具有电动机温度补偿的车辆制造技术

本发明专利技术提供了一种具有电动机温度补偿的车辆。所述车辆包括逆变器供电的一个或多个电机，例如永磁同步电动机。响应于扭矩请求，控制器向计算的逆变器发布命令，以使得电动机在当前温度下产生所请求的扭矩。一种方法，调节绕组电流的直流分量，从而有效地传递所请求的扭矩。对于给定的转子速度、总线电压和扭矩，直流分量随着温度的升高而增大。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种具有电动机温度补偿的车辆。所述车辆包括逆变器供电的一个或多个电机，例如永磁同步电动机。响应于扭矩请求，控制器向计算的逆变器发布命令，以使得电动机在当前温度下产生所请求的扭矩。一种方法，调节绕组电流的直流分量，从而有效地传递所请求的扭矩。对于给定的转子速度、总线电压和扭矩，直流分量随着温度的升高而增大。【专利说明】具有电动机温度补偿的车辆
本公开涉及电动机的控制。
技术介绍
由于相对于其他类型的电动机来说，永磁同步电动机(PMSM)通常具有优良的效率特性，因此PMSM被用于各种应用。通常，PMSM在定子内具有三个独立的电绕组，这三个独立的电绕组分别由交流(AC)电压Va、Vb和V。供电。在操作时，绕组电流Ia、Ib和I。均以与转子速度成比例的频率振荡，并在相位上彼此分开120度。这些绕组电流感应出旋转磁场，所述磁场可能与转子不同相。产生的轴扭矩取决于磁场的强度和相对于转子的相位角。影响所产生的扭矩的温度会影响永磁体的磁特性。精确的扭矩传递需要补偿温度效应。为了方便，绕组电压和电流可由针对于与转子一起旋转的旋转参考系的矢量表示。转子位置和旋转参考系之间的映射取决于电动机中的极的数量。电压矢量具有直流分量Vd和正交分量\。类似地，电流具有直流分量Id和正交分量I,。vd、\、Id和I,不会基于转子位置而振荡。在诸如电动车辆和混合动力电动车辆的特定应用中，可从不振荡的直流(DC)电压源(例如，电池)获得电功率。因此，逆变器用于将不振荡电压Vd。转换成三个振荡电压。逆变器包含特定数量的开关装置，因此，逆变器能够在三个电动机端子中的每个电动机端子处仅供应特定大小的电压电平。对于两电平逆变器来说，在任何时候，开关装置都被设置为将三个AC电动机端子中的每个电动机端子电连接到正DC端子或负DC端子。因此，可获得8个开关状态。这些开关状态中的两个开关状态被称为零状态，在这两个零开关状态下，三个AC端子均连接到同一 DC端子。在其余的六个状态下，一个AC端子连接到DC端子之一，其余的两个AC端子连接到相反的DC端子。逆变器能够在这8个状态之间快速地切换。
技术实现思路
在一个实施例中，公开了一种补偿温度的方法。响应于扭矩请求，所述方法基于温度调节扭矩请求。基于该调节的扭矩请求计算绕组电流的直流分量和正交分量。基于温度进一步调节所计算的直流分量。最后，向逆变器发布命令，以实现目标绕组电流。在某些实施例中，当扭矩请求低于阀值时，不对所计算的直流分量进行调节。所述阀值可基于转子速度和总线电压。在另一实施例中，一种车辆包括总线、诸如永磁同步电动机的电机、逆变器和控制器。所述逆变器被构造成给电机供应绕组电流，所述绕组电流具有直流分量(Id)和正交分量(I,)。所述控制器被配置成向逆变器发布脉冲宽度调制命令，以调节绕组电流，使得对于电机的给定速度和扭矩以及总线电压，直流分量随着温度的升高而增大。直流分量在给定的速度、扭矩和电压下可小于零。在另一实施例中，一种控制器，包括输入接口、输出接口和控制逻辑。所述输入接口接收指示电总线的电压、电机的温度和转子速度的信号。所述输出接口被构造成向逆变器发送脉冲宽度调制命令，使得逆变器向电机供应具有直流分量(Id)和正交分量(Iq)的绕组电流，从而使电机产生扭矩。所述控制逻辑被编程为调节脉冲宽度调制命令，从而对于给定转子速度、总线电压和扭矩，直流分量随着温度的升高而增大。直流分量在给定的速度、扭矩和电压下可小于零。给定的转子速度大于零。在另一实施例中，一种操作具有温度的电机的方法，所述方法包括:接收扭矩请求；基于温度调节扭矩请求；基于所调节的扭矩请求来计算目标绕组电流的直流分量(Id)和正交分量(I,);基于温度调节所计算的直流分量；向逆变器发布供应大体上等于所调节的目标绕组电流的绕组电流的命令。