[發明專利]用于基于電力驅動系統的IPMSM的與電流傳感器相關的扭矩誤差估計的方法

有效

• 申請號: 201410340285.3
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104290611B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王長江;邁克爾·德格內爾
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 初學平

用于估計電機上的扭矩控制誤差的一種方法考慮了電流傳感器誤差參量的影響。可以實踐系統和方法來確定在不會引起無法接受的扭矩誤差的情況下可以容忍的最大傳感器誤差。示例方法使用傳感器參量和機器參量來確定電流感測誤差、電流控制誤差以及扭矩控制誤差。確定對于期望的扭矩控制精確度所需的最低的傳感器精確度可以在不累及性能的情況下便于在電流反饋控制電氣驅動系統中較低成本的傳感器的使用。其它的應用可以包括車輛診斷和扭矩誤差補償。

技術領域

本發明總體上涉及用于電氣驅動系統的扭矩誤差估計，并且更具體地涉及用于估計使用電流傳感器誤差造成的扭矩控制誤差的方法。

背景技術

電氣化車輛使用設計為提供具有減少的耗油量的無排放推進同時也提供未影響車輛性能的電氣驅動系統。為了給操作者創造令人滿意和愉悅的駕駛體驗，車輛的電氣驅動系統必須在所有的運行狀況下可靠地傳送所需扭矩。可以使用各種類型的電氣驅動控制方法來實現這個目標，包括那些依賴于某些形式的反饋的方法。電流反饋控制系統使用電流傳感器提供關于流過電動機定子繞組的電流的反饋信息。可以給配置為控制電流流向電動機的扭矩控制系統提供反饋。當電流傳感器精確時，可以提供適當的驅動信號并且扭矩需求可以令人滿意。然而，電流傳感器上的誤差可以產生導致扭矩輸出偏差命令扭矩的電流控制誤差。雖然在沒有對性能產生明顯影響的情況下可以容忍某種程度的扭矩偏差，但是顯著的偏差會妨礙電氣驅動運行。

電氣驅動工程師的任務是設計具有足夠的扭矩精確度的系統用來在所有運行狀態下提供令人滿意的車輛性能。對于令人滿意的性能所需要的扭矩精確度隨著扭矩水平和電動機速度改變。例如，在扭矩低于50Nm時4％的精確度會是足夠的，而在扭矩高于50Nm時則需要7％的精確度。雖然扭矩精確度可以取決于多種因素，但傳感器精確度在那些使用電流反饋控制技術的系統中是尤其重要的。在許多情況下，制造在所有速度下都表現良好的車輛的需求促使工程師集成高精確度傳感器以最小化誤差將出現的可能性。由于傳感器價格與傳感器精確度直接相關，所以電流傳感器會很昂貴。過度指定系統所需要的傳感器精確度會毫無道理的增加系統成本。不幸的是，迄今仍然沒有用于確定期望的扭矩精確度的最低的傳感器精確度的系統方法。未能以足夠的精確度運行的傳感器對車輛性能會有不利影響，同時以過高精確度運行的傳感器則不必要地抬高了成本。

雖然一些現有技術系統和方法已經嘗試解決與電機扭矩控制相關的各種問題，但是它們未能分離、確定、預測、補償或使用電流傳感器誤差對估計的扭矩輸出的影響。

發明內容

本發明的系統可以包括處理器，其配置為與扭矩誤差估計模塊(TEEM)合作以估計由電流感測誤差造成的扭矩控制誤差。在示例實施例中，TEEM可以包含硬件、軟件、固件或它們的某種結合，并可以包括機器參量子模塊(MCS)、傳感器參量子模塊(SCS)、機器運行參數子模塊(MOPS)、感測誤差確定子模塊(SEDS)、電流控制誤差確定子模塊(CCEDS)以及扭矩誤差確定子模塊(TEDS)。

本發明的系統可以包含處理器以及永久計算機可讀介質，永久計算機可讀介質具有在其上編碼的用于處理器的指令，當由處理器執行時，指令引起處理器估算由電流感測誤差造成的扭矩誤差。在示例實施例中，這些指令可以引起處理器在扭矩誤差估算中使用電流傳感器參量和機器參量。示例系統可以包括存儲器，從中可以檢索一個或多個傳感器參量和/或機器參量以及運行參數。

提出一種方法，其用于確定由電流感測誤差造成的扭矩控制誤差。示例方法可以包括使用一個或多個電流傳感器參量確定電流感測誤差，以及使用電流感測誤差估計扭矩誤差。舉例來說，電流傳感器參量可以是以傳感器增益或傳感器補償的形式。示例方法可以包括使用電流傳感器誤差確定電流控制誤差，以及使用電流控制誤差估計扭矩誤差。在示例實施例中，方法可以包含接收一個或多個機器參量、接收一個或多個電流傳感器參量、接收一個或多個機器運行參數、確定電流傳感器誤差、確定電流控制誤差以及估計扭矩誤差。所產生的扭矩誤差可以以各種方式使用，包括但不限于，傳感器規格(sensorspecification)、電氣驅動系統設計、車輛診斷、以及扭矩誤差補償。