CN117584933A - 一种控制电机的方法、装置和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种控制电机的方法、装置和车辆,该方法应用于车辆驾驶领域,该方法包括:在车辆的发动机处于停机状态且车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速;在转速大于或等于预设转速的情况下,基于BSG电机的工作参数,对BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩;响应于对发动机的启动指令,控制BSG电机输出目标扭矩,以辅助发动机启动。该方法能够在车辆处于智能启停模式且发动机停机时,合理准确地对BSG电机进行控制,保证BSG电机能够正常工作以带动发动机启动,避免BSG电机无法工作导致车辆无法启动的问题,保证了车辆在行驶过程中的安全。
Description
技术领域
本申请涉及车辆驾驶领域,并且更具体地,涉及车辆驾驶领域中一种控制电机的方法、装置和车辆。
背景技术
对于混动车辆来说,可以在车辆上配置皮带驱动启动发电(Belt-Driven StarterGenerator,BSG)电机。通常BSG电机安装在发动机前端,主要用于实现车辆用电供给和发动机辅助启动两项功能。
当车辆的发动机在智能启停模式时,车辆中的混合动力控制单元(HybridControl Unit,HCU,也称为混动控制器)会不断请求BSG电机输出扭矩,以保证车辆能够正常启动。
相关技术中,为了保证BSG电机的输出扭矩与HCU发送的请求扭矩更接近,在BSG电机运行过程中不断进行旋变自学习,以对BSG电机进行扭矩补偿。而当车辆在智能启停模式下,若发动机处于停机状态时,由于旋变自学习的不断进行,可能会出现补偿扭矩波动较大,进而导致BSG电机出现故障报警无法运行的问题,最终导致车辆无法正常启动。
综上,当车辆的发动机在智能启停模式时,如何准确地控制BSG电机,保证车辆能够正常启动成为了亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种控制电机的方法、装置和车辆,该方法能够在车辆处于智能启停模式且发动机停机时,合理准确地对BSG电机进行控制,保证BSG电机能够正常工作以带动发动机启动,避免BSG电机无法工作导致车辆无法启动的问题,保证了车辆在行驶过程中的安全。
第一方面,提供了一种控制电机的方法,该方法包括:在车辆的发动机处于停机状态且该车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速;在该转速大于或等于该预设转速的情况下,基于该BSG电机的工作参数,对该BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,该BSG电机的工作参数包括该BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和该BSG电机的请求扭矩,扭矩补偿用于使该BSG电机的输出扭矩接近于该请求扭矩;响应于对该发动机的启动指令,控制该BSG电机输出该目标扭矩,以辅助该发动机启动。
上述技术方案中,当车辆在行驶过程中发动机处于停机状态时,为了保证车辆能够再次启动,本申请提出了一种控制电机的方法。该方法在发动机处于停机状态时,首先判断车辆是否处于智能启停模式。若是,则判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速。在BSG电机的转速大于或等于预设转速的情况下,通过BSG电机的工作参数,对BSG电机进行扭矩补偿,以使BSG电机的输出扭矩接近于请求扭矩。当车辆在智能启停模式下且发动机停机时,由于BSG电机不断进行扭矩补偿,在BSG电机转速较低时,BSG电机可能会报错无法带动发动机转动,导致车辆无法再次启动。因此上述在BSG电机的转速大于预设转速时,控制BSG电机进行扭矩补偿,一方面能够提高BSG电机的扭矩输出的准确性;另一方面能够避免低转速下进行扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,使BSG电机能够在发动机停机和低转速下正常工作,减少车辆在行驶过程中无法再次启动的风险,保证了车辆以及车内驾乘人员的安全。
结合第一方面,在某些可能的实现方式中,该方法还包括:在该BSG电机的转速小于该预设转速的情况下,停止对该BSG电机进行扭矩补偿。
上述技术方案中,对应于BSG电机的转速小于预设转速,也就是BSG电机在低转速下运行的场景,在这种情况下,本申请可以停止对BSG电机进行扭矩补偿,能够避免在低转速下,由于扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,保证了BSG电机在低转速下的正常工作,避免了车辆在行驶过程中出现熄火的风险,保证了车辆的行驶安全。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该基于该BSG电机的工作参数,对该BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,包括:根据该正弦信号和该余弦信号,确定该BSG电机的目标零角参数,该目标零角参数用于修正该BSG电机的零位和旋变的零位之间的偏差;根据该目标零角参数和该请求扭矩,确定该目标扭矩。
上述技术方案中,在BSG电机的转速大于或等于预设转速时,对BSG电机进行扭矩补偿,可以通过BSG电机转子转动过程中的正弦信号和余弦信号,确定出BSG电机的目标零角参数,以修正BSG电机的零位与旋变的零位之间的偏差。进一步基于目标零角参数和请求扭矩,确定出BSG电机输出的目标扭矩。
应理解,对于BSG电机来说,为了保证最佳的扭矩输出效果,需要在BSG电机运行过程中,修正旋转变压器角度零位(旋变零位)与BSG电机转子零位(BSG电机零位)的偏差角度。因此,本申请在扭矩补偿过程中,可以通过修正BSG电机零位与旋变零位之间的偏差,达到对BSG电机扭矩补偿的目的。
在BSG电机中常见的位置传感器主要为旋变传感器,旋变传感器可以在BSG电机运行过程中获取转子转动产生的正弦信号和余弦信号。因此,本申请可以基于获取的正弦信号和余弦信号,得到修正后的目标零角参数,进一步通过目标零角参数和请求扭矩,得到扭矩补偿后的目标扭矩。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该根据该正弦信号和该余弦信号,确定该BSG电机的目标零角参数,包括:根据该正弦信号、该余弦信号和第一映射关系,确定零角偏移参数,该第一映射关系用于表示该正弦信号、该余弦信号和该零角偏移参数之间的对应关系;确定该正弦信号对应的第一平方值,以及该余弦信号对应的第二平方值;确定该第一平方值和该第二平方值的求和结果的平方根值;将该平方根值和该零角偏移参数的求和结果确定为该目标零角参数。
上述技术方案中,在根据正弦信号和余弦信号确定目标零角参数过程中,本申请可以通过正弦信号和余弦信号,查表得到零角偏移参数,零角偏移参数能够直接反映旋变零位和电机零位之间的偏差,进一步计算正弦信号的第一平方值、余弦信号的第二平方值,计算两个平方值的求和结果的平方根值。将求得的平方根值和零角偏移参数的求和结果确定为目标零角参数。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该根据该目标零角参数和该请求扭矩,确定该目标扭矩,包括:根据该目标零角参数、该请求扭矩和第二映射关系,确定目标定子电流,该第二映射关系用于表示该目标零角参数、该请求扭矩和该目标定子电流之间的对应关系;根据该目标定子电流和第三映射关系,确定该目标扭矩,该第三映射关系用于表示该目标定子电流和该目标扭矩之间的对应关系。
