CN113022325A - 电机扭矩控制系统 - Google Patents

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CN113022325A CN202011414394.7A CN202011414394A CN113022325A CN 113022325 A CN113022325 A CN 113022325A CN 202011414394 A CN202011414394 A CN 202011414394A CN 113022325 A CN113022325 A CN 113022325A
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徐炜
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Abstract

本公开提供了“电机扭矩控制系统”。一种车辆包括电池、电机、转子位置传感器、逆变器和控制器。所述电机被配置为推进所述车辆。所述电机具有定子和转子。所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间。所述逆变器被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率。所述逆变器被配置为向所述电机输送所述AC电功率。所述控制器被编程为调整所述转子位置传感器的偏移位置并基于所述转子位置传感器的所述偏移位置来控制所述电机的扭矩。

Description

电机扭矩控制系统
技术领域
本公开涉及混合动力/电动车辆和用于混合动力车辆的控制系统。
背景技术
混合动力/电动车辆可以具有被配置为推进车辆的电机。
发明内容
一种车辆包括电池、电机、转子位置传感器、逆变器和控制器。所述电机被配置为推进所述车辆。所述电机具有定子和转子。所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间。所述逆变器被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率。所述逆变器被配置为向所述电机输送所述AC电功率。所述逆变器还被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率。所述逆变器还被配置为向所述电池输送所述DC电功率。所述控制器被编程为从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；基于所述转子的转速和经由所述逆变器从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；以及响应于所述测量扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动。
一种车辆包括电池、电机、转子位置传感器、逆变器和控制器。所述电机被配置为推进所述车辆。所述电机具有定子和转子。所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间。所述逆变器被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率。所述逆变器被配置为向所述电机输送所述AC电功率。所述逆变器还被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率。所述逆变器还被配置为向所述电池输送所述DC电功率。所述控制器被编程为从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；基于所述转子的转速和经由所述逆变器从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；以及响应于所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
一种车辆包括电池、电机、转子位置传感器、逆变器和控制器。所述电机被配置为推进所述车辆。所述电机具有定子和转子。所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间。所述逆变器被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率。所述逆变器被配置为向所述电机输送所述AC电功率。所述逆变器还被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率。所述逆变器还被配置为向所述电池输送所述DC电功率。所述控制器被编程为从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动；基于所述转子的转速和经由所述逆变器电路从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第一阈值并且在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第二阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动；以及响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
附图说明
图1是混合动力电动车辆的示例性动力传动系统的示意图；
图2是示出耦合到DC电源和电机的逆变器的功率控制器的电路图；
图3是示出用于校正电机的转子位置传感器的偏移误差的前馈控制方法的流程图；以及
图4A和图4B是示出用于校正电机的转子位置传感器的偏移误差的前馈控制算法的流程图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例可采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而仅应解释为教导本领域技术人员以不同方式采用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任何一个来示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中所示出的特征相组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式来说可能是期望的。
