CN114834258A - 用于控制车辆的马达接合的系统和方法 - Google Patents

用于控制车辆的马达接合的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种系统，该系统被配置为通过确定使脱离接合的马达轴与传动系接合并且作为响应，基于马达轴的速度激活反馈控制器并激活前馈控制器来管理车辆中的马达接合。该系统确定用于修改该前馈控制器的输出的至少一个度量。该至少一个度量基于该马达轴的速度和期望速度，并且可作为增益应用于前馈控制器的输出。该系统基于反馈控制器、前馈控制器和至少一个度量生成命令，并且基于马达轴的速度和期望速度使马达轴和传动系接合。当该马达轴的速度接近期望速度时，该系统将前馈控制器的输出归零。

Description

用于控制车辆的马达接合的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于车辆马达的速度控制器，并且更具体地涉及用于接合车辆马达的反馈控制器和前馈控制器。
发明内容
在一些实施方案中，本公开涉及一种用于管理车辆中的马达接合的方法。该方法包括确定使脱离接合的马达轴与传动系接合，并且作为响应，基于该马达轴的速度激活反馈控制器并激活前馈控制器。该方法包括确定用于修改该前馈控制器的输出的至少一个度量。该至少一个度量基于该马达轴的该速度和该期望速度。该方法包括基于该反馈控制器、该前馈控制器和该至少一个度量生成得到的马达命令。该方法包括基于该马达轴的该速度和该期望速度使该马达轴和该传动系接合。该方法包括基于该马达轴的该速度和该期望速度将该前馈控制器、该至少一个度量或两者归零。
在一些实施方案中，该至少一个度量包括范围从初始值到零值的索引。在一些此类实施方案中，当该马达轴的该速度在预定范围内接近该期望速度时，该至少一个度量的值从该初始值减小到该零值。在一些实施方案中，该至少一个度量包括恒定值或零值中的一个。在该马达轴的该速度和该期望速度之间的差值大于参考值时，该至少一个度量包括该恒定值，并且当该马达轴的该速度和该期望速度之间的差值小于该参考值时，该至少一个度量包括该零值。
在一些实施方案中，使该马达轴和该传动系接合包括以下中的至少一个：确定该马达轴的该速度与该期望速度之间的差值，并且将该差值与参考差值进行比较；或者将该马达轴的该速度与预定值进行比较，其中该预定的基于该期望速度。
在一些实施方案中，该方法包括在使该马达轴和该传动系接合之后修改该反馈控制器以增加命令跟踪带宽。
在一些实施方案中，生成该得到的扭矩命令，该得到的扭矩命令包括使用该至少一个度量来修改该前馈控制器的输出以生成修改的信号，以及将该修改的信号与该反馈控制器的输出组合以生成该得到的马达命令。
在一些实施方案中，生成该得到的马达命令包括将该至少一个度量作为增益应用于该前馈控制器的该输出。
在一些实施方案中，将该前馈控制器或该至少一个度量中的至少一个归零，包括确定该马达的该速度与该期望速度之间的差值，将该差值与参考值进行比较，以及使该至少一个度量达到零值。
在一些实施方案中，本公开涉及一种系统，该系统包括：传动系，该传动系具有车辆的至少一个车轮；马达，该马达具有马达轴并且被配置为与传动系接合；和控制电路。该控制电路被配置为确定接合该马达轴和该传动系，并且作为响应，基于该马达轴的速度激活反馈控制器并激活前馈控制器。该控制电路被配置为确定用于修改该前馈控制器的输出的至少一个度量。该至少一个度量基于该马达轴的该速度和该期望速度。该控制电路被配置为基于该反馈控制器、该前馈控制器和该至少一个度量生成得到的马达命令。该控制电路被配置为基于该马达轴的该速度和该期望速度使该马达轴和该传动系接合。例如，系统可使离合器接合以将马达联接到传动系。该控制电路被配置为基于该马达轴的该速度和该期望速度来将该前馈控制器、该述至少一个度量或两者归零。在一些实施方案中，该系统包括传感器系统，该传感器系统联接到该控制电路并且被配置为感测对应于该马达轴的位置信息。在一些实施方案中，该系统包括用于基于控制信号来管理马达相位中的电流流动的电力电子器件系统，诸如马达驱动器。
在一些实施方案中，本公开涉及一种通过修改反馈控制器来管理车辆中的马达的接合的方法。该方法包括基于该马达轴的速度来执行反馈速度控制器，以及基于期望速度和该马达轴的该速度来执行前馈扭矩控制器。该方法包括基于第一阈值和该马达轴的该速度使该马达轴和该传动系接合。该方法包括基于第一阈值和该马达轴的速度将该前馈扭矩控制器归零，并且在该马达轴的该速度和该期望速度在预定范围内之后修改该反馈速度控制器。例如，当马达轴在期望速度的阈值内时，马达轴和传动系可以接合，前馈控制器可被归零，并且反馈控制器可被修改。在一些实施方案中，该方法包括基于该反馈控制器的输出并基于该前馈控制器来生成控制信号，以及基于该控制信号来在该马达中生成电流。在一些实施方案中，修改反馈控制器包括调节比例积分微分(PID)控制器的一个或多个常数。
附图说明
参考以下附图详细描述了根据一个或多个各种实施方案的本公开。附图仅出于举例说明的目的而提供，并且仅示出典型的或示例性实施方案。提供这些附图以有利于理解本文所公开的概念，并且这些附图不应被认为是对这些概念的广度、范围或适用性的限制。应当指出的是，为了清楚起见和便于说明，这些附图未必按比例绘制。
图1示出了根据本公开的一些实施方案的例示性的可接合传动系的系统图；
图2示出了根据本公开的一些实施方案的例示性可接合马达和负载的系统图；
图3示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用两个控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统的框图；
图4示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用两个控制器来管理马达和负载的接合的例示性过程的流程图；
图5示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用索引的前馈控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统的框图；
图6示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用启用/禁用的前馈控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统的框图；
图7示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用修改的反馈控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统的框图；
图8示出了根据本公开的一些实施方案的控制系统对期望速度变化的例示性响应的曲线图；并且
图9示出了根据本公开的一些实施方案的用于确定惯性度量的例示性过程的流程图。
