[发明专利]电机控制器主动短路控制方法、装置及电机控制器

说明书

本发明提供了一种电机控制器主动短路控制方法、装置及电机控制器，在电机控制器检测到故障发生时，执行以下操作：在预设时间段内，控制d轴电压、q轴电压逐渐变化到0；当所述d轴电压、q轴电压变化到0后，进行主动短路操作。本发明通过在执行主动短路前将d轴电压、q轴电压逐步调整变化到0，使得主动短路阶段相电流没有较大的瞬态冲击电流，不会损坏硬件功率器件；并且该方法在主动短路阶段d轴没有较大的弱磁电流，不会使永磁体磁钢失磁；主动短路阶段输出转矩不会在正负之间大幅值震荡，输出转矩平滑。本发明可以直接通过电机控制器的软件实现，不需要额外的硬件方面投入。在当电流传感器失效故障时候，主动短路控制方法仍能实现。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制器主动短路控制方法、装置及电机控制器。

背景技术

根据车用电机控制器的安全目标，当车用电机控制器检测到出现故障时候，需要通过触发关断路径，关闭电机转矩输出，使电机的输出转矩接近为0。车用电机控制器检测到故障，目前的关断策略是：电机高转速时候，进行主动短路；电机低转速时候，关闭三相桥臂，可以实现输出转矩接近为0，使车辆处于安全状态。

然而，电机高转速的时候进行主动短路，则过渡阶段相电流会产生一个较大的瞬态冲击电流，过大的冲击电流会损坏硬件功率器件。同时d轴较大的弱磁电流会使电机永磁体磁钢失磁，造成不可恢复的损坏。过渡阶段d、q轴电流大幅值震荡，q轴电流在正负之间大幅值震荡，而电机输出转矩在正负之间大幅值衰减震荡，造成了输出转矩不平滑。此时，直接进行ASC(active short circuit-主动短路)的dq轴初始电流分别为I_d0＝-150A、I_q0＝30A，电机转速为12000rpm，参考图1为ASC阶段dq轴电流波形，图2为ASC阶段转矩波形，图3为ASC阶段相电流波形，在0.2s时执行ASC操作电流、转矩波形及相电流波形的幅值均激增，波形产生了剧烈震荡)。

相关技术中，如专利CN 108964572A通过两个控制阶段进行过渡，在过渡阶段中，通过检测短路电流，来调整功率器件的开关状态，从而减小电流短路的暂态过渡过程，但该方法依赖硬件实现，需要额外的硬件设计及成本。专利CN 105262059A增加控制模块和逻辑保护电路，侧重于对电池电路故障的处理，而没有对主动短路瞬态过程进行优化。在专利CN107124124A中，主动短路之前，电机转速降低到第一阈值转速内，避免开关管反向耐压过高；电机转速降低到第二阈值转速内进行关管处理，此方法可以达到高速和低速时小转矩制动的目的，但是没有涉及到主动短路瞬间产生大的冲击电流的问题。在专利CN109905068A中，先控制dq轴给定电流调整为特征电流和0，dq轴电流值控制到给定电流值附近时，然后进行主动短路，三相电流就没有冲击电流。但是此方案有局限性，当位置传感器、电流传感器、电压传感器、驱动及功率器件故障失效时候，就不能进行电流控制，ASC之前dq轴电流不能控制到特征电流和0，抑制ASC冲击电流策略就失效了。

发明内容

本发明提供一种电机控制器主动短路控制方法、装置及电机控制器，以解决现有的电机控制器主动短路时所存在的未优化主动短路瞬态过程及容易受到相关器件影响而失效的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种电机控制器主动短路控制方法，电机控制器检测到故障发生时，执行以下操作：

在预设时间段内，控制d轴电压、q轴电压逐渐变化到0；

当所述d轴电压、q轴电压变化到0后，进行主动短路操作。

可选的，控制d轴电压、q轴电压按照等步长变化到0。

可选的，所述预设时间段表示为T，在预设时间段T内第t个时刻的d轴电压U_d(t)、q轴电压U_q(t)按照等步长变化到0的电压表达式为：