[發明專利]一種混合動力汽車中電機速度控制方法

有效

• 申請號: 200810217718.0
• 申請日: 2008-11-27
• 公開（公告）號: CN101450630A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 宋波
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;H02P6/06
• 代理公司: 深圳市金陽行專利商標事務所
• 代理人: 楊大慶

技術領域

本發明涉及對電機轉子速度的控制方法，特別涉及一種永磁同步電機作為 混合動力汽車ISG電機使用時，利用鎖相環回路對電機速度進行控制的方法。

背景技術

隨著混合動力汽車技術的不斷發展，以油電混合為動力的混合動力汽車已 逐漸被認可，市場前景十分巨大。電機作為油電混合動力的關鍵設備，對它進 行精確的速度控制不但可以提高電機效率，還可以最大程度的提高整個動力系 統的系統效率。永磁同步電機，尤其是內嵌永磁體的永磁同步電機具有高效的 可調速運行的優點，因此越來越廣泛地應用于包括油電混合動力系統在內的各 個領域。

目前，對電機轉速進行測量有許多方法，如圖1所示，為本申請人設計的 一種安裝在混合動力汽車電機內的位置傳感器裝置。該位置傳感器包括探測器 2和目標盤1，安裝在電機的一端，目標盤1為一環狀盤，其外側花紋形狀為 正弦曲線或余弦曲線，由鋁或鐵等金屬材料制成，安裝固定在轉子的支架7 上，與轉子4一起繞轉子支架軸6旋轉，探測器2通過傳感器安裝支架5(圖 中未畫出延伸部份)安裝在定子3端蓋上。

探測器2包括硬件電路和探頭線圈，硬件電路提供高頻振蕩電流流入探頭 線圈，在探頭線圈中產生交變的磁場。探測器由直流5V電壓供電，輸出轉子 磁極位置角正弦和余弦的位置模擬信號，該兩路模擬信號輸出連接至電機控制 單元(MCU)中的DSP芯片的兩個AD通道，由DSP對電機的轉子位置信號進行 解碼和誤差補償，得到電機轉子的當前位置。

在電機控制芯片測量到準確的電機轉子轉速后，結合混合動力汽車控制單 元(HCU)設定的電機轉速，對電機進行進一步的控制，使電機按照規定的速 度轉動。但是，當傳感器測得轉子的正弦和余弦位置模擬信號后，為獲得精確 的轉子位置和速度，目前傳統的計算控制方法是基于將正弦除以余弦得到正 切，再求反正切得到角度位置θ，對θ進行差分運算計算出速度ω的值，接著 再對ω進行速度控制，輸出穩定的轉速。采用這種方法具有以下不足的地方：

1、隨著采樣時間的增加，測量誤差通過差分運算后會逐漸被放大；

2、在低速時，由于測量不精確等原因，這種方法很難得到實際應用；

3、在高速時，若采用增加低通濾波器來獲得穩定的轉速控制，則會產生相 位的延時。

發明內容

為克服現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種混合動力汽車中電 機速度控制的數字控制方法。該方法采用鎖相環控制方式。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種混合動力汽車中電機速 度控制方法，在電機控制單元中，接收電機轉子位置傳感器檢測的當前位置信 號，進行模數轉換和誤差補償，通過鎖相環技術，輸出轉子的當前速度和位置， 并結合提供的參考速度，利用鎖相環反饋技術，控制電機按規定的速度轉動， 包括以下步驟：

A、檢測當前轉子的位置信號；

B、計算出轉子的當前速度和位置；

C、對當前速度和參考速度進行鎖相環控制，產生速度信號輸出。

本方案是一種典型的數字鎖相環控制速度輸出方法，轉子當前的速度和位 置信號在鎖相環中都已經計算出來了，不需要進行差分計算，它具有以下的優 點：

(1)沒有采用反正切函數這樣耗時的運算量，減少了位置計算的時間延時；

(2)實際上，一個普通的低通濾波器在算法上對減小噪聲影響的作用很小， 因此沒有直接地對輸入的正弦和余弦信號增加低通濾波器，這大大地減少了算 法的執行時間；

(3)速度計算和位置信號的采樣率相同，相位延時對速度測量的影響很小；

(4)式子中沒有采用微分或差分運算，即使在高速的采樣率下，噪聲對速度 的影響也會明顯減小。

以下將結合附圖，對本發明的各較佳實施例進行較為詳細的說明。

附圖說明

圖1本發明實施例中的混合動力永磁同步電機轉子位置傳感器安裝示意 圖；

圖2本發明混合動力汽車中電機速度控制方法流程圖；

圖3本發明中的轉子位置檢測和誤差補償流程圖；

圖4本發明中的位置信號鎖相環回路框圖；

圖5本發明中的速度控制鎖相環回路框圖；

圖6本發明實施例中的速度鎖相環控制流程圖。

圖中：1?信號盤，2?探測器，3?定子，4?轉子，5?位置傳感器支架，6 轉軸，7?轉子支架；

具體實施方式