一种轮毂电机控制器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种轮毂电机控制器及控制方法。过程为：实时监测车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、轮毂电机线圈温度和电机控制器温度超过设定温度的时间t，将监测的信息分别与设定的车轮轮速、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度、时间和车轮转矩进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机或高转速正弦波控制电机。本发明专利技术通过实时监测车辆的各种信息，将监测的信息与设定值进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制与高转速正弦波控制的交替复合控制方法，从而满足越野车在低速时输出大扭矩，在高速时平稳运转的需求。

A Controller and Control Method for Hub Motor

The invention discloses a hub motor controller and a control method. The process is as follows: real-time monitoring wheel speed V, hub motor coil temperature T, motor controller temperature TC, hub motor coil temperature and motor controller temperature exceeding the set temperature time t, and comparing the monitoring information with the set wheel speed, hub motor coil temperature, motor controller temperature, time and wheel torque, according to the different judgment results. The motor is controlled by low speed and high carrier frequency quasi-DC square wave or high speed sinusoidal wave. The invention compares the monitoring information with the setting value by real-time monitoring various information of the vehicle, adopts alternating composite control method of low speed and high carrier frequency quasi-direct current square wave control and high speed sine wave control according to the different judgment results, so as to meet the requirement of the off-road vehicle to output large torque at low speed and run smoothly at high speed.

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂电机控制器及控制方法
本专利技术属于无铁芯永磁同步电机控制
，具体涉及一种轮毂电机控制器及控制方法。
技术介绍
电能作为一种新型清洁能源，将成为未来能源发展的必然趋势，电动汽车也将必然取代传统的燃油汽车成为新时代的交通方式。与传统汽车相比，采用分布式驱动结构的电动轮汽车，可以省去复杂笨重的变速箱、传动轴以及差速器等传动系统，显著降低整车质量且分布更加均衡，高传动效率，节约能源，同时便于实现低底板汽车的设计，方便乘客乘坐，并且可以利用电机再生制动同时回收各车轮的制动能量，提高电动越野车的续驶里程。更显著的优点是电机控制比发动机控制更为准确，响应及时迅速，因此可以实现多个车轮单独控制，比传统车辆更容易实现ABS/TCS/ESP等复杂的车辆动力学控制。同时，越野汽车行驶的路面比较复杂，常常需要在泥泞与松软路面上行驶，特别是需要具备一定的越障能力，从而在低速状态下，要输出很大的扭矩。与其他种类的电机相比，永磁同步电机结构简单、损耗小、效率高、体积小、重量轻，具有相对较好的性能，更容易实现轮毂电机的设计。其中，轴向磁通无铁芯永磁同步电机，没有齿槽转矩、过载能力极强、轴向尺寸短、重量轻、结构紧凑，特别适合布置在车轮内部。但是由于电机本身没有铁芯，定子绕组电感很小，定子绕组电流不能连续，导致电机会产生转矩波动，从而使得传统的控制策略不能满足此类电机的控制要求。永磁同步电机的控制可分为方波驱动和正弦波驱动两种。前者的电磁转矩由电流基波和谐波产生，出力较大，控制和结构简单，启动和调速方便；但存在转矩脉动，超高速运行因弱磁调速困难而难以实现。后者电机运转平稳，转矩脉动小，超高速运转时，可采用矢量控制等方法进行弱磁调速；但启动和调速实现复杂，系统的稳定性、启动以及低速时的转矩动态响应有待提高。