控制空气压缩机的无传感器电机的方法技术

提供了一种控制空气压缩机的无传感器电机的方法。所述方法控制空气压缩机的无传感器电机的初期驱动，克服相关技术问题，并提高控制响应。在确定电机处于停止状态的时间点，由无传感器控制逻辑最终估计的电机的转子位置被确定为对准目标位置。根据预定对准偏移角度从对准目标位置确定对准开始位置。控制电机的转子位置从确定的对准开始位置变为对准目标位置。

【技术实现步骤摘要】
控制空气压缩机的无传感器电机的方法
本公开总体上涉及一种控制空气压缩机的无传感器电机的方法，更具体地，涉及一种控制空气压缩机的无传感器电机的初期驱动的方法，该方法能够克服相关技术的无传感器控制方法的问题并提高控制响应。
技术介绍
一种燃料电池系统应用于环保车辆中的氢燃料电池车辆。燃料电池系统包括燃料电池堆、氢供应单元、空气供应单元、热量和水管理系统以及控制单元。燃料电池堆通过反应气体的电化学反应产生电能(即氢用作燃料气体，氧气用作氧化气体)。氢供应单元向燃料电池堆供应用作燃料气体的氢。空气供应单元向燃料电池堆供应包括氧气的空气。热量和水管理系统控制燃料电池堆的运行速度并执行水管理功能。控制单元控制燃料电池系统的整体操作。图1是示出现有技术中已知的燃料电池系统的配置的示图。在燃料电池系统中，氧供应单元10包括氢存储器(例如，氢罐，未示出)、调节器(未示出)、氢供应管路11、氢压力控制阀(也称为“氢供应阀”)12、氢压力传感器13、氢再循环器15等。另外，空气供应单元20包括空气供应管路21、过滤器22、鼓风机或空气压缩机23、加湿器24等。除了在附图中未示出的部件，例如，电动水泵(冷却水泵)、水箱、散热器和三通阀之外，热量和水管理系统30包括脱水器31、排水阀32等。关于向燃料电池堆1供应氢(即燃料)的氢供应单元10，由氢供应单元10从氢罐供应的高压氢在供应到燃料电池堆1之前被调节器减压至预定压力。当供应由调节器减压的氢时，氢的量由取决于燃料电池堆1的操作条件的压力控制来控制。根据所需的输出来控制设置在氢供应管路11上的氢压力控制阀或燃料供应阀(FSV)12的开度，从而将必要量的氢供应到燃料电池堆1。在此处，燃料电池控制单元(FCU，未示出)通过接收从设置在氢供应管路上的氢压力传感器13反馈的感测值来控制氢压力控制阀12的开度，以便控制氢的压力和量。此外，在燃料电池堆1中反应之后，剩余量的未反应的氢通过阳极(或氢电极或燃料电极)的输出端排出，或者通过氢再循环器15再循环到堆阳极输入端。氢再循环器15旨在允许再利用未反应的氢。氢再循环器15包括从设置在燃料电池堆1的阳极输出侧的排气管路14延伸到阳极输入侧的再循环管路16。另外，氢再循环器15包括喷射器17或再循环鼓风机，或者喷射器和再循环鼓风机通过再循环管路16接收未反应的氢并将未反应的氢供应到燃料电池堆1。另外，用于净化阳极侧的净化阀18设置在燃料电池堆1的阳极输出侧。周期性地操作净化阀18，以打开和关闭，使得诸如氮气和水等杂质与氢一起从燃料电池堆1的阳极排出和移除。因此，提高氢的使用率。虽然图中未示出，但是燃料电池控制单元(FCU)不仅通过控制氢压力控制阀12的开度来控制氢的工作压力，而且还控制空气压缩机23、鼓风机和系统的其他部件中的值18和32。最近，随着燃料电池车辆的性能进一步提高，用作车辆动力源的燃料电池所需的输出功率也在增加。因此，向燃料电池供应空气的空气压缩机23中的空气压缩比和所需流速也在增加。为此，还需要提高空气压缩机中压缩空气的电机的最大速度。然而，增加空气压缩机23中的电机的最大速度可能具有以下问题。空气压缩机的电机在高速运转时会产生大量热量。由于电机容易受热，因此基本上需要冷却来降低电机的温度。然而，由车辆提供的冷却性能是有限的，因此，降低空气压缩机的电机温度的能力是有限的。此外，空气压缩机还包括霍尔传感器，即位置传感器，以控制电机的位置。然而，霍尔传感器容易受热。因此，如上所述，随着空气压缩机的电机速度的增加，电机产生更大量的热量。随着电机温度的升高，霍尔传感器的使用可能会受到限制。在这方面，需要省略霍尔传感器并获得无传感器控制技术。如果可以在没有霍尔传感器的情况下驱动空气压缩机，则可以降低考虑冷却性能的程度标准，从而降低空气压缩机的成本。在相关技术的无传感器控制中，通常使用通过估计电机的反电动势来估计电机的位置、角度和速度的方法。然而，在相关技术中，当在初期阶段开始驱动电机时，不会产生反电动势，因此，不能确定电机的初始位置。在这点上，在电机停止后恢复驱动的初期阶段，可以通过执行数百毫秒的开环控制(open-loopcontrol)来产生电机速度，然后，可以基于反电动势来执行无传感器控制。然而，考虑到响应被视为重要的空气压缩机的驱动特性，如上所述执行数百毫秒的开环控制可能是一个缺点。
技术实现思路
因此，考虑到相关技术中出现的上述问题而提出本公开，并且本公开提出了一种控制空气压缩机的无传感器电机的方法，并且更具体地，提出了一种控制空气压缩机的无传感器电机的初期驱动的方法，该方法能够克服相关技术的无传感器控制方法的问题并提高控制响应。为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种控制空气压缩机的无传感器电机的方法。该方法可以包括：由控制器执行速度控制，以停止空气压缩机的电机；在执行速度控制期间，由控制器根据通过无传感器控制逻辑估计的电机速度来确定电机处于停止状态；由控制器在确定为电机处于停止状态的时间点进行确定转子位置，转子位置由无传感器控制逻辑最终估计的电机的转子位置来确定；由控制器根据预定的对准偏移角度从对准目标位置确定要成为对准目标位置的对准开始位置；由控制器将电机的转子位置从确定的对准开始位置变为对准目标位置；以及在电机的转子位置与对准目标位置对准的状态下，由控制器响应于电机驱动请求，通过将对准目标位置设置在初始位置来执行无传感器控制，以驱动电机。在确定电机处于停止状态时，如果通过无传感器控制逻辑估计的电机速度达到预定参考速度时，控制器可以确定电机处于停止状态。此外，控制器可以将参考速度确定为大于0rpm的速度。另外，在确定对准开始位置时，控制器在与转子的旋转方向相反的方向上可以通过从预定对准目标位置减去对准偏移值来确定对准开始位置。另外，在控制电机的转子位置改变时，控制器可以控制施加到电机的电流，以在预定的强制转子旋转时间内强制旋转转子，使得电机的转子位置从对准开始位置变为对准目标位置。在此处，电流可以是相电流，并且控制器可以控制施加到电机的相电流的相位，使得电机的转子位置在强制转子旋转时间内从对准开始位置变为对准目标位置。此外，控制器可以控制施加到电机的相电流的相位，使得电机的转子位置以预定的变化率线性变化。此外，在控制电机的转子位置改变时，控制器可以施加d轴电流，用于从确定为电机处于停止状态的时间点开始，在预定的位置对准时间内将电机的转子位置从对准开始位置移动到对准目标位置；并且在从确定为电机处于停止状态的时间点开始经过强制转子旋转时间之后，在经过位置对准时间之前施加d轴电流期间停止控制相电流的相位。此外，控制器可以向电机施加电流，使得电机的转子位置以预定的变化率从对准开始位置变为对准目标位置。另外，在控制电机的转子位置改变时，控制器可以施加d轴电流，以在预定的位置对准时间内将电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制空气压缩机的无传感器电机的方法，所述方法包括以下步骤：/n由控制器执行速度控制，以停止空气压缩机的电机；/n在执行所述速度控制期间，由所述控制器根据通过无传感器控制逻辑估计的电机速度来确定所述电机处于停止状态；/n由所述控制器在确定为所述电机处于停止状态的时间点进行确定转子的对准目标位置，所述转子的对准目标位置由所述无传感器控制逻辑最终估计的所述电机的转子位置来确定；/n由所述控制器根据预定的对准偏移角度从所述对准目标位置确定对准开始位置；/n由所述控制器将所述电机的转子位置从确定的所述对准开始位置变为所述对准目标位置；以及/n在所述电机的转子位置与所述对准目标位置对准的状态下，由所述控制器响应于电机驱动请求，通过将所述对准目标位置设置在初始位置来执行无传感器控制，以驱动所述电机。/n