具体实施方式
本公开涉及具有多于一个可接合的电动马达的电动车辆系统。例如，马达可根据需要与传动系接合，而不是一直将所有马达连接到传动系(例如，即使马达不用于扭矩生成)。在一些实施方案中，允许马达脱离接合/接合可避免或限制损耗，并且因此避免减小电动车辆行驶里程。
图1示出了根据本公开的一些实施方案的例示性的可接合传动系100的系统图。如图所示，可接合传动系100包括电动马达101、齿轮组110、接合接口111和112以及车轮121和122。尽管单独标记，但齿轮组110以及接合接口111和112可以组合为具有任何合适部件(例如，离合器、齿轮减速器、带轮、轴承、润滑系统、轴、接头、悬架、制动器、控制器)和任何数量的接合接口(例如，一个、两个或多于两个)的单个组件。在一些实施方案中，例如，车辆可包括前车轮和后车轮，并且可根据需要接合前车轮、后车轮或两者。例如，车轮121和122可为前车轮或后车轮，并且如果需要增加的扭矩，则系统可决定通过启动接合接口111和112经由齿轮组110接合电动马达101，该接合接口可包括例如离合器。因为车辆可能已经在移动，所以系统可以在启动接合接口111和112之前加速电动马达101，以防止或以其他方式减小(例如，来自配合部件的速度差异的)相互作用扭矩。在一些实施方案中，尽管图1中未示出，但车辆的每个车轮可对应于相应的马达，并且每个马达可与相应的车轮接合/脱离接合。因此，当不用于提供扭矩时，一个或若干个马达可以与齿轮箱和/或接口分离。
图2示出了根据本公开的一些实施方案的例示性马达210和负载220的系统图。如图所示，系统200包括控制系统250、马达210、负载220和接口230。如图所示，控制系统250包括控制电路251、存储器252、通信(COMM)接口253、电力电子器件254、电源255和一个或多个传感器256，并且可包括任何其他合适的部件或它们的组合。在例示性示例中，控制系统250可用于使车轮121和122与图1中的马达101接合和脱离接合(例如，接口230可包括或对应于可接合接口111和/或112)。
控制系统250包括被配置用于控制马达210的操作的控制电路。控制电路251可以包括处理器，诸如例如具有单核或双核的中央处理器、总线、逻辑电路、集成电路、数字信号处理器、图形处理器、嵌入式处理装置、用于读取和执行计算机指令的任何其他合适的部件或它们的任何组合。
存储器252可包括任何合适的存储装置，诸如例如易失性存储器、非易失性存储器、可移除存储装置、固态存储装置、光学装置、磁装置、用于存储和调用信息的任何其他合适的部件或它们的任何组合。COMM接口253可包括电端子、电平移位器、通信模块、连接器、电缆、天线、用于发送和接收信息的任何其他合适的部件或它们的任何组合。例如，COMM接口253可包括以太网接口、WiFi接口、光学接口、传感器接口(例如，用于与一个或多个传感器256交互)、任何其他合适的有线或无线接口或它们的任何组合。为了说明，COMM接口253可以包括传感器接口，传感器接口具有电源、模数转换器、数模转换器、信号处理设备、信号调节设备、连接器、电端子、用于管理往返于传感器的信号的任何其他合适的部件或它们的任何组合。为了进一步说明，传感器接口可被配置为与电流传感器、位置传感器(例如，联接到马达轴或齿轮轴的旋转编码器)、温度传感器、电压传感器、加速度计(例如，振动传感器)、任何其他合适的一个或多个传感器256或它们的任何组合进行通信。在一些实施方案中，COMM接口253被配置为将指示马达命令的控制信号传输到电力电子器件254。电力电子器件254可包括马达驱动器、开关(例如，IGBT、MOSFET)、二极管(例如，回扫二极管)、一条或多条总线(例如，DC总线)、以任何合适的配置布置的任何其他合适的部件(例如，H桥、半桥)或它们的任何组合。电源255可包括电池、电池系统、联接到电池系统的引线或它们的组合，用于向控制电路251、存储器252、COMM接口253、电力电子器件254、一个或多个传感器256、马达210、接口230、任何其他合适的部件或它们的任何组合提供电力。
在一些实施方案中，控制系统250被配置为控制接口230处的接合。例如，接口230可包括由控制系统250控制(例如，接合、脱离接合)的离合器。在另一示例中，接口230可包括一个或多个致动器(例如，电动马达、螺线管)、机械致动器、液压式致动器、气动式致动器、传感器(例如，速度传感器、负载传感器、振动传感器、光学传感器、限位开关)、用于管理马达210和负载220的接合的任何其他合适的部件或它们的任何组合。在一些实施方案中，接口230可包括例如图1的齿轮组110以及接合接口111和112。
在例示性示例中，控制系统250可以被配置为控制马达210。在一些实施方案中，马达210包括对应于绕组的相位，这些相位经由相位引线耦接到电力电子器件254。在一些此类实施方案中，电力电子器件254被配置为从控制电路251接收控制信号。控制电路251可被配置为基于存储在存储器252中的计算机指令来实现马达控制算法，该马达控制算法基于一个或多个输入来生成控制信号。例如，控制电路251可被配置为实现用于基于期望的性能(例如，期望的马达位置、速度、加速度、扭矩、通量或它们的组合)生成电流命令的控制方案，并且可生成指示电流命令的控制信号。为了说明，控制信号可包括脉冲宽度调制(PWM)信号、脉冲密度调制(PDM)信号、模拟信号、数字信号(例如，经由串行接口或并行接口)、任何其他合适的信号类型或它们的任何组合。
在例示性示例中，控制系统250(例如，或其控制电路251)可被配置为执行马达控制算法，以用于经由接口230使马达210与负载220接合和脱离接合。例如，系统200可包括在电动车辆中，其中负载220对应于传动系或其一部分。当需要更多扭矩来推进车辆时，马达210(例如，其最初可与负载220断开连接)可通过接合接口230附接到负载220(例如，齿轮箱)。在马达210和负载220的接合期间，可能出现大的交互扭矩，这可减少部件(例如，马达210、负载220的齿轮箱或接口230的离合器)的寿命、损坏部件或它们的组合。在一些实施方案中，控制系统250(例如，或其控制电路251)可被配置为实现马达210与负载220之间的较软接合、表现出快的加速率或两者。在一些实施方案中，本公开涉及马达控制器(例如，速度控制器)，该马达控制器被配置为在接口230的接合或脱离接合期间实现相对小的或减小的交互扭矩。