单纯用方波驱动或正弦波驱动无法适应越野车既需要在低速时输出大扭矩，又要在高速时平稳运转的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种轮毂电机控制器及控制方法。本专利技术采用的技术方案是：一种轮毂电机控制方法，实时监测车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、轮毂电机线圈温度和电机控制器温度超过设定温度的时间t，将监测的车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、时间t和给定转矩M分别与设定的车轮轮速、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度、时间和车轮转矩进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机或高转速正弦波控制电机或反馈监测数据至整车控制器。进一步地，比较判断的过程为：按照车轮轮速V、给定转矩M、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC的顺序，根据车轮轮速V大小的不同，选择设定的不同的车轮转矩、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度和时间，将给定转矩M、监测的轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、时间t分别与选择的车轮转矩、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度和时间进行比较判断；所述设定的车轮轮速包括依次增大的第一车轮轮速V1、第二车轮轮速V2和第三车轮轮速V3，所述设定的轮毂电机线圈温度包括依次增大的第五轮毂电机线圈温度T5、第四轮毂电机线圈温度T4、第一轮毂电机线圈温度T1和第二轮毂电机线圈温度T2，所述设定的电机控制器温度包括依次增大的第五电机控制器温度TC5、第四电机控制器温度TC4、第一电机控制器温度TC1和第二电机控制器温度TC2，所述设定的车轮转矩包括依次增大的第一转矩M1、第二转矩M2和最大转矩MP，设定的时间包括第一时间t1和第二时间t2。进一步地，当车轮轮速V大于第二车轮轮速V2且小于第三车轮轮速V3、给定转矩M小于最大扭矩MP、轮毂电机线圈温度T小于第五轮毂电机线圈温度T5、电机控制器温度TC小于第五电机控制器温度TC5时，则采用高转速正弦波控制电机；当车轮轮速V大于等于第三车轮轮速V3或给定转矩M大于等于最大扭矩MP或轮毂电机线圈温度T大于等于第五轮毂电机线圈温度T5或电机控制器温度TC大于等于第五电机控制器温度TC5时，则反馈监测数据至整车控制器。进一步地，当车轮轮速V大于第一车轮轮速V1且小于第二车轮轮速V2、车轮轮速V的一阶导数V和二阶导数大于零时，若给定转矩M小于最大扭矩MP、轮毂电机线圈温度T小于第四轮毂电机线圈温度T4、电机控制器温度TC小于第四电机控制器温度TC4，则采用高转速正弦波控制电机；若给定转矩M大于等于最大扭矩MP或轮毂电机线圈温度T大于等于第四轮毂电机线圈温度T4或电机控制器温度TC大于等于第四电机控制器温度TC4，则反馈监测数据至整车控制器。进一步地，当车轮轮速V大于第一车轮轮速V1且小于第二车轮轮速V2、车轮轮速V的一阶导数V小于零或一阶导数V大于零且二阶导数小于零时，若给定转矩M大于第一扭矩M1且小于第二扭矩M2、轮毂电机线圈温度T小于第二轮毂电机线圈温度T2、电机控制器温度TC小于第二电机控制器温度TC2时，则低转速高载波频率拟似直流方波控制电机；若给定转矩M大于等于第二扭矩M2或轮毂电机线圈温度T大于等于第二轮毂电机线圈温度T2或电机控制器温度TC大于等于第二电机控制器温度TC3时，则反馈监测数据至整车控制器。进一步地，当车轮轮速V大于第一车轮轮速V1且小于第二车轮轮速V2、车轮轮速V的一阶导数V小于零或一阶导数V大于零且二阶导数小于零、给定转矩M小于第一扭矩M1时，若轮毂电机线圈温度T小于第一轮毂电机线圈温度T1、电机控制器温度TC小于第一电机控制器温度TC1，则采用高转速正弦波控制电机；若在第一时间t1内轮毂电机线圈温度T大于等于第一轮毂电机线圈温度T1且小于第二轮毂电机线圈温度T2、电机控制器温度TC小于第二电机控制器温度TC2时，则低转速高载波频率拟似直流方波控制电机；若轮毂电机线圈温度T小于第一轮毂电机线圈温度T1、在第二时间t2内电机控制器温度TC大于等于第一电机控制器温度TC1且小于第二电机控制器温度TC2时，则采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机；若在第一时间t1内轮毂电机线圈温度T大于等于第二轮毂电机线圈温度T2、或轮毂电机线圈温度T小于第一轮毂电机线圈温度T1且在第二时间t2内电机控制器温度TC大于等于第二电机控制器温度TC2、或轮毂电机线圈温度T大于等于第一轮毂电机线圈温度T1的时间t超过第一时间t1、或轮毂电机线圈温度T小于第一轮毂电机线圈温度T1且电机控制器温度TC大于等于第一电机控制器温度的时间t超过第二时间t2时，则反馈监测数据至整车控制器。进一步地，当车轮轮速V小于第一车轮轮速V1时，若给定转矩M大于第一扭矩M1且小于第二扭矩M2、轮毂电机线圈温度T小于第二轮毂电机线圈温度T2、电机控制器温度TC小于第二电机控制器温度TC2时，则低转速高载波频率拟似直流方波控制电机；若给定转矩M大于等于第二扭矩M2或轮毂电机线圈温度T大于等于第二轮毂电机线圈温度T2或电机控制器温度TC大于等于第二电机控制器温度TC2时，则反馈监测数据至整车控制器。