用于管理旋转电机的电机模式结束的控制模块和方法技术

本发明专利技术的一个方面涉及一种用于控制机动车辆的旋转电机的模块，该控制模块包括计算程序、转子线圈电压值Vrot、转子线圈电阻值Rrot、转子线圈感应值Lrot，并且该程序根据以下公式估计转子线圈电流Irot：Irot[k]＝Irot[k

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理旋转电机的电机模式结束的控制模块和方法


[0001]本专利技术的
是控制旋转电机。
[0002]本专利技术涉及一种用于管理旋转电机的电机扭矩结束的方法。

技术介绍

[0003]以本身已知的方式，可逆电机可以联接到内燃机，特别是经由附件面板联接到内燃机。这种电机通常被称为起动机
‑
交流发电机，能够以发电机模式运行以便为车辆电池充电，并且能够以电机模式运行以给车辆提供扭矩。
[0004]发电机模式可用于再生制动功能，允许电机在制动阶段向电池输送电能。特别地，电机模式可以用于根据交通状况停止和重新启动内燃机的自动功能(称为STT功能，用于停止和启动功能)，用于帮助发动机停转的功能，称为增压功能，允许电机在内燃机模式下驱动的阶段偶尔帮助内燃机，以及滑行功能，允许牵引链的打开在没有驾驶员明确动作的情况下自动进行，以便降低发动机速度或停止发动机，从而最小化燃料消耗和污染排放。此外，电机模式可以用于电动车辆模式，在该模式下，电机提供驱动车辆前进所需的扭矩，而不需要内燃机提供扭矩。
[0005]在已知的机器中，当保护(热、时间或速度)被激活时停止电机模式导致电机的逆变器的开关元件打开。定子中包含的电流随后被发送回车辆的车载网络，导致附件面板处的扭矩震动和车载网络中的过电压。
[0006]因此，存在一种控制单元，该控制单元包括用于在电机模式停止时管理扭矩的算法，以避免在通过空档模式(neutral mode)时的这些震动。控制单元根据速度传输扭矩指令和扭矩梯度，以便在相同的速度下使转子电流和定子电压下降到零。
[0007]为了使转子电流下降到零以便快速退出电机模式，通过在闭环中执行慢退磁或等于负U
B+
(U
B+
是电机端子之间的电压)来施加转子电压到零指令，以便施加快速退磁，这将降低转子中的电流。在快速退磁时，转子线圈的供电与电机模式相反，退磁更快。
[0008]退磁时间取决于转子速度。
[0009]接下来，一旦转子已经退磁，为了避免电流返回到网络，例如通过闭合逆变器/整流器的低级(low
‑
stage)MOSFETs持续预定的持续时间，例如大约10ms，在定子的相之间形成短路，使得定子中的剩余电流通过定子线圈中的焦耳加热而损失。
[0010]然而，在定子短路和将转子置于零电流以过渡到空档模式的过程中，这种从电机模式的退出通常会导致扭矩振荡和电网过电压。事实上，当转子中仍有电流时，定子短路的情况经常发生。
[0011]一种解决方案是在短路定子之前等待最坏情况下的退磁时间。但是，这会减慢从电机模式到空档模式的过渡，这可能会对驾驶员的体验产生负面影响。
[0012]因此，目前在过电压和过渡到空档模式的速度之间存在权衡。
[0013]另一种解决方案是测量转子感应线圈中的电流，例如使用与转子感应线圈串联的电阻器和用于测量该电阻器中电压的单元。然而，这种电阻器会导致焦耳发热并降低机器
的效率。此外，退磁时间非常长，因为在退磁结束时，转子电流下降非常缓慢。
[0014]因此，为了从电机模式到空档模式的转变，需要减小或消除扭矩中的振荡和电网中的过电压。

