直流总线电压控制的制作方法
【专利说明】直流总线电压控串I.
[0001] 本申请是申请号为201280010782. 6的中国发明专利申请（申请日：2012年2月1 日；发明名称：直流总线电压控制）的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及控制车辆电驱动系统的直流总线电压。
【背景技术】
[000引车辆（例如，汽车、拖拉机、挖掘机）通常包括电应用（例如，电驱动）。直流总线 电压可W通过控制发电机被调节。典型地，发电机由W恒定速度运行的柴油发动机驱动。接 着所构建的直流总线电压可W提供功率给车辆上的许多电动机应用。
[0004]典型地，柴油发动机和发电机每个具有相关的控制器。发电机控制器接收控制信 号（例如，转矩控制信号）W标识其中控制器应该控制发电机的方式。例如，控制信号可W 标识稳态、需求增加或需求减少。柴油发动机控制器维持发电机的轴速度。W此方式，发电 机维持理想的直流总线电压。
[0005]而且，如果电动机被配置成驱动电动机（例如，牵引电动机），那么该电动机还可W运行W在车辆再生制动周期期间为车辆直流总线充电。再生制动是能量回收机构，它通 过将车辆100的动能转化成其他形式（例如电能）而使车辆100减速，能量可W通过擦棒 电阻（crowbarresistor)即时耗散或者被存储直至有需求。被回收的能量还可W被用于 维持理想直流总线电压。
【发明内容】
[0006]一种实施例包括一种控制车辆的直流总线电压的方法。所述方法包括生成第一参 数。所述第一参数W参考直流总线电压平方为基础。所述方法包括基于所述第一参数和检 测到的直流总线电压控制车辆直流总线电压。
[0007]另一种实施例包括一种控制车辆直流总线电压的方法。所述方法包括生成第一参 数，所述第一参数W与车辆相关的牵引电动机的驱动模式（motoringmode)运行和发电模 式运行中的至少一个相关的需求为基础。所述需求在经由专用高速数据总线所接收的消息 中被标识。所述方法包括基于所述第一参数控制车辆直流总线电压。
[0008]另一种实施例包括一种控制车辆直流总线电压的控制器。所述控制器包括第一模 块，该第一模块配置成生成第一参数。所述第一参数W参考直流总线电压平方为基础。所 述控制器包括电压控制器，该电压控制器配置成基于所述第一参数和检测到的直流总线电 压控制车辆直流总线电压。
[0009]另一种实施例包括一种控制车辆直流总线电压的控制器。所述控制器包括接口， 该接口配置成生成第一参数，所述第一参数W与车辆相关的牵引电动机的驱动模式运行和 发电模式运行中的至少一个相关的功率需求为基础。所述功率需求在经由专用高速数据总 线所接收的消息中被标识。所述第一参数被用W控制车辆直流总线电压。
【附图说明】
[0010] 从此文下面给出的详细描述和附图中更全面地理解本发明，其中相同元件用相同 参考数字表示，本发明仅W图示的方式给出并且因而不限制本发明，其中：
[0011] 图1显示根据示例实施例的车辆。
[0012] 图2显示根据示例实施例的控制器。
[0013] 图3显示根据示例实施例的前馈模块。
[0014] 图4显示根据示例实施例的确定前馈转矩值的方法。
[0015] 图5显示根据示例实施例的PI控制模块。
[0016] 图6显示根据示例实施例的确定PI控制值的方法。
[0017] 图7显示根据示例实施例的生成转矩值W控制直流总线电压的方法。
[001引图8是用于控制电动机的系统的示例实施例的方框图。
[0019] 图9是与图8-致的电子数据处理系统的方框图。
[0020] 应当注意，运些图旨在显示在特定示例中所采用的方法、结构和/或材料的基本 特征并补充下面所提供的书面描述。然而，运些图没有按照比例绘制并且可能没有精确反 应任何既定实施例的准确的结构化或者性能特征，并且不应该被解释为限定或者限制通过 示例实施例涵盖的值和属性的范围。例如，为了清楚的目的，可W减少或扩大颗粒、层、区域 和/或结构化元件的相对厚度和定位。各种图中使用的相似或相同的参考数字旨在表示类 似或相同元件或特征的存在。
【具体实施方式】
[0021] 虽然示例实施例能够有各种修改和替换形式，但是其实施例在图中W示例的方式 示出并且将在运里详细描述。然而，应当理解，没有想要将示例实施例限制在所公开的具体 形式，而是相反地，示例实施例将覆盖落入权利要求的范围内的所有修改例、等同例和替换 例。在对于图的描述中，相同的数字表示相同的元件。
[0022] 在更加详细地讨论示例实施例之前，要注意一些示例实施例被描述为流程图中所 描绘的过程和方法。虽然流程图将运些操作描述为按照次序的过程，但是运些操作中的多 数可W并列、同时或者一起被执行。此外，运些操作的顺序也可W重新排列。当操作完成时， 过程可能中止，但是也可能包括没有被包括在图内的附加步骤。运些过程可能对应于方法、 功能、步骤、子例程、子程序等。
[0023] 下面所讨论的方法（其中一些用流程图示出）可化围过硬件、软件、固件、中间件、 微代码、硬件描述语言、或者它们的结合而实现。当W软件、固件、中间件、或微代码实现时， 执行必要任务的程序代码或者代码段可W被存储在机器或者诸如存储介质的计算机可读 介质中。一个或多个处理器可W执行该必要任务。
[0024] 运里所公开的具体结构和功能的细节仅具有代表性质，其目的是描述本发明的示 例实施例。然而，本发明可W具体化为多种可选形式并且不应该被理解为仅限于运里所阐 述的实施例。