上述技术方案中,得到目标零角参数之后,在根据目标零角参数和请求扭矩,确定目标扭矩时,由于目标扭矩与BSG电机中的定子电流成正比关系。因此,可以先根据目标零角参数和请求扭矩,得到定子线圈实际需要通入的目标定子电流,进一步根据目标定子电流,查表得到目标扭矩。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该方法还包括:在该发动机处于停机状态且该车辆未处于该智能启停模式的情况下,控制该BSG电机的工作模式为中性模式,以使该BSG电机不进行扭矩输出,该中性模式为该BSG电机切换工作模式过程中的过渡模式,或者该BSG电机发生故障时的工作模式。
上述技术方案中,在车辆的发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式时,一般车辆在这种状态下会控制BSG电机处于中性模式。BSG电机在中性模式下是不输出扭矩的。因此,当发动机处于停机状态且车辆处于非智能启停模式时,可以保证BSG电机能够正常工作,不会存在扭矩补偿导致的无法工作的问题。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,该方法还包括:获取该BSG电机的故障状态和BSG电机控制器的通信状态,该故障状态用于表示该BSG电机是否存在故障,该通信状态用于表示该BSG电机控制器是否通信异常。
上述技术方案中,为了保证BSG电机转速获取的准确性,在判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,首先需要判断BSG电机是否存在故障,以及BSG电机控制器是否能够正常与车辆中的其他ECU通讯。上述通过对BSG电机以及BSG电机控制器进行检测,能够保证转速获取结果的准确性。
结合第一方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速,包括:在该BSG电机的故障状态表示该BSG电机未存在故障,且该BSG电机控制器的通信状态表示该BSG电机控制器通信正常的情况下,判断该BSG电机的转速是否大于或等于该预设转速。
上述技术方案中,在BSG电机没有故障且BSG电机控制器能够正常通讯的情况下,获取BSG电机的转速,可以保证BSG电机转速获取的准确性和可靠性,从而能够保证后续BSG电机扭矩输出的精确性。
综上,当车辆在行驶过程中发动机处于停机状态时,为了保证车辆能够再次启动,本申请提出了一种控制电机的方法。该方法在发动机处于停机状态时,首先判断车辆是否处于智能启停模式。若是,则判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速。在BSG电机的转速大于或等于预设转速的情况下,通过BSG电机的工作参数,对BSG电机进行扭矩补偿,以使BSG电机的输出扭矩接近于请求扭矩。当车辆在智能启停模式下且发动机停机时,由于BSG电机不断进行扭矩补偿,在BSG电机转速较低时,BSG电机可能会报错无法带动发动机转动,导致车辆无法再次启动。因此上述在BSG电机的转速大于预设转速时,控制BSG电机进行扭矩补偿,一方面能够提高BSG电机的扭矩输出的准确性;另一方面能够避免低转速下进行扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,使BSG电机能够在发动机停机和低转速下正常工作,减少车辆在行驶过程中无法再次启动的风险,保证了车辆以及车内驾乘人员的安全。
对应于BSG电机的转速小于预设转速,也就是BSG电机在低转速下运行的场景,在这种情况下,本申请可以停止对BSG电机进行扭矩补偿,能够避免在低转速下,由于扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,保证了BSG电机在低转速下的正常工作,避免了车辆在行驶过程中出现熄火的风险,保证了车辆的行驶安全。
在BSG电机的转速大于或等于预设转速时,对BSG电机进行扭矩补偿,可以通过BSG电机转子转动过程中的正弦信号和余弦信号,确定出BSG电机的目标零角参数,以修正BSG电机的零位与旋变的零位之间的偏差。进一步基于目标零角参数和请求扭矩,确定出BSG电机输出的目标扭矩。
应理解,对于BSG电机来说,为了保证最佳的扭矩输出效果,需要在BSG电机运行过程中,修正旋转变压器角度零位(旋变零位)与BSG电机转子零位(BSG电机零位)的偏差角度。因此,本申请在扭矩补偿过程中,可以通过修正BSG电机零位与旋变零位之间的偏差,达到对BSG电机扭矩补偿的目的。
在BSG电机中常见的位置传感器主要为旋变传感器,旋变传感器可以在BSG电机运行过程中获取转子转动产生的正弦信号和余弦信号。因此,本申请可以基于获取的正弦信号和余弦信号,得到修正后的目标零角参数,进一步通过目标零角参数和请求扭矩,得到扭矩补偿后的目标扭矩。
在根据正弦信号和余弦信号确定目标零角参数过程中,本申请可以通过正弦信号和余弦信号,查表得到零角偏移参数,零角偏移参数能够直接反映旋变零位和电机零位之间的偏差,进一步计算正弦信号的第一平方值、余弦信号的第二平方值,计算两个平方值的求和结果的平方根值。将求得的平方根值和零角偏移参数的求和结果确定为目标零角参数。
得到目标零角参数之后,在根据目标零角参数和请求扭矩,确定目标扭矩时,由于目标扭矩与BSG电机中的定子电流成正比关系。因此,可以先根据目标零角参数和请求扭矩,得到定子线圈实际需要通入的目标定子电流,进一步根据目标定子电流,查表得到目标扭矩。
在车辆的发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式时,一般车辆在这种状态下会控制BSG电机处于中性模式。BSG电机在中性模式下是不输出扭矩的。因此,当发动机处于停机状态且车辆处于非智能启停模式时,可以保证BSG电机能够正常工作,不会存在扭矩补偿导致的无法工作的问题。
为了保证BSG电机转速获取的准确性,在判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,首先需要判断BSG电机是否存在故障,以及BSG电机控制器是否能够正常与车辆中的其他ECU通讯。上述通过对BSG电机以及BSG电机控制器进行检测,能够保证转速获取结果的准确性。
在BSG电机没有故障且BSG电机控制器能够正常通讯的情况下,获取BSG电机的转速,可以保证BSG电机转速获取的准确性和可靠性,从而能够保证后续BSG电机扭矩输出的精确性。
第二方面,提供了一种控制电机的装置,该装置包括:判断模块,用于在车辆的发动机处于停机状态且该车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速;确定模块,用于在该转速大于或等于该预设转速的情况下,基于该BSG电机的工作参数,对该BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,该BSG电机的工作参数包括该BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和该BSG电机的请求扭矩,扭矩补偿用于使该BSG电机的输出扭矩接近于该请求扭矩;第一控制模块,用于响应于对该发动机的启动指令,控制该BSG电机输出该目标扭矩,以辅助该发动机启动。
