一种利用电机电控系统来对发动机转矩波动补偿的方法与流程

本发明具体涉及一种利用电机电控系统来对发动机转矩波动补偿的方法。

背景技术：

在新能源汽车类别中，包括混合动力和电动汽车，通常会有电机与内燃机直接或者通过皮带耦合连接的设计，例如ISG(启动和发电一体系统)和增程器系统。

传统的内燃机由于其工作机理通常产生很大的转矩波动。这些转矩波动在驾驶过程中会产生不良震动和噪音。在传统汽车中，通常是用机械结构方面的改变来减轻消除这类振动问题，比如加上飞轮。在电动和混合能源汽车系统中，电机相当于发动机的负载。电机控制系统的高带宽让主动补偿高频发动机转矩波动变得可能。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种利用电机电控系统来对发动机转矩波动补偿的方法，以达到更好的暂态和稳态表现和显影，不受电机和引擎速度的目的。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种利用电机电控系统来对发动机转矩波动补偿的方法，包括有带有波动转矩补偿模块的控制器，将发动机的转矩以电机角位置的函数表达，在发动机转矩和角位置的关系校正好之后，把这一函数T (theta*N,N>1)输入到电机控制器软件里已有的转矩对应电流的查找表或者函数里，继而在用转速同步固定域电流控制器来控制电流，使电机控制器产生正确的PWM电压，准确的控制总转矩波动到最小。

进一步的，应用于从1到N倍的转矩波动谐波，消除所有幅值影响到运行噪音和振动的转矩高频谐波。

本发明的有益效果是：基于现有的电机控制器的硬件和软件架构，利用发动机转矩波动由引擎点火角度决定这一特性，在电控系统中把转矩波动从旋转预转化到固定域，然后再加以补偿和控制，从而达到更好的暂态和稳态表现和显影，而且不受电机和引擎速度的印象，无需特定的硬件，需要使用的软件资源也极小。

附图说明

图1为系统总框架图；

图2为发动机转矩波动特征提炼图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

图1是控制器转矩控制的框架图，输入为系统对电机的转矩命令和转矩波动的幅值及其相位，图示中部下部分是本发明的波动控制模块，上部分是通常电机控制器的主要转矩控制软件模块，右边是常用的三相电压 pwm生成器，包括波动转矩消除部分，发动机的转矩以电机角位置的函数表达，其函数参数或者线下建模测量得到，或者在运行中通过观测器算法和电机速度反馈得到，在发动机转矩和角位置的关系校正好之后，我们把这一函数T(theta*N,N>1)输入到电机控制器软件里已有的转矩对应电流的查找表或者函数里，继而在用转速同步固定域电流控制器来控制电流，使电机控制器产生正确的PWM电压，准确的控制总转矩波动到最小。

相似的结构可以用于从1到N倍的转矩波动谐波，从而消除掉所有幅值足够大到影响运行噪音和振动的转矩高频谐波。

该波动转矩消除法在电机dq轴下运行。控制器的带宽不受发动机的速度影响，也就是说它对于低速和高速，以及低频和高频的转矩波动都同样有效，可以简单通过参数选择以适用于不同的波动频率。

图2显示了该方法如何将转矩和角位置的数据转换到适用电机控制软件常有的dq轴控制。首先我们对观察到的某一频率的转矩波动和角度的对应数据进行反派克变换，从而得到直流的向量值；然后进行必要的滤波和坐标变换处理；最后输出的是转矩波动在旋转域下的直流表达，包括赋值和旋转域的角位置。该转换方法的输入参数是在不同角度下测量或者由系统速度测量和机械模型参数估计的发动机转矩。转换方法的输出是在 Nth同步转动域中转矩波动的表达，包括复职和相位角，这一输出将成为图1的波动消除控制器的输入参数。

本发明的有益效果是：基于现有的电机控制器的硬件和软件架构，利用发动机转矩波动由引擎点火角度决定这一特性，在电控系统中把转矩波动从旋转预转化到固定域，然后再加以补偿和控制，从而达到更好的暂态和稳态表现和显影，而且不受电机和引擎速度的印象，无需特定的硬件，需要使用的软件资源也极小。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。