图3示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用两个控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统300的框图。在一些实施方案中，系统300可被包括在图2的系统200或其任何方面中，或者可包括该系统或其任何方面。如图所示，系统300包括接口控制器310、控制器320、控制器330、信号发生器340、马达系统350和传感器接口341。可将可包括来自输入接口、中央控制器或任何其他合适的控制器或接口的输入的另外的输入390提供给接口控制器310、控制器320和控制器330中的任一者或全部。马达系统350包括例如马达驱动器(例如，用于控制电动马达的相位中的电流的电力电子器件)、电动马达、马达负载接口(例如，用于接合和脱离接合的离合器或其他装置)、任选地齿轮箱、任何其他合适的部件或它们的任何组合。马达系统350被配置为使马达与负载(例如，使电动马达与电动车辆的传动系)接合和脱离接合。控制器320和330被配置为通过产生指示电动马达的相位中的期望电流的控制信号来控制马达的速度、扭矩或两者。控制器330被配置为从马达系统350接收反馈以帮助控制马达的操作(例如，减少错误、增加稳定性、防止不期望的操作、检测故障、改善带宽能力或它们的组合)。在例示性示例中，接口控制器310、控制器320和控制器330可在硬件、软件或两者中实现(例如，作为图2的控制电路251、存储在存储器252中的指令或两者的一部分)。
接口控制器310被配置为控制电动马达和马达系统350的负载的接合和脱离接合。在一些实施方案中，接口控制器310可从输入390中的任一个输入接收指示以使电动马达与马达系统350的负载接合(或脱离接合)。例如，中央控制器可确定车辆操作需要附加扭矩，并且向接口控制器310生成接合电动马达和传动系的指示。因此，中央控制器还可向控制器320和控制器330提供指示以使电动马达卷起，以在接合期间减小电动马达与负载之间(例如，来自接合时的速度差异)的相互作用扭矩。为了说明，中央控制器可确定接合电动马达和传动系，并且向控制器320和330提供指示以加速电动马达，以在电动马达和负载接合之前使速度与传动系轴匹配。在一些实施方案中，本公开涉及用于管理卷起过程以减小相互作用扭矩的系统和方法。
在一些实施方案中，控制器330可包括用于控制马达系统350的电动马达的反馈控制器。例如，控制器330可包括比例积分微分(PID)控制器，该比例积分微分控制器被配置为控制电动马达的角位置、角速度或两者。在另一示例中，控制器330可被配置为从传感器接口341接收采样传感器信息，诸如位置信息(例如，来自旋转编码器、磁编码器、光学编码器或任何其他合适的传感器)、电流信息(例如，来自马达系统350的电动马达的一个或多个相位的电流传感器)、电压信息、任何其他合适的传感器信息或它们的任何组合。在一些实施方案中，控制器330可被配置为足够刚性以拒绝干扰扭矩(例如，来自干扰370)。在一些实施方案中，控制器330的刚度可在接合过程期间减小，并且卷起以防止由于控制器330中的延迟而导致的速度过冲。传感器接口341可被配置为将传感器信号提供至接口控制器310、输入390(例如，其控制器)、控制器330、控制器320(例如，以确定何时激活或停用前馈控制器)或它们的组合。传感器接口341可包括用于感测马达系统350的马达的位置信息的编码器、一个或多个电流传感器(例如，用于测量到马达的DC总线或相位电流)、电压传感器、基于光学或图像的传感器、任何其他合适的传感器系统或它们的任何组合。在例示性示例中，来自传感器接口341的信息可存储在存储器中，用于反馈控制，与前馈控制器一起使用(例如，以修改或启用前馈控制器)，用于确定输入或期望值，用于故障检测，或它们的组合。在一些实施方案中，来自传感器接口341的信息用于更新一个或多个控制器(例如，输入390、控制器320和330以及接口控制器310的参数)，更新期望或输入值，确定用于修改控制器320的输出的度量，确定对控制器330的修改，或它们的组合。例如，来自传感器接口341的位置信息和电流信息可用于确定或检查惯性度量(例如，惯性矩)、摩擦系数或在系统300的过程中使用的其他度量(例如，如在图9的过程900的上下文中所述)。
在一些实施方案中，控制器330可包括用于控制马达系统350的电动马达的前馈控制器。例如，因为指示并因此可预测电动马达和传动系的接合，所以控制器320可通过提供前馈响应来应用即将发生的接合的模型。例如，可向控制器330提供速度命令的增加。将来自控制器320的输出添加到来自控制器330的输出可通过向由控制器330基于来自传感器接口341的反馈所确定的扭矩(或电流)命令提供附加扭矩(或电流)命令来改善马达速度的带宽和响应时间以匹配负载。因此，控制器320可补偿控制器330中减小的刚度以达到期望的位置或速度而没有过冲或延迟。在例示性示例中，控制器330的反馈控制提供对电动马达的稳定控制，而控制器320的前馈控制改善了卷起过程的响应时间和带宽，因此电动马达的马达轴可更快地加速。
图4示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用两个控制器来管理马达和负载的接合的例示性过程400的流程图。例示性过程400可由例如图2的控制系统250(例如，或其任何方面)、图3的系统300(例如，或其任何方面)、用于执行计算机指令并生成控制信号(例如，电流命令)的任何其他合适的系统或它们的任何组合来实现。在例示性示例中，过程400可被实现为在一秒或更短时间内发生，以在接合电动马达时提供快速响应。
在步骤402处，系统确定将马达轴与传动系接合。在一些实施方案中，系统可接收接合马达轴的指示，并且可基于该指示确定接合马达轴。例如，可从输入接口、控制器、任何其他合适的源或它们的任何组合(例如，如图3的输入390所示)接收指示。在一些实施方案中，系统可基于所存储的计算机指令(例如，存储在图2的存储器252中)的指令来确定接合马达轴。例如，系统可确定期望的扭矩值，并且可确定接合电动马达以提供期望扭矩的至少一些部分。在另一示例中，车辆传动系可包括多于一个电动马达，并且因此可确定是否接合所述多于一个马达中的每个马达以提供期望扭矩。系统可基于指示(例如，由输入接口或控制器提供)、测量值或感测值(例如，在已经接合的马达的相位中高于阈值的电流以减小该电流)、存储在系统的存储器中(或可以其他方式访问)的计算机指令中引用的扭矩或电流的阈值、任何其他合适的标准或它们的任何组合来确定将马达轴与传动系接合。
在步骤404处，系统激活反馈控制器。反馈控制器可包括用于控制电动马达的角位置、角速度或两者的PID控制技术或任何其他合适的控制技术。在例示性示例中，反馈控制器可与图3的控制器330相同，但不必相同。在一些实施方案中，在步骤404处，系统调节反馈控制器的一个或多个系数、变量或参数。例如，反馈控制器可操作但具有减小的系数或空系数，并且系统可在步骤404处调节系数以提供马达的PID控制。在一些实施方案中，反馈控制器在电动马达脱离接合时不操作，并且在步骤404处，可由系统初始化。例如，在步骤404处，反馈控制器可开始接收采样位置信息、采样电流信息或任何其他输入，并且还可开始生成输出，诸如电流命令、扭矩命令或指示它们的信号。
