CN114157211A - 一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法，包括：当车辆减速时，采集电机的三相电流，计算得到当前初始角度下的直轴电流和交轴电流，判断电机是否进入弱磁点转速；若电机此时未进入弱磁点转速，则通过PID计算得到需要调整的旋变角度θ1，将θ1与第一阈值Q1进行比较，若θ1小于Q1则将θ1作为电机旋变初始角度；若θ1大于Q1则进行报警且将电机旋变初始角度恢复为原初始角度θ；S若电机此时进入了弱磁点转速，则计算得到当前母线电流，进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度θ2，将θ2与第二阈值Q2进行比较，若θ2小于Q2则将θ2作为电机旋变初始角度；若θ2大于Q2则将Q2作为电机旋变初始角度。本发明能解决电机在初始零位角度偏移时无法有效控制驱动电机的问题。

Description

一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法及系统
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法及系统。
背景技术
永磁同步电机因其功率密度高、损耗小以及控制性能好等优点被广泛应用于电动汽车的驱动电机。电动汽车在正常行驶过程中，电机输出电流的控制精度及可靠性决定了整车的动力性能。为获得更好的控制效果，目前永磁同步电机广泛使用旋转变压器来采集电机的实时角度。
旋转变压器与永磁同步电机刚性连接在一起，同轴保证了电机和旋变位置的一致性，通过旋变反馈的角度即可知道电机当前的电气角度，但由于旋转变压器和电机安装时无法保证绝对零位的一致，因此通常方法是安装完后再由电机厂商统一进行零位校准，得到两者的相对初始位置夹角α，在实际控制时再减去这个角度即可得到准确的位置信息。
在大批量装车过程中通常电机初始零位位置一致以方便统一管理，这样需要通过调整旋变的安装位置来实现，而通过调整安装位置来校准需要多次调整以得到准确的角度，为了减少工作量通常会在误差范围内使用统一的初始角度。但对于高速运行状态下的电机来说微小的角度偏差可能带来的是效率的下降甚至失控的风险。且旋变和电机因为震动等原因可能造成初始角度在长时间使用后偏离原初始角度，如果继续使用原初始角度进行控制，控制效果变差，如果角度偏差过大甚至会产生失控，影响行车安全。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种车用驱动同步电机的初始零位实时校正系统和方法，以解决电机在初始零位角度偏移时无法及时修正导致无法有效或者高效控制驱动电机的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法，包括以下步骤：
S1、当车辆减速时，采集电机的三相电流Ia、Ib和Ic，计算得到当前电机旋变初始角度下的直轴电流Iq和交轴电流Id，判断电机是否进入弱磁点转速；
S2、若电机此时未进入弱磁点转速，则通过PID计算得到需要调整的旋变角度θ1并将电机旋变初始角度更新为θ1，将θ1与第一阈值Q1进行比较，若θ1小于第一阈值Q1则将θ1作为电机旋变初始角度；若θ1大于第一阈值Q1则进行报警且将电机旋变初始角度恢复为原初始角度θ；
S3、若电机此时进入了弱磁点转速，则通过Iq和Id计算得到当前母线电流IDC，对IDC进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度θ2，将θ2与第二阈值Q2进行比较，若θ2小于第二阈值Q2则将θ2作为电机旋变初始角度；若θ2大于第二阈值Q2则将Q2作为电机旋变初始角度。
S1还包括：在车辆匀速行驶时，实时检测车辆转速Vt以及当前转速Vt与上一个计算周期转速Vo的转速差。
在S2中每隔200rpm对与第一阈值Q1进行一次比较。
还提供一种使用如上述的一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法的系统，至少包括电机控制器、电机、电流传感器和电源；其中，
电源，用于给电机控制器和电机供电；
电机，用于驱动车辆运动；
电流传感器，用于在车辆减速时，采集电机的三相电流Ia、Ib和Ic；
电机控制器，用于计算得到当前初始角度下的直轴电流Iq和交轴电流Id，判断电机是否进入弱磁点转速；若电机此时未进入弱磁点转速，则通过PID计算得到需要调整的旋变角度θ1并将电机旋变初始角度更新为θ1，将θ1与第一阈值Q1进行比较，若θ1小于第一阈值Q1则将θ1作为电机旋变初始角度；若θ1大于第一阈值Q1则进行报警且将电机旋变初始角度恢复为原初始角度θ；若电机此时进入了弱磁点转速，则通过Iq和Id计算得到当前母线电流IDC，对IDC进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度θ2，将θ2与第二阈值Q2进行比较，若θ2小于第二阈值Q2则将θ2作为电机旋变初始角度；若θ2大于第二阈值Q2则将Q2作为电机旋变初始角度。
电机控制器还用于在车辆匀速行驶时，实时检测车辆转速Vt以及当前转速Vt与上一个计算周期转速Vo的转速差。
电机控制器每隔200rpm对与第一阈值Q1进行一次比较。
还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以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计算机程序时实现如上述任一项所述方法的步骤。
