呈现了用于在静止车辆操作期间生成马达热量同时保持偏移的马达扭矩的马达控制系统、车辆和方法。一种操作AC马达的方法包括常驻或远程车辆控制器接收在静止模式下操作车辆的模式请求、以及温度请求，该温度请求包括AC马达在静止操作模式期间生成马达热量。控制器确定偏移的马达扭矩以当在静止模式下操作车辆时生成马达热量并将AC马达的输出构件保持在选定的位置处。使用AC马达的DQ变换模型，控制器基于偏移的马达扭矩来选择多个dq电流轨迹，这些dq电流轨迹位于DQ变换模型的相应的dq操作象限中。然后，控制器基于选定的dq电流轨迹来命令功率逆变器向AC马达传输电流。来命令功率逆变器向AC马达传输电流。来命令功率逆变器向AC马达传输电流。
【技术实现步骤摘要】
用于在静止车辆中以恒定的偏移扭矩产生热量的智能马达系统和控制逻辑
[0001]本公开总体上涉及电动驱动车辆的牵引马达。更具体地，本公开的各方面涉及用于在输出期望的马达扭矩时产生废热的马达控制系统。
技术介绍
[0002]当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有动力总成，该动力总成操作以推进车辆并为车辆的车载电子设备供电。在汽车应用中，例如，车辆动力总成通常以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡动力变速器将驱动扭矩递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、角部模块、道路车轮等）。由于其随时可用性以及相对便宜的成本、轻便的重量和整体的效率，历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机（ICE）组件供以动力。作为一些非限制性示例，这种发动机包括压缩点火（CI）柴油发动机、火花点火（SI）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构、以及旋转发动机。另一方面，混合动力电动和纯电动车辆（统称为“电动驱动车辆”）利用替代性动力源来推进车辆，且因此最小化或消除了对基于化石燃料的发动机获得牵引动力的依赖。
[0003]纯电动车辆（FEV）——俗称“电动汽车”——是一种类型的电动驱动车辆构型，它从动力总成系统中完全省略了内燃发动机和伴随的外围部件，改为依赖可再充电储能系统（RESS）和牵引马达用于车辆推进。基于ICE的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统替换为基于电池的FEV中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件。相比之下，混合动力电动车辆（HEV）的动力总成采用多种牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合以电池驱动或以燃料电池驱动的牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电动驱动车辆能够从除发动机以外的源获取其动力，因此，在由（多个）电动马达推进车辆时，HEV发动机可全部或部分地关闭。
[0004]用于汽车动力总成的主动热管理（ATM）系统采用中央车辆控制器或专用控制模块来调节冷却回路的操作，该冷却回路将冷却剂（通常是油、水和/或防冻剂）分配通过动力总成的发热部件。对于标准的ICE应用，冷却剂泵将冷却流体——俗称“发动机冷却剂”——通过发动机缸体中的冷却剂通路、变速器壳中的冷却剂通道和软管推进到空气冷却的散热器。对于早期一代的混合动力和电动车辆，车内主动热管理系统使用多个独立操作的热子系统来冷却动力总成的分立段。一些混合动力电动车辆的ATM架构例如针对发动机和变速器使用专用的冷却剂回路，针对（多个）电动马达和电力电子模块使用单独的冷却剂回路，并且使用另一个不同的冷却剂回路来调节电池组操作温度。电动驱动车辆ATM还可利用散热的动力总成部件来提供热能，以用于为乘客舱供暖或用于在冷启动操作期间对发动机、（多个）马达或电池组进行预调节或用于引发电池组再充电。
技术实现思路
[0005]本文中呈现了用于在静止车辆操作期间选择性地生成马达废热同时保持偏移的
马达扭矩的智能马达系统和附随的控制逻辑、用于制造这种系统的方法和用于操作这种系统的方法、以及配备有这种系统的机动车辆。举例来说，公开了具有可构造的电流轨迹的马达控制算法，以在静止车辆操作期间将马达和功率逆变器作为电热式发生器操作，同时维持偏移的马达扭矩。从本质上讲，马达控制系统为停留车辆产生过量热，而同时限制马达输出轴的旋转。当车辆停止时，受控的偏移扭矩抵消了马达轴处不想要的抖动/振荡。受控的电流轨迹改善了跨越逆变器开关的电流分布，从而使针对给定的逆变器电流的热生成量最大化。逆变器损失可作为直接应用于冷却流体的高质量热量而输出，而马达损失可通过系统热交换器转换。通过优化选定的电流水平和PWM方法和/或开关频率（F
sw
），可进一步提高在静止车辆操作期间的热质量。
[0006]至少一些所公开构思的附随益处包括马达控制系统和算法，其采用电气化动力总成部件（诸如，牵引马达和功率逆变器模块（PIM））作为热发生器，同时在静止车辆的低噪声、振动和声振粗糙度（NVH）水平下操作。这进而可允许替换或小型化车辆的可再充电储能系统和/或主动热管理系统，并伴随减少车辆重量和成本。其他附随的益处可包括马达控制系统和算法，其实现增加的马达生成的热量输出以及逆变器开关上更好的热分布。除了改善热管理和节省车辆重量/成本之外，所公开构思可有助于增加电动驱动车辆的行驶里程、燃料经济性和动力总成性能。