参考图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了部件之间的代表性关系。部件在车辆内的实体布局和取向可变化。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动变速器16的发动机14，所述变速器可被称为模块化混合动力变速器(MHT)。如下文将进一步详细描述的，变速器16包括电机(诸如电动马达/发电机(M/G)18)、相关联的牵引电池20、变矩器22以及多级传动比自动变速器或齿轮箱24。M/G 18可以包括转子17和定子19。为了控制M/G 18的转速、扭矩和/或功率，转子位置传感器21(诸如旋转变压器)可以被配置为将转子17相对于定子19的位置传送(即，发送和接收信号)到控制器(例如，下文描述的控制器50)。转子位置传感器21可以直接固定到转子17或固定到与转子17连接的轴，所述轴被配置为将M/G 18的动力和扭矩传递到动力传动系统12内的其他部件(例如，参见下文的M/G轴30)。
发动机14和M/G 18都是HEV 10的驱动源。发动机14通常表示动力源，所述动力源可包括内燃发动机(诸如汽油、柴油或天然气动力发动机)或燃料电池。当发动机14与M/G18之间的分离离合器26至少部分地接合时，发动机14产生发动机动力和对应的发动机扭矩，所述发动机扭矩被供应到M/G 18。M/G 18可由多种类型的电机中的任何一种实施。例如，M/G 18可以是永磁同步马达。电力电子器件按照M/G 18的要求调节由电池20提供的直流(DC)功率，如下文将描述。例如，电力电子器件可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分地接合时，从发动机14到M/G 18的动力流或从M/G 18到发动机14的动力流是可能的。例如，分离离合器26可接合，并且M/G 18可作为发电机操作以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能量转换为电能以存储在电池20中。分离离合器26也可脱开以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离，使得M/G 18可充当HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18连续地可驱动地连接到轴30，而发动机14仅在分离离合器26至少部分地接合时可驱动地连接到轴30。
M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，当分离离合器26至少部分地接合时，变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到M/G轴30的泵轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。变矩器22因此在轴30与变速器输入轴32之间提供液压联接。当泵轮比涡轮旋转得更快时，变矩器22将动力从泵轮传输到涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的量值通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速的比足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的若干倍。还可提供变矩器旁通离合器(也称为变矩器锁止离合器)34，所述变矩器旁通离合器在接合时将变矩器22的泵轮与涡轮摩擦地或机械地联接，从而允许更高效的动力传递。变矩器旁通离合器34可作为起步离合器操作以提供平稳的车辆起步。替代地或组合地，类似于分离离合器26的起步离合器可提供在M/G18与齿轮箱24之间，以用于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器，并且起步离合器34(其可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。
齿轮箱24可包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过诸如离合器和制动器(未示出)等摩擦元件的选择性接合而以不同的齿轮比选择性地放置，以建立期望的多个离散传动比或分级传动比。摩擦元件可通过换挡计划来控制，所述换挡计划连接和断开齿轮组的某些元件以控制变速器输出轴36与变速器输入轴32之间的比率。齿轮箱24基于各种车辆和环境工况而通过相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU))自动从一个比率换挡到另一个比率。来自发动机14和M/G18两者的功率和扭矩可输送到齿轮箱24并由齿轮箱24接收。齿轮箱24然后将动力传动系统输出功率和扭矩提供给输出轴36。
应当理解，与变矩器22一起使用的液压控制的齿轮箱24仅仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例；接受来自发动机和/或马达的输入扭矩然后以不同的比率向输出轴提供扭矩的任何多传动比齿轮箱都可被接受与本公开的实施例一起使用。例如，齿轮箱24可通过自动化机械(或手动)变速器(AMT)来实施，所述变速器包括一个或多个伺服马达以使换挡拨叉沿着换挡轨平移/旋转来选择期望的齿轮比。如本领域普通技术人员通常所理解的，AMT可用于例如具有较高扭矩需求的应用中。
如图1的代表性实施例所示，输出轴36连接到差速器40。差速器40经由连接到差速器40的相应车桥44驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传输大致相等的扭矩，同时诸如当车辆转弯时允许轻微的转速差异。可使用不同类型的差速器或类似装置来将扭矩从动力传动系统分配到一个或多个车轮。在一些应用中，扭矩分配可根据例如特定的操作模式或状况而变化。
动力传动系统12还包括相关联的控制器50，诸如动力传动系统控制单元(PCU)。尽管被示出为一个控制器，但控制器50可以是较大控制系统的一部分，并且可由遍及车辆10的各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))来控制。因此应当理解，动力传动系统控制单元50和一个或多个其他控制器可统称为“控制器”，所述控制器响应于来自各种传感器的信号而控制各种致动器，以控制诸如起动/停止发动机14、操作M/G 18等功能以提供车轮扭矩或对电池20充电、选择或安排变速器挡位等。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储装置。KAM是可用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可使用许多已知存储器装置中的任一种来实施，所述存储器装置诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、快闪存储器或能够存储数据的任何其他电、磁性、光学或组合存储器装置，其中的一些表示由控制器用于控制发动机或车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口(包括输入和输出通道)与各种发动机/车辆传感器和致动器进行通信，所述接口可实施为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。