扭矩控制装置和方法以及电动机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体设及扭矩控制装置和方法W及电动机控制器，更具体地，设及一种根 据电动机的溫度变化补偿所需扭矩的误差的技术。
【背景技术】
[0002] 诸如混合动力车辆和电动车辆的环保型车辆使用由电动机和逆变器构成的电动 机系统作为主动力源。因此，驱动电动机的扭矩和输出性能极大地影响运类车辆的性能，并 且驱动电动机的输出性能的提高和/或降低会影响车辆的整体性能。
[0003] 为了维持运种车辆的稳定的行驶性能，驱动电动机恒定地输出与所需扭矩匹配的 扭矩是非常重要的。永磁同步电动机的输出性能受到诸如速度、电压和溫度运些运行条件 的影响。然而，在电流图（current map)中选择与所需扭矩对应的电流命令时，需要考虑到 运行条件，例如速度、电压和扭矩命令。例如，当没有考虑电动机的溫度时，电动机控制器会 选择针对基准溫度的电流命令，由于基准溫度和实际溫度之间的差值而产生扭矩误差。因 此，驱动电动机不能恒定地输出与所需扭矩匹配的扭矩。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，解决现有技术中出现的上述问题，同时维持现有技术实现的 优点不变。
[0005] 本发明的一方面提供了扭矩控制装置和方法W及电动机控制器，其能够估计与电 动机的溫度关联的扭矩误差，并补偿该扭矩误差，W使得环保型车辆的驱动电动机能够获 得恒定输出，而与溫度条件无关。
[0006] 根据本发明的实施例，一种扭矩控制装置包括：磁链估计器，其基于由溫度传感器 测得的电动机的当前溫度和预定基准溫度之间的差值，估计磁链的变化量；扭矩补偿值计 算器，其基于估计出的磁链的变化量，计算与电动机的当前溫度对应的扭矩补偿值；W及扭 矩补偿器，其通过施加响应于电动机的溫度变化而计算出的扭矩补偿值，补偿扭矩命令的 所需扭矩的误差，并且将包含经误差补偿的所需扭矩的最终扭矩命令输出到电动机控制器 的电流图。
[0007] 磁链估计器可W根据如下值来估计磁链的变化量，该值是通过将从基准溫度中减 去电动机的当前溫度而得到的值乘W预定磁链基准值得出的。
[0008] 扭矩补偿值计算器可W根据如下值来计算扭矩补偿值，该值是通过将磁链的变化 量乘W电动机的极数和扭矩轴电流得出的。
[0009] 扭矩补偿器可W根据如下值来输出最终扭矩命令，该值是通过将所需扭矩与扭矩 补偿值相加得出的。
[0010] 此外，根据本发明的实施例，一种扭矩控制方法包括W下步骤：基于由溫度传感器 测得的电动机的当前溫度和预定基准溫度之间的差值，估计磁链的变化量；基于估计出的 磁链的变化量，计算与电动机的当前溫度对应的扭矩补偿值；通过施加响应于电动机的溫 度变化而计算出的扭矩补偿值，补偿扭矩命令的所需扭矩的误差；W及将包含经误差补偿 的所需扭矩的最终扭矩命令输出到电动机控制器的电流图。
[0011] 估计磁链的变化量的步骤可W包括：根据如下值来估计磁链的变化量，该值是通 过将从基准溫度中减去电动机的当前溫度而得到的值乘W预定磁链基准值得出的。
[0012] 计算扭矩补偿值的步骤可W包括：根据如下值来计算扭矩补偿值，该值是通过将 磁链的变化量乘W电动机的极数和扭矩轴电流值得出的。
[0013] 补偿所需扭矩的误差的步骤可W包括：通过将扭矩补偿值与所需扭矩相加，补偿 由于电动机的溫度变化而导致的所需扭矩的误差。
[0014] 此外，根据本发明的实施例，一种电动机控制器包括：扭矩控制装置，其基于由溫 度传感器测得的电动机的溫度变化，估计磁链的变化量，并且基于根据估计出的磁链的变 化量计算出的、与电动机的当前溫度对应的扭矩补偿值，补偿扭矩命令的所需扭矩的误差； 电流图，其基于由扭矩控制装置进行了误差补偿的所需扭矩、电动机的转速和电压，选择并 输出与扭矩命令匹配的电流命令；电流调节器，其选择并输出与电流图选择的电流命令对 应的电压命令；W及电力模块，其将电压命令的所需电压转换为脉冲宽度调制（PWM)形式 的S相电压，并将S相电压输出到电动机。