[0007]本公开的各方面涉及用于在静止车辆操作期间产生马达热量同时维持期望的偏移的马达扭矩的马达控制系统、系统控制逻辑和闭环反馈控制技术。在示例中，呈现了一种用于使用牵引功率逆变器模块来操作机动车辆的多相AC马达的方法。该代表性方法以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任一个的任何组合包括：例如经由常驻或远程车辆控制器，通过动力总成控制模块（PCM）或电子制动控制模块（EBCM）从驾驶员接收在静止模式下操作机动车辆的模式请求；例如经由车辆控制器，从电子远程信息处理单元控制器（ETUC）接收温度请求，该温度请求包括在静止车辆操作期间要由AC马达生成对应的马达废热；例如经由车辆控制器，使用马达校准的查找表来确定偏移的马达扭矩，以在静止车辆操作期间生成马达废热，同时将AC马达的输出构件（例如，转子轴）保持在选定的输出位置处；例如经由车辆控制器，从高速缓冲存储器确定AC马达的DQ变换模型；例如经由车辆控制器，基于偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，其中每个dq电流轨迹位于DQ变换模型的相应的dq操作象限中；以及例如经由车辆控制器，向连接到牵引电池组的PIM传输一个或多个命令信号以基于第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹将电流传输到AC马达。
[0008]本公开的附加方面涉及智能机动车辆，其在静止车辆操作期间将选定的电气化动力总成部件用作电热式热发生器以进行主动热管理。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可互换地和同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆（ICE、HEV、FEV、燃料电池、完全和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（ATV）、摩托车、农场设备、船只、飞机等。在示例中，机动车辆包括车辆车身，该车辆车身具有乘客舱、可旋转地安装到车辆车身的多个驱动轮（例如，经由联接到承载式车身或非承载式车身底盘的角部模块）、以及其他标准原始设备。对于电动驱动车辆应用，一个或多个电动牵引马达单独操作（例如，对于FEV动力总成）或与内燃发动机组件结合操作（例如，对于HEV动力总成），以选择性地驱动道路车轮中的一个或多个来推进车辆。可再充电牵引电池组安装到
车辆车身上，并且可操作以使用牵引功率逆变器模块（TPIM）来为（多个）牵引马达供电。
[0009]继续前述示例的讨论，车辆采用车辆控制器和功率逆变器来管控马达和电池组的操作。控制器被编程为：接收在静止模式下操作车辆的模式请求并同时接收温度请求，其中在静止车辆操作期间要由AC马达生成一定量的马达废热。获得偏移的马达扭矩，以用于在静止车辆操作期间生成期望的马达废热，同时将马达的输出构件维持在选定的输出位置处。使用AC马达的偏移的马达扭矩和DQ变本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用功率逆变器模块（PIM）来操作机动车辆的交流（AC）马达的方法，所述方法包括：经由车辆控制器，接收在静止模式下操作所述机动车辆的模式请求；经由所述车辆控制器，接收温度请求，所述温度请求包括在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间要由所述AC马达生成马达废热；经由所述车辆控制器，确定偏移的马达扭矩，以在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间生成所述马达废热并将所述AC马达的马达输出构件保持在选定的输出位置处；确定所述AC马达的直接正交（DQ）变换模型；经由所述车辆控制器，基于所述偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别位于所述DQ变换模型的不同的第一dq操作象限和第二dq操作象限中；以及经由所述车辆控制器，向所述PIM传输命令信号以基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹将电流传输到所述AC马达。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹包括：确定所述AC马达的最大电流幅值；以及基于所述最大电流幅值将所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹计算为在所述DQ变换模型的平面中的投影。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述最大电流幅值包括：接收所述AC马达和/或所述PIM的操作温度数据；以及根据所述操作温度数据和所述选定的输出位置来预测所述最大电流幅值。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别被计算为和，其中：其中：其中：其中Tq是偏移的马达扭矩；β是电流角；I
d
是d轴电流；I
q
是q轴电流；PP是所述AC马达中的极对数目；λ
d
是d轴磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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