【技术特征摘要】
20191008 KR 10-2019-01242721.一种控制空气压缩机的无传感器电机的方法，所述方法包括以下步骤：
由控制器执行速度控制，以停止空气压缩机的电机；
在执行所述速度控制期间，由所述控制器根据通过无传感器控制逻辑估计的电机速度来确定所述电机处于停止状态；
由所述控制器在确定为所述电机处于停止状态的时间点进行确定转子的对准目标位置，所述转子的对准目标位置由所述无传感器控制逻辑最终估计的所述电机的转子位置来确定；
由所述控制器根据预定的对准偏移角度从所述对准目标位置确定对准开始位置；
由所述控制器将所述电机的转子位置从确定的所述对准开始位置变为所述对准目标位置；以及
在所述电机的转子位置与所述对准目标位置对准的状态下，由所述控制器响应于电机驱动请求，通过将所述对准目标位置设置在初始位置来执行无传感器控制，以驱动所述电机。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，当通过所述无传感器控制逻辑估计的所述电机速度达到预定参考速度时，所述控制器确定所述电机处于停止状态。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制器将所述参考速度确定为大于0rpm的速度。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制器在与所述转子的旋转方向相反的方向上通过从所述预定对准目标位置减去对准偏移值来确定所述对准开始位置。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，当改变所述转子位置时，所述控制器控制施加到所述电机的电流，以在预定的强制转子旋转时间内强制旋转所述转子，使得所述电机的转子位置从所述对...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳昌锡，金成道，康敏绣，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR