[發明專利]一種混合動力車BSG轉矩波動補償控制器及其構造方法

有效

• 申請號: 201410232599.1
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103997266A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 陳龍;孫曉東;江浩斌;陳建鋒;汪若塵;徐興;李可
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及混合動力車帶式驅動啟動發電機(以下簡稱為BSG)系統轉矩波動補償控制器及其構造方法，適用于混合動力車BSG系統轉矩波動的有效補償，屬于BSG混合動力技術領域。

背景技術

目前，在相關部門發布的《2013年中國機動車污染防治年報》中，公布了2013年全國機動車輛污染排放情況。機動車輛的污染是造成光化學煙霧污染、灰霾的重要原因，已成為我國空氣污染的重要來源之一，因此機動車輛污染防治的緊迫性日益凸顯。特別是在國務院頒布的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》中明確提出了：“2015年當年生產的乘用車平均燃料消耗量降至每百公里6.9升，到2020年降至5.0升”的目標。因此，從我國乘用車保有量的基數來看，要達到上述嚴格的油耗目標，僅僅依靠發展純電動汽車是無法實現的，必須加快混合動力汽車的開發和推廣。

眾所周知，汽車怠速時，尾氣中碳氫化合物和一氧化碳濃度高，隨著車速的提升，碳氫化合物和一氧化碳濃度下降。采用BSG技術的混合動力汽車，在傳統發動機上加裝了帶式驅動的啟動發電一體式電機，可以用來控制發動機的啟動與停止。由于取消了發動機的怠速運行工況，在低速和啟動時可以采用電力，因此顯著的降低了油耗，并且減少了污染物的排放。由此可見，采用BSG技術的混合動力汽車是實現節能環保目標的最快捷有效的技術解決手段之一，受到了各國政府和汽車公司越來越多的重視。

BSG電機是BSG系統中的一個關鍵裝置，高效率、良好的調壓以及轉矩特性是對BSG電機的基本要求。然而轉矩波動是永磁電機固有特性，如何有效降低甚至消除轉矩波動給BSG電機控制器提出了很高的要求，因此BSG轉矩補償控制器將成為BSG系統的核心，在很大程度上將成為決定混合動力車燃油經濟性的關鍵因素之一。轉矩大小正比于電流i_q，電流i_q中的諧波分量如果等于零，轉矩將沒有波動。但是由于永磁電機固有特性，以及不同工況下負載的變化，轉矩存在較大的波動。因此在控制電流給定信號中補償掉由轉矩波動引起的電流波動Δi_q，就可以有效地補償轉矩的波動，從而實現BSG轉矩的高性能控制。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種混合動力車BSG系統轉矩波動補償控制器及其構造方法，采用該方法構造的轉矩波動補償控制器可以有效抑制地由轉矩波動引起的電流波動，從而實現對轉矩波動的補償控制。

本發明采用的技術方案是依次采用如下步驟：

一種混合動力車帶式驅動啟動發電機(以下簡稱為BSG)轉矩波動補償控制器，包括轉矩波動補償控制器和復合被控對象兩部分；所述轉矩波動補償控制器控制所述復合被控對象，所述轉矩波動補償控制器包括PI調節器、擴展逆變器控制模塊和電流補償模塊，所述復合被控對象包括混合動力車BSG、光電編碼盤、以及轉速與電角度計算模塊；

所述擴展逆變器控制模塊串聯在復合被控對象之前，用以實現對系統動態特性進行開環控制，所述混合動力車BSG與光電編碼盤同軸相連，所述光電編碼盤同所述轉速與電角度計算模塊相連；所述光電編碼盤輸出的A、B、Z三路脈沖信號作為轉速與電角度計算模塊的輸入信號，所述轉速與電角度計算模塊的輸出信號分別為電角度θ和轉速信號ω_r；

所述電流補償模塊由神經網絡構成，所述神經網絡由八個輸入節點、一個輸出節點組成，用于系統的電流內環控制；所述電流補償模塊的輸入端共八路信號，依次分別為復合被控對象的輸入電流信號i_a、i_b、i_c，復合被控對象的輸出轉速ω_r和電角度θ信號，以及混合動力車BSG的反電動勢信號e_a、e_b、e_c；所述電流補償模塊輸出端為電流擾動信號Δi_q；

所述PI調節器的輸入端為復合被控對象的實際輸出轉速ω_r與給定轉速參考信號比較得出的誤差ε，所述PI調節器的輸出端為電流控制參考信號將所述電流控制參考信號和所述電流擾動信號Δi_q進行比較的差值作為擴展逆變器控制模塊的第一個輸入，擴展逆變器控制模塊的第二個輸入為恒值i_d＝0，擴展逆變器控制模塊的第三個輸入是復合被控對象的輸出電角度θ信號；所述擴展逆變器控制模塊的輸出信號為i_a、i_b、i_c。