[0025] 应当理解，虽然此处术语第一、第二等可W用W描述各种元件，但是运些元件应该 不受运些术语的限制。运些术语仅用W将一个元件与另外一个区分开。例如，在不偏离示 例实施例的范围的情况下，第一元件可W被叫做第二元件，并且，类似地，第二元件可W被 叫做第一元件。正如此处所采用的，术语"和/或"包括所列举的相关数据中的一个或多个 的任意和全部组合。
[0026] 应当理解，当一个元件被称为"连接"或"禪接"至另一个元件时，它可W是直接连 接或者禪接至另一个元件或者可W出现中间元件。相反地，当一个元件被称为"直接连接" 或"直接禪接"至另一个元件时，没有中间元件。用来描述元件之间的关系的其它的词应当 用相同的方式进行解释（例如，"之间"与"直接之间"，"邻近"与"直接邻近"等）。
[0027] 运里使用的术语仅是用于描述特定实施例，而非旨在限制示例性实施例。如本文 所用，没有明确为单数的表述，例如"所述"旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指 示。要进一步理解的是，术语"包括"在本文中使用时，说明存在所述特征、整体、步骤、操 作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组 件和/或其组合。
[0028] 还应当注意到，在一些替换实施方案中，所指出的功能/动作可能会与图中指出 的顺序不同。例如，连续示出的两个数字，实际上被同时执行，或者有时可WW相反的顺序 执行，运取决于设及的功能/动作。
[0029] 除非另有定义，否则运里使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与示例实 施例所属领域的普通技术人员所通常理解相同的含义。要进一步理解，术语，例如在常用字 典中定义的那些，应解释为具有与在相关领域的上下文中含义相一致的含义，并且因此，将 不被解释为理想化的或过于正式的意义，除非明确如此界定外。
[0030] 示例实施例和相应的具体描述的一些部分W对计算机存储器内的数据位的操作 的软件、或者算法和符号表示的方式出现。运些描述和表示是本领域技术人员将他们的工 作内容有效传达给其他本领域技术人员的那些描述和表示。算法，作为运里所使用的术语 并且通常是运么使用的，被认为是得出一个结果的自恰的一系列步骤。运些步骤是需要物 理量的物理操作的那些步骤。通常地，但是不是必然地，运些量采用能够被存储、传输、组 合、比较、W及其它操作的光、电或者磁信号的形式。已经不时地证明，主要为了共同使用的 原因，方便的是将运些信号称为诸如位、值、元件、符号、字符、术语、数字等。
[0031] 在下面的描述中，将参照可W作为程序模块或功能性过程被实现的操作的动作和 符号表示（例如，在流程图的形式）描述示例性实施例，程序模块或功能性过程包括程序、 对象、组件、数据结构等，其执行特定任务或实现特定抽象数据类型，并且可W使用在现有 网络元件处的现有硬件实现。运种现有的硬件可W包括一个或多个中央处理单元（CPU)、数 字信号处理器值SP)、应用程序特定集成的电路、现场可编程口阵列（FPGA)电脑等。
[0032] 然而，应当牢记的，所有运些和类似的术语是与适当的物理量相关联，并且仅仅是 应用于运些量的方便的标记。除非另有特别声明，或从讨论中显而易见的，诸如"处理"或 "运算"或"计算"或"确定"或"显示"或类似术语是指计算机系统或类似的电子计算装置 的动作和过程，计算机系统或类似的电子计算装置将在计算机系统的寄存器和存储器中表 示为物理量、电子量的数据操作和转换为类似地表示为在计算机系统存储器或寄存器或其 他运样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
[0033] 还要注意，示例实施例的软件实现方面通常是被编码在一些形式的有形（或者记 录）存储介质上或者经由一些类型的传输介质实施。程序存储介质可W是磁性的（例如， 软盘或者硬盘驱动器）或者光学的（例如压缩光盘只读存储器，或者"CDROM")，并且可W是只读的或者是随机存取的。类似地，传输介质可W是双扭线对、同轴电缆、光学纤维、或 者业界公知的一些其它合适的传输介质。示例实施例不限于运些方面的任何既定的实现方 案。
[0034] 如上所述，车辆（例如汽车、拖拉机和挖掘机）通常包括电应用（例如包括牵引电 动机和发电机的电驱动器）。可W通过W制动模式和/或驱动模式控制发电机而调节直流 总线。
[0035] 维持直流总线电压的稳定性W及小的电压振荡和充分快的响应时间有=个主要 原因。第一，牵引电动机在快速动态载荷变化下通常需要大量功率。如果车辆直流总线电 压急剧下降，即便在瞬变电压期间，（在高速深弱磁区域处的）牵引电动机电流调节可能缺 少电压并导致与牵引电动机相关的电动机控制器的故障。
[0036] 第二，如果内部永磁（IPM)机被用作发电机，并且，该IPM机可W高速运作，那么可 能导致弱磁区域。IPM机转矩生成能力还可能受到直流总线电压变化的限制。如果直流总 线电压鉴于高载荷需求而减少，与IPM机（发电机）相关的控制器可能不能恢复直流总线 电压电平。
[0037] 最后，当直流总线电压超过预定阔值时，制动断路器IGBT(公知的用于保护控制 器硬件的机构）可能被打开W将功率耗散到擦棒电阻中，从而避免直流总线的过压状态。 [003引图1显示根据至少一个示例实施例的车辆100。如图1所示，车辆100可W包括 发电