当扭矩请求低于阀值时，不基于温度对所计算的绕组电流的直流分量进行调节。 阀值基于电机的转子速度。阀值还基于逆变器的总线电压。直流分量和正交分量基于电机的转子速度。直流分量和正交分量还基于逆变器的总线电压。【专利附图】【附图说明】图1是示例性混合动力电动车辆的动力传动系的示意图。图2是在示例性混合动力电动车辆的动力传动系中的控制器。图3是关于绕组电流的直流分量和正交分量永磁同步电动机在参考温度下的一般特性的曲线图。图4是关于绕组电流的直流分量和正交分量永磁同步电动机随着温度改变的一般特性的曲线图。图5是用于永磁同步电动机的控制方法的流程图。【具体实施方式】在此描述本公开的实施例。然而，应该理解，公开的实施例仅仅是示例，其他实施例可采用各种和可选的形式。附图不一定按照比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应该被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用本专利技术的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一幅图示出和描述的各个特征可与在一幅或多幅其他附图中示出的特征相结合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，可期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型用于特定应用或实施方式。在图1中示出了示例性混合动力电动车辆的动力传动系的示意图。然而，要求保护的专利技术不限于该动力传动系拓扑结构。内燃发动机110驱动行星齿轮组114的行星架112。通过行星齿轮组114在太阳齿轮116和齿圈齿轮118之间分配发动机扭矩。齿圈齿轮118的扭矩机械地传递到输出轴120。太阳齿轮116的扭矩被发电机122吸收。电动机124可驱动地连接到输出轴120。通过该描述，术语“发电机”和“电动机”仅用作识别这些部件的标签。发电机122和电动机124均是可逆电机，能够将机械轴动力转换成电动力以及将电动力转换成机械轴动力。针对电动机描述控制方法，但是所述控制方法可等同地应用于发电机。驱动轴可驱动地连接到差速器126，差速器126在左车轮128和右车轮128之间分配动力，同时允许车轮速度稍微不同。电功率连接由具有长划线的虚线示出。发电机122通过三相功率电路由逆变器130电驱动，电动机124通过三相功率电路由逆变器132电驱动。逆变器130和132从DC电总线134获取电能或者将电能供应到DC电总线134。电能储存在电池136中。DC至DC转换器138将电池136的电压电平转换成DC电总线134的电压电平。DC电总线134的电压可以高于或低于电池的电压。控制信号连接由具有短划线的虚线示出。控制器140将指定DC电总线134的期望电压的控制信号发布到DC至DC转换器138。控制器140还将控制命令发布到发动机110、逆变器130和132，以分别调节由发动机110、发电机122和电动机124产生的扭矩。如果由电动机124实际传递的扭矩明显不同于请求的扭矩，则车辆的加速度将与驾驶员的期望不匹配。如果由发电机122实际传递的扭矩明显不同于请求的扭矩，则发动机速度将偏离期望的行为。在图2中更加详细地示意性地示出了控制器140。车辆系统控制器210接收指示车辆速度、加速器踏板位置、制动踏板和各种其他车辆数据的信号。基于该数据，车辆系统控制器210确定目标DC总线电压和目标输出轴扭矩，并将扭矩请求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电动机温度补偿的车辆，包括：总线；电机，具有温度；逆变器，被构造成给电机供应绕组电流，所述绕组电流具有直流分量和正交分量；控制器，被配置成向逆变器发布脉冲宽度调制命令，以调节绕组电流，使得针对于电机的给定速度和扭矩以及总线电压，直流分量随着温度的升高而增大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·利德基，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US