替代地，可在将特定信号供应给CPU之前使用一个或多个专用硬件或固件芯片来调节和处理所述特定信号。如图1的代表性实施例中大体上所示，控制器50可与发动机14、分离离合器26、M/G 18、电池20、起步离合器34、变速器齿轮箱24以及电力电子器件56互相传送信号。尽管未明确示出，但本领域普通技术人员将认识到在上文标识的子系统中的每一者内可以由控制器50控制的各种功能或部件。可使用由控制器执行的控制逻辑和/或算法直接或间接致动的参数、系统和/或部件的代表性示例包括：燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、火花塞点火正时(用于火花点火发动机)、进气门/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD)部件(诸如交流发电机、空调压缩机)、电池充电或放电(包括确定最大充电和放电功率极限)、再生制动、M/G操作、分离离合器26、起步离合器34以及变速器齿轮箱24的离合器压力等。通过I/O接口传送输入的传感器可用于指示例如涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮转速(WS1、WS2)、车辆速度(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、排气氧(EGO)或其他排气成分浓度或存在、进气流量(MAF)、变速器挡位、传动比或模式、变速器油温(TOT)、变速器涡轮转速(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)、电池温度、电压、电流或荷电状态(SOC)。
由控制器50执行的控制逻辑或功能可由一个或多个附图中的流程图或类似图示来表示。这些图式提供了可使用诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等一个或多个处理策略来实施的代表性控制策略和/或逻辑。因此，所示出的各种步骤或功能可按示出的序列执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。尽管没有总是明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，根据所使用的特定处理策略，可重复执行所示出的步骤或功能中的一者或多者。类似地，所述处理次序不一定是实现本文中所述的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。控制逻辑可主要以由基于微处理器的车辆、发动机和/或诸如控制器50的动力传动系统控制器执行的软件实施。当然，根据特定应用，控制逻辑可在一个或多个控制器中以软件、硬件或软件与硬件的组合实施。当以软件实施时，控制逻辑可提供在一个或多个计算机可读存储装置或介质中，所述计算机可读存储装置或介质存储有表示由计算机执行以控制车辆或车辆子系统的代码或指令的数据。计算机可读存储装置或介质可包括使用电存储、磁性存储和/或光学存储来保存可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等的若干已知物理装置中的一者或多者。
加速踏板52由车辆的驾驶员使用来提供所需的扭矩、动力或驱动命令以推进车辆。通常，踩下和释放加速踏板52产生加速踏板位置信号，所述加速踏板位置信号可由控制器50分别解释为需要增加动力或减少动力。制动踏板58还由车辆的驾驶员用于提供所需的制动扭矩以使车辆减速。通常，踩下和释放制动踏板58产生制动踏板位置信号，所述制动踏板位置信号可由控制器50解释为需要减小车辆速度。基于来自加速踏板52和制动踏板58的输入，控制器50命令到发动机14、M/G 18和摩擦制动器60的扭矩。控制器50还控制齿轮箱24内的换挡的正时，以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接合或脱开。与分离离合器26一样，变矩器旁通离合器34可在接合位置与脱开位置之间的范围内调制。除了由泵轮与涡轮之间的液力联接产生的可变滑移之外，这还在变矩器22中产生可变滑移。替代地，根据特定应用，变矩器旁通离合器34可在不使用调制后的操作模式的情况下操作为锁定或打开。
为了用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合以将发动机扭矩的至少一部分通过分离离合器26传递到M/G 18，然后从M/G 18传递通过变矩器22和齿轮箱24。M/G18可通过提供附加的动力使轴30转动来辅助发动机14。该操作模式可称为“混合动力模式”或“电动辅助模式”。
为了用M/G 18作为唯一动力源来驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离之外，动力流保持相同。在此期间可停用或以其他方式关闭发动机14中的燃烧以节省燃料。牵引电池20通过线路54将存储的电能传输到可包括例如逆变器的电力电子器件56。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换为待由M/G 18使用的AC电压。控制器50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换为提供给M/G 18的AC电压以向轴30提供正扭矩或负扭矩。该操作模式可称为“纯电动”或“EV”操作模式。
在任何操作模式中，M/G 18可充当马达并且为动力传动系统12提供驱动力。替代地，M/G 18可充当发电机并将来自动力传动系统12的动能转换为电能以存储在电池20中。例如，在发动机14正在为车辆10提供推进动力时，M/G 18可充当发电机。M/G 18还可另外在再生制动期间充当发电机，在再生制动中来自旋转车轮42的扭矩和旋转能量(或动能)或动力通过齿轮箱24、变矩器22(和/或变矩器旁通离合器34)传递回来并且被转换为电能以存储在电池20中。
应当理解，图1中所示的示意图仅仅是示例性的，而不意图是限制性的。可以设想利用发动机和马达两者的选择性接合以通过变速器进行传输的其他配置。例如，M/G 18可偏离曲轴28，可提供附加马达来起动发动机14，和/或M/G 18可提供在变矩器22与齿轮箱24之间。在不脱离本公开的范围的情况下，设想了其他配置。
应当理解，本文描述的车辆配置仅是示例性的并且并不意图进行限制。其他非混合动力、电动或混合动力车辆配置应被解释为像本文所公开的那样。其他车辆配置可以包括但不限于：微混合动力车辆、串联混合动力车辆、并联混合动力车辆、串联-并联混合动力车辆、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池混合动力车辆、电池操作式电动车辆(BEV)或本领域的普通技术人员已知的任何其他车辆配置。
