扭矩控制裝置和方法以及電動(dòng)機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及扭矩控制裝置和方法W及電動(dòng)機(jī)控制器，更具體地，設(shè)及一種根 據(jù)電動(dòng)機(jī)的溫度變化補(bǔ)償所需扭矩的誤差的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如混合動(dòng)力車(chē)輛和電動(dòng)車(chē)輛的環(huán)保型車(chē)輛使用由電動(dòng)機(jī)和逆變器構(gòu)成的電動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)作為主動(dòng)力源。因此，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的扭矩和輸出性能極大地影響運(yùn)類(lèi)車(chē)輛的性能，并 且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出性能的提高和/或降低會(huì)影響車(chē)輛的整體性能。
[0003] 為了維持運(yùn)種車(chē)輛的穩(wěn)定的行駛性能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)恒定地輸出與所需扭矩匹配的 扭矩是非常重要的。永磁同步電動(dòng)機(jī)的輸出性能受到諸如速度、電壓和溫度運(yùn)些運(yùn)行條件 的影響。然而，在電流圖（current map)中選擇與所需扭矩對(duì)應(yīng)的電流命令時(shí)，需要考慮到 運(yùn)行條件，例如速度、電壓和扭矩命令。例如，當(dāng)沒(méi)有考慮電動(dòng)機(jī)的溫度時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制器會(huì) 選擇針對(duì)基準(zhǔn)溫度的電流命令，由于基準(zhǔn)溫度和實(shí)際溫度之間的差值而產(chǎn)生扭矩誤差。因 此，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不能恒定地輸出與所需扭矩匹配的扭矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，同時(shí)維持現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的 優(yōu)點(diǎn)不變。
[0005] 本發(fā)明的一方面提供了扭矩控制裝置和方法W及電動(dòng)機(jī)控制器，其能夠估計(jì)與電 動(dòng)機(jī)的溫度關(guān)聯(lián)的扭矩誤差，并補(bǔ)償該扭矩誤差，W使得環(huán)保型車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠獲 得恒定輸出，而與溫度條件無(wú)關(guān)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種扭矩控制裝置包括：磁鏈估計(jì)器，其基于由溫度傳感器 測(cè)得的電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度和預(yù)定基準(zhǔn)溫度之間的差值，估計(jì)磁鏈的變化量；扭矩補(bǔ)償值計(jì) 算器，其基于估計(jì)出的磁鏈的變化量，計(jì)算與電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的扭矩補(bǔ)償值；W及扭 矩補(bǔ)償器，其通過(guò)施加響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的溫度變化而計(jì)算出的扭矩補(bǔ)償值，補(bǔ)償扭矩命令的 所需扭矩的誤差，并且將包含經(jīng)誤差補(bǔ)償?shù)乃枧ぞ氐淖罱K扭矩命令輸出到電動(dòng)機(jī)控制器 的電流圖。
[0007] 磁鏈估計(jì)器可W根據(jù)如下值來(lái)估計(jì)磁鏈的變化量，該值是通過(guò)將從基準(zhǔn)溫度中減 去電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度而得到的值乘W預(yù)定磁鏈基準(zhǔn)值得出的。
[0008] 扭矩補(bǔ)償值計(jì)算器可W根據(jù)如下值來(lái)計(jì)算扭矩補(bǔ)償值，該值是通過(guò)將磁鏈的變化 量乘W電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和扭矩軸電流得出的。
[0009] 扭矩補(bǔ)償器可W根據(jù)如下值來(lái)輸出最終扭矩命令，該值是通過(guò)將所需扭矩與扭矩 補(bǔ)償值相加得出的。
[0010] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種扭矩控制方法包括W下步驟：基于由溫度傳感器 測(cè)得的電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度和預(yù)定基準(zhǔn)溫度之間的差值，估計(jì)磁鏈的變化量；基于估計(jì)出的 磁鏈的變化量，計(jì)算與電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的扭矩補(bǔ)償值；通過(guò)施加響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的溫 度變化而計(jì)算出的扭矩補(bǔ)償值，補(bǔ)償扭矩命令的所需扭矩的誤差；W及將包含經(jīng)誤差補(bǔ)償 的所需扭矩的最終扭矩命令輸出到電動(dòng)機(jī)控制器的電流圖。
[0011] 估計(jì)磁鏈的變化量的步驟可W包括：根據(jù)如下值來(lái)估計(jì)磁鏈的變化量，該值是通 過(guò)將從基準(zhǔn)溫度中減去電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度而得到的值乘W預(yù)定磁鏈基準(zhǔn)值得出的。
[0012] 計(jì)算扭矩補(bǔ)償值的步驟可W包括：根據(jù)如下值來(lái)計(jì)算扭矩補(bǔ)償值，該值是通過(guò)將 磁鏈的變化量乘W電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和扭矩軸電流值得出的。
[0013] 補(bǔ)償所需扭矩的誤差的步驟可W包括：通過(guò)將扭矩補(bǔ)償值與所需扭矩相加，補(bǔ)償 由于電動(dòng)機(jī)的溫度變化而導(dǎo)致的所需扭矩的誤差。