在步骤406处，系统激活前馈控制器。前馈控制器可包括用于在电动马达处产生扭矩的扭矩控制器或任何其他合适的控制技术。在例示性示例中，前馈控制器可以与图3的控制器320相同，但不必相同。在一些实施方案中，在步骤406处，系统调节前馈控制器的一个或多个系数、变量或参数。例如，前馈控制器可操作但具有减小的系数或空系数，并且系统可在步骤406处调节系数以提供指示扭矩、电流或两者的输出。在一些实施方案中，前馈控制器在电动马达脱离接合时不操作，并且在步骤406处可由系统初始化。例如，在步骤406处，前馈控制器可开始输出电流命令、扭矩命令或指示它们的信号。在一些实施方案中，例如，前馈控制器基于预期的电流或扭矩要求来建模以实现接合。例如，因为马达将需要卷起，所以前馈控制器可提供附加输入以增加转换的带宽，而不受反馈控制器的延迟的限制。
在步骤408处，系统确定用于修改步骤406的前馈控制器的输出的至少一个度量。在一些实施方案中，度量可包括二进制值，诸如例如数值(例如，零或一)、标志值(例如，启用、禁用)、状态值(例如，开、关)、任何其他合适的值对或它们的任何组合。在一些实施方案中，系统在特定时间下、特定持续时间期间或它们的组合确定该至少一个度量。在一些实施方案中，例如，系统可在激活步骤406的前馈控制器的同时确定该至少一个度量。在一些实施方案中，系统可以响应于一个或多个事件、响应于一个或多个参数值或以其他方式多于一次地以预定频率确定该至少一个度量。例如，系统可在接合过程期间更新该至少一个度量一次或多次。在另一示例中，当马达轴速度接近期望速度(例如，负荷轴的速度)或以其他方式加速或减速时，系统可更新该至少一个度量。在一些实施方案中，可基于计算机实现的指令来触发步骤408。在一些实施方案中，可从存储在存储器(例如，存储器252或可使用COMM接口253访问的外部存储器)中的数据库或其他参考信息检索该至少一个度量。
在步骤410处，系统基于步骤408的至少一个度量来修改前馈控制器的输出。在一些实施方案中，步骤408的至少一个度量可以被应用为增益，其中该至少一个度量与来自步骤406的前馈控制器的输出相乘。在一些实施方案中，步骤408的至少一个度量可被应用为开关，其中前馈控制器的输出被传播(例如，增益为一)或归零(例如，设置为零)。在一些实施方案中，例如，当至少一个度量为标志或状态值时，系统可访问查找表、数据库或其他参考信息以确定如何修改前馈控制器的输出。例如，系统可访问参考信息，以确定对前馈控制器的输出修改多少、是否修改前馈控制器的输出或两者。如分图450所示，修改可包括增益，该增益可为从起点到终点的函数(例如，时间或指数的函数)、阶跃函数或其他分段函数、斜坡、常数、任何其他合适的形状或它们的任何组合。例如，参考分图450，修改在A处初始化并且在B处停用，其中马达轴速度在C处实现期望速度。如图所示，修改在B处实现第一水平D并转变为零值(例如，使前馈控制器的输出归零)。
在一些实施方案中，步骤410包括使前馈控制器的输出归零。例如，系统可将前馈控制器归零、将该至少一个度量归零(例如，其中该至少一个度量应用为前馈控制器的输出的增益)或两者。在一些实施方案中，系统基于马达轴的速度和期望速度(例如，马达轴的速度与期望速度之间的差值)来将前馈控制器的输出归零。例如，当马达轴的速度接近期望速度时，系统可减小或以其他方式将前馈控制器的输出归零。如本文所用，“归零”是指造成的影响可忽略不计、不明显或显著降低。例如，归零可以指将增益设置为零或接近零(例如，使得到的值不明显)。在另一示例中，归零可以指停用信号，使得该信号不传播(例如，并且因此对输出没有影响)。在另一示例中，归零可以指使值或影响接近零或达到零，使得其不再对输出具有明显影响。为了说明，分图450的修改在B处或以其他方式在C处被归零。
在步骤412处，系统向电动马达输出一个或多个命令。在一些实施方案中，步骤412包括将来自步骤404的反馈控制器的输出与前馈控制器406的修改(或未修改的)输出组合。例如，输出可被添加为标量值(例如，总期望扭矩或总期望电流)、矢量值(例如，每个马达或每个马达的每个相位的扭矩或电流的阵列)、矩阵、任何其他合适的值或它们的任何组合。在一些实施方案中，在步骤412处，系统应用增益、偏移、变换、任何其他合适的操作或它们的任何组合来生成输出信号。在一些实施方案中，系统可在步骤412处生成输出信号，诸如例如模拟信号、PWM信号、数字信号、用于经由任何合适的通信路径传输的任何其他合适的信号或它们的任何组合。例如，系统可生成指示期望扭矩、期望电流或两者的输出命令，并且可生成指示用于传输到电力电子器件系统(例如，或其控制电路)的输出命令的输出信号。在一些实施方案中，系统可包括信号发生器，该信号发生器被配置为将输出命令作为输入并生成指示输出命令的用于传输的信号作为输出。在一些实施方案中，系统可将输出锁存，使得特定输出继续被传输，直到其被(例如，控制算法的迭代或新输出命令的其他确定)更新。
在步骤414处，系统基于步骤412的一个或多个命令在一个或多个马达绕组中生成电流。在另一示例中，在步骤412处，系统可开始向电力电子器件(例如，任何合适的电力电子器件系统，诸如电力电子器件254)输出PWM信号，以在步骤414处控制电动马达(例如，电动马达210)的一个或多个相位中的电流。在一些实施方案中，电力电子器件系统包括联接到电动马达的相位的开关，其中开关被激活和停用以控制相位中的电流(例如，以及因此控制马达中的扭矩)。例如，电力电子器件系统可以包括逆变器(例如，联接到DC总线)、变频驱动器(例如，以生成正弦波形或其他周期性波形)、H桥或半桥、DC总线、任何其他合适的部件或它们的任何组合。例如，在一些实施方案中，电动马达可包括开关磁阻马达(例如，具有任何合适数量的相位和极)。在另一示例中，在一些实施方案中，电动马达可包括AC马达(例如，感应或同步马达，具有任何合适数量的相位和极)。
在例示性示例中，步骤404的反馈控制器可被设计成以预定刚度或带宽操作。例如，在马达和齿轮箱接合期间，如果反馈控制器太刚性，则可在马达和齿轮箱之间引起大的交互扭矩。大的交互扭矩可损坏齿轮组、离合器或传动系的其他方面。因此，在一些实施方案中，反馈控制器包括相对高带宽、低刚度的速度控制器。例如，反馈控制器可包括自适应变速控制器增益。在另一示例中，反馈控制器可包括对应于比例、积分和微分控制的系数，并且系统可调整PID控制器的任何或所有系数。
在例示性示例中，系统可通过应用可调节扭矩命令前馈索引(例如，如图5所述)、扭矩命令前馈启用/禁用功能(例如，如图6所述)、速度相关PID算法(例如，如图7所述)、根据本公开的任何其他合适的技术或它们的任何组合来实现速度过冲减小。在一些此类实施方案中，系统实现不依赖于刚性反馈控制器的用于接合电动马达和齿轮箱的控制器设计。例如，反馈控制器可被软化(例如，变得相对较不刚性)，并且前馈控制器可用于在马达轴加速(例如，正加速或负加速)时增加带宽。因此，系统可以提供高带宽和软控制技术。为了说明，在一些实施方案中，此方案与相对刚性的传统速度控制器相反。过程400的实施方式可允许马达与负载的平滑接合、快的加速率、零速度过冲或其他减小速度的过冲或它们的组合。
