用于抑制三相电机的扭矩产生的装置及方法转让专利
申请号 : CN202210670217.8
文献号 : CN115700987A
文献日 : 2023-02-07
发明人 : 李镕在 , 金重辉 , 林铉宰
申请人 : 现代自动车株式会社 , 起亚株式会社
摘要 :
权利要求 :
1.一种抑制三相电机的扭矩产生的装置,所述装置包括:扭矩确定装置,其配置为确定用于抑制由于三相电机的零相序分量电流引起的第一扭矩值的第二扭矩值;
控制量确定装置,其配置为确定用于产生确定出的第二扭矩值的电压控制量;以及控制器,其配置为根据确定出的电压控制量控制三相电机。
2.根据权利要求1所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,所述扭矩确定装置配置为:基于三相电机的当前三相电流值确定零相序分量电流值;
基于确定出的零相序分量电流值确定由于零相序分量电流引起的第一扭矩值;
基于确定出的第一扭矩值确定用于抑制第一扭矩值的第二扭矩值。
3.根据权利要求2所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,零相序分量电流值基于d‑q轴进行表示,零相序分量电流值包括d轴零相序分量电流值和q轴零相序分量电流值。
4.根据权利要求2所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,所述控制量确定装置包括:所需电流确定装置,其配置为确定用于产生确定出的第二扭矩值的所需电流值;
所需电压确定装置,其配置为基于确定出的所需电流值和当前三相电流值确定用于产生第二扭矩值的所需电压值;以及控制量确定装置,其配置为基于确定出的所需电压值确定电压控制量。
5.根据权利要求4所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,所需电流值和所需电压值基于d‑q轴进行表示,所需电流值包括d轴所需电流值和q轴所需电流值,所需电压值包括d轴所需电压值和q轴所需电压值。
6.根据权利要求5所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,当前三相电流值基于d‑q轴进行表示,所需电压值表示使得当前三相电流值等于所需电流值的三相电机所需的电压值。
7.根据权利要求6所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,使得三相电流值等于所需电流值的三相电机所需的电压值是根据比例积分控制方案确定的。
8.根据权利要求4所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,电压控制量表示基于所需电压值与三相电机的当前三相电压的比值的值。
9.根据权利要求4所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,所述控制器包括:电压输出装置,其配置为基于三相电机的当前三相电压和电压控制量输出用于产生第二扭矩值的驱动电压。
10.根据权利要求9所述的抑制三相电机的扭矩产生的装置,其中,所述控制器进一步包括:逆变器,其配置为基于输出的驱动电压驱动三相电机。
11.一种抑制三相电机的扭矩产生的方法,所述方法包括:通过扭矩确定装置确定用于抑制由于三相电机的零相序分量电流引起的第一扭矩值的第二扭矩值;
通过控制量确定装置确定用于产生确定出的第二扭矩值的电压控制量;
通过控制器根据确定出的电压控制量控制三相电机。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,确定第二扭矩值包括:基于三相电机的当前三相电流值确定零相序分量电流值;
基于确定出的零相序分量电流值确定由于零相序分量电流引起的第一扭矩值;
基于确定出的第一扭矩值确定用于抑制第一扭矩值的第二扭矩值。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,零相序分量电流值基于d‑q轴进行表示,零相序分量电流值包括d轴零相序分量电流值和q轴零相序分量电流值。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,确定电压控制量包括:确定用于产生确定出的第二扭矩值的所需电流值;
基于确定出的所需电流值和当前三相电流值确定用于产生第二扭矩值的所需电压值;
基于确定出的所需电压值确定电压控制量。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所需电流值和所需电压值基于d‑q轴进行表示,所需电流值包括d轴所需电流值和q轴所需电流值,所需电压值包括d轴所需电压值和q轴所需电压值。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,当前三相电流值基于d‑q轴进行表示,所需电压值表示使得当前三相电流值等于所需电流值的三相电机所需的电压值。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,使得当前三相电流值等于所需电流值的三相电机所需的电压值是根据比例积分控制方案确定的。
18.根据权利要求14所述的方法,其中,电压控制量表示基于所需电压值与三相电机的当前三相电压的比值的值。
19.根据权利要求14所述的方法,其中,控制三相电机包括:基于三相电机的当前三相电压和电压控制量输出用于产生第二扭矩值的驱动电压。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,控制三相电机包括:基于输出的驱动电压驱动三相电机。