参考图2，示出了耦合到电源64(例如，电池20)和电机66(例如，M/G 18)的功率控制器(或供电装置)62的电路图。电源64可耦合到功率控制器62以便驱动电机66。功率控制器62可包括逆变器68和电压转换器70。电压转换器70可以是DC-DC转换器。替代地，电压转换器70可以是不与功率控制器62成整体的单独部件。逆变器68和电压转换器70可被配置为将电功率输送到电机66。
逆变器68包括逆变电路。逆变电路可包括开关单元72。开关单元72可各自包括与二极管76反并联的晶体管74，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)。开关单元72可被配置为向电机66提供交流电。更具体地，逆变器68可被配置为将由电源64提供的直流电转换为交流电，所述交流电然后被输送到电机66。功率控制器62可包括链接电容器(linking capacitor)78。链接电容器78可设置在电源64与逆变器68之间。链接电容器78可被配置为吸收在逆变器68或电源64处产生的纹波电流，并且使DC侧电压Vo稳定，以用于逆变器68控制。换句话说，链接电容器78可被布置成限制由于由逆变电路或可包括电源64的电池(诸如牵引电池)产生的纹波电流而在逆变电路的输入处发生的电压变化。功率控制器62可包括用于控制逆变电路的驱动板80。驱动板80可以是栅极驱动板，所述栅极驱动板被配置为在将电源64的直流电转换为交流电并将所述交流电输送到电机66时操作逆变器68的开关单元72的晶体管74。
电压转换器70可包括电感器。包括电感器的电压转换器的电路(未示出)可被配置为放大或增加从电源64输送到电机66的电功率的电压。熔断器82可设置在逆变器68的直流侧，以保护逆变电路免受电功率中的浪涌。
本公开不应当被解释为限于图2的电路图，而应当包括包含其他类型的逆变器、电容器、转换器或其组合的功率控制装置。例如，逆变器68可以是包括任何数量的开关单元的逆变器，并且不限于图2中所描绘的开关单元的数量。替代地，链接电容器78可被配置为将一个或多个逆变器耦合到电源。
控制器50可与电源64(例如，电池20)、电机66(例如，M/G 18)和驱动板80通信。响应于提供扭矩和功率以推进HEV 10的命令，控制器50可操作电源64、驱动板80和电机66，使得期望的功率从电源64经由功率控制器62的逆变器68输送到电机66。可在系统内的各个点处监测功率、电压和/或电流，并且将所述功率、电压和/或电流传送到控制器50和/或经由控制器50调整所述功率、电压和/或电流以获得电机66的期望扭矩和/或功率输出。被输送到逆变器68的DC功率、DC电压和/或DC电流可由传感器84确定。由电源64产生的DC功率、DC电压和/或DC电流可由一个或多个传感器86确定。被输送到电机66的每个绕组相88的AC功率、AC电压和/或AC电流可由一个或多个传感器90确定。控制器50可包括将各种测量结果转换为电机66的输出的扭矩或功率的算法。
本公开的目的是检测并校正转子位置传感器21中的偏移误差。转子位置传感器21的正确位置偏移导致对M/G 18的更准确的扭矩监测控制。识别正确的位置传感器偏移还可帮助避免意外的车辆加速和/或意外的车辆运动。转子位置由控制器50内的软件利用来控制逆变器68，以便准确地控制M/G 18的电流或电压以便将M/G 18朝向期望的或命令的扭矩驱动。
可优化M/G 18的驱动控制策略以实现最低损耗和高DC电压利用率。这种驱动控制策略操作逆变器68以基于对M/G 18的转速和扭矩命令在脉冲宽度调制(PWM)开关模式下或在六步开关模式下驱动M/G 18。在PWM开关模式中，控制M/G 18的电流。在六步开关模式中，控制M/G 18的电压。而且，这种驱动控制策略被配置为基于电池20的DC电压或输入到逆变器68中的DC电压以预定义马达转速在PWM开关模式与六步开关模式之间转变。当与M/G 18的电流相比时，M/G 18的输出扭矩对M/G 18的电压具有更高的灵敏度。在本公开中，利用M/G 18的电压和电流的灵敏度的差异来检测转子位置传感器21的位置误差并采取适当的校正动作。逆变器68还可包括被配置为将来自电机66的AC电功率转换为DC电功率的电路(例如，整流电路，未示出)。然后，可将DC功率输送到电源64以对电源64进行再充电。
在驱动控制策略中，来自电源64的DC电压需要由逆变器电路68转换为AC电压以用于AC马达操作。逆变器中的这种DC到AC电压转换可以通过脉冲宽度调制或六步开关技术来实现。
尽管存在许多PWM开关方案，但是所有技术都具有相同的目的以在高开关频率下基本上改变逆变器开关74(IGBT/MOSFET)的占空比以实现所命令的平均低频输出电压或电流。PWM技术通常用于闭环马达电流控制，其中将马达电流命令与来自传感器90的马达电流反馈进行比较，以通过闭环电流控制器产生低频电压命令。该低频电压命令在这种技术中用于为逆变器开关产生高开关频率占空比。
在六步开关技术中，三相马达的特定相可以在电池的正极与负极之间交替地切换，使得特定相交替地与并联连接的其余两个相串联连接，或者与其他相中的一者并联，并且与第三相串联。每个马达相两端的电压降可以取电池电压的1/3或2/3，并且电压降的极性取决于所述相是连接到电池的正极还是负极。这种开关技术被称为六步，因为六步形成马达的相电压降的波形。六步开关技术通常用于开环马达电压控制。
尽管本公开中提出的方法可用于所有类型的电动马达或电机中，但是可以具体地基于内部永磁同步马达(IPMSM)来描述解决方案。可泛化并使用相同的方法来检测其他电动马达或电机中的位置传感器偏移误差并对其采取校正动作。
可基于方程式(1)和(2)对可包括M/G 18的IPMSM进行数学建模：
Figure BDA0002819703080000131
Figure BDA0002819703080000132
其中Vs e是转子参考系中的马达端子电压矢量，
Figure BDA0002819703080000137
是转子参考系中的马达电枢(例如，定子19)电流矢量，
Figure BDA0002819703080000138
和
Figure BDA0002819703080000139
分别是马达电枢电压在转子参考系中的D轴和Q轴分量，Rs是马达电枢电阻，Ld和Lq分别是马达电枢自感的D轴和Q轴分量，wr是马达的角速度或更具体地马达的转子的转速，
Figure BDA00028197030800001310
和
Figure BDA00028197030800001311
分别是马达电枢电流在转子参考系中的D轴和Q轴分量，并且λpm是永磁体转子的磁链。
可基于方程式(3)和(4)对IPMSM的电磁扭矩(Te)进行数学建模：
Figure BDA0002819703080000133
Figure BDA0002819703080000134
其中P是电动马达的极对，Ldiff是D轴电枢自感与Q轴电枢自感的差值，并且β是马达电枢电流在转子参考系中的相位角。
可基于方程式(5)和(6)对马达电枢的稳态D轴电流
Figure BDA00028197030800001312
和Q轴电流
Figure BDA00028197030800001313
进行数学建模：