在另一例示性示例中，电动马达可仅在需要时连接到齿轮箱(例如，用于附加扭矩)，从而提供动力传动系控制。过程400可以允许马达在短时间段内加速，同时允许马达与齿轮箱的连接软地发生，以避免或减少损坏、磨损或两者。为了说明，接合可在小于一秒(例如，500ms或其他相对短的时间)的持续时间内发生。
图5至图7示出了用于管理马达和负载的接合的例示性系统的框图。例如，图5至图7的例示性系统可被配置为实施图4的过程400或其任何步骤。在另一示例中，图5至图7的例示性系统可由图3的系统300或其任何合适的部分来实现。
图5示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用索引的前馈控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统500的框图。如图所示，系统500包括控制器520、控制器530、修改器540、输出532、传感器系统531和模型化装备550(例如，指示电动马达)。在例示性示例中，中央控制器(未示出)可向系统500的部件提供输入、控制信号或其他信息以用于控制马达。
如图所示，控制器530包括PID控制器，该控制器使用位置反馈(例如，由传感器系统531测量的采样位置信息)。在例示性示例中，控制器530可与图3所示的系统300的控制器330相同，但不必相同。在一些实施方案中，例如，控制器530可包括增益(例如，如图所示的三个增益，对应于P、I和D控制)，该增益可以是可调节的但不必是可调节的。
例如，在一些实施方案中，可将任何或所有增益设置为零，调节值，启用或禁用，或以其他方式修改。例如，如图所示，ΔΘ*为角位置的期望变化(例如，每个样本时间步)，ΔΘ为角位置的测量变化(例如，在当前角位置和先前角位置之间)，1-Z-1是变换算子，ba是(例如，用于比例P项的)增益，Ksa是(例如，用于积分I项的)增益，Kia是(例如，用于微分D项的)增益，T是时间步(例如，样本频率的倒数)。三个项(例如，对应于PID控制方案)在求和块处求和，其结果对应于反馈控制器的输出(例如，控制器530的输出)。如图所示，传感器系统531检测或感测装备550的操作的一个或多个方面、输出532或两者。在一些实施方案中，例如，编码器被配置为感测角位置信息(例如，角位置、角速度、角加速度)，并且传感器系统531可以生成指示位置信息的反馈信号。例如，如图所示，传感器系统531生成指示当前角位置的采样输出。因此，如图所示，控制系统530使用采样位置信息来实现反馈PID控制方案。传感器系统531可以提供连续反馈信号，该信号可以被控制器530或另一个控制器采样，或者传感器系统531可以对位置信息采样并输出指示采样位置的信号。
如图所示，控制器520包括前馈控制器。在例示性示例中，控制器520可与图3所示的系统300的控制器320相同，但不必相同。例如，如图所示，Ω*是期望的角速度，JP是增益(例如，惯性矩，确定或基于参考信息)，bP是增益(粘性阻尼增益)，Tμ是增益(例如，库仑摩擦增益，以示出当速度越过零时-在速度切换方向时在动摩擦和静摩擦之间转换-的扭矩)乘以符号算子sgn(Ω*)以在方向上与期望扭矩匹配。三个项在求和块处求和，并且求和块的输出对应于前馈控制器的输出(例如，控制器520的输出)。在一些实施方案中，控制器520在马达接合(或脱离接合)期间启动，但在其他情况下不需要初始化。在一些实施方案中，控制器520可在第一时间用被配置为将控制器520的输出归零的修改器540来初始化直到第二时间。在一些实施方案中，控制器520可被初始化，并且修改器540可被配置为提供修改的输出持续一定持续时间或直到满足条件。修改器540可被配置为从控制器接收控制信号、控制信息或两者。例如，监测马达速度和负载速度的中央控制器可生成控制信号并将其传输到修改器540以控制修改器540的操作(例如，激活、停用、增益值或它们的组合)。在另一示例中，传感器系统531可以生成信号并将其传输到修改器540以控制修改器540的操作(例如，基于速度、电流或两者的激活、停用、增益值或它们的组合)。
输出532被配置为将指示电流、扭矩或两者的信号提供给电力电子器件系统以控制电动马达。如图所示，控制器520的输出被提供给修改器540，该修改器输出修改的输出。如图所示，修改的输出和控制器530的输出在求和块处组合，以生成到输出532的输入。在一些实施方案中，输出532可包括矢量运算、矩阵运算、用于将输入信号转换成输出信号的算法、被配置为生成指示输入的电信号的信号发生器、任何其他合适的硬件或软件部件或它们的任何组合。在一些实施方案中，输出532被配置为将锁存的电流命令信号输出到马达驱动器的电力电子器件。例如，电流命令信号可包括PWM或PDM信号、数字信号、模拟信号、指示电流命令的任何其他合适类型的信号或它们的任何组合。在一些实施方案中，输出532可在控制系统、电力电子器件系统或它们的组合的控制电路中实现。在一些实施方案中，输出532可包括电力电子器件系统。例如，输出532的输出可包括电动马达的相位的相位引线中的电流(例如，其中装备550对应于马达本身)。应当理解，输出532可被配置为输出用于控制电力电子器件的控制信号，或者可包括电力电子器件并且可被配置为输出马达的相位引线中的电流。
传感器系统531可以被配置为感测例如位置信息(例如，角位置、速度或加速度)、(例如，在DC总线、一个或多个马达相位或它们的组合中的)电流、(例如，相位、分流器两端、DC总线线路、部件两端的)电压、温度、任何其他合适的参数或操作特性或它们的任何组合。传感器系统531可以被配置为将信息传输到存储器、控制器、任何其他合适的接收器或它们的任何组合。例如，来自传感器系统531的信息可以被提供给中央控制器(例如，图5中未示出的中央控制器)，该中央控制器向控制器520和530以及修改器540提供输入、指令或两者。在另一示例中，传感器系统531可以向控制器530提供位置信息以执行反馈控制。在另一示例中，传感器系统531可以向控制器520、中央控制器、修改器540或它们的组合提供位置信息以激活/停用控制器520，向修改器540提供指令(例如，提供用于修改控制器520的输出的值、用于激活/停用的指令)、任何其他合适的功能或它们的任何组合。在一些实施方案中，传感器系统531可以生成指示感测值的信号并且将信号传输到存储器(例如，数据队列)以供一个或多个控制器、修改器540、输出532或它们的组合使用。在一些实施方案中，传感器系统531接收指示输出532中的电流流动的信息(例如，一个或多个相位电流、一个或多个DC总线电流、测量的电流、期望电流、估计的电流)。