说明书 :
用于抑制三相电机的扭矩产生的装置及方法
技术领域
背景技术
池效率。然而,当非预期电流(unintentional current)流过三相电机以对电池充电时,诱
发扭矩,从而降低动力传输的效率并且导致车辆非预期地移动。
发明内容
流引起的第一扭矩值的第二扭矩值;所述控制量确定装置确定用于产生确定出的第二扭矩
值的电压控制量;所述控制器配置为根据确定出的电压控制量控制三相电机。
的第一扭矩值,基于确定出的第一扭矩值确定用于抑制第一扭矩值的第二扭矩值。
矩值的所需电流值;所述所需电压确定装置基于确定出的所需电流值和当前三相电流值确
定用于产生第二扭矩值的所需电压值;所述控制量确定装置基于确定出的所需电压值确定
电压控制量。
压值和q轴所需电压值。
的第二扭矩值的电压控制量;根据确定出的电压控制量控制三相电机。
电流引起的第一扭矩值;基于确定出的第一扭矩值确定用于抑制第一扭矩值的第二扭矩
值。
二扭矩值的所需电压值;基于确定出的所需电压值确定电压控制量。
所需电压值和q轴所需电压值。
中更详细地陈述,所述附图和具体实施方式一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
向、位置和形状,将部分地由具体所要应用和使用的环境决定。
具体实施方式
书不旨在将本发明限制于所述示例性实施方案。另一方面,本发明旨在不仅覆盖本发明的
示例性实施方案,还覆盖可以包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种
替代实施方案、修改实施方案、等同实施方案和其它实施方案。
时,相同或等效的组件也由相同的附图标记表示。此外,在描述本发明的示例性实施方案
时,当确定对相关已知配置或功能的详细描述会干扰对本发明的示例性实施方案的理解
时,将省略该详细描述。
的性质、顺序或次序。除非另外定义,否则本文使用的包括技术和科学术语的所有术语具有
与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解,诸如在常
用词典中定义的术语可以解释为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且
不会以理想化或过于形式化的含义进行解释,除非在本文中如此定义。
机。
在基于EVSE对电池充电时对EVSE的电压进行升压。例如,EVSE基于400V和/或800V执行充
电。当EVSE基于400V执行充电时,上述逆变器和/或三相电机可以对电压进行升压。也就是
说,根据本发明的示例性实施方案的逆变器和/或三相电机可以操作为在车辆电池充电时
对电压进行升压的升压转换器(Boost Converter)。
式混合动力电动车辆(PHEV)中的至少一种。根据本发明的示例性实施方案的三相电机可以
在驱动车辆的同时对车辆的电池充电。也就是说,当从电池施加电力时,三相电机可以驱动
车辆并且同时产生电流以再次对电池充电。然而,当电流流过三相电机时,会产生非预期扭
矩,这不仅会降低动力传输的效率,还会使车辆移动。
的装置可以抑制由于零相序分量电流而引起的扭矩的产生。例如,该装置可以额外产生用
于抵消由零相序分量电流引起的扭矩的扭矩,从而解决上述问题。
动装置也可以称为逆变器。根据本发明的各种示例性实施方案的装置、三相电机和逆变器
可以相互包括。例如,逆变器可以包括在装置中。根据本发明的各种示例性实施方案的装置
可以进一步包括一个或多个未在图1中示出的元件。
车辆中。
示例性实施方案的逆变器可以基于三相电压产生三相电流。如上所述,根据本发明的示例
性实施方案的逆变器可以包括在所述装置中。
电压,并且可以将所述电压传输至逆变器,使得逆变器基于接收到的电压产生电流以驱动
三相电机。用于产生上述附加扭矩的电压可以称为驱动电压。
由三相电机中的零相序分量电流引起的扭矩的电压,以驱动三相电机。因此,该装置可以在
利用电机的充电系统中抑制非预期扭矩的产生,从而提高充电系统的效率。
2003、控制量确定装置2004和/或控制器2005。此外,如上在图1中所述,装置2000可以包括
逆变器2002。
零相序分量电流引起的第一扭矩值可以表示以上参考图1描述的非预期扭矩,即,由于零相
序分量电流引起的扭矩。根据本发明的示例性实施方案的第二扭矩值可以表示用于抑制由
上述零相序分量电流引起的扭矩的附加扭矩(以上参考图1描述的附加扭矩)。
值可以基于d‑q轴进行表示。根据本发明的示例性实施方案的零相序分量电流值可以包括d
e e e
轴零相序分量电流值Id、q轴零相序分量电流值Iq 和/或n轴零相序分量电流值In。根据本
e e e
发明的示例性实施方案的零相序分量电流值Id、Iq和/或In可以如下进行确定。
方案不限于上述等式。
扭矩值。当没有产生第一扭矩值时,在三相电机中产生的扭矩值Te可以如下表示。
的q轴电感,Id 表示三相电机的d轴电流,Iq可以表示三相电机的q轴电流。当没有产生根据
本发明的示例性实施方案的第一扭矩值时,确定在三相电机中产生的扭矩值Te的方案不限
于上述等式。
的零相序分量磁通量,In表示n相序分量(例如,零相序分量)电流值,θr表示三相电机的相
位角,δn表示零相序分量电流的扭矩的相位。当产生根据本发明的示例性实施方案的第一
扭矩值时,确定在三相电机中产生的扭矩值Te的方案不限于上述等式。
2的扭矩值与基于等式3的扭矩值之间的差值。
定第二扭矩值的方案不限于上述等式。