Figure BDA0002819703080000135
Figure BDA0002819703080000136
IPMSM的扭矩中的电磁扭矩(Te)也可以是基于方程式(7)和(8)在稳态条件下电枢(例如，定子19)的电压的数学建模项：
Figure BDA0002819703080000141
Figure BDA0002819703080000142
其中θ是马达电枢电压在转子参考系中的相位角。
当马达(例如，M/G 18)以PWM模式操作时，可根据最大每安培扭矩(MTPA)控制来操作马达，并且可基于方程式(9)对电流角度进行数学建模：
Figure BDA0002819703080000143
当以PWM开关模式操作时，来自转子位置传感器21的信号加上偏移值表示马达电枢(例如，定子19)电流的相位角β，所述相位角进而用于根据方程式(4)控制马达的电磁扭矩Te。当以六步开关模式操作时，来自转子位置传感器21的信号加上偏移值表示马达电枢电压的相位角θ，所述相位角进而用于根据方程式(8)控制马达的电磁扭矩Te。本文描述的解决方案假设控制器(例如，控制器50)能够以PWM开关模式和六步开关模式控制电动马达(例如，M/G 18)，并且系统(例如，M/G 18、电池20、逆变器68、相关联的控制器50等)没有可能影响系统可控性的任何故障。可根据下面描述的相应算法来检测可控性故障并且可采取动作。
对于利用转子位置传感器的电动马达或电机的控制系统，当系统从PWM开关模式转变到六步开关模式(反之亦然)时，转子位置传感器的位置偏移的误差将使马达的输出扭矩产生显著变化、使电源(例如，电池20)的DC功率输出产生显著变化，或者使输入到逆变器(例如，逆变器68)中的DC功率产生显著变化。当在PWM或六步开关模式之间转变时，观察到马达输出扭矩、电源的DC功率输出或输入到逆变器(例如，逆变器68)的DC功率的这种差异，这是由于在就DC电压、马达转速和马达扭矩命令而言的类似的驱动操作点处，马达电磁扭矩对电压矢量角误差和电流矢量角误差存在灵敏度差异。通常，马达的电磁扭矩对电压矢量角度θ的误差比对电流矢量角度β的误差更灵敏。位置误差将产生显著的扭矩差值，所述扭矩差值可被观察为在PWM开关模式与六步开关模式之间、恰好在PWM开关模式与六步开关模式之间转变之前和之后所述系统(即，马达、电源、逆变器、控制器等)的DC功率的显著差值。可根据从电源(例如，电池20)输出到逆变器(例如，逆变器68)中的驱动DC功率、马达轴或转子转速以及系统的效率(例如，电池20、逆变器68和M/G 18的效率)来估计或测量马达的输出扭矩。
参考图3、图4A和图4B，分别示出了用于校正转子位置传感器21的偏移误差的前馈控制方法100和用于校正转子位置传感器21的偏移误差的前馈控制算法200。在图3和图4中描述的方法、算法、控制动作等可作为控制逻辑和/或算法存储在控制器50内。
具体参考图3，将从电源(例如，电池20)输出的DC功率102或被输送到逆变器68的DC功率的测量结果输入到前馈控制算法200中。前馈控制算法200利用DC功率测量结果来校正转子位置传感器21的偏移位置，然后将所述偏移位置馈送到电机控制块104中。在框104处，控制电源(例如，电池20)、逆变器(例如，逆变器68)和电机(例如，M/G 18)以将电机的扭矩朝向命令扭矩Tcmd驱动。命令扭矩Tcmd可基于加速踏板52的位置。如果系统以PWM开关模式操作，则根据方程式(4)控制电枢(例如，定子19)的电流，并且将转子位置传感器21的已校正偏移作为马达电枢电流
Figure BDA0002819703080000151
的相位角β输入到方程式(4)中来将电机的扭矩Te朝向命令扭矩Tcmd驱动。当利用方程式(4)时，电机的扭矩Te可被称为第一估计扭矩Test_first。如果系统以六步开关模式操作，则根据方程式(8)控制电枢(例如，定子19)的电压，并且将转子位置传感器21的已校正偏移作为马达电枢电压Vs e的相位角θ输入到方程式(8)中来将电机的扭矩Te朝向命令扭矩Tcmd驱动。当利用方程式(8)时，电机的扭矩Te可被称为第二估计扭矩Test_second。
现在具体参考图4A和图4B，在开始框202处发起前馈算法200。然后，前馈算法200前进到框204，其中前馈算法200通过电流校验和算法或检查检测系统(例如，所述系统检查传感器84、86和/或90中的误差)内的电流、电压、或功率的传感器的任何潜在问题的任何类似算法来检查任何潜在传感器误差。如果传感器中的一者或多者存在误差，则前馈算法200前进到框206。在框206处，前馈算法200生成传感器误差故障/警告，并且可退出进一步处理，直到当前传感器故障/警告被清除为止。如果传感器中的一者或多者不存在误差，则前馈算法200前进到框208，其中测量系统内的各种参数，并且计算基于这些测得的参数的稳态马达扭矩Tcalc。因此，计算出的马达扭矩Tcalc可被称为测得的马达或电机(例如，M/G 18)扭矩。具体地，测得的马达扭矩Tcalc可基于由电源(例如，电池20)输出的测得的DC功率Pdc、驱动轴转速ω(例如，转子17或M/G轴30的转速(其可以由传感器测量))和系统的效率η(例如，电池20、逆变器68、M/G 18、控制器50等的效率)来估计。
可基于方程式(10)对测得的马达扭矩Tcalc进行数学建模：
Figure BDA0002819703080000161
然后，前馈算法200前进到框210。在框210处，如果以PWM开关模式控制马达或电机，则确定测量扭矩Tcalc与第一估计扭矩Test_first或命令扭矩Tcmd之间的差值是否大于第一阈值。如果在框210处以六步开关模式控制马达或电机，则确定测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值是否大于第二阈值，或者第二估计扭矩Test_second与命令扭矩Tcmd之间的差值是否大于第二阈值。如果在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与第一估计扭矩Test_first之间的差值大于第一阈值，则前馈算法200前进到框212，其中将转子位置传感器21的偏移位置(即，表示偏移位置的信号)调整第一值，并且根据方程式(4)来控制相对于相位角β的马达电枢电流
Figure BDA0002819703080000171
(其现在被调整了第一偏移值)以将第一估计扭矩Test_first朝向命令扭矩Tcmd驱动。如果在六步开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值或第二估计扭矩Test_second与命令扭矩Tcmd之间的差值大于第二阈值，则前馈算法200前进到框212，其中将转子位置传感器21的偏移位置调整第一值，并且根据方程式(8)来控制相对于相位角θ的马达电枢电压Vs e(其现在被调整了第一偏移值)以将第二估计扭矩Test_second朝向命令扭矩Tcmd驱动。应当注意，偏移位置被调整的第一值可以是不同的，这取决于所需的校正量值和/或取决于系统以哪种开关模式(PWM或六步)操作。