结合第二方面,在某些可能的实现方式中,该装置还包括:第二控制模块,用于在该BSG电机的转速小于该预设转速的情况下,停止对该BSG电机进行扭矩补偿。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该确定模块具体用于:根据该正弦信号和该余弦信号,确定该BSG电机的目标零角参数,该目标零角参数用于修正该BSG电机的零位和旋变的零位的偏差;根据该目标零角参数和该请求扭矩,确定该目标扭矩。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该确定模块还用于:根据该正弦信号、该余弦信号和第一映射关系,确定零角偏移参数,该第一映射关系用于表示该正弦信号、该余弦信号和该零角偏移参数之间的对应关系;确定该正弦信号对应的第一平方值,以及该余弦信号对应的第二平方值;确定该第一平方值和该第二平方值的求和结果的平方根值;将该平方根值和该零角偏移参数的求和结果确定为该目标零角参数。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该确定模块还用于:根据该目标零角参数、该请求扭矩和第二映射关系,确定目标定子电流,该第二映射关系用于表示该目标零角参数、该请求扭矩和该目标定子电流之间的对应关系;根据该目标定子电流和第三映射关系,确定该目标扭矩,该第三映射关系用于表示该目标定子电流和该目标扭矩之间的对应关系。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该装置还包括:第三控制模块,用于在该发动机处于停机状态且该车辆未处于该智能启停模式的情况下,控制该BSG电机的工作模式为中性模式,以使该BSG电机不进行扭矩输出,该中性模式为该BSG电机切换工作模式过程中的过渡模式,或者该BSG电机发生故障时的工作模式。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,该装置还包括:获取模块,用于获取该BSG电机的故障状态和BSG电机控制器的通信状态,该故障状态用于表示该BSG电机是否存在故障,该通信状态用于表示该BSG电机控制器是否通信异常。
结合第二方面和上述实现方式,在某些可能的实现方式中,该判断模块具体用于:在该BSG电机的故障状态表示该BSG电机未存在故障,且该BSG电机控制器的通信状态表示该BSG电机控制器通信正常的情况下,判断该BSG电机的转速是否大于或等于该预设转速。
第三方面,提供了一种车辆,包括存储器和处理器。该存储器用于存储可执行程序代码,该处理器用于从存储器中调用并运行该可执行程序代码,使得该车辆执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。
第四方面,提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括:计算机程序代码,当该计算机程序代码在计算机上运行时,使得该计算机执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。
第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序代码,当该计算机程序代码在计算机上运行时,使得该计算机执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种BSG电机动力系统的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种控制电机的方法的示意性流程图;
图3是本申请实施例提供的一种基于发动机转速控制旋变自学习的变化曲线图;
图4是本申请实施例提供的一种控制电机的装置的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B:文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
应理解,本申请实施例提供的一种控制电机的方法,主要应用于车辆的BSG电机。为了便于理解本申请实施例的方法,下面先对BSG电机的功能和结构进行详细的介绍。
BSG电机通常被安装在混合动力车辆(简称混动车辆)中,可选的,混动车辆例如插电式混合动力车辆(Plug in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)和增程式混合动力车辆(Range-Extended Electric Vehicle,REEV)。BSG电机是利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机,它通过皮带传动的方式与发动机相连,皮带的柔性连接传递动力过程中不会产生机械振动。BSG电机还可以调控发动机的转速,从而使得车辆在启停、怠速、换挡、加速等方面平顺性得到极大的改善。
在启动过程中,BSG电机可以迅速地拉起发动机的转速,使其越过低速抖动区间再点火,能够改善发动机的启动平顺性。
下面基于BSG电机的结构,对上述BSG电机所能实现的功能进行介绍。
图1是本申请实施例提供的一种BSG电机动力系统的结构示意图。
示例性的,如图1所示,BSG电机动力系统100包括蓄电池101、BSG电机102、皮带103、发动机104、离合器105和变速器106。
其中,蓄电池101与BSG电机102连接,BSG电机102的皮带轮通过皮带103与发动机104前端的曲轴皮带轮连接,离合器105与发动机104连接,变速器106与离合器105连接。
应理解,通常情况下,车辆通过BSG电机102来启动发动机104。
BSG电机102的功能主要有以下两项:第一是在发动机104运行过程中,发动机104通过皮带103传动带动BSG电机102的皮带轮,使BSG电机102发电,满足车辆用电需求。第二是在发动机104启动过程中,BSG电机102通过皮带轮传动带动曲轴皮带轮,为发动机104提供启动助力。
一种可能的实现方式中,车辆中的控制器控制蓄电池101向BSG电机102提供电能,使得BSG电机102转动,从而使得BSG电机102的皮带轮转动。在皮带轮转动的情况下,皮带103会发生传动。在皮带103传动的情况下,发动机104前端的曲轴皮带轮会被带动进而发生转动,从而使得发动机104转动。当发动机104的转速等于发动机104的怠速转速时,发动机104启动成功。在发动机104启动之后,在离合器105结合时,离合器105将发动机104的动力传递到变速器106。该变速器106将该发动机104的动力匹配合适的动力给车辆中的车轮,使得车轮转动,从而驱动车辆行进。
BSG电机102常见的工作模式有以下三种:中性(Neutral)模式、扭矩控制(TorqueControl)模式和电压控制(Generator Control)模式。其中:
中性模式一般在BSG电机102切换工作模式时,起到过渡作用。此外,BSG电机102在发生故障后会处于中性模式,以防止其他车辆安全问题产生。
扭矩控制模式是BSG电机102最常用的工作模式。在扭矩控制模式下,车辆中的HCU可以向BSG电机102发送请求扭矩,以使BSG电机102输出扭矩以带动发动机104启动、发电或者能量回收。
按照输出扭矩的方向的不同,BSG电机102输出扭矩可以分为正扭矩和负扭矩。当BSG电机102输出扭矩为正扭矩时,表示BSG电机102正在为发动机104提供启动助力。当BSG电机102输出扭矩为负扭矩时,表示BSG电机102的作用为发电或者能量回收。
电压控制模式是动力电池充放电能力不足时,BSG电机102的工作模式。在这种工作模式下,BSG电机102无法实现启动助力的功能,仅用作发电。此时HCU不再向BSG电机102发送请求扭矩,仅提供目标电压,使BSG电机102内部保持稳定电压。
可选的,BSG电机动力系统100还包括起动机107,起动机107与发动机104连接。起动机107通常可以作为备选方案,用于启动发动机104。
