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车辆电机的控制方法、控制装置、车辆及可读存储介质

文献发布时间:2024-04-18 20:02:18


车辆电机的控制方法、控制装置、车辆及可读存储介质

技术领域

本申请涉及车辆领域,特别涉及一种车辆电机的控制方法、车辆电机的控制装置、车辆及计算机可读存储介质。

背景技术

空间矢量脉冲宽度调制具备产生谐波电压小、调制比高及线性控制区域宽等优势,因而在如车辆等交通工具的电机控制中被较为广泛的使用。然而,在通过空间矢量脉冲宽度调制生成用于驱动电机的电压中,存在较高的共模电压。如此,导致车辆等交通工具在行进过程中,电机性能受较高共模电压的影响,行进表现不佳。

发明内容

本申请提供了一种车辆电机的控制方法、车辆电机的控制装置、车辆及计算机可读存储介质。

本申请实施方式提供的一种车辆电机的控制方法,包括:

获取所述车辆电机的参考电压信息,其中,所述参考电压信息包括参考电压矢量参数及目标扇区;

根据预先确定的与所述目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与所述第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制所述车辆电机运行,其中,两个所述第二非零基本电压矢量在虚拟电压矢量空间中与所述第一非零基本电压矢量相邻,两个所述第二非零基本电压矢量的方向相反。

本申请实施方式的提供的车辆电机的控制方法中,车辆可在获取到包括参考电压矢量参数及目标扇区在内的参考电压信息的情况下,根据预先确定的与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行。

如此,本申请实施方式使得车辆可在获取参考电压矢量参数及目标扇区,也即获取到参考电压信息的情况下,根据预先确定的、与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量,使得参考电压矢量的生成过程中,零矢量可由方向相反且与第一非零基本电压矢量相邻的两个第二非零基本电压矢量替代,从而避免零矢量的使用,矢量调制过程中生成的共模电压的幅值得以降低,进而,行进过程中的车辆电机的性能得到提升。

在本申请某些实施方式中,所述根据预先确定的与所述目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与所述第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制所述车辆电机运行,包括:

根据所述参考电压矢量参数和预先确定的开关频率,确定所述第一非零基本电压矢量的第一作用时长及所述第二非零基本电压矢量的第二作用时长,其中,两个所述第二非零基本电压矢量的所述第二作用时长相同;

根据所述第一非零基本电压矢量、所述第一作用时长、所述第二非零基本电压矢量及所述第二作用时长,生成所述参考电压矢量以控制所述车辆电机运行。

如此,本申请实施方式使得车辆可根据参考电压信息中的参考电压矢量和预先确定的开关频率,确定第一非零基本电压矢量的第一作用时长及第二非零基本电压矢量的第二作用时长,从而能根据第一非零基本电压矢量、第一作用时长、第二非零基本电压矢量及所述第二作用时长完成参考电压矢量的生成,在一定程度上保障了参考电压矢量的可靠生成。

在本申请某些实施方式中,所述第一非零基本电压矢量包括两个,两个所述第一非零基本电压矢量中的一个矢量与两个所述第二非零基本电压矢量中的一个矢量在所述虚拟电压矢量空间中相邻,两个所述第一非零基本电压矢量中的另一个矢量与两个所述第二非零基本电压矢量中的另一个矢量在所述虚拟电压矢量空间中相邻。

在本申请某些实施方式中,所述根据预先确定的与所述目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与所述第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制所述车辆电机运行,包括:

根据所述第一非零基本电压矢量和两个所述第二非零基本电压矢量生成所述参考电压矢量,及根据所述参考电压矢量和预先确定的三角波信号,确定调制信号以控制所述车辆电机运行。

如此,本申请实施方式使得车辆可在生成参考电压矢量的情况下,根据参考电压矢量及预先确定的三角波信号,以使得参考电压矢量对应的调制信号在输入至车辆电机前,可通过三角波信号进行相应的处理如斩波处理,使得输入至车辆电机的调制信号更可靠,在一定程度上保障了车辆电机的稳定运行。

在本申请某些实施方式中,所述获取所述车辆电机的参考电压信息,包括:

获取车辆的目标扭矩、当前车速及当前母线电压;