在例示性示例中，电动马达最初可与传动系脱离接合。控制系统可确定电动马达将被接合并相应地生成输入值(例如，期望位置、速度、扭矩、电流、任何其他参数或它们的任何组合)。控制信号可初始化控制器520和530，并配置修改器540以修改控制器520的输出。输出532产生用于控制电动马达(例如，装备550)的输出。在一些实施方案中，修改器540可以被配置为用作直接传播控制器520的输出的单位增益块。在一些实施方案中，修改器540被配置为用作单位增益块，直到所感测的马达速度在期望速度的预定范围内(例如，在1％、5％、10％、预定的RPM差或任何其他合适的阈值内)。在一些此类实施方案中，一旦满足阈值，修改器540用作增益为零的增益块(例如，修改器540将控制器520的输出归零)。一旦马达轴速度(例如，由传感器系统531检测到)达到或充分接近期望速度，控制系统可停用控制器520并且可保持控制器530以提供对电动马达的反馈控制。在例示性示例中，修改器540可应用任何合适的修改，诸如在图4的分图450的上下文中描述的那些。
在另一例示性示例中，与使用控制器530相比，控制器520的使用改善了控制方案的命令跟踪带宽。例如，控制器530可被软化(例如，刚性较低)并且可表现出较小的带宽，并且控制器520可增加控制系统的总体刚度(例如，增加一个数量级或更多)。为了说明，虽然软化的反馈控制器(例如，控制器530)可表现出小于10Hz(例如，5Hz)的带宽，但是前馈控制器(例如，控制器520)的使用可将带宽增加到超过100Hz(例如，500Hz)。因此，使用前馈控制器的(例如，通过修改器540)修改的输出可有助于防止可能由软反馈控制器以及一起使用前馈控制器引起的过冲。在一些实施方案中，控制器520的输出大于控制器530的输出。例如，前馈控制器的输出可为反馈控制器的输出的数量级或大于反馈控制器的输出。
图6示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用启用/禁用的前馈控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统600的框图。在例示性示例中，中央控制器(未示出)可向系统600的部件提供输入、控制信号或其他信息以用于控制马达。如图所示，系统600包括图5的控制器520、控制器530和模型化装备550以及启用器640。启用器640可被配置为允许或不允许来自控制器520的输出传播到输出532(例如，或以其他方式与来自控制器530的输出组合)。在一些实施方案中，启用器640被配置为在被启用时传递来自控制器520的输出而不进行修改，并且被配置为在被禁用时防止传播控制器520的输出(例如，或以其他方式输出零或空值)。在一些实施方案中，启用器640被配置为允许控制器520的输出从初始化时间传播，直到马达轴速度在负载速度的阈值内，达到负载速度，或者以其他方式确定禁用(例如，基于任何合适的标准)。
启用器640可被配置为从控制器接收控制信号、控制信息或两者。例如，监测马达速度和负载速度的中央控制器可生成控制信号并将其传输到启用器640以控制启用器540的操作(例如，激活、停用)。在另一示例中，传感器系统531可以生成信号并将其传输到启用器640以控制启用器640的操作(例如，基于速度、电流或两者启用/停用)。
在例示性示例中，电动马达最初可与传动系脱离接合。控制系统可确定电动马达将被接合并相应地生成输入值(例如，期望位置、速度、扭矩、电流、任何其他参数或它们的任何组合)。控制信号可初始化控制器520和530，并且配置启用器640以启用控制器520的输出。输出532产生用于控制电动马达(例如，装备550)的输出。在一些实施方案中，启用器640可被配置为直接传播控制器520的输出。在一些实施方案中，启用器640被配置为启用控制器520的输出以传播，直到所感测的马达速度在期望速度的预定范围内(例如，在1％、5％、10％、预定RPM差或任何其他合适的阈值内)。在一些此类实施方案中，一旦满足阈值，启用器640禁止控制器520的输出传播(例如，启用器640将控制器520的输出归零)。一旦马达轴速度(例如，由传感器系统531检测到)达到或充分接近期望速度，控制系统可停用控制器520并且可保持控制器530以提供对电动马达的反馈控制。在例示性示例中，启用器640可与修改器540组合以应用任何合适的修改(诸如在图4的分图450的上下文中描述的那些修改)，然后启动或禁止修改的信号传播。因此，对于前馈控制器的输出使用启用器640可有助于防止可能由一起使用软反馈控制器和前馈控制器引起的过冲。在例示性示例中，系统可应用控制器520，直到马达速度为负载速度的90％(例如，或任何其他合适的分数或百分比，该分数或百分比可以是恒定的但不必是恒定的)，然后禁用控制器520并允许控制器530提供反馈控制。马达速度、负载速度或两者可基于传感器系统531的输出来确定，该传感器系统的输出可被传送到中央控制器、控制器520、启用器640或它们的组合。
图7示出了根据本公开的一些实施方案的用于使用修改的反馈控制器来管理马达和负载的接合的例示性系统700的框图。如图所示，系统700包括控制器520、控制器730(例如，其类似于图5至图6的控制器530)。控制器730包括一个或多个控制项(例如，P、I、D或它们的组合)，这些控制项被启用/禁用、修改、添加、移除或以其他方式改变以在电动马达和负载的接合期间提供控制变化。例如，配置701对应于前馈控制器(例如，控制器520)和P控制器(例如，配置有比例项的控制器530)。在一些实施方案中，控制器730最初可仅包括比例项，因为例如准确度不需要是接合过程期间的主要关注点。在一些实施方案中，使用P控制器，直到马达速度在负载速度的阈值内，然后PID控制器的I和D项被激活或以其他方式启用(例如，如配置702所示)。在一些实施方案中，控制器730调节增益(例如，Kia、Ksa和ba)以提供反馈控制。例如，任何增益可清零或以其他方式归零、调整值、根据操作模式设置为值或以其他方式修改。如图所示，在配置701中，增益Kia和ba被清零，然后在合适的时间(诸如例如，在电动马达和负载接合之后、当马达轴速度在负载轴速度的阈值内时、在接合期间的预定时间、任何其它合适的时间或它们的任何组合)在配置702中被修改为非零值。
图8示出了根据本公开的一些实施方案的控制系统对期望速度变化的例示性响应的曲线图800和850。曲线图800示出了表现出过冲(例如，如本文所用，除非在特定情况下进行描述，否则过冲通常是指下冲和过冲两者)的系统的马达响应。轨迹801对应于马达轴的期望速度，并且轨迹802对应于马达轴的实际速度。如图所示，轨迹801表现出速度的降低、减小的速度的保持以及随后速度的增加。如轨迹802所示，系统下冲减小的速度，然后过冲增加的速度。为了说明，此类过冲可由反馈控制器的刚度、反馈控制器的延迟、反馈的延迟、前馈控制(例如，命令过大)或它们的组合引起。轨迹802表现出的此类过冲可例如导致马达速度与负载速度失配，从而产生相互作用扭矩。此外，此类过冲还可使机械部件产生应力，导致不稳定性，增加将电动马达接合到负载所需的时间或它们的组合。
