令信号值。
具体地,本发明实施例中所述累加个数与电机控制周期的乘积为电机电角度转过360°所需时间的第一整数倍,所述第一整数至少为2。
可选的,所述第一处理单元,包括:
第一处理子单元,用于获取电机三相电流中的U相电流传感器零点值,并输出,所述U相电流传感器零点值为U相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的V相电流传感器零点值,并输出,所述V相电流传感器零点值为V相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的W相电流传感器零点值,并输出,所述W相电流传感器零点值为W相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比。
需要说明的是,该装置的实施例是与上述方法的实施例相对应的装置,上述方法的实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中,也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供一种汽车,包括如上所述的相电流传感器零点校准装置。
综上所述,本发明实施例中,通过电机控制相电流传感器零点的在线校准,提升控制性能,降低车辆能耗(特别是N挡时),从而提升车辆续驶里程;且本发明实施例不用计算大量数据,降低了相电流传感器零点的校准复杂性,适用范围更加广泛。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种相电流传感器零点校准方法,其特征在于,包括:
获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;
根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出;
所述根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出,包括:
在所述电机三相电流信号的每一相电流的累加个数大于第一预设值,且所述电机转矩指令信号的最大值与所述电机转矩指令信号的最小值的差值小于电机转矩指令设定阈值,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,获取相电流传感器零点并输出;
所述累加个数与电机控制周期的乘积为电机电角度转过360°所需时间的第一整数倍,所述第一整数至少为2;
所述获取相电流传感器零点并输出,包括:
获取电机三相电流中的U相电流传感器零点值,并输出,所述U相电流传感器零点值为U相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的V相电流传感器零点值,并输出,所述V相电流传感器零点值为V相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的W相电流传感器零点值,并输出,所述W相电流传感器零点值为W相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比。
2.根据权利要求1所述的相电流传感器零点校准方法,其特征在于,获取电机控制信号,包括:
获取每一个开关周期中所述电机三相电流信号的平均值以及在第一采集周期中的电机转速信号和第二采集周期中的电机转矩指令信号,所述第一采集周期和所述第二采集周期均小于或者等于10ms。
3.根据权利要求1所述的相电流传感器零点校准方法,其特征在于,还包括:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值为当前U相电流采样值、V相电流累加值为当前V相电流采样值以及W相电流累加值为当前W相电流采样值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机三相电流中的U相电流累加值为当前U相电流采样值与第一个周期的U相电流累加值的和、V相电流累加值为当前V相电流采样值与第一个周期的V相电流累加值的和以及W相电流累加值为当前W相电流采样值与第一个周期的W相电流累加值的和。
4.根据权利要求1所述的相电流传感器零点校准方法,其特征在于,还包括:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值和最小值均为当前电机转速信号值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转速信号的最大值为第一个周期内的最大的电机转速信号值;电机转速信号最小值为第一个周期内的最小的电机转速信号值。
5.根据权利要求1所述的相电流传感器零点校准方法,其特征在于,还包括:
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令有效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号的最大值和最小值均为当前电机转矩指令信号值;
在所述电机三相电流信号的电流累加清零指令无效,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,所述电机转矩指令信号的最大值为第一个周期内的最大的电机转矩指令信号值;电机转矩指令信号最小值为第一个周期内的最小的电机转矩指令信号值。
6.一种相电流传感器零点校准装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取电机控制信号,所述电机控制信号包括:电机三相电流信号、电机转速信号和电机转矩指令信号;
处理模块,用于根据电机控制信号,在相电流传感器零点校准的条件满足时,获取相电流传感器零点并输出;
所述处理模块,包括:
第一处理单元,用于在所述电机三相电流信号的每一相电流的累加个数大于第一预设值,且所述电机转矩指令信号的最大值与所述电机转矩指令信号的最小值的差值小于电机转矩指令设定阈值,且所述电机转速信号的最大值与所述电机转速信号的最小值的差值小于电机转速设定阈值时,获取相电流传感器零点并输出;
所述累加个数与电机控制周期的乘积为电机电角度转过360°所需时间的第一整数倍,所述第一整数至少为2;
所述第一处理单元,包括:
第一处理子单元,用于获取电机三相电流中的U相电流传感器零点值,并输出,所述U相电流传感器零点值为U相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的V相电流传感器零点值,并输出,所述V相电流传感器零点值为V相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比;
获取电机三相电流中的W相电流传感器零点值,并输出,所述W相电流传感器零点值为W相电流累加值和电机控制周期的乘积与所述第一整数的比。
7.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求6所述的相电流传感器零点校准装置。
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