还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过对车辆正常行驶时的电机工作状况进行判断校正从而实时确定最新的旋变初始角度，在旋变角度存在偏差时能够实时的校正旋变参数，确保在旋变因为意外因素偏离原初始零位时能够稳定电机的控制性能，防止电机出现失控风险，且在检测到旋变初始零位角偏离过大时能够及时报警提示。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做一个详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种车用驱动电机旋变零位初始角度实时校正方法流程示意图，具体步骤如下：
(a)车辆在正常行驶过程中，电机控制器实时检测当前转速值Vt，并计算当前转速与上一个计算周期转速值Vo的转速差，即加速度用于电机加速工况和减速工况的判断。
(b)当车辆加速至较高车速且当车速开始下降时，电机控制器采集三相电流Ia、Ib和Ic，并通过转换后得到当前初始角度下直轴电流Iq和交轴电流Id。
(c)如果转速大于弱磁进入转速则通过Iq和Id以及转速和效率求取此时的母线电流IDC，对IDC进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度θ，如果调整后的角度θ1在允许范围内则更新旋变零位角为θ1。
(d)在车速继续下降至弱磁转速之下时直接对Iq和Id进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度Δθ，如果调整后的角度θ2在允许范围内则更新旋变零位角为θ2。
(e)进一步的如果此时车辆继续加速行驶，则在下一次车辆开始减速时会进行实时检测，如果调整后的角度与前面的角度差值小于Q1则说明角度偏离正常无需校正，否则更新角度到新的零位初始角
(f)进一步的如果角度偏离过大则触发报警并恢复原初始角度，此时考虑电机旋变是否安装有问题，造成角度偏离过大。
本发明通过对车辆正常行驶时的电机工作状况进行判断校正从而实时确定最新的旋变初始角度，在旋变角度存在偏差时能够实时的校正旋变参数，确保在旋变因为意外因素偏离原初始零位时能够稳定电机的控制性能，防止电机出现失控风险，且在检测到旋变初始零位角偏离过大时能够及时报警提示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、当车辆减速时，采集电机的三相电流Ia、Ib和Ic，计算得到当前电机旋变初始角度下的直轴电流Iq和交轴电流Id，判断电机是否进入弱磁点转速；
S2、若电机此时未进入弱磁点转速，则通过PID计算得到需要调整的旋变角度θ1并将电机旋变初始角度更新为θ1，将θ1与第一阈值Q1进行比较，若θ1小于第一阈值Q1则将θ1作为电机旋变初始角度；若θ1大于第一阈值Q1则进行报警且将电机旋变初始角度恢复为原初始角度θ；
S3、若电机此时进入了弱磁点转速，则通过Iq和Id计算得到当前母线电流IDC，对IDC进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度θ2，将θ2与第二阈值Q2进行比较，若θ2小于第二阈值Q2则将θ2作为电机旋变初始角度；若θ2大于第二阈值Q2则将Q2作为电机旋变初始角度。
2.根据权利要求1所述的一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法，其特征在于，S1还包括：在车辆匀速行驶时，实时检测车辆转速Vt以及当前转速Vt与上一个计算周期转速Vo的转速差。
3.根据权利要求1所述的一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法，其特征在于，在S2中每隔200rpm对与第一阈值Q1进行一次比较。
4.一种使用如权利要求1所述的一种车用驱动电机旋变零位实时校正方法的系统，其特征在于，至少包括电机控制器、电机、电流传感器和电源；其中，
电源，用于给电机控制器和电机供电；
电机，用于驱动车辆运动；
电流传感器，用于在车辆减速时，采集电机的三相电流Ia、Ib和Ic；
电机控制器，用于计算得到当前初始角度下的直轴电流Iq和交轴电流Id，判断电机是否进入弱磁点转速；若电机此时未进入弱磁点转速，则通过PID计算得到需要调整的旋变角度θ1并将电机旋变初始角度更新为θ1，将θ1与第一阈值Q1进行比较，若θ1小于第一阈值Q1则将θ1作为电机旋变初始角度；若θ1大于第一阈值Q1则进行报警且将电机旋变初始角度恢复为原初始角度θ；若电机此时进入了弱磁点转速，则通过Iq和Id计算得到当前母线电流IDC，对IDC进行期望为零的PID控制得到需要调整的旋变角度θ2，将θ2与第二阈值Q2进行比较，若θ2小于第二阈值Q2则将θ2作为电机旋变初始角度；若θ2大于第二阈值Q2则将Q2作为电机旋变初始角度。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，电机控制器还用于在车辆匀速行驶时，实时检测车辆转速Vt以及当前转速Vt与上一个计算周期转速Vo的转速差。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，电机控制器每隔200rpm对与第一阈值Q1进行一次比较。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器以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计算机程序时实现如权利要求1～3任一项所述方法的步骤。
8.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～3任一项所述方法的步骤。
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