应理解,本申请实施例提供的一种控制电机的方法主要针对的是BSG电机在扭矩控制模式下的工作场景。
下面介绍本申请实施例中BSG电机的具体应用场景。在扭矩控制模式下,为了保证BSG电机的输出扭矩能够与HCU发送的请求扭矩更接近,在BSG电机工作过程中,BSG电机控制器(简称“电机控制器”)会不断进行旋变自学习(或者称为旋变传感器自学习),以对BSG电机进行扭矩补偿。
旋变自学习的原理是修正BSG电机的零位与旋变的零位之间的偏差,以达到扭矩补偿的作用。原因在于:一般情况下,BSG电机控制过程中,常见的位置传感器主要包括开关霍尔传感器、光电编码器、隧道磁阻(Tunnel Magneto Resistance,TMR)传感器和旋转变压器(也称为旋变传感器),目前最常用的旋变传感器。旋变传感器是一种绝对位置传感器,主要作用在于获取BSG电机转子位置的绝对位置,但是BSG电机控制的本质是定子磁场和转子磁场的相互作用,当定子磁场和转子磁场正交时,BSG电机的输出扭矩最大。定子磁场是通过输出电流(或者称为定子电流)得到的。因此,在实际应用过程中,仅靠旋变传感器获取的转子的绝对位置是不能使定子磁场准确输出的,而是需要转子与定子之间的相对位置,有了相对位置,定子磁场才可以准确的输出。基于上述问题,旋变自学习的目的就是在BSG电机转动过程中测量出BSG电机转子零位与旋变的零位的偏差,以提高BSG电机输出扭矩的准确性,提高BSG电机的转速和位置的控制精度。
一种可能的实现方式中,当车辆处于智能启停模式时,HCU可以控制BSG电机始终处于扭矩控制模式,并向电机控制器发送扭矩请求,以使电机控制器控制BSG电机输出扭矩。
智能启停也称为“自动启停”,当车辆在等红灯或者处于拥堵路况时,驾驶员正常踩下刹车使车辆停住并同时挂入空挡松开离合后,发动机智能启停系统启动,此时发动机将停止工作,进入到“节油模式”。再次启动发动机驾驶员只需踩下离合器,发动机智能启停系统关闭,然后挂挡起步。
车辆在智能启停模式下,若发动机处于停机状态,发动机的转速为0rpm,由于发动机和BSG电机通过皮带连接,此时BSG电机也进入转速接近于0rpm的扭矩控制模式。随着旋变自学习的不断进行,旋变自学习值会不断波动,可能会导致自学习的结果超出预先标定的范围,进而使BSG电机发生报障停止运行,并将工作模式从扭矩控制模式调节为中性模式,导致BSG电机无法继续响应HCU的扭矩请求输出扭矩,最终导致车辆在行驶过程中断电熄火,使车辆危险系数增加。
基于上述问题,本申请实施例提出了一种控制电机的方法,该方法能够在车辆处于智能启停模式且发动机停机时,合理准确地对BSG电机进行控制,保证BSG电机能够正常工作以带动发动机启动,避免BSG电机无法工作导致车辆无法启动的问题,保证了车辆在行驶过程中的安全。
图2是本申请实施例提供的一种控制电机的方法的示意性流程图。应理解,该方法可以应用于车辆中的任意一个电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU),本申请实施例中以执行该方法的ECU为电机控制器为例,对本申请实施例提供的一种控制电机的方法进行介绍。
示例性的,如图2所示,该方法200包括:
201,在车辆的发动机处于停机状态且车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速。
应理解,基于前述介绍的当车辆处于智能启停模式下,BSG电机会持续保持在扭矩控制模式并进行扭矩补偿。当发动机停机时,由于BSG电机一直进行旋变自学习,有可能在BSG电机转速较低时导致车辆无法启动。因此,本申请实施例的应用场景可以概括为:当车辆发动机处于停机状态且车辆处于智能启停模式的情况下,通过BSG电机的转速,限制BSG电机进行旋变自学习,也就是限制BSG电机进行扭矩补偿计算,以保证BSG电机能够在转速较低时正常工作,使车辆能够正常启动,保证车辆的安全。
因此,本申请实施例在车辆行驶过程中,若检测到发动机处于停机状态,首先判断车辆是否在智能启停模式。
示例性的,对于发动机的状态,电机控制器可以通过车辆中的发动机控制模块(Engine Control Module,ECM,也称为发动机控制器)获取得到。
可选的,发动机的状态包括停机状态和启动状态。
应理解,对于智能启停模式的控制,也是由ECM控制的。具体的,ECM可以响应于对智能启停模式的开启操作,控制智能启停模式开启。或者,ECM可以响应于对智能启停模式的关闭操作,控制智能启停模式关闭。
可选的,触发操作包括点击操作、语音指令、手势调节。
示例性的,在车辆中配置有智能启停模式的物理按键时,ECM可以响应于驾驶员对物理按键的点击操作,控制智能启停模式开启或者关闭。
又一示例性的,在车辆中的显示设备显示有智能启停模式的虚拟按键时,ECM可以响应于驾驶员对虚拟按键的点击操作,控制智能启停模式开启或者关闭。
又一示例性的,驾驶员还可以通过语音指令,例如“开启智能启停模式或者关闭智能启停模式”,ECM响应于语音指令,控制智能启停模式开启或者关闭。
又一示例性的,若车辆中预先存储了智能启停模式对应的手势调节操作,驾驶员可以通过比划该手势调节操作,ECM响应于该手势调节操作,控制智能启停模式开启或者关闭。
基于上述对智能启停模式的控制过程,对于车辆是否处于智能启停模式,电机控制器也可以通过ECM获取得到。具体的,ECM可以通过智能启停模式的控制开关获取到车辆是否处于智能启停模式,进一步ECM可以将智能启停模式的状态发送至电机控制器。
应理解,当驾驶员通过上述任意一种触发操作关闭智能启停模式时,车辆处于非智能启停模式。在非智能启停模式下,若HCU识别到驾驶员启动发动机操作(例如踩踏油门踏板、将挡位调节至前进(Drive,D)挡或者倒车(Reverse,R)挡),HCU可以生成发动机的启动指令,并将该启动指令发送至电机控制器,启动指令例如“HCU_BSGInvStsReq:Torque_Control”。电机控制器接收到启动指令之后,控制BSG电机将工作模式从中性模式切换为扭矩控制模式,同时输出扭矩,此时BSG电机转速持续升高,能够带动发动机曲轴旋转,短时间之后发动机转速趋于稳定,车辆启动过程结束。扭矩控制模式在低转速持续时间较短,后续转速稳定后,随着旋变自学习的不断进行,旋变自学习值恢复正常。
在非智能启停模式下,若发动机停机之后,HCU请求BSG电机恢复至中性模式,从而BSG电机不输出扭矩,等待下一次接收启动指令。
由上述描述可知,当车辆处于非智能启停模式时,当发动机停机时,HCU不会请求BSG电机进入扭矩控制模式,也就不会产生由于旋变自学习导致的BSG电机报障无法启动车辆的问题。
因此,当车辆发动机处于停机状态且车辆未处于非智能启停模式的情况下,电机控制器控制BSG电机不进行扭矩输出。
一种可能的实现方式中,在车辆发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式的情况下,对BSG电机的控制具体包括:
在发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式的情况下,控制BSG电机的工作模式为中性模式,以使BSG电机不进行扭矩输出,中性模式为BSG电机切换工作模式过程中的过渡模式,或者BSG电机发生故障时的工作模式。
结合前述描述可知,在非智能启停模式下,若发动机停机之后,HCU请求BSG电机恢复至中性模式,等待下一次接收启动指令。因此,在发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式的情况下,电机控制器可以控制BSG电机将工作模式从扭矩控制模式切换至中性模式,不输出扭矩。