技术实现思路

[0015]本专利技术通过考虑转子的动力学对上述问题提供了一种解决方案，从而可以更好地模拟转子退磁斜率，从而在转子电流小于现有技术时使定子短路，同时避免过长的延迟。
[0016]本专利技术的一个方面涉及一种用于控制机动车辆的旋转电机的模块，其包括由电网供电的定子的相和转子线圈，控制模块包括计算程序，输入包括电网的电压、转子线圈的电阻值、转子线圈的感应值，并且该程序根据以下公式估计估计的转子线圈电流：
[0017]Irot[k]＝Irot[k
‑
1]+(Vrot[k
‑
1]–
Irot[k
‑
1]x Rrot)/Lrot x Ts，
[0018]其中：
[0019]Irot[k
‑
1]是先前在时间k
‑
1计算的转子线圈电流的估计值，
[0020]Vrot[k
‑
1]是先前在时间k
‑
1的转子线圈电压，
[0021]Ts是索引k
‑
1和索引k之间的采样时间，
[0022]并且其中，为了将电机从电机模式切换到空档模式，所述控制模块被配置为在估计的转子线圈电流等于预定值(例如0安培)之后，控制将定子的相置于相同电势。
[0023]根据本专利技术，通过估计所述转子的电流作为最终阶段的指标，当转子中的电流几乎为零时，可以转换到空档模式。因此，通过同时将转子中的电流减小量和定子中的减小量提高到尽可能接近于零，可以减少或者甚至消除震动和消除过电压。事实上，DC总线上的电流和电压峰值在从电机模式到空档模式的转换中降低，励磁和相电流中的振荡减少甚至消失，因此相关的扭矩震动减少。此外，从电机模式到空档模式所需的时间也大大减少。
[0024]除了在上一段中刚刚概述的特征之外，根据本专利技术的一个方面的控制模块可以具有以下中的一个或多个附加特征，这些特征被单独考虑或以任何技术上可行的组合被考虑：
[0025]根据一个实施例，用于旋转电机的控制模块包括存储软件指令的存储器，该软件指令用于执行如上定义的估计转子线圈电流以及转子和定子命令的计算。
[0026]根据控制模块的一个实施例，为了从电机模式切换到空档模式，控制模块被配置为根据估计的转子线圈电流产生定子命令。
[0027]根据一个实施例，先前计算的转子线圈电压等于预定值，例如零伏或负十一点三伏。
[0028]根据另一个实施例，控制模块包括网络电压输入(Vdc)，并且先前计算的转子线圈电压等于0V或者由控制模块根据以下公式计算：
[0029]Vrot[k
‑
1]＝
‑
1x(Vdc[k
‑
1]–
Vdiode)，
[0030]其中Vdiode是常数，例如，等于零点七伏。
[0031]本专利技术还涉及一种旋转电机，包括根据前述实施例的控制模块，包括：
[0032]转子，包括感应线圈，
[0033]定子，包括具有相位的绕组，以及
[0034]转子控制单元，包括：
[0035]高级电子开关，连接在感应线圈的输入和网络的正极端子之间，
[0036]低电子开关，在地和感应线圈输入之间，
[0037]低输出电子开关，在感应线圈输出与地之间，
[0038]二极管，包括连接到网络正极端子的阴极和连接到感应线圈输出的阳极，
[0039]其中，在电机模式停止命令的情况下，转子控制单元可以根据快速退磁指令控制低电子开关的闭合、低输出电子开关的断开和高级电子开关的断开，或者根据慢速退磁指令控制低电子开关的闭合、低输出电子开关的闭合和高级电子开关的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制机动车辆的旋转电机的模块，包括由电网供电的定子的相(U，V，W)和转子线圈(Lrotor)，控制模块包括计算程序、转子线圈电压值(Vrot)、转子线圈电阻值(Rrot)、转子线圈感应值(Lrot)，并且所述程序根据以下公式估计估计的转子线圈电流(Irot[k)：Irot[k]＝Irot[k
‑
1]+(Vrot[k
‑
1]
–
Irot[k
‑
1]x Rrot)/Lrot x Ts，其中：
‑
Irot[k
‑
1]是先前在时间k
‑
1计算的转子线圈电流的估计值，
‑
Vrot[k
‑
1]是先前在时间k
‑
1的转子线圈电压，
‑
Ts是索引k
‑
1和索引k之间的采样时间，并且其中，为了将所述电机从电机模式切换到空档模式，所述控制模块被配置为在估计的转子线圈电流(Irot[k)等于预定值，例如0安培之后，控制将定子的相置于相同电势。2.根据权利要求1所述的控制模块，其中，为了从电机模式切换到空档模式，所述控制模块被配置为根据估计的转子线圈电流(Irot[k)产生定子命令。3.根据权利要求1或2所述的控制模块，其中，所述控制模块包括网络电压输入(Vdc)，并且其中，转子线圈电压等于0V或者由控制模块根据以下公式计算：Vrot[k
‑
1]＝
‑
1x(Vdc[k
‑
1]
–
Vdiode)，其中Vdiode是常数，例如，等于0.7V。4.一种旋转电机，包括根据前述权利要求中的任一项所述的控制模块，所述旋转电机包括：
‑
转子，所述转子包括感应线圈，
‑
定子，所述定子包括具有相位的绕组，以及
‑
转子控制单元，包括：
‑
高级电子开关(Q1)，连接在感应线圈的输入和网络的正极端子之间，
‑
低电子开关(Q23)，在地和感应线圈输入之间，
‑
低输出电子开关(Q24)，在感应线圈输出和地之间，
‑
二极管(D)，包括连接到网络的正极端子的阴极和连接到感应线圈输出的阳极，其中，在电机模式停止命令的情况下，所述转子控制单元根据快速退磁指令控制低电子开关(Q23)的闭合、低输出电子开关(Q24)的断开和高级电子开关(Q1)的断开，或者根据慢速退磁指令控制低电子开关(Q23)的闭合、低输出电子开关(Q24)的闭合和高级电子开关(Q1)的断开，其中，在快速退磁指令的情况下，先前的转子线圈电压根据以下公式计算：Vrot[k
‑
1]＝
‑
1x(Vdc[k
‑
1]
–
Vdiode)，以及在慢速退磁指令的情况下，转子线圈电压等于零。5.根据权利要求4所述的旋转电机，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：N杨，W卡雷罗，L科比兰斯基，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：