曲线图850示出了根据本公开的减轻过冲的系统的马达响应。轨迹851对应于马达轴的期望速度，轨迹852对应于马达轴的实际速度。如图所示，轨迹851表现出速度的增加、增加的速度的保持以及然后速度的降低。如轨迹852所示，系统比曲线图800的系统更紧密地遵循期望速度，从而避免过冲增加的期望速度或下冲降低的期望速度。为了说明，此类减轻可通过修改反馈控制器的刚度、应用前馈控制器、修改前馈控制器、启用和禁用前馈控制器或它们的组合来实现。为了说明，减轻过冲和下冲可例如防止或以其他方式减轻马达速度与负载速度的失配以及因此引起的相互作用扭矩。此外，防止或减少过冲和下冲可防止或以其他方式减轻机械部件上的应力、不稳定性、电动马达接合到负载所需的时间的增加或它们的组合。例如，防止过冲和下冲可允许马达的更有效接合、马达的更快接合、马达的更可重复和/或可预测的接合或它们的组合。
图9示出了根据本公开的一些实施方案的用于确定惯性度量的例示性过程900的流程图。过程900可例如由图2的控制系统250或图3的系统300(例如，其接口控制器310)来实现。过程900可用于更新或检查控制器(例如，或其中使用的参数)，执行故障检查(例如，确定所确定的参数是否与参考值一致)，任何其他合适的目的或它们的任何组合。在一些实施方案中，例如，在图4的过程400之前、期间和/或之后执行过程900以调整在一个或多个控制器中使用的参数。
在步骤902处，系统生成用于电动马达的电流命令。在一些实施方案中，例如，步骤902包括图4的过程400或其一部分(例如，其步骤402至412)。在一些实施方案中，步骤902包括生成电流命令的一个或多个控制器(例如，图5至图6的控制器520和530)。电流命令可包括对应于一个或多个电动马达、电动马达的一个或多个相位或它们的组合的一个或多个电流值。在一些实施方案中，系统可生成指示电流命令的输出信号，诸如例如模拟信号、PWM信号、数字信号、用于经由任何合适的通信路径传输的任何其它合适的信号或它们的任何组合。例如，系统可生成指示期望扭矩、期望电流或两者的输出命令，并且可生成指示用于传输到电力电子器件系统(例如，或其控制电路)的输出命令的输出信号。在一些实施方案中，系统可包括信号发生器，该信号发生器被配置为将输出命令作为输入并生成指示输出命令的用于传输的信号作为输出。在一些实施方案中，系统可将输出锁存，使得特定输出继续被传输，直到其被(例如，控制算法的迭代或以其他方式确定新的输出命令)更新。
在步骤904处，系统使电流被施加到电动马达的相位。在一些实施方案中，例如，步骤902和904包括图4的过程400(例如，步骤904可包括其步骤414)。在一些实施方案中，系统可将信号(例如，PWM信号、模拟信号、数字信号)输出到电力电子器件(例如，任何合适的电力电子器件系统，诸如电力电子器件254)以控制电动马达(例如，电动马达210)的一个或多个相位中的电流。在一些实施方案中，电力电子器件系统包括联接到电动马达的相位的开关，其中开关被激活和停用以控制相位中的电流(例如，以及因此控制马达中的扭矩)。例如，电力电子器件系统可包括逆变器、变频驱动器、H桥或半桥、DC总线、任何其他合适的部件或它们的任何组合。
在步骤906处，系统感测电动马达的位置信息。位置信息可包括例如角位置、位置的角变化、角速度、角加速度、用于控制马达的任何其他合适的位置信息或它们的任何组合。例如，在一些实施方案中，系统从联接到马达轴(例如，或中间轴、驱动轴或联接到马达轴的其他轴)并且被配置为感测角位置或其变化的旋转编码器接收信号。例如，系统可以接收离散的位置信息，或者可以以任何合适的间隔对位置信息进行采样。在一些实施方案中，位置信息存储在存储器(例如，图2的控制系统250的存储器252)中。
在步骤908处，系统至少部分地基于步骤906的位置信息来确定马达信息、传动系信息或两者。马达信息可包括扭矩、惯性、电信息、电流信息、其导出的信息、任何其他合适的信息或它们的任何组合。在例示性示例中，系统可使用所施加的扭矩等于系统惯性矩与系统角加速度之积的框架。因此，系统可基于扭矩除以角加速度的比率来确定或以其他方式估计系统的惯性矩。可测量扭矩，基于所施加的电流(例如，使用扭矩常数或其他参考信息)来计算扭矩或它们的组合。角加速度可被测量，作为步骤906的位置信息的一部分被包括，从步骤906的位置信息确定或它们的组合。在另一示例中，系统可使用角动量等于系统惯性矩与系统角速度之积的框架。在另一示例中，系统可使用功等于所施加的扭矩与马达轴的角位置变化之积的框架。在另一示例中，系统可使用功率等于所施加的扭矩与马达轴的角速度之积的框架。因此，系统可基于施加到电动马达的电流和电压(例如，测量、估计或以其他方式确定的)来确定功率，并且可将角速度确定为步骤906的位置信息的一部分或该位置信息导出。
步骤908的所确定的马达信息可用于细化或以其他方式修改一个或多个控制器(例如，图5至图6的控制器520和530)或它们的参数。例如，如果传动系的车轮或其他部分被改变、变化、替换、损坏或以其他方式表现出不同的物理特性，则系统可使用过程900来识别其中的物理特性或变化。系统可确定所施加的电流、扭矩或功率，并且还可确定角位置、速度或加速度，然后估计新的惯性矩、摩擦系数、偏移、影响对马达的控制的任何其他合适的参数或它们的任何组合。在一些实施方案中，例如，过程900可在任何合适的时间以一定间隔重复、施加或以其他方式实现。在一些实施方案中，过程900可用作运行确定或滤波器的一部分，以在合适的带宽上更新参数值。过程900可应用于脱离接合的马达、接合的马达或两者，以确定相应的马达信息或传动系信息。例如，可估计脱离接合的马达的惯性矩以在接合期间帮助前馈控制器。在另一示例中，可估计传动系(例如，包括一个或多个车轮)的惯性矩以在马达接合时帮助系统的速度控制。在一些实施方案中，系统识别当前配置(例如，仅马达、与传动系接合的马达)，然后确定惯性矩、摩擦估计、用于控制或模型的任何其他合适的参数或系数或它们的任何组合。
曲线图920示出了速度随时间推移的例示性轨迹。轨迹921对应于期望的角速度，并且轨迹922对应于实际角速度(例如，在此处表现为一些过冲)。曲线图930示出了对应于扭矩命令(例如，基于电流或电功率测量或确定)的轨迹931。在角速度的变化期间，可测量或以其他方式确定扭矩和角加速度，并且系统可估计旋转系统的惯性矩(例如，马达是接合还是脱离接合)。因此，当系统保持恒定的或以其他方式非常缓慢变化的角速度时，可确定该条件所需的扭矩以估计控制器可考虑的摩擦损失、机械损失或其他偏移或损失。例如，系统可确定维持恒定速度所需的剩余扭矩，并且基于该剩余扭矩，系统估计或以其他方式确定摩擦度量、效率度量或其他合适的度量。系统可在实施过程400之前、期间和/或之后实施过程900以调整控制器的参数、估计参数值、执行故障检查(例如，以确定差异)、更新所存储的参考信息或它们的组合。
前述内容只是举例说明本公开的原理，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本领域的技术人员可做出各种修改。上述实施方案是出于举例说明而非限制的目的而呈现的。本公开还可采用除本文明确描述的那些形式之外的许多形式。因此，应当强调的是，本公开不限于明确公开的方法、系统和仪器，而是旨在包括其变型和修改，这些变型和修改在以下权利要求书的实质内。