根据所述目标扭矩、所述当前车速及所述当前母线电压目标电压,确定所述参考电压信息。

如此,本申请实施方式使得车辆可根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定出用于使车辆电机生输出目标扭矩而需要的参考电压信息,使得车辆可根据实际需要如用户踩下制动踏板时,根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压得到参考电压信息,在一定程度上保障了车辆电机的可靠控制。

在本申请某些实施方式中,所述根据所述目标扭矩、所述当前车速及所述当前母线电压目标电压,确定所述参考电压信息,包括:

根据所述目标扭矩、所述当前车速及所述当前母线电压,确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量;

根据所述第一目标电流分量、所述第二目标电流分量、所述电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量,及所述当前输入信号在所述同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量,确定所述参考电压信息。

如此,本申请实施方式使得车辆可根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定出目标电压,或者说,确定出确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量,结合电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量和在同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量,确定出参考电压信息,在一定程度上保障了参考电压信息的可靠确定,车辆电机的稳定运行在一定程度上得到保障。

在本申请某些实施方式中,所述根据所述目标扭矩、所述当前车速及所述当前母线电压,确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量,包括:

基于扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系直轴上的电流分量的第一映射关系,和扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系交轴上的电流分量的第二映射关系,根据所述目标扭矩、所述当前车速及所述当前母线电压,确定所述第一目标电流分量和所述第二目标电流分量。

如此,本申请实施方式使得车辆可在获取到目标扭矩、所述当前车速及所述当前母线电流的情况下,根据预先确定的第一映射关系和第二映射关系,确定出第一目标电流分量和第二目标电流分量,使得第一目标电流分量和第二目标电流分量的确定效率在一定程度上得到保障,进而,车辆电机的执行效率得到保障。

本申请实施方式提供一种车辆电机的控制装置,包括:

获取模块,用于获取所述车辆电机的参考电压信息,其中,所述参考电压信息包括参考电压矢量参数及目标扇区;

控制模块,用于根据预先确定的与所述目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与所述第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制所述车辆电机运行,其中,两个所述第二非零基本电压矢量在虚拟电压矢量空间中与所述第一非零基本电压矢量相邻,两个所述第二非零基本电压矢量的方向相反。

本申请实施方式提供一种车辆,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现上述车辆电机的控制方法。

本申请实施方式提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时,实现上述车辆电机的控制方法。

本申请实施方式提供的车辆电机的控制装置、车辆及计算机可读存储介质,使得车辆可在获取参考电压矢量参数及目标扇区,也即获取到参考电压信息的情况下,根据预先确定的、与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量,使得参考电压矢量的生成过程中,零矢量可由方向相反且与第一非零基本电压矢量相邻的两个第二非零基本电压矢量替代,从而避免零矢量的使用,矢量调制过程中生成的共模电压的幅值得以降低,进而,行进过程中的车辆电机的性能得到提升。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为基本电压矢量的分布示意图;

图2为本申请某些实施方式中控制方法的流程示意图;

图3为本申请某些实施方式中控制方法的流程示意图;

图4为本申请某些实施方式中信号波形的示意图;

图5为本申请某些实施方式中控制方法的流程示意图;

图6为本申请某些实施方式中控制方法的流程示意图;

图7为本申请某些实施方式中的应用场景示意图;

图8为本申请某些实施方式中功率器件与电机的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中,相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

SVPWM(Space Vector PulseWidthModulation,空间矢量脉冲宽度调制)可以理解为对功率器件如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor,金氧半场效晶体管)进行控制,生成相应的参考电压矢量,使得车辆电机可根据参考电压矢量对应的三相电流信号产生相应的扭矩输出等。

示范性的,假设功率器件包括开关,开关包括上桥臂和下桥臂,在任意一个时刻下,上桥臂和下桥臂中的一个导通,另一个关闭,在上桥臂导通且下桥臂关闭的状态以数字“1”表示,在上桥臂关闭且下桥臂导通的状态以数字“0”表示,则有:针对于第一开关U、第二开关V及第三开关W,可通过2

为更清楚地说明前述的基本电压矢量,请参阅图1,图1为基本电压矢量的分布示意图。如图1所示,相邻的两个非零基本电压矢量的角度差为60°,如V

进一步地,基于前述的6个非零基本电压矢量和2个零矢量,可通过任意2个非零基本电压矢量和至少一个零矢量,结合矢量合成的平行四边形法则,生成方向任意的、幅值相同的参考电压矢量V

