專利名稱：用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于有效且可靠地控制電動(dòng)車(例如混合動(dòng)力車)的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車通常利用來(lái)自電池的電力驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)車可以是僅使用來(lái)自電池的電力的純電動(dòng)車、或者組合使用來(lái)自電池的電力和來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力的混合動(dòng)力車?！N用于電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)是內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)(IPMSM),其通常能夠輸出較高的每單元體積轉(zhuǎn)矩和效率。在許多情況下，由根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的電池輸出電壓(逆變器輸入電壓)狀態(tài)構(gòu)成的基于速度的電流控制圖被應(yīng)用以控制IPMSM的轉(zhuǎn)矩。然而，通常必須獲得與速度和轉(zhuǎn)矩控制命令相關(guān)的多個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)成基于速度的電流控制圖。因此，不幸的是，生成基于速度的電流控制圖需要花費(fèi)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。此外，如果車輛的電池電壓低于電流控制圖的參考電壓，那么車輛的電池由于缺少電壓而在電流控制期間變得不穩(wěn)定，并且如果電池電壓高于電流控制圖的參考電壓，那么就無(wú)法使系統(tǒng)的效率最大化并且需要額外的算法來(lái)提高系統(tǒng)的效率。圖6是根據(jù)常規(guī)技術(shù)的基于速度的電流控制命令決定方法的示意圖。三相交流電動(dòng)機(jī)接收諸如具有三相的電壓和電流之類的變量，并將三相變量轉(zhuǎn)換成具有a、d、q和O軸的直角坐標(biāo)系變量。該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通常用于對(duì)交流(AC)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行建模或分析。如圖6所示，根據(jù)常規(guī)技術(shù)的基于速度的電流控制方法使用預(yù)定表格，該預(yù)定表格確定與轉(zhuǎn)矩控制命令和電動(dòng)機(jī)速度相對(duì)應(yīng)的d軸電流控制命令Qlrds*)和q軸電流控制命令(i\s*)。該常規(guī)方法能夠穩(wěn)定地控制轉(zhuǎn)矩。然而，該常規(guī)方法需要額外的算法來(lái)完成該操作。因?yàn)槌Ｒ?guī)方法僅接收轉(zhuǎn)矩控制命令和電動(dòng)機(jī)速度來(lái)產(chǎn)生電流控制命令，所以在不使用額外算法的情況下很難對(duì)電池的電壓波動(dòng)做出響應(yīng)并有效地操作電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。因此，常規(guī)方法需要額外的算法(例如當(dāng)電池的輸出電壓不足時(shí)的電壓利用率限制邏輯，以及當(dāng)產(chǎn)生過(guò)剩的輸出電壓時(shí)的電壓波動(dòng)補(bǔ)償邏輯)。此外，常規(guī)方法必須在所有電動(dòng)機(jī)速度中保留掃描時(shí)間來(lái)產(chǎn)生電流控制命令，并且控制穩(wěn)定性與輸出改進(jìn)有沖突。因此，簡(jiǎn)而言之，常規(guī)的基于速度的電流控制方法具有用于補(bǔ)償電池的電壓波動(dòng)的額外邏輯，并且限制性地反映電池的電壓波動(dòng)。另外，常規(guī)方法是當(dāng)電池的電壓波動(dòng)時(shí)改變電流控制圖中的電動(dòng)機(jī)速度值的離線控制方法和間接控制方法。因此，由于常規(guī)方法不能實(shí)時(shí)反映當(dāng)前車輛狀態(tài)，所以難以反映實(shí)際的電壓波動(dòng)。本背景技術(shù)部分中公開(kāi)的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景技術(shù)的理解，并且因此可能包含不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言在該國(guó)已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于提供一種用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法，其具有以下優(yōu)點(diǎn):即使當(dāng)電池的電壓波動(dòng)時(shí)仍能保持控制穩(wěn)定性，通過(guò)克服由電動(dòng)機(jī)的誤差產(chǎn)生的限制來(lái)提高控制精確性，以及通過(guò)應(yīng)用于諸如混合動(dòng)力車之類的電動(dòng)車來(lái)提高燃料效率和動(dòng)力性能。本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了一種用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法，其包括:接收向電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電力的電池的輸出電壓、電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩；使用電池的輸出電壓、電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩,來(lái)產(chǎn)生基于磁通量的電流控制圖(current control map)；以及使用基于磁通量的電流控制圖來(lái)產(chǎn)生電流控制命令。該系統(tǒng)和方法還可以包括:產(chǎn)生作為電池的輸出電壓和電動(dòng)機(jī)的速度的比率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率，并通過(guò)使用電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩控制命令。更具體地，可以通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率和轉(zhuǎn)矩控制命令來(lái)產(chǎn)生基于磁通量的電流控制圖。該方法還可以包括根據(jù)電流控制命令來(lái)產(chǎn)生電壓控制命令。電池的輸出電壓(Vd。)、電動(dòng)機(jī)的速度(ο』以及驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率(1/入_)可以滿足以下等式:
權(quán)利要求