Claims (20)

1.一种用于管理车辆中的马达接合的方法，所述方法包括：
确定将脱离接合的马达轴与传动系接合；
响应于确定接合所述马达轴，基于所述马达轴的速度激活反馈控制器；
响应于确定接合所述马达轴，激活前馈控制器；
确定用于修改所述前馈控制器的输出的至少一个度量，其中所述至少一个度量基于所述马达轴的所述速度和期望速度；
基于所述反馈控制器、所述前馈控制器和所述至少一个度量生成得到的马达命令；
基于所述马达轴的所述速度和所述期望速度使所述马达轴和所述传动系接合；以及
基于所述马达轴的所述速度和所述期望速度，将所述前馈控制器或所述至少一个度量中的至少一个归零。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述至少一个度量包括范围从初始值到零值的索引；并且
当所述马达轴的所述速度在预定范围内接近所述期望速度时，所述至少一个度量的值从所述初始值减小至所述零值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述至少一个度量包括恒定值或零值中的一个；
在所述马达轴的所述速度与所述期望速度之间的差值大于参考值时，所述至少一个度量包括所述恒定值；并且
当所述马达轴的所述速度与所述期望速度之间的差值小于所述参考值时，所述至少一个度量包括所述零值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述马达轴和所述传动系接合包括以下中的至少一个：
确定所述马达轴的所述速度和所述期望速度之间的差值，并将所述差值与参考差值进行比较；或者
将所述马达轴的所述速度与预定值进行比较，其中所述预定值基于所述期望速度。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在使所述马达轴和所述传动系接合之后修改所述反馈控制器以增加命令跟踪带宽。
6.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述得到的扭矩命令包括：
使用所述至少一个度量来修改所述前馈控制器的输出以生成修改的信号；以及
将所述修改的信号与所述反馈控制器的输出组合以生成所述得到的马达命令。
7.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述得到的马达命令包括将所述至少一个度量作为增益应用于所述前馈控制器的所述输出。
8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述前馈控制器或所述至少一个度量中的至少一个归零包括：
确定所述马达的所述速度和所述期望速度之间的差值；
将所述差值与参考值进行比较；以及
使所述至少一个度量达到零值。
9.一种系统，所述系统包括：
传动系，所述传动系包括车辆的至少一个车轮；
马达，所述马达包括马达轴并且被配置为与所述传动系接合；和
控制电路，所述控制电路被配置为：
确定接合所述马达轴和所述传动系；
响应于确定接合所述马达轴，基于所述马达轴的速度激活反馈控制器；
响应于确定接合所述马达轴，激活前馈控制器；
确定用于修改所述前馈控制器的输出的至少一个度量，其中所述至少一个度量基于所述马达轴的所述速度和所述期望速度；
基于所述反馈控制器、所述前馈控制器和所述至少一个度量生成得到的马达命令；
基于所述马达轴的所述速度和所述期望速度使所述马达轴和所述传动系接合；以及
基于所述马达轴的所述速度和所述期望速度，将所述前馈控制器或所述至少一个度量中的至少一个归零。
10.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述至少一个度量包括范围从初始值到零值的索引；并且
当所述马达轴的所述速度在预定范围内接近所述期望速度时，所述至少一个度量的值从所述初始值减小至所述零值。
11.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述至少一个度量包括恒定值或零值中的一个；
在所述马达轴的所述速度与所述期望速度之间的差值大于参考值时，所述至少一个度量包括所述恒定值；并且
当所述马达轴的所述速度与所述期望速度之间的差值小于所述参考值时，所述至少一个度量包括所述零值。
12.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制电路被配置为通过以下中的至少一个使所述马达轴和所述传动系接合：
确定所述马达轴的所述速度和所述期望速度之间的差值，并将所述差值与参考差值进行比较；或者
将所述马达轴的所述速度与预定值进行比较，其中所述预定值基于所述期望速度。
13.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制电路被配置为在使所述马达轴和所述传动系接合之后修改所述反馈控制器以增加命令跟踪带宽。
14.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制电路被配置为通过以下方式产生所述得到的扭矩命令：
使用所述至少一个度量来修改所述前馈控制器的输出以生成修改的信号；以及
将所述修改的信号与所述反馈控制器的输出组合以生成所述得到的马达命令。
15.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制电路被配置为将所述至少一个度量作为增益应用于所述前馈控制器的所述输出。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制电路被配置为通过以下方式将所述前馈控制器或所述至少一个度量中的至少一个归零：
确定所述马达的所述速度和所述期望速度之间的差值；
将所述差值与参考值进行比较；以及
使所述至少一个度量达到零值。
17.根据权利要求9所述的系统，所述系统进一步包括传感器系统，所述传感器系统联接到所述控制电路并且被配置为感测对应于所述马达轴的位置信息。
18.一种用于管理车辆中的马达接合的方法，所述方法包括：
基于所述马达轴的速度执行反馈速度控制器；
基于期望速度和所述马达轴的所述速度执行前馈扭矩控制器；
基于第一阈值和所述马达轴的速度使所述马达轴和所述传动系接合；
基于第一阈值和所述马达轴的速度将所述前馈扭矩控制器归零；以及
在所述马达轴的所述速度和所述期望速度在预定范围内之后，修改所述反馈速度控制器。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括：
基于所述反馈控制器的输出并基于所述前馈控制器来生成控制信号；以及
基于所述控制信号在所述马达中产生电流。
20.根据权利要求18所述的方法，其中修改所述反馈控制器包括调节PID控制器的一个或多个常数。
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