【附图说明】
[0015] 从下面结合附图进行的详细描述中，本发明的上述目的、特征和优点W及其他目 的、特征和优点将更加明显。
[0016] 图1是示出根据本发明的实施例的电动机控制器的图示；
[0017] 图2是示出根据本发明的实施例的扭矩控制装置的图示；
[0018] 图3是为了描述图2的磁链估计器的构成而参考的图示；
[0019] 图4是为了描述图3的扭矩补偿值计算器的构成而参考的图示；
[0020] 图5是示出根据本发明的实施例的扭矩控制方法的工作流程图；
[0021] 图6是为了描述根据本发明的实施例的电动机控制器的电流命令选择操作而参 考的示例性图示；
[0022] 图7和图8是为了描述根据本发明的实施例的电动机控制器的扭矩输出变化而参 考的示例性图示。 阳〇2引符号说明 [0024] 10:电流图 阳0对 20 :电流调节器
[0026] 30 :坐标转换器 阳〇27] 40 :过调器 阳0測 50:电力模块
[0029] 60 :电动机
[0030] 100 :扭矩控制装置 阳0川 110:磁链估计器 阳〇巧 120 :扭矩补偿值计算器
【具体实施方式】
[0033] 需要注意的是，在本说明书中使用的技术术语仅用于描述特定实施例，而无意对 本发明进行限制。另外，除非在本说明书中另外指出，否则应当理解，在本说明书中使用的 所有技术术语均被解释为本领域技术人员通常所理解的含义，而不解释为过度概括的含义 或过度缩减的含义。另外，当在本说明书中使用的技术术语是没有准确地表明本发明的技 术精神的不正确的技术术语时，应当理解，运些技术术语用本领域技术人员正确理解的技 术术语替换。此外，在本发明中使用的一般术语必须根据字典或上下文定义的术语来进行 理解，而不应当是过度缩减的含义。
[0034] 另外，在本说明书中使用的单数形式意在包括复数形式，除非上下文另外明确指 出。在本说明书中，需要注意的是，术语"包括"或"包含"等不应当被解释为必然包括在本 说明书中描述的若干部件或若干步骤，并且可W不包括前述部件或步骤中的一些，或者额 外的部件或步骤被解释为也被包括在其中。
[0035] 在本说明书中使用的包含序数词（例如，第一、第二等）的术语可W被用来描述不 同的部件。然而，运些部件并不限于运些术语。运些术语被用来将一个部件与其它部件区分 开来。例如，"第一"部件可W被命名为"第二"部件，反之亦然，而不会偏离本发明的范围。
[0036] 应当理解，在此使用的术语"车辆"或"车辆的"或者其他类似的术语包括一般机 动车辆，例如客运汽车（包括运动型多功能车辆（SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水 运工具（包括各种艇和船）、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电 动车辆、氨动力车辆和其他替代燃料车辆（例如，从石油W外的资源得到的燃料）。如在此 提到的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，既有汽油动力又有电动力 的车辆。
[0037] 此外，应当理解，下面的方法或其方面中的一个或多个可W由至少一个控制器。术 语"控制器"可W指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，并 且处理器被具体编程为执行程序指令，W执行下文进一步描述的一个或多个处理。此外，应 当理解，下面的方法可W由包含控制器和一个或多个额