更进一步地,在七段式的空间矢量脉冲宽度调制中,调制过程可包括:在确定需生成的参考电压矢量V

之后,将一个控制周期将划分为7个时段,其中的4个时段用于产生前述的两个非零基本电压矢量,剩下3个时段用于产生零矢量V

但是,在逆变器基于参考电压矢量V

能理解的是,在电机驱动过程中,共模电压会带来轴电压、轴电流、电机绝缘击穿和电磁干扰等问题。也因此,在车辆等交通工具的行进过程中,或者说,在车辆的电机运行过程中,车辆或电机的EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容)性能受到影响,且电机轴承可能因共模电压出现电腐蚀问题,进而导致NVH(NoiseVibrationHarshness,噪声、振动与声振粗糙度)性能受到影响。

基于上述可能遇到的问题,请参阅图2,本申请实施方式提供了一种车辆电机的控制方法,包括:

01:获取车辆电机的参考电压信息,其中,参考电压信息包括参考电压矢量参数及目标扇区;

02:根据预先确定的与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行,其中,两个第二非零基本电压矢量在虚拟电压矢量空间中与第一非零基本电压矢量相邻,两个第二非零基本电压矢量的方向相反。

本申请实施方式提供了一种车辆电机的控制装置。本申请实施方式的车辆电机的控制方法可以由本申请实施方式的车辆电机的控制装置实现。具体地,控制装置包括获取模块和控制模块。其中,获取模块用于获取车辆电机的参考电压信息,参考电压信息包括参考电压矢量参数及目标扇区。确定模块用于根据预先确定的与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行,两个第二非零基本电压矢量在虚拟电压矢量空间中与第一非零基本电压矢量相邻,两个第二非零基本电压矢量的方向相反。

本申请实施方式还提供了一种车辆,车辆包括存储器和处理器。本申请实施方式的车辆电机的控制方法可以由本申请实施方式的车辆实现。具体地,存储器中存储有计算机程序,处理器用于获取车辆电机的参考电压信息,其中,参考电压信息包括参考电压矢量参数及目标扇区;根据预先确定的与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行,其中,两个第二非零基本电压矢量在虚拟电压矢量空间中与第一非零基本电压矢量相邻,两个第二非零基本电压矢量的方向相反。

具体而言,本申请实施方式的车辆可在执行SVPWM的过程中,或者说,可在获取到车辆电机的参考电压信息,因而可生成参考电压矢量的情况下,根据参考电压信息中已确定的参考电压矢量的大小和方向,也即是参考电压矢量参数,以及参考电压信息中与参考电压矢量相对应的目标扇区,结合预先确定的、与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,以及与第一非零基本电压矢量相对应的、方向相反的两个第二非零基本电压矢量,生成或输出参考电压矢量,从而控制车辆电机根据参考电压矢量输出扭矩,如根据参考电压矢量对应的三相电流信号输出扭矩,从而完成车辆的加速或减速。

可以理解的是,本申请实施方式中参考电压信息内的参考电压矢量参数可以理解为前述的V

进一步地,目标扇区可以理解为参考电压矢量在虚拟电压矢量空间所属的扇区。

更进一步地,第一非零基本电压矢量则可以理解为虚拟电压矢量空间中,与目标扇区相邻的电压矢量。举例而言,假设参考电压信息内参考电压矢量V

以及,第二非零基本电压矢量则可以理解为虚拟电压矢量空间中,与第一非零基本电压矢量相邻的、且方向相反的两个电压矢量。举例而言,假设第一非零基本电压矢量可以是V

进而,在本申请某些实施方式中,第一非零基本电压矢量包括两个,两个第一非零基本电压矢量中的一个矢量与两个第二非零基本电压矢量中的一个矢量在虚拟电压矢量空间中相邻,两个第一非零基本电压矢量中的另一个矢量与两个第二非零基本电压矢量中的另一个矢量在虚拟电压矢量空间中相邻。