1.一種用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的方法，包括: 由控制單元接收向所述電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電力的電池的輸出電壓、所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩； 由所述控制單元通過(guò)使用所述電池的輸出電壓、所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生基于磁通量的電流控制圖；以及 由所述控制單元通過(guò)使用所述基于磁通量的電流控制圖來(lái)產(chǎn)生電流控制命令。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率，所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率是所述電池的輸出電壓和所述電動(dòng)機(jī)的速度的比率，以及 通過(guò)使用所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩控制命令，其中通過(guò)使用所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率和所述轉(zhuǎn)矩控制命令來(lái)產(chǎn)生所述基于磁通量的電流控制圖。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括:根據(jù)所述電流控制命令來(lái)產(chǎn)生電壓控制命令。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述電池的輸出電壓(Vd。)、所述電動(dòng)機(jī)的速度(ω)和所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率(1/λ)滿足等式
5.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括:通過(guò)反饋接收所述電壓控制命令，以便把所述電壓控制命令反映到電壓利用率控制器對(duì)所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率(1/λ_)的產(chǎn)生中。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述電壓利用率控制器接收d軸和q軸的所述電壓控制命令的反饋值(Vd, @f)，并響應(yīng)于此而改變所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率(1/λ_)以使電壓利用率為I。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括:通過(guò)使用所述電壓控制命令來(lái)產(chǎn)生相電壓控制命令。
8.一種用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，包括: 控制單元，其被配置成接收向所述電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電力的電池的輸出電壓、所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩，通過(guò)使用所述電池的輸出電壓、所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生基于磁通量的電流控制圖；以及通過(guò)使用所述基于磁通量的電流控制圖來(lái)產(chǎn)生電流控制命令。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置成: 產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率，所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率是所述電池的輸出電壓和所述電動(dòng)機(jī)的速度的比率，以及 通過(guò)使用所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩控制命令，其中通過(guò)使用所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率和所述轉(zhuǎn)矩控制命令來(lái)產(chǎn)生所述基于磁通量的電流控制圖。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置成根據(jù)所述電流控制命令來(lái)產(chǎn)生電壓控制命令。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述電池的輸出電壓(vd。)、所述電動(dòng)機(jī)的速度(ωΓ)和所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率(1/λ_)滿足等式
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置成:通過(guò)反饋接收所述電壓控制命令，以便把所述電壓控制命令反映到電壓利用率控制器對(duì)所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率(I/入_)的產(chǎn)生中。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述電壓利用率控制器接收d軸和q軸的所述電壓控制命令的反饋值(vd,@f)，并響應(yīng)于此而改變所述驅(qū)動(dòng)點(diǎn)比率α/λ_)以使電壓利用率為I。
14.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元還被配置成:通過(guò)使用所述電壓控制命令來(lái)產(chǎn)生相電壓控制命令。
15.一種包含由處理器或控制器執(zhí)行的程序指令的非短暫計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括: 利用電池的輸出電壓、電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生基于磁通量的電流控制圖的程序指令；以及 通過(guò)使用所產(chǎn)生的基 于磁通量的電流控制圖來(lái)產(chǎn)生電流控制命令的程序指令。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于控制電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法。所述方法包括由控制單元接收向電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電力的電池的輸出電壓、電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩；由控制單元通過(guò)使用電池的輸出電壓、電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生基于磁通量的電流控制圖；以及由控制單元通過(guò)使用基于磁通量的電流控制圖來(lái)產(chǎn)生電流控制命令。
文檔編號(hào)B60L15/20GK103144551SQ20121037547
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者金成奎, 崔遠(yuǎn)景, 郭武信, 裴秀炫 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車株式會(huì)社