上述技术方案中,在车辆的发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式时,一般车辆在这种状态下会控制BSG电机处于中性模式。BSG电机在中性模式下是不输出扭矩的。因此,当发动机处于停机状态且车辆处于非智能启停模式时,可以保证BSG电机能够正常工作,不会存在扭矩补偿导致的无法工作的问题。
相反,当驾驶员通过上述任意一种触发操作开启智能启停模式时,车辆处于智能启停模式。在智能启停模式下,若电机控制器获取到车辆发动机处于停机状态。若BSG电机转速较低时,通过旋变自学习进行扭矩补偿可能会导致BSG电机不工作。因此这种情况下,电机控制器需要结合BSG电机的转速进行旋变自学习的控制,及时避免BSG电机不工作的问题。
示例性的,对于BSG电机的转速,电机控制器可以通过转速传感器直接获取得到。
应理解,为了保证BSG电机的转速获取的准确性和可靠性,在获取BSG电机的转速之前,电机控制器需要先检测BSG电机是否能够正常工作以及电机控制器是否能够正常通讯,即完成BSG电机的自检过程。
一种可能的实现方式中,检测BSG电机是否能够正常工作以及电机控制器是否能够正常通讯,包括:
获取BSG电机的故障状态和电机控制器的通信状态,故障状态用于表示BSG电机是否存在故障,通信状态用于表示电机控制器是否通信异常。
示例性的,对于BSG电机的故障状态,电机控制器可以通过故障诊断码(Diagnostic trouble code,DTC)来判断。举例来说,假设电机控制器能够获取到BSG电机的DTC,则表示BSG电机出现故障。相反,若电机控制器未获取到BSG电机的DTC,则表示BSG电机未出现故障。
示例性的,对于电机控制器的通信状态,电机控制器可以自主判断是否能够接收到其他ECU发送的数据,以及是否能够成功向其他ECU发送数据,也就是电机控制器判断自身是否能够与其他ECU进行交互。
若电机控制器能够成功向其他ECU发送数据(例如在向其他ECU发送数据后,接收到其他ECU的接收反馈),且能够接收到其他ECU发送的数据,则电机控制器判断自身通信正常。相反,若电机控制器未能成功向其他ECU发送数据,或者未能够接收到其他ECU发送的数据,则电机控制器判断自身通信异常。
通过上述判断过程,当电机控制器判断自身通信是否正常且BSG电机是否出现故障。
上述技术方案中,为了保证BSG电机转速获取的准确性,在判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,首先需要判断BSG电机是否存在故障,以及BSG电机控制器是否能够正常与车辆中的其他ECU通讯。上述通过对BSG电机以及BSG电机控制器进行检测,能够保证转速获取结果的准确性。
一种可能的实现方式中,在BSG电机自检完成之后,电机控制器再进一步获取BSG电机的转速,具体包括:
在BSG电机的故障状态表示BSG电机未存在故障,且电机控制器的通信状态表示电机控制器通信正常的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速。
当BSG电机自检没有问题的情况下(也就是BSG电机未出现故障且电机控制器自身通信正常),电机控制器可以获取BSG电机的转速并判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速。
应理解,预设转速可以理解技术人员预先设置的BSG电机进行扭矩补偿且保证BSG电机没有报错的最小转速。
可选的,预设转速为1000rpm,本申请实施例中预设转速也可以根据实际情况进行调整。
上述技术方案中,在BSG电机没有故障且BSG电机控制器能够正常通讯的情况下,获取BSG电机的转速,可以保证BSG电机转速获取的准确性和可靠性,从而能够保证后续BSG电机扭矩输出的精确性。
202,在转速大于或等于预设转速的情况下,基于BSG电机的工作参数,对BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,BSG电机的工作参数包括BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和BSG电机的请求扭矩,扭矩补偿用于使BSG电机的输出扭矩接近于请求扭矩。
通过步骤201,若电机控制器判断BSG电机的转速大于或等于预设转速时,表示BSG电机以当前的转速转动的情况下,进行扭矩补偿能够保证BSG电机的正常工作。因此这种情况下,电机控制器继续对BSG电机进行扭矩补偿,以使得BSG电机的输出扭矩与HCU的请求扭矩更接近。
示例性的,假设BSG电机的转速为1200rpm,大于预设转速1000rpm,则电机控制器继续对BSG电机进行扭矩补偿。
具体的,在进行扭矩补偿时,电机控制器可以根据BSG电机的工作参数,得到BSG电机进行扭矩补偿后的目标扭矩。
可选的,BSG电机的工作参数包括BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和BSG电机的请求扭矩。
示例性的,对于BSG电机而言,包括转子和定子。其中,BSG电机中固定的部分称为定子,在其上面装设了成对的直流励磁的静止的主磁极。而旋转部分称为转子,在其上面装设电枢绕组,通电后产生感应电动势,充当旋转磁场产生电磁转矩进行能量转换。
在BSG电机工作过程中,旋变传感器可以采集转子位置对应的正弦信号和余弦信号,进一步通过计算得到转子的转动位置,此处的转子的转动位置指的是转子的绝对转动位置。具体的,在得到正弦信号和余弦信号之后,可以对正余弦信号进行解码,提取正余弦信号的外包络,即可得到转子的绝对位置。
示例性的,对于BSG电机的请求扭矩,HCU可以基于车辆运行过程中的多种运行参数确定得到,然后发送至电机控制器。具体的,本申请实施例中技术人员可以预先标定出多种运行参数与请求扭矩之间的对应关系,例如多种运行参数可以包括油门踏板开度、车速、发动机转速、BSG电机转速等与请求扭矩相关的参数。进一步,在需要BSG电机输出扭矩时,HCU可以结合上述车辆当前的多种运行参数和预先标定的对应关系,确定出当前发送给电机控制器的请求扭矩。
在得到请求扭矩、转子转动过程中的正弦信号和余弦信号之后,电机控制器可以对BSG电机进行扭矩补偿。
一种可能的实现方式中,基于BSG电机的工作参数,对BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,具体包括:
根据正弦信号和余弦信号,确定BSG电机的目标零角参数,目标零角参数用于修正BSG电机的零位和旋变的零位的偏差;
根据目标零角参数和请求扭矩,确定目标扭矩。
在得到转子转动过程中的正弦信号和余弦信号之后,本申请实施例中,电机控制器可以根据正弦信号和余弦信号,得到BSG电机的目标零角参数,其中,目标零角参数用于修正BSG电机的零位和旋变的零位的偏差。基于对BSG电机的零位和旋变的零位的偏差的修正,可以保证BSG电机输出扭矩的准确性。
一种可能的实现方式中,具体根据正弦信号和余弦信号,确定BSG电机的目标零角参数,包括:
根据正弦信号、余弦信号和第一映射关系,确定零角偏移参数,第一映射关系用于表示正弦信号、余弦信号和零角偏移参数之间的对应关系;
确定正弦信号对应的第一平方值,以及余弦信号对应的第二平方值;
确定第一平方值和第二平方值的求和结果的平方根值;
将平方根值和零角偏移参数的求和结果确定为目标零角参数。
其中,零角偏移参数可以理解为与BSG电机的零位和旋变的零位之间的偏差相关的修正参数。
示例性的,假设旋变传感器采集的正弦信号和余弦信号分别表示为sinA和cosB。本申请实施例可以预先标定不同的正弦信号、余弦信号所对应的零角偏移参数。
表1是本申请实施例提供的正弦信号、余弦信号和零角偏移参数的对应关系的示意性表格。