为更清楚的说明本申请实施方式中目标扇区、第一非零基本电压矢量及第二非零基本电压矢量的对应关系,请参阅表1。

由此,本申请实施方式的车辆可根据预先存储的、能表征如表1所示的对应关系的数据或参数,在确定出目标扇区后,根据目标扇区确定出对应的第一非零基本电压矢量,及确定出第一非零基本电压矢量对应的第二非零基本电压矢量。

能理解的是,本申请实施方式的车辆在根据两个方向相反的第二非零基本电压矢量来生成参考电压矢量的过程中,基于矢量合成的平行四边形法则可知,将方向相反的第二非零基本电压矢量来生成参考电压矢量合成则能得到一个零矢量,也因此,本申请实施方式可根据能等效零矢量的两个非零基本电压矢量来完成参考电压矢量的生成。

还能理解的是,因参考电压矢量的生成过程中未使用零矢量,进而,以前述的第一开关U、第二开关V及第三开关W为例,假设任意一个开关处于状态“0”时所对应的输入电压为-E

综上,本申请实施方式使得车辆可在获取参考电压矢量参数及目标扇区,也即获取到参考电压信息的情况下,根据预先确定的、与目标扇区相对应的第一非零基本电压矢量,及与第一非零基本电压矢量相对应的两个第二非零基本电压矢量,生成参考电压矢量,使得参考电压矢量的生成过程中,零矢量可由方向相反且与第一非零基本电压矢量相邻的两个第二非零基本电压矢量替代,从而避免零矢量的使用,矢量调制过程中生成的共模电压的幅值得以降低,进而,行进过程中的车辆电机的性能得到提升。

请参阅图3,在本申请某些实施方式中,步骤02包括:

020:根据参考电压矢量参数和预先确定的开关频率,确定第一非零基本电压矢量的第一作用时长及第二非零基本电压矢量的第二作用时长,其中,两个第二非零基本电压矢量的第二作用时长相同;

021:根据第一非零基本电压矢量、第一作用时长、第二非零基本电压矢量及第二作用时长,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行。

本申请实施方式的控制模块还用于根据参考电压矢量参数和预先确定的开关频率,确定第一非零基本电压矢量的第一作用时长及第二非零基本电压矢量的第二作用时长,其中,两个第二非零基本电压矢量的第二作用时长相同;根据第一非零基本电压矢量、第一作用时长、第二非零基本电压矢量及第二作用时长,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行。

本申请实施方式的处理器还用于根据参考电压矢量参数和预先确定的开关频率,确定第一非零基本电压矢量的第一作用时长及第二非零基本电压矢量的第二作用时长,其中,两个第二非零基本电压矢量的第二作用时长相同;根据第一非零基本电压矢量、第一作用时长、第二非零基本电压矢量及第二作用时长,生成参考电压矢量以控制车辆电机运行。

具体而言,本申请实施方式可根据参考矢量电压信息中的参考电压矢量参数的大小和方向,以及预先确定的电机的开关频率,确定出第一非零基本电压矢量的第一作用时长及第二非零基本电压矢量的第二作用时长,进而,使得车辆可执行第一作用时长的第一非零基本电压矢量生成动作,及执行第二作用时长的第二非零基本电压矢量生成动作,从而完成参考电压矢量的生成。

为更清楚地说明本申请实施方式中的参考电压矢量的生成过程,请参阅下式。

式中,T

其中,t

可以理解的是,作用时长可表征在一个控制周期内,非零基本电压矢量的持续生成时长。

还可以理解的是,控制周期的时间长度由开关频率确定,或者说,由车辆中用于生成参考电压矢量的功率器件的开关频率确定。在某些实施方式中,控制周期的时间长度可以通过开关频率的倒数确定。

还能理解的是,在本申请实施方式中,实际生成电压矢量的过程中,不为第一非零基本电压矢量或第二非零基本电压矢量的持续时长t可被赋值为0。

示范性的,假设目标扇区为图1中的扇区1,则参考电压矢量的生成可参考下式。

还能理解的是,第一作用时长和第二作用时长均为可根据实际情况设置的内容,如在某些实施方式中,两个第一非零基本电压矢量的两个第一作用时长T

式中,Θ可以理解为参考电压矢量参数中的参考电压矢量角,或是理解为参考电压矢量对应的转子电角度。

进一步地,两个第二非零基本电压矢量的两个第一作用时长T

T

如此,本申请实施方式使得车辆可根据参考电压信息中的参考电压矢量和预先确定的开关频率,确定第一非零基本电压矢量的第一作用时长及第二非零基本电压矢量的第二作用时长,从而能根据第一非零基本电压矢量、第一作用时长、第二非零基本电压矢量及第二作用时长完成参考电压矢量的生成,在一定程度上保障了参考电压矢量的可靠生成。