[0014] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種電動(dòng)機(jī)控制器包括：扭矩控制裝置，其基于由溫 度傳感器測(cè)得的電動(dòng)機(jī)的溫度變化，估計(jì)磁鏈的變化量，并且基于根據(jù)估計(jì)出的磁鏈的變 化量計(jì)算出的、與電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的扭矩補(bǔ)償值，補(bǔ)償扭矩命令的所需扭矩的誤差； 電流圖，其基于由扭矩控制裝置進(jìn)行了誤差補(bǔ)償?shù)乃枧ぞ亍㈦妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓，選擇并 輸出與扭矩命令匹配的電流命令；電流調(diào)節(jié)器，其選擇并輸出與電流圖選擇的電流命令對(duì) 應(yīng)的電壓命令；W及電力模塊，其將電壓命令的所需電壓轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制（PWM)形式 的S相電壓，并將S相電壓輸出到電動(dòng)機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)W及其他目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。
[0016] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制器的圖示；
[0017] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的扭矩控制裝置的圖示；
[0018] 圖3是為了描述圖2的磁鏈估計(jì)器的構(gòu)成而參考的圖示；
[0019] 圖4是為了描述圖3的扭矩補(bǔ)償值計(jì)算器的構(gòu)成而參考的圖示；
[0020] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的扭矩控制方法的工作流程圖；
[0021] 圖6是為了描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制器的電流命令選擇操作而參 考的示例性圖示；
[0022] 圖7和圖8是為了描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制器的扭矩輸出變化而參 考的示例性圖示。 陽(yáng)〇2引符號(hào)說(shuō)明 [0024] 10:電流圖 陽(yáng)0對(duì) 20 :電流調(diào)節(jié)器
[0026] 30 :坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器 陽(yáng)〇27] 40 :過(guò)調(diào)器 陽(yáng)0測(cè) 50:電力模塊
[0029] 60 :電動(dòng)機(jī)
[0030] 100 :扭矩控制裝置 陽(yáng)0川 110:磁鏈估計(jì)器 陽(yáng)〇巧 120 :扭矩補(bǔ)償值計(jì)算器
【具體實(shí)施方式】
[0033] 需要注意的是，在本說(shuō)明書(shū)中使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例，而無(wú)意對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行限制。另外，除非在本說(shuō)明書(shū)中另外指出，否則應(yīng)當(dāng)理解，在本說(shuō)明書(shū)中使用的 所有技術(shù)術(shù)語(yǔ)均被解釋為本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義，而不解釋為過(guò)度概括的含義 或過(guò)度縮減的含義。另外，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)是沒(méi)有準(zhǔn)確地表明本發(fā)明的技 術(shù)精神的不正確的技術(shù)術(shù)語(yǔ)時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，運(yùn)些技術(shù)術(shù)語(yǔ)用本領(lǐng)域技術(shù)人員正確理解的技 術(shù)術(shù)語(yǔ)替換。此外，在本發(fā)明中使用的一般術(shù)語(yǔ)必須根據(jù)字典或上下文定義的術(shù)語(yǔ)來(lái)進(jìn)行 理解，而不應(yīng)當(dāng)是過(guò)度縮減的含義。
[0034] 另外，在本說(shuō)明書(shū)中使用的單數(shù)形式意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指 出。在本說(shuō)明書(shū)中，需要注意的是，術(shù)語(yǔ)"包括"或"包含"等不應(yīng)當(dāng)被解釋為必然包括在本 說(shuō)明書(shū)中描述的若干部件或若干步驟，并且可W不包括前述部件或步驟中的一些，或者額 外的部件或步驟被解釋為也被包括在其中。
[0035] 在本說(shuō)明書(shū)中使用的包含序數(shù)詞（例如，第一、第二等）的術(shù)語(yǔ)可W被用來(lái)描述不 同的部件。然而，運(yùn)些部件并不限于運(yùn)些術(shù)語(yǔ)。運(yùn)些術(shù)語(yǔ)被用來(lái)將一個(gè)部件與其它部件區(qū)分 開(kāi)來(lái)。例如，"第一"部件可W被命名為"第二"部件，反之亦然，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。
[0036] 應(yīng)當(dāng)理解，在此使用的術(shù)語(yǔ)"車(chē)輛"或"車(chē)輛的"或者其他類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)包括一般機(jī) 動(dòng)車(chē)輛，例如客運(yùn)汽車(chē)（包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(chē)輛（SUV))、公共汽車(chē)、卡車(chē)、各種商用車(chē)輛、水 運(yùn)工具（包括各種艇和船）、飛機(jī)等，并且包括混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)輛、插電式混合動(dòng)力電 動(dòng)車(chē)輛、氨動(dòng)力車(chē)輛和其他替代燃料車(chē)輛（例如，從石油W外的資源得到的燃料）。如在此 提到的，混合動(dòng)力車(chē)輛是具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力源的車(chē)輛，例如，既有汽油動(dòng)力又有電動(dòng)力 的車(chē)輛。
[0037] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，下面的方法或其方面中的一個(gè)或多個(gè)可W由至少一個(gè)控制器。術(shù) 語(yǔ)"控制器"可W指代包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件設(shè)備。存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)程序指令，并 且處理器被具體編程為執(zhí)行程序指令，W執(zhí)行下文進(jìn)一步描述的一個(gè)或多個(gè)處理。此外，應(yīng) 當(dāng)理解，下面的方法可W由包含控制器和一個(gè)或多個(gè)額