如果在框210处没有条件为真(即，如果条件的答案为“否”)，则前馈算法200前进到框214，其中在恰好在PWM开关模式与六步开关模式之间的转变之前和之后的稳态条件期间监测由电源(例如，电池20)输出的测得的DC功率Pdc、估计扭矩Test(这可以是第一估计扭矩Test_first或第二估计扭矩Test_second，这取决于系统是以PWM开关模式还是以六步开关模式操作)以及命令扭矩Tcmd。然后，前馈算法200前进到框216。
在框216处，确定在PWM开关模式与六步开关模式之间的转变期间是否观察到由电源(例如，电池20)输出的DC功率Pdc的变化，并且确定DC功率Pdc的该变化是否超过第三阈值。如果DC功率Pdc的观察到的变化未超过第三阈值，则前馈算法200在218处结束。如果DC功率Pdc的观察到的变化的确超过第三阈值，则前馈算法200前进到框220。
在框220处，前馈算法200确定在恰好在PWM开关模式与六步开关模式之间的转变之前(如果从六步模式切换到PWM模式)或之后(如果从PWM模式切换到六步模式)的稳态条件期间在六步开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值或第二估计扭矩Test_second与命令扭矩Tcmd之间的差值是否超过第四阈值。如果在恰好在转变之前或之后在六步开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值或第二估计扭矩Test_second与命令扭矩Tcmd之间的差值不超过第四阈值，则前馈算法200在218处结束。如果在恰好在转变之前或之后在六步开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值或第二估计扭矩Test_second与命令扭矩Tcmd之间的差值的确超过第四阈值，则前馈算法200前进到框222。
如果满足框220处的条件，则可通过将命令扭矩Tcmd与第二估计扭矩Test_second之间的差值进行比较或者通过将命令扭矩Tcmd与测量扭矩Tcalc之间的差值进行比较来使用方程式(8)计算位置偏移误差。然后，可使用偏移位置误差来校正较小或较大的位置偏移误差。在一种可能的实施方式中，可以将计算出的位置偏移误差与预定义阈值进行比较以量化较大或较小的位置偏移误差。
在框222处，前馈算法200确定在恰好在PWM开关模式与六步开关模式之间的转变之前(如果从PWM模式切换到六步模式)或之后(如果从六步模式切换到PWM模式)的稳态条件期间在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与第一估计扭矩Test_first之间的差值是否超过第五阈值。如果在恰好在转变之前或之后在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与第一估计扭矩Test_first之间的差值的确超过第五阈值，则前馈算法200前进到框224。
如果所述转变是从六步模式到PWM模式使得现在根据PWM开关模式来控制马达或电机(例如，M/G 18)，则在框224处将转子位置传感器21的偏移位置(即，表示偏移位置的信号)调整第二值，并且根据方程式(4)来控制相对于相位角β的马达电枢电流
Figure BDA0002819703080000181
(其现在被调整了第二偏移值)以将第一估计扭矩Test_first朝向命令扭矩Tcmd驱动。如果所述转变是从PWM模式到六步模式使得现在根据六步开关模式来控制马达或电机(例如，M/G 18)，则将转子位置传感器21的偏移位置调整第二值，并且根据方程式(8)来控制相对于相位角θ的马达电枢电压Vs e(其现在被调整了第二偏移值)以将第二估计扭矩Test_second朝向命令扭矩Tcmd驱动。
返回到框222处，如果在恰好在转变之前或之后在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与第一估计扭矩Test_first之间的差值未超过第五阈值，则前馈算法200前进到框226。在框226处，确定在恰好在PWM开关模式与六步开关模式之间的转变之前(如果从PWM模式切换到开关模式)或之后(如果从六步模式切换到PWM模式)的稳态条件期间在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值或第一估计扭矩Test_first与命令扭矩Tcmd之间的差值是否小于第五阈值。如果在恰好在转变之前或之后在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值以及第一估计扭矩Test_first与命令扭矩Tcmd之间的差值不小于第五阈值，则前馈算法200在218处结束。如果在在恰好转变之前或之后在PWM开关模式中测量扭矩Tcalc与命令扭矩Tcmd之间的差值或第一估计扭矩Test_first与命令扭矩Tcmd之间的差值小于第五阈值，则前馈算法200前进到框228。
在框228处，将转子位置传感器21的偏移位置(即，表示偏移位置的信号)调整第三偏移值。更具体地，在框228处，第三偏移值可基于在PWM模式与六步模式之间的转变期间发生的测量扭矩Tcalc的值的变化，或者恰好在PWM模式与六步模式之间的转变之前和之后第一估计扭矩Test_first与第二估计扭矩Test_second之间的差值。框228处的调整可针对转子位置传感器21的偏移角度中的较小偏移误差，而框224处的调整可以针对转子位置传感器21的偏移角度中的较大偏移误差(相对于框228处的调整)。如果转变到PWM开关模式，则根据方程式(4)来控制相对于相位角β的马达电枢电流
Figure BDA0002819703080000191
(其现在被调整了第三偏移值)以将第一控制估计扭矩Test_first朝向命令扭矩Tcmd驱动。如果转变到六步开关模式，则根据方程式(8)来控制相对于相位角θ的马达电枢电压Vs e(其现在被调整了第二偏移值)以将第二控制估计扭矩Test_second朝向命令扭矩Tcmd驱动。
框222中的所满足条件再次确认较大的位置偏移误差，而如果满足框226中的条件，则它表明较小的位置偏移误差。在该算法的最佳实施方式中的一者中，框222和框226处的条件可用于验证在框220处使用方程式(8)计算的值。
应当理解，图3和图4中的流程图仅用于说明性目的，并且本公开不应被解释为限于图3和图4中的流程图。一些步骤可以被重新排列，而其他步骤可以完全被省略。还应当理解，对于估计扭矩、偏移值、阈值、值之间的差值或与图3和图4中的流程图相关的任何其他因素的第一、第二、第三、第四等的指定可以在权利要求中重新安排，使得它们相对于权利要求按时间顺序排列。