更进一步地，当车轮轮速V小于第一车轮轮速V1、给定转矩M小于第一扭矩M1时，若轮毂电机线圈温度T小于第一轮毂电机线圈温度T1、电机控制器温度TC小于第一电机控制器温度TC1，则采用高转速正弦波控制电机；若在第一时间t1内轮毂电机线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮毂电机控制方法，其特征在于：实时监测车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、轮毂电机线圈温度和电机控制器温度超过设定温度的时间t，将监测的车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、时间t和给定转矩M分别与设定的车轮轮速、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度、时间和车轮转矩进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机或高转速正弦波控制电机或反馈监测数据至整车控制器。

【技术特征摘要】
1.一种轮毂电机控制方法，其特征在于：实时监测车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、轮毂电机线圈温度和电机控制器温度超过设定温度的时间t，将监测的车轮轮速V、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、时间t和给定转矩M分别与设定的车轮轮速、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度、时间和车轮转矩进行比较判断，根据判断结果的不同采用低转速高载波频率拟似直流方波控制电机或高转速正弦波控制电机或反馈监测数据至整车控制器。2.根据权利要求1所述的轮毂电机控制方法，其特征在于：比较判断的过程为：按照车轮轮速V、给定转矩M、轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC的顺序，根据车轮轮速V大小的不同，选择设定的不同的车轮转矩、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度和时间，将给定转矩M、监测的轮毂电机线圈温度T、电机控制器温度TC、时间t分别与选择的车轮转矩、轮毂电机线圈温度、电机控制器温度和时间进行比较判断；所述设定的车轮轮速包括依次增大的第一车轮轮速V1、第二车轮轮速V2和第三车轮轮速V3，所述设定的轮毂电机线圈温度包括依次增大的第五轮毂电机线圈温度T5、第四轮毂电机线圈温度T4、第一轮毂电机线圈温度T1和第二轮毂电机线圈温度T2，所述设定的电机控制器温度包括依次增大的第五电机控制器温度TC5、第四电机控制器温度TC4、第一电机控制器温度TC1和第二电机控制器温度TC2，所述设定的车轮转矩包括依次增大的第一转矩M1、第二转矩M2和最大转矩MP，设定的时间包括第一时间t1和第二时间t2。3.根据权利要求2所述的轮毂电机控制方法，其特征在于：当车轮轮速V大于第二车轮轮速V2且小于第三车轮轮速V3、给定转矩M小于最大扭矩MP、轮毂电机线圈温度T小于第五轮毂电机线圈温度T5、电机控制器温度TC小于第五电机控制器温度TC5时，则采用高转速正弦波控制电机；当车轮轮速V大于等于第三车轮轮速V3或给定转矩M大于等于最大扭矩MP或轮毂电机线圈温度T大于等于第五轮毂电机线圈温度T5或电机控制器温度TC大于等于第五电机控制器温度TC5时，则反馈监测数据至整车控制器。4.根据权利要求2所述的轮毂电机控制方法，其特征在于：当车轮轮速V大于第一车轮轮速V1且小于第二车轮轮速V2、车轮轮速V的一阶导数V和二阶导数大于零时：若给定转矩M小于最大扭矩MP、轮毂电机线圈温度T小于第四轮毂电机线圈温度T4、电机控制器温度TC小于第四电机控制器温度TC4，则采用高转速正弦波控制电机；若给定转矩M大于等于最大扭矩MP或轮毂电机线圈温度T大于等于第四轮毂电机线圈温度T4或电机控制器温度TC大于等于第四电机控制器温度TC4，则反馈监测数据至整车控制器。5.根据权利要求2所述的轮毂电机控制方法，其特征在于：当车轮轮速V大于第一车轮轮速V1且小于第二车轮轮速V2、车轮轮速V的一阶导数V小于零或一阶导数V大于零且二阶导数小于零时：若给定转矩M大于第一扭矩M1且小于第二扭矩M2、轮毂电机线圈温度T小于第二轮毂电机线圈温度T2、电机控制器温度TC小于第二电机控制器温度TC2时，则低转速高载波频率拟似直流方波控制电机；若给定转矩M大于等于第二扭矩M2或轮毂电机线圈温度T大于等于第二轮毂电机线圈温度T2或电机控制器温度TC大于等于第二电机控制器温度TC3时，则反馈监测数据至整车控制器。6.根据权利要求2所述的轮毂电机控制方法，其特征在于：当车轮轮速V大于第一车轮轮速V1且小于第二车轮轮速V2、车轮轮速V的一阶导数V小于零或一阶导数V大于零且二阶导数小于零、给定转矩M小于第一扭矩M1时：若轮毂电机线圈温度T小于第一轮毂电机线圈温度T1、电机控制器温度TC小于第一电机控制器温度TC1，则采用高转速正弦波控制电机；若在第一时间t1内轮毂电机线圈温度T大于等于第一轮毂电机线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪振晓，李进伟，李杰，龙曦，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42