[发明专利]控制包括永磁同步马达的车辆的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过操纵控制角来减小内置式永磁(PM)电机中的扭矩波动。

背景技术

混合动力电动车辆(HEV)使用电池作为能量储存系统。插电式混合动力电动车辆(PHEV)是现有的混合动力电动车辆(HEV)技术的扩展。PHEV采用容量比标准的混合动力电动车辆的电池组的容量大的电池组，并增加了通过标准电插座给电池再充电的能力，以在电驱动模式或混合驱动模式下减少燃料消耗并进一步提高燃料经济性。还存在电池电动车辆(BEV)应用，在BEV应用中，电机完全取代了内燃发动机。

HEV、PHEV和BEV均包括电动马达驱动系统，所述电动马达驱动系统可包括永磁(PM)同步马达。PM同步马达包括转子，所述转子具有安装在转子外周上或者埋在转子内部的永磁体。电动马达驱动系统产生扭矩波动。马达输出扭矩包含由根据马达的转子位置的磁力变化所引起的扭矩波动。

在用于减小内置式永磁(PM)电机中的扭矩波动的现有方法中，通过电机设计来使扭矩波动最小化。

背景技术信息可在第2008/0246425A1号美国专利公开以及第JP2009195049A号日本专利公开中进行查询。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种用于控制包括永磁(PM)同步马达的车辆的系统包括控制器。所述控制器被配置成利用马达电流来控制所述马达。在存在预定条件的情况下，马达电流相对于针对最小绕组损耗的最佳马达电流使得绕组损耗增加并使得扭矩波动减小。

所述控制器还可被配置成：确立马达速度；基于马达速度是否落入预定的速度范围内来确定预定条件的存在情况。预定条件的存在情况可进一步基于扭矩命令是否超过预定值。

在一个可能的特征中，在存在预定条件的情况下，马达电流相对于针对最小绕组损耗的最佳马达电流使得控制角减小至少5度。

在本发明的另一实施例中，提供一种控制包括永磁(PM)同步马达的车辆的方法。校准马达以使得对于每个扭矩命令均存在对应的直轴(d轴)电流命令和交轴(q轴)电流命令。所述方法包括：建立扭矩命令；分别确定对应于扭矩命令的d轴电流命令Id和q轴电流命令Iq；基于Id、Iq控制马达。在存在预定条件的情况下，Id和Iq相对于针对最小绕组损耗的最佳Id和Iq使得绕组损耗增加并使得扭矩波动减小。

本发明的实施例可包括各种附加特征中的一个或多个。在一个特征中，在不存在预定条件的情况下，Id和Iq相对于针对最小扭矩波动的最佳Id和Iq使得绕组损耗减小并使得扭矩波动增加。在另一特征中，所述方法还包括：确立马达速度；基于马达速度是否落入预定的速度范围内来确定预定条件的存在情况。在另一特征中，所述方法还包括：进一步基于扭矩命令是否超过预定值来确定预定条件的存在情况。

在一个可能的特征中，在存在预定条件的情况下，Id和Iq相对于针对最小绕组损耗的最佳Id和Iq使得峰值电流增加。

在另一可能的特征中，在存在预定条件的情况下，Id和Iq相对于针对最小绕组损耗的最佳Id和Iq使得控制角减小至少5度。

在另一实施例中，提供一种用于控制包括永磁(PM)同步马达的车辆的系统。校准马达以使得对于每个扭矩命令均存在对应的直轴(d轴)电流命令和交轴(q轴)电流命令。所述系统包括控制器，所述控制器被配置成：建立扭矩命令；分别确定对应于扭矩命令的d轴电流命令Id和q轴电流命令Iq；基于Id、Iq控制马达。在存在预定条件的情况下，Id和Iq相对于针对最小绕组损耗的最佳Id和Iq使得绕组损耗增加并使得扭矩波动减小。

附图说明

图1是动力分流式动力系统构造的示意图；

图2是框图形式的动力系统动力流向图的示意图；

图3示出了包括马达控制器和永磁(PM)同步马达的电动马达装置；

图4示出了在本发明的实施例中对包括永磁(PM)同步马达的车辆的控制；

图5示出了在峰值电流为300A时，由8极48槽的内置式PM电机产生的作为控制角(θ)的函数的平均扭矩和扭矩谐波；

图6示出了利用针对最小损耗被优化的控制角(θ＝40度)获得的扭矩波形与利用针对最小扭矩波动被优化的控制角(θ＝26度)获得的扭矩波形的比较；

图7示出了在本发明的实施例中减小扭矩波动的方法。

具体实施方式