在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前所述，各个实施例的特征可以被组合以形成可能未明确描述或示出的另外的实施例。尽管各个实施例可能已经被描述为就一个或多个所期望特性而言相较其他实施例或现有技术实施方式来说提供优点或是优选的，但是本领域普通技术人员将认识到，一个或多个特征或特性可以折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。因而，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例处在本公开的范围内，并且对于特定应用来说可能是期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：电池；电机，所述电机被配置为推进所述车辆，所述电机具有定子和转子；转子位置传感器；逆变器，所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间，被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率，被配置为向所述电机输送所述AC电功率，被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率，并且被配置为向所述电池输送所述DC电功率；以及控制器，所述控制器被编程为：从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；基于所述转子的转速和经由所述逆变器从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；以及响应于所述测量扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值超过第二阈值，并且响应于所述逆变器以所述第二开关模式进行操作，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值，并且响应于在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述第二开关模式是六步开关操作模式。
根据一个实施例，所述第一开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：电池；电机，所述电机被配置为推进所述车辆，所述电机具有定子和转子；转子位置传感器；逆变器，所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间，被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率，被配置为向所述电机输送所述AC电功率，被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率，并且被配置为向所述电池输送所述DC电功率；以及控制器，所述控制器被编程为：从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；基于所述转子的转速和经由所述逆变器从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；以及响应于所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述测量扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值超过第二阈值，并且响应于所述逆变器以所述第二开关模式进行操作，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值，并且响应于在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述第二开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
根据一个实施例，所述第一开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：电池；电机，所述电机被配置为推进所述车辆，所述电机具有定子和转子；转子位置传感器；逆变器，所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间，被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率，被配置为向所述电机输送所述AC电功率，被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率，并且被配置为向所述电池输送所述DC电功率；以及控制器，所述控制器被编程为从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动；基于所述转子的转速和经由所述逆变器电路从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第一阈值，并且响应于在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第二阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动；以及响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述逆变器以所述第一开关模式操作、没有模式之间的转变并且所述测量扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过第五阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第三偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第三偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述逆变器以所述第二开关模式操作、没有模式之间的转变并且所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值超过第五阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第三偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第三偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
根据一个实施例，所述第一开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
根据一个实施例，所述第二开关模式是六步开关操作模式。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
电池；
电机，所述电机被配置为推进所述车辆，所述电机具有定子和转子；
转子位置传感器；