表1
示例性的,如表1所示,在不同的正弦信号和余弦信号下,对应的零角偏移参数也有不同的取值。因此,基于该对应关系,电机控制器在得到正弦信号和余弦信号之后,可以基于上述表格中的对应关系,得到零角偏移参数。假设正弦信号为sinA1、余弦信号为cosB2,则对应的零角偏移参数即为offset2。
在得到零角偏移参数之后,可以通过下面的公式(1)得到目标零角参数。
Y=sqrt((sinA)2+(cosB)2)+offset 公式(1)
其中,在公式(1)中:
Y:目标零角参数。
在得到零角偏移参数offset之后,电机控制器可以先求出正弦信号所对应的第一平方值,以及预先信号对应的第二平方值,然后确定出第一平方值和第二平方值的求和结果。再调用平方根函数sqrt(),对第一平方值和第二平方值的求和结果求平方根值。
在得到第一平方值和第二平方值的平方根值后,将平方根植和零角偏移参数offset之和确定为目标零角参数。
上述技术方案中,在根据正弦信号和余弦信号确定目标零角参数过程中,本申请可以通过正弦信号和余弦信号,查表得到零角偏移参数,零角偏移参数能够直接反映旋变零位和电机零位之间的偏差,进一步计算正弦信号的第一平方值、余弦信号的第二平方值,计算两个平方值的求和结果的平方根值。将求得的平方根值和零角偏移参数的求和结果确定为目标零角参数。
应理解,BSG电机的输出扭矩与BSG电机中的定子电流直接相关且成正比,也就是说,定子电流越大,输出扭矩越大。定子电流越小,输出扭矩越小。因此,修正BSG电机零位和旋变零位之间的偏差本质上是为了保证BSG电机的定子电流的准确性,从而得到准确的输出扭矩,达到扭矩补偿的效果。
因此,在得到目标零角参数之后,电机控制器可以进一步得到修正之后准确的定子电流,以得到扭矩补偿之后的目标扭矩。
一种可能的实现方式中,根据目标零角参数和请求扭矩,确定目标扭矩,包括:
根据目标零角参数、请求扭矩和第二映射关系,确定目标定子电流,第二映射关系用于表示目标零角参数、请求扭矩和目标定子电流之间的对应关系;
根据目标定子电流和第三映射关系,确定目标扭矩,第三映射关系用于表示目标定子电流和目标扭矩之间的对应关系。
应理解,定子电流决定了BSG电机最终输出扭矩的大小,在BSG电机转子转动过程中,定子线圈中的定子电流大小和方向实时变化的,导致实际输出的扭矩也会变化。此外,由于BSG电机是基于HCU发送的扭矩请求而进行扭矩输出的,因此,BSG电机输出扭矩也会请求扭矩的影响。由此可知,转子位置和请求扭矩都会影响定子电流。
基于上述关系,在确定目标扭矩的过程中,电机控制器可以先结合BSG电机的目标零角参数和请求扭矩,确定出需要在定子线圈中通入的目标定子电流。
示例性的,本申请实施例中,技术人员可以预先根据多组零角参数、请求扭矩和定子电流,建立多组对应关系。在得到当前BSG电机的目标零角参数和请求扭矩之后,可以基于多组对应关系,得到当前的目标定子电流。
表2是本申请实施例提供的一种零角参数、请求扭矩和定子电流之间的对应关系的示意性表格。
表2
零角参数 | 请求扭矩(N·m) | 定子电流(A) |
Y1 | 500 | 100 |
Y2 | 1000 | 150 |
Y3 | 1500 | 200 |
…… | …… | …… |
示例性的,如表2所示,不同的零角参数和请求扭矩,对应有不同的定子电流。因此在接收到BSG电机的请求扭矩,以及通过上述公式(1)得到BSG电机的目标零角参数之后,电机控制器可以查表,得到当前目标零角参数和请求扭矩对应的目标定子电流。
假设目标零角参数为Y1,请求扭矩为500N·m,电机控制器可以确定目标定子电流为100A。
为了得到修正后的目标扭矩,本申请实施例可以以上述相同的方式,预先设置好多组BSG电机的定子电流和BSG电机实际输出扭矩的对应关系。在确定目标扭矩的过程中,同样按照查表的方式,根据目标定子电流得到目标扭矩。
表3是本申请实施例提供的一种定子电流和实际输出扭矩的对应关系的示意性表格。
表3
定子电流 | 实际输出扭矩 |
100 | 499 |
150 | 1000 |
200 | 1501 |
…… | …… |
示例性的,如表3所示,结合前述介绍,假设目标定子电流为100A,电机控制器通过查表可以得到对应的实际输出扭矩为499N·m,也就是经过扭矩补偿之后的目标扭矩。
上述技术方案中,在BSG电机的转速大于或等于预设转速时,对BSG电机进行扭矩补偿,可以通过BSG电机转子转动过程中的正弦信号和余弦信号,确定出BSG电机的目标零角参数,以修正BSG电机的零位与旋变的零位之间的偏差。
得到目标零角参数之后,在根据目标零角参数和请求扭矩,确定目标扭矩时,由于目标扭矩与BSG电机中的定子电流成正比关系。因此,可以先根据目标零角参数和请求扭矩,得到定子线圈实际需要通入的目标定子电流,进一步根据目标定子电流,查表得到目标扭矩。
又一示例性的,除了建立定子电流和实际输出扭矩之间的对应关系之外,本申请实施例还可以建立定子电流和补偿扭矩之间的对应关系。由此,在得到目标定子电流之后,可以通过查表,得到当前目标定子电流对应的补偿扭矩,再通过补偿扭矩和BSG电机未经过补偿扭矩之前的原始扭矩,求和得到最终的目标扭矩。
其中,BSG电机未经过补偿扭矩之前的原始扭矩,可以通过下面的公式(2)计算得到:
T=9550P/n 公式(2)
其中,在公式(2)中:
T:BSG电机未经过补偿之前的原始扭矩,单位,牛顿˙米(N·m);
P:输出功率,单位,千瓦时(Kw);
n:BSG电机的转速,单位rpm。
通过上述公式(2),电机控制器即可以计算出BSG电机未经过扭矩补偿之前的原始扭矩。
在得到目标定子电流之后,电机控制器通过查表,可以确定出目标定子电流对应的补偿扭矩,再对补偿扭矩和原始扭矩求和,得到当前BSG电机实际输出的目标扭矩。
203,响应于对发动机的启动指令,控制BSG电机输出目标扭矩,以辅助发动机启动。
通过上述步骤202,电机控制器可以在BSG电机的转速大于预设转速的情况下,对BSG电机的输出扭矩进行扭矩补偿,得到目标扭矩。
当发动机需要重新启动时,BSG电机可以按照上述目标扭矩输出,以保证发动机正常启动,使车辆正常行驶。
可选的,发动机重新启动的方式包括踩踏油门踏板操作、换挡操作(例如将挡位调节至D挡或者R挡)。
在接收到驾驶员基于上述发动机的重新启动操作之后,HCU可以生成发动机的启动指令并发送至电机控制器。电机控制器响应于该启动指令,控制BSG电机输出目标扭矩,以带动发动机启动。
另一种可能的实现方式中,当BSG电机的转速小于预设转速时,此时电机控制器不对BSG电机进行扭矩补偿,具体包括:
在BSG电机的转速小于预设转速的情况下,停止对BSG电机进行扭矩补偿。
示例性的,假设BSG电机的转速为800rpm时,小于预设转速1000rpm。这种情况下,为了避免BSG电机出现故障报错,电机控制器停止旋变自学习,即不进行扭矩补偿,使BSG电机按照原始扭矩输出即可。
上述技术方案中,对应于BSG电机的转速小于预设转速,也就是BSG电机在低转速下运行的场景,在这种情况下,本申请可以停止对BSG电机进行扭矩补偿,能够避免在低转速下,由于扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,保证了BSG电机在低转速下的正常工作,避免了车辆在行驶过程中出现熄火的风险,保证了车辆的行驶安全。
本申请实施例中,通过实验验证,在BSG电机的转速大于预设转速后,对BSG电机进行扭矩补偿,可以保证自学习的稳定性。
图3是本申请实施例提供的一种基于发动机转速控制旋变自学习的变化曲线图。