前三相电压(上面在图1中描述的三相电压)的值。例如,电压控制量是表示为了抑制三相电
机中非预期扭矩的当前的三相电压可以改变的比值的值。
抑制非预期扭矩。
由三相电机的零相序分量电流引起的扭矩的电压,从而驱动三相电机。因此,该装置可以在
利用电机的充电系统中抑制非预期扭矩的产生,从而提高充电系统的效率。
描述与参考图1至图2描述的相同或相似。
定装置可以包括所需电流确定装置3003a、所需电压确定装置3003b和/或控制量确定装置
3003c。
生的电流产生。上述所需电流值可以表示产生第二扭矩值所需的电流值。根据本发明的示
例性实施方案的所需电流值可以基于d‑q轴进行表示,并且可以包括d轴所需电流值和q轴
所需电流值。
发明的示例性实施方案的所需电压值可以表示逆变器产生所需电流值所需的电压值。也就
是说,基于所需电压值产生所需电流值,基于所需电流值驱动三相电机。
表示使得当前三相电流值等于所需电流值的三相电机(或逆变器)所需的电压值。也就是
说,所需电压值可以表示用于控制当前三相电流跟随所需电流值的电压值。根据本发明的
示例性实施方案的所需电压值可以根据比例积分(proportional integral,PI)控制方案
来确定。在这种情况下,当前三相电流可以是测量值,确定出的所需电流值可以是目标值。
制量,也可以将所需电压值以三相电压的形式表示。根据本发明的示例性实施方案,以三相
电压格式Vdiff,a*、Vdiff,b*和/或Vdiff,c*表示所需电压值Vd*和/或Vq*的方案可以如下表示。
性实施方案,以三相电压的形式表示所需电压值的方案不限于上述等式。
实施方案的电压控制量可以表示基于所需电压值与当前三相电压的比值的值。例如,获得
电压控制量Ddiff*的方案如下。
不限于上述等式。也就是说,根据本发明的示例性实施方案的电压控制量可以表示所需电
压值与三相电机的当前三相电压的比值。
相电压放大由电压控制量指示的值并输出。
明的示例性实施方案的装置可以基于输出的驱动电压驱动三相电机。例如,逆变器可以基
于驱动电压产生三相电流以产生扭矩,从而抑制非预期扭矩。
电机流向逆变器的a相电流,Ibs‑表示从三相电机流向逆变器的b相电流,Ics‑表示从三相
电机流向逆变器的c相电流。
于第一区域3001a时,逆变器可以通过利用Ics‑3001b和Ibs‑3001c产生三相电流。由根据本
发明的示例性实施方案的逆变器使用的电流可以基于一个或多个开关进行控制。
制由三相电机中的零相序分量电流引起的扭矩的电压,以驱动三相电机。因此,该装置可以
在利用电机的充电系统中抑制非预期扭矩的产生,从而提高充电系统的效率。
定出的第二扭矩值的电压控制量;和/或在S4002中,基于确定出的电压控制量控制三相电
机。根据本发明的示例性实施方案的方法可以进一步包括未在图4中示出的一个或多个操
作。
确定零相序分量电流值,基于确定出的零相序分量电流值确定由于零相序分量电流引起的
第一扭矩值,和/或基于确定出的第一扭矩值确定用于抑制第一扭矩值的第二扭矩值。上述
操作的描述与以上参考图2和图3描述的相同或相似。
电流值、d轴零相序分量电流值、q轴零相序分量电流值的描述与以上参考图2和图3描述的
相同或相似。
所需电压值,和/或基于确定出的所需电压值确定电压控制量。第一扭矩值和第二扭矩值的
描述与以上参考图1、图2和图3描述的相同或相似。上述操作的描述与以上参考图2和图3描
述的相同或相似。
压值和q轴所需电压值。根据示例性实施方案的所需电流值和所需电压值的描述与以上参
考图1、图2和图3描述的相同或相似。
三相电机所需的电压值。根据示例性实施方案的当前三相电流值和所需电压值的描述与以
上参考图2和图3描述的相同或相似。
图3描述的相同或相似。
参考图2和图3描述的相同或相似。
机。上述操作的描述与以上参考图2和图3描述的相同或相似。
明的各种示例性实施方案的方法的一个或多个过程。根据本发明的示例性实施方案的控制
装置可以通过非易失性存储器来实现,所述非易失性存储器配置为存储用于控制车辆的各
个组件的操作的算法或关于用于执行该算法的软件命令的数据,并且处理器配置为利用存
储在存储器中的数据来执行如上所述的操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。或者,存
储器和处理器可以集成在单个芯片中。所述处理器可以实现为一个或多个处理器。处理器
可以包括各种逻辑电路和运算电路,可以根据从存储器提供的程序来处理数据,并且可以
根据处理结果来产生控制信号。
储并执行之后可以由计算机系统读取的程序指令。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱
动器(HDD)、固态磁盘(SSD)、硅磁盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器
(RAM)、CD‑ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等,并且实现为载波(例如,通过互联网传
输)。程序指令的示例包括诸如由编译器生成的机器语言代码的机器语言代码以及可以由
计算机利用解释器等执行的高级语言代码。
可以进行各种修改和改变。选择并描述示例性实施方案是为了解释本发明的特定原理和其
实际应用,以使本领域其他技术人员能够实现和使用本发明的各种示例性实施方案及其各
种替代实施方案和修改实施方案。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式所限
定。