此外,还可以理解的是,本申请实施方式中各个非零基本电压矢量的作用时间顺序为可根据实际情况设置的内容。

例如,在某些实施方式中,一个控制周期内,电压矢量的作用时长可以如下式所示。

能理解的是,上式中k的取值范围为[1,6]。若上式中的k+1等于7,则将k+1可被赋值为1,如出现t

同时,为保障前后两次输出非零基本电压矢量的过程中,功率器件执行开关操作最少的原则,扇区、非零基本电压矢量及非零基本电压矢量的使用时长和作用顺序的关系可如表2所示。

在本申请某些实施方式中,步骤02包括:

根据第一非零基本电压矢量和两个第二非零基本电压矢量生成参考电压矢量,及根据参考电压矢量和预先确定的三角波信号,确定调制信号以控制车辆电机运行。

本申请实施方式的控制模块还用于根据第一非零基本电压矢量和两个第二非零基本电压矢量生成参考电压矢量,及根据参考电压矢量和预先确定的三角波信号,确定调制信号以控制车辆电机运行。

本申请实施方式的处理器还用于根据第一非零基本电压矢量和两个第二非零基本电压矢量生成参考电压矢量,及根据参考电压矢量和预先确定的三角波信号,确定调制信号以控制车辆电机运行。

具体而言,本申请实施方式的车辆可根据已生成的参考电压矢量,结合预先确定的三角波信号,生成相应的调制信号,使得车辆电机能根据接收到的调制信号完成扭矩生成等操作。

其中,调制信号可以理解为三相调制信号。以前述的第一开关U、第二开关V及第三开关W为例,假设用于控制第一开关U的三相调制信号为Vu,用于控制第二开关V的三相调制信号为Vv,用于控制第三开关W的三相调制信号为Vw,Vu对应最高相,Vv对应中间相,Vw上为最小相,三角波信号包括TRiA和TriB两个三角波,TRiA和TriB的相位差为180°,第一开关U对应的输出电压信号为Su,第二开关V对应的输出电压信号为Sb,第三开关W对应的输出电压信号为Sw,Su和Sw使用TriA来斩波,Sv使用TriB来斩波,tA和tB可代表Sv的时间平移时间,则在目标扇区为图1中的扇区1的情况下,调制信号的生成过程可参阅图4,图4为本申请某些实施方式中信号波形的示意图。图4中,Ts表示一个控制周期。

如图4所示,共模电压CMV的幅值相比于传统的7段式SVPWM的调制方案而言,幅值减小66%。同时,相比于传统的7段式SVPWM的调制方案中CMV的变动次数为6次的情况而言,本申请实施方式可使得CMV的变动次数缩小为2次,由此能降低或抑制共模电压,从而避免相应的高频干扰。

如此,本申请实施方式使得车辆可在生成参考电压矢量的情况下,根据参考电压矢量及预先确定的三角波信号,以使得参考电压矢量对应的调制信号在输入至车辆电机前,可通过三角波信号进行相应的处理如斩波处理,使得输入至车辆电机的调制信号更可靠,在一定程度上保障了车辆电机的稳定运行。

请参阅图5,在本申请某些实施方式中,步骤01包括:

010:获取车辆的目标扭矩、当前车速及当前母线电压;

011:根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压目标电压,确定参考电压信息。

本申请实施方式的获取模块还用于获取车辆的目标扭矩、当前车速及当前母线电压;根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压目标电压,确定参考电压信息。

本申请实施方式的处理器还用于获取车辆的目标扭矩、当前车速及当前母线电压;根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压目标电压,确定参考电压信息。