示例性的,如图3所示,横坐标代表时间,纵坐标代表BSG电机输出扭矩和请求扭矩之间的扭矩差值。曲线1代表扭矩补偿之前BGS电机的输出扭矩和请求扭矩的最小扭矩差值的变化曲线,表示为VoltMinEncDiagSqSum;曲线2代表扭矩补偿之前BSG电机的输出扭矩和请求扭矩的最大扭矩差值的变化曲线,表示为VoltMaxEncDiagSqSum,数值分别为0和2。曲线3表示BSG电机的转速变化曲线。从图3中可以看出,当BSG电机的转速大于1000rpm之后,旋变自学习开始,并且在开始之后,曲线1和曲线2均跳变至1.4左右且保持稳定,代表自学习的过程保持动态的平衡。
基于本申请实施例的方法,可以在智能启停模式下,发动机熄火时,使BSG电机在全转速条件下均可正常工作。
综上,当车辆在行驶过程中发动机处于停机状态时,为了保证车辆能够再次启动,本申请提出了一种控制电机的方法。该方法在发动机处于停机状态时,首先判断车辆是否处于智能启停模式。若是,则判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速。在BSG电机的转速大于或等于预设转速的情况下,通过BSG电机的工作参数,对BSG电机进行扭矩补偿,以使BSG电机的输出扭矩接近于请求扭矩。当车辆在智能启停模式下且发动机停机时,由于BSG电机不断进行扭矩补偿,在BSG电机转速较低时,BSG电机可能会报错无法带动发动机转动,导致车辆无法再次启动。因此上述在BSG电机的转速大于预设转速时,控制BSG电机进行扭矩补偿,一方面能够提高BSG电机的扭矩输出的准确性;另一方面能够避免低转速下进行扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,使BSG电机能够在发动机停机和低转速下正常工作,减少车辆在行驶过程中无法再次启动的风险,保证了车辆以及车内驾乘人员的安全。
对应于BSG电机的转速小于预设转速,也就是BSG电机在低转速下运行的场景,在这种情况下,本申请可以停止对BSG电机进行扭矩补偿,能够避免在低转速下,由于扭矩补偿带来的BSG电机报错问题,保证了BSG电机在低转速下的正常工作,避免了车辆在行驶过程中出现熄火的风险,保证了车辆的行驶安全。
在BSG电机的转速大于或等于预设转速时,对BSG电机进行扭矩补偿,可以通过BSG电机转子转动过程中的正弦信号和余弦信号,确定出BSG电机的目标零角参数,以修正BSG电机的零位与旋变的零位之间的偏差。进一步基于目标零角参数和请求扭矩,确定出BSG电机输出的目标扭矩。
应理解,对于BSG电机来说,为了保证最佳的扭矩输出效果,需要在BSG电机运行过程中,修正旋转变压器角度零位(旋变零位)与BSG电机转子零位(BSG电机零位)的偏差角度。因此,本申请在扭矩补偿过程中,可以通过修正BSG电机零位和旋变零位之间的偏差,达到对BSG电机扭矩补偿的目的。
在BSG电机中常见的位置传感器主要为旋变传感器,旋变传感器可以在BSG电机运行过程中获取转子转动产生的正弦信号和余弦信号。因此,本申请可以基于获取的正弦信号和余弦信号,得到修正后的目标零角参数,进一步通过目标零角参数和请求扭矩,得到扭矩补偿后的目标扭矩。
在根据正弦信号和余弦信号确定目标零角参数过程中,本申请可以通过正弦信号和余弦信号,查表得到零角偏移参数,零角偏移参数能够直接反映旋变零位和电机零位之间的偏差,进一步计算正弦信号的第一平方值、余弦信号的第二平方值,计算两个平方值的求和结果的平方根值。将求得的平方根值和零角偏移参数的求和结果确定为目标零角参数。
得到目标零角参数之后,在根据目标零角参数和请求扭矩,确定目标扭矩时,由于目标扭矩与BSG电机中的定子电流成正比关系。因此,可以先根据目标零角参数和请求扭矩,得到定子线圈实际需要通入的目标定子电流,进一步根据目标定子电流,查表得到目标扭矩。
在车辆的发动机处于停机状态且车辆未处于智能启停模式时,一般车辆在这种状态下会控制BSG电机处于中性模式。BSG电机在中性模式下是不输出扭矩的。因此,当发动机处于停机状态且车辆处于非智能启停模式时,可以保证BSG电机能够正常工作,不会存在扭矩补偿导致的无法工作的问题。
为了保证BSG电机转速获取的准确性,在判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,首先需要判断BSG电机是否存在故障,以及BSG电机控制器是否能够正常与车辆中的其他ECU通讯。上述通过对BSG电机以及BSG电机控制器进行检测,能够保证转速获取结果的准确性。
在BSG电机没有故障且BSG电机控制器能够正常通讯的情况下,获取BSG电机的转速,可以保证BSG电机转速获取的准确性和可靠性,从而能够保证后续BSG电机扭矩输出的精确性。
图4是本申请实施例提供的一种控制电机的装置的结构示意图。
示例性的,如图4所示,该装置400包括:
判断模块401,用于在车辆的发动机处于停机状态且该车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速;
确定模块402,用于在该转速大于或等于该预设转速的情况下,基于该BSG电机的工作参数,对该BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,该BSG电机的工作参数包括该BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和该BSG电机的请求扭矩,扭矩补偿用于使该BSG电机的输出扭矩接近于该请求扭矩;
第一控制模块403,用于响应于对该发动机的启动指令,控制该BSG电机输出该目标扭矩,以辅助该发动机启动。
可选的,该装置还包括:第二控制模块,用于在该BSG电机的转速小于该预设转速的情况下,停止对该BSG电机进行扭矩补偿。
一种可能的实现方式中,该确定模块402具体用于:根据该正弦信号和该余弦信号,确定该BSG电机的目标零角参数,该目标零角参数用于修正该BSG电机的零位和旋变的零位的偏差;根据该目标零角参数和该请求扭矩,确定该目标扭矩。
一种可能的实现方式中,该确定模块402还用于:根据该正弦信号、该余弦信号和第一映射关系,确定零角偏移参数,该第一映射关系用于表示该正弦信号、该余弦信号和该零角偏移参数之间的对应关系;确定该正弦信号对应的第一平方值,以及该余弦信号对应的第二平方值;确定该第一平方值和该第二平方值的求和结果的平方根值;将该平方根值和该零角偏移参数的求和结果确定为该目标零角参数。
一种可能的实现方式中,该确定模块402还用于:根据该目标零角参数、该请求扭矩和第二映射关系,确定目标定子电流,该第二映射关系用于表示该目标零角参数、该请求扭矩和该目标定子电流之间的对应关系;根据该目标定子电流和第三映射关系,确定该目标扭矩,该第三映射关系用于表示该目标定子电流和该目标扭矩之间的对应关系。
可选的,该装置还包括:第三控制模块,用于在该发动机处于停机状态且该车辆未处于该智能启停模式的情况下,控制该BSG电机的工作模式为中性模式,以使该BSG电机不进行扭矩输出,该中性模式为该BSG电机切换工作模式过程中的过渡模式,或者该BSG电机发生故障时的工作模式。
可选的,该判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,该装置还包括:获取模块,用于获取该BSG电机的故障状态和BSG电机控制器的通信状态,该故障状态用于表示该BSG电机是否存在故障,该通信状态用于表示该BSG电机控制器是否通信异常。
一种可能的实现方式中,该判断模块401具体用于:在该BSG电机的故障状态表示该BSG电机未存在故障,且该BSG电机控制器的通信状态表示该BSG电机控制器通信正常的情况下,判断该BSG电机的转速是否大于或等于该预设转速。
图5是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。