逆变器，所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间，被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率，被配置为向所述电机输送所述AC电功率，被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率，并且被配置为向所述电池输送所述DC电功率；以及
控制器，所述控制器被编程为，
从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；
响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；
基于所述转子的转速和经由所述逆变器从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；以及
响应于所述测量扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值超过第二阈值，并且响应于所述逆变器以所述第二开关模式进行操作，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
4.根据权利要求2所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值，并且响应于在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
5.根据权利要求2所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
6.根据权利要求2所述的车辆，其中所述第二开关模式是六步开关操作模式。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述第一开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
8.一种车辆，其包括：
电池；
电机，所述电机被配置为推进所述车辆，所述电机具有定子和转子；
转子位置传感器；
逆变器，所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间，被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率，被配置为向所述电机输送所述AC电功率，被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率，并且被配置为向所述电池输送所述DC电功率；以及
控制器，所述控制器被编程为，
从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；
响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；
基于所述转子的转速和经由所述逆变器从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；以及
响应于所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述第一估计扭矩之间的差值超过阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述测量扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值超过第二阈值，并且响应于所述逆变器以所述第二开关模式进行操作，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向命令扭矩驱动。
11.根据权利要求9所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值，并且响应于在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
12.根据权利要求9所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
13.根据权利要求9所述的车辆，其中所述第二开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
14.根据权利要求8所述的车辆，其中所述第一开关模式是脉冲宽度调制开关操作模式。
15.一种车辆，其包括：
电池；
电机，所述电机被配置为推进所述车辆，所述电机具有定子和转子；
转子位置传感器；
逆变器，所述逆变器设置在所述电池与所述电机之间，被配置为将来自所述电池的DC电功率转换为AC电功率，被配置为向所述电机输送所述AC电功率，被配置为将来自所述电机的AC电功率转换为DC电功率，并且被配置为向所述电池输送所述DC电功率；以及
控制器，所述控制器被编程为，
从所述转子位置传感器接收指示所述转子的角位置的信号；
响应于所述逆变器以第一开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电流，以将所述电机的第一估计扭矩朝向命令扭矩驱动；
响应于所述逆变器以第二开关模式进行操作，相对于所述转子的所述角位置而控制被输送到所述定子的电压，以将所述电机的第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动；
基于所述转子的转速和经由所述逆变器电路从所述电池输入到所述电机的DC电功率来计算所述电机的测量扭矩；
响应于从所述第一模式到所述第二模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第一阈值，并且响应于在所述转变之后所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的差值超过第二阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第一偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第一偏移值而控制被输送到所述定子的所述电压，以将所述电机的所述第二估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动；以及
响应于从所述第二模式到所述第一模式的转变导致所述DC电功率输入的对应变化超过第三阈值并且在所述转变之前所述命令扭矩与所述第二估计扭矩之间的所述差值或所述命令扭矩与所述测量扭矩之间的所述差值超过第四阈值，调整来自所述转子位置传感器的所述信号以包括第二偏移值，并且相对于所述角位置加上所述第二偏移值而控制被输送到所述定子的所述电流，以将所述电机的所述第一估计扭矩朝向所述命令扭矩驱动。
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