具体而言,本申请实施方式可在车辆内的驾乘人员执行油门踏板踩下或是制动踏板踩下,又或是方向盘旋转等驾驶操作,使得车辆确定出用户欲使车辆产生目标扭矩的情况下,获取当前车速及当前母线电压。

进而,车辆可根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定出用于使车辆电机生输出目标扭矩而需要的参考电压矢量的相关信息,也即是参考电压矢量信息,包括参考电压矢量参数如参考电压矢量的大小和方向等,还包括参考电压矢量所属的扇区,也即是目标扇区。

可以理解的是,根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压确定参考电压矢量信息的具体过程为可根据实际情况设置的内容。

例如,在某些实施方式中,车辆可在获取到目标扭矩、当前车速及当前母线电压后,根据当前车速确定出车辆电机的当前转速。然后,根据预先存储的、能通过车速、扭矩及电机转速计算出参考电压矢量参数的程序或模块,结合目标扭矩、当前母线电压及电机的当前转速,生成参考电压矢量参数。最后,车辆根据参考电压矢量参数中用于参考电压矢量方向的参数,确定出参考电压矢量所属的扇区,从而得到目标扇区。

如此,本申请实施方式使得车辆可根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定出用于使车辆电机生输出目标扭矩而需要的参考电压信息,使得车辆可根据实际需要如用户踩下制动踏板时,根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压得到参考电压信息,在一定程度上保障了车辆电机的可靠控制。

请参阅图6,在本申请某些实施方式中,步骤011包括:

0110:根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量;

0111:根据第一目标电流分量、第二目标电流分量、电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量,及当前输入信号在同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量,确定参考电压信息。

本申请实施方式的获取模块还用于根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量;根据第一目标电流分量、第二目标电流分量、电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量,及当前输入信号在同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量,确定参考电压信息。

本申请实施方式的处理器还用于根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量;根据第一目标电流分量、第二目标电流分量、电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量,及当前输入信号在同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量,确定参考电压信息。

具体而言,本申请实施方式可根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定出目标电压,或者说,确定出确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量Id_ref,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量Iq_ref。

同时,考虑到电机的当前输入信号的反馈情况,故可根据实际采样得到电机的当前输入信号(或当前三相交流电流),确定出电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量Id_act,及电机的当前输入信号在同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量Iq_act。在本申请某些实施方式中,车辆采集到的电机的当前输入信号首先转换为三相交流电流Iu,Iv,Iw,再基于Park变换,将Iu,Iv,Iw转换为Id_act和Iq_act。

在得到第一目标电流分量Id_ref、第二目标电流分量Iq_ref、第一当前分量Id_act及第二当前分量Iq_act的情况下,本申请实施方式可基于相应的处理模块或处理单元,确定出相应的电压矢量参数及目标扇区。

可以理解的是,根据第一目标电流分量Id_ref、第二目标电流分量Iq_ref、第一当前分量Id_act及第二当前分量Iq_act确定参考电压信息的具体过程为可根据实际情况设置的内容。

例如,在某些实施方式中,本申请实施方式的车辆包括有一个用于执行PI控制和前馈解耦控制的处理模块,进而有:第一目标电流分量Id_ref、第二目标电流分量Iq_ref、第一当前分量Id_act及第二当前分量Iq_act输入至处理模块,得到两相旋转坐标系下的d轴输出电压Vd和q轴输出电压Vq。对Vd和Vq执行Park逆变换,得到两相静止坐标系下的α轴输出电压Vα和β轴输出电压Vβ。根据输出电压Vα和Vβ确定出参考电压矢量的方向和大小,从而得到参考电压矢量参数,及根据输出电压uα和β轴输出电压uβ的方向,得出参考电压矢量所属的扇区,也即是目标扇区。

其中,Vd和Vq的确定方式可参考下式。

Vd=R

式中,R

如此,本申请实施方式使得车辆可根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定出目标电压,或者说,确定出确定同步旋变坐标系直轴上的第一目标电流分量,及同步旋变坐标系交轴上的第二目标电流分量,结合电机的当前输入信号在同步旋变坐标系直轴上的第一当前分量和在同步旋变坐标系交轴上的第二当前分量,确定出参考电压信息,在一定程度上保障了参考电压信息的可靠确定,车辆电机的稳定运行在一定程度上得到保障。

在本申请某些实施方式中,步骤0110包括:

基于扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系直轴上的电流分量的第一映射关系,和扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系交轴上的电流分量的第二映射关系,根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定第一目标电流分量和第二目标电流分量。

本申请实施方式的获取模块还用于基于扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系直轴上的电流分量的第一映射关系,和扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系交轴上的电流分量的第二映射关系,根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定第一目标电流分量和第二目标电流分量。

本申请实施方式的处理器还用于基于扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系直轴上的电流分量的第一映射关系,和扭矩、车速及母线电压与同步旋变坐标系交轴上的电流分量的第二映射关系,根据目标扭矩、当前车速及当前母线电压,确定第一目标电流分量和第二目标电流分量。

也即,本申请实施方式的车辆可根据预先存储的、能表征扭矩、车速及母线电流与同步旋变坐标系直轴上的电流分量的第一映射关系的数据,通过目标扭矩、当前车速及当前母线电流,确定第一目标电流分量。同时,还可根据预先存储的、能表征扭矩、车速及母线电流与同步旋变坐标系交轴上的电流分量的第二映射关系的数据,通过目标扭矩、当前车速及当前母线电流,确定第二目标电流分量。

可以理解的是,第一映射关系和第二映射关系的具体数据方式为可根据实际情况设置的内容,如在某些实施方式中,第一映射关系以一张以扭矩、车速及母线电流为key(关键字),以同步旋变坐标系直轴上的电流分量为value(值)的映射表保存,第二映射关系以一张以扭矩、车速及母线电流为key,以同步旋变坐标系交轴上的电流分量value的映射表保存。

可选的,在本申请某些实施方式中,可以是基于最大转矩电流比(MTPA,MaximumTorque per Ampere)或最大转矩电流比(MTPV,Maximum Torque per Voltage)的基准,预先获取到多个包含扭矩、车速及母线电流的样本,计算出满足最大转矩电流比或最大转矩电流比的、与每个样本相应相对应第一目标电流分量和第二目标电流分量,从而根据每个样本及每个样本相应相对应第一目标电流分量,形成第一映射关系,类似的,根据每个样本及每个样本相应相对应第二目标电流分量,形成第二映射关系。

如此,本申请实施方式使得车辆可在获取到目标扭矩、当前车速及当前母线电流的情况下,根据预先确定的第一映射关系和第二映射关系,确定出第一目标电流分量和第二目标电流分量,使得第一目标电流分量和第二目标电流分量的确定效率在一定程度上得到保障,进而,车辆电机的执行效率得到保障。

可选的,在本申请某些实施方式中,请参阅图7和图8,图7为本申请某些实施方式中的应用场景示意图,图8为本申请某些实施方式中功率器件与电机的示意图。

具体而言,在得到目标电机、车速及母线电压的情况下,车辆可基于查表操作以得到前述的Id_ref、第二目标电流分量Iq_ref。

随后,根据前述的Id_act和Iq_act,结合电机的当前角速度。,进行PI控制与前馈解耦,从而确定参考电压矢量分别在同步旋变坐标系直轴和交轴上的分量Vd_ref和Vq_ref。

随后,根据Vd_ref和Vq_ref和转子角度Θ生成初步调制信号用于三个开关器件上桥臂的控制信号S

随后,门级驱动电流将S

之后,图8示出的包含有6个桥臂(或三个开关器件)、一个电源及一个电容的功率器件中,6路调制信号分别用于控制各个开关器件的上桥臂和下桥臂。

在之后,功率器件产生相应的三相控制信号,并将三相控制信号输入至电机(图8中的M),以使电机产生相应的扭矩。

电机运行的过程中,旋变传感器将检测电机的转子角度以输出相应的参数。进而,车辆可执行角度检出操作,从而得到转子角度Θ。同时,车辆还可根据转子角度Θ的变化情况,确定出相应的角速度ω。

能理解的是,功率器件产生相应的三相控制信号分别为Iu、Iv及Iw可分别进行相应的坐标系变换以转换为前述的Id_act和Iq_act。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,当计算机程序被一个或多个处理器执行时,实现上述车辆电机的控制方法。

在本说明书的描述中,参考术语“具体地”、“进一步地”、“特别地”、“可以理解地”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不预定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

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