示例性的,如图5所示,该车辆500包括:存储器501和处理器502,其中,存储器501中存储有可执行程序代码5011,处理器502用于调用并执行该可执行程序代码5011执行一种控制电机的方法。
此外,本申请实施例还保护一种装置,该装置可以包括存储器和处理器,其中,存储器中存储有可执行程序代码,处理器用于调用并执行该可执行程序代码执行本申请实施例提供的一种控制电机的方法。
本实施例可以根据上述方法示例对该装置进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中,上述集成的模块可以采用硬件的形式实现。需要说明的是,本实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下,该装置还可以包括判断模块、确定模块和第一控制模块等。需要说明的是,上述方法实施例涉及的各个步骤的所有相关内容的可以援引到对应功能模块的功能描述,在此不再赘述。
应理解,本实施例提供的装置用于执行上述一种控制电机的方法,因此可以达到与上述实现方法相同的效果。
在采用集成的单元的情况下,该装置可以包括处理模块、存储模块。其中,当该装置应用于车辆上时,处理模块可以用于对车辆的动作进行控制管理。存储模块可以用于支持车辆执行相互程序代码等。
其中,处理模块可以是处理器或控制器,其可以实现或执行结合本申请公开内容所藐视的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包括一个或多个微处理器组合,数字信号处理(digital signal processing,DSP)和微处理器的组合等等,存储模块可以是存储器。
另外,本申请的实施例提供的装置具体可以是芯片、组件或模块,该芯片可包括相连的处理器和存储器;其中,存储器用于存储指令,当处理器调用并执行指令时,可以使芯片执行上述实施例提供的一种控制电机的方法。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序代码,当该计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机执行上述相关方法步骤实现上述实施例提供的一种控制电机的方法。
本实施例还提供了一种计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述相关步骤,以实现上述实施例提供的一种控制电机的方法。
其中,本实施例提供的装置、计算机可读存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果,此处不再赘述。
通过以上实施方式的描述,所属领域的技术人员可以了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种控制电机的方法,其特征在于,所述方法包括:
在车辆的发动机处于停机状态且所述车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速;
在所述转速大于或等于所述预设转速的情况下,基于所述BSG电机的工作参数,对所述BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,所述BSG电机的工作参数包括所述BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和所述BSG电机的请求扭矩,扭矩补偿用于使所述BSG电机的输出扭矩接近于所述请求扭矩;
响应于对所述发动机的启动指令,控制所述BSG电机输出所述目标扭矩,以辅助所述发动机启动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述BSG电机的转速小于所述预设转速的情况下,停止对所述BSG电机进行扭矩补偿。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述BSG电机的工作参数,对所述BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,包括:
根据所述正弦信号和所述余弦信号,确定所述BSG电机的目标零角参数,所述目标零角参数用于修正所述BSG电机的零位和旋变的零位的偏差;
根据所述目标零角参数和所述请求扭矩,确定所述目标扭矩。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述正弦信号和所述余弦信号,确定所述BSG电机的目标零角参数,包括:
根据所述正弦信号、所述余弦信号和第一映射关系,确定零角偏移参数,所述第一映射关系用于表示所述正弦信号、所述余弦信号和所述零角偏移参数之间的对应关系;
确定所述正弦信号对应的第一平方值,以及所述余弦信号对应的第二平方值;
确定所述第一平方值和所述第二平方值的求和结果的平方根值;
将所述平方根值和所述零角偏移参数的求和结果确定为所述目标零角参数。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标零角参数和所述请求扭矩,确定所述目标扭矩,包括:
根据所述目标零角参数、所述请求扭矩和第二映射关系,确定目标定子电流,所述第二映射关系用于表示所述目标零角参数、所述请求扭矩和所述目标定子电流之间的对应关系;
根据所述目标定子电流和第三映射关系,确定所述目标扭矩,所述第三映射关系用于表示所述目标定子电流和所述目标扭矩之间的对应关系。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述发动机处于停机状态且所述车辆未处于所述智能启停模式的情况下,控制所述BSG电机的工作模式为中性模式,以使所述BSG电机不进行扭矩输出,所述中性模式为所述BSG电机切换工作模式过程中的过渡模式,或者所述BSG电机发生故障时的工作模式。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速之前,所述方法还包括:
获取所述BSG电机的故障状态和BSG电机控制器的通信状态,所述故障状态用于表示所述BSG电机是否存在故障,所述通信状态用于表示所述BSG电机控制器是否通信异常。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速,包括:
在所述BSG电机的故障状态表示所述BSG电机未存在故障,且所述BSG电机控制器的通信状态表示所述BSG电机控制器通信正常的情况下,判断所述BSG电机的转速是否大于或等于所述预设转速。
9.一种控制电机的装置,其特征在于,所述装置包括:
判断模块,用于在车辆的发动机处于停机状态且所述车辆处于智能启停模式的情况下,判断BSG电机的转速是否大于或等于预设转速;
确定模块,用于在所述转速大于或等于所述预设转速的情况下,基于所述BSG电机的工作参数,对所述BSG电机进行扭矩补偿,得到扭矩补偿后的目标扭矩,所述BSG电机的工作参数包括所述BSG电机的转子转动过程中的正弦信号、余弦信号和所述BSG电机的请求扭矩,扭矩补偿用于使所述BSG电机的输出扭矩接近于所述请求扭矩;
第一控制模块,用于响应于对所述发动机的启动指令,控制所述BSG电机输出所述目标扭矩,以辅助所述发动机启动。
10.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括:
存储器,用于存储可执行程序代码;
处理器,用于从所述存储器中调用并运行所述可执行程序代码,使得所述车辆执行如权利要求1至8中任意一项所述的方法。
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