[发明专利]一种基于电机旋变电角度在线计算发动机角度位置的方法

摘要

本发明提出一种基于电机旋变电角度在线计算发动机角度位置的方法，涉及发动机、电机或混合动力系统的电子控制领域。该方法通过建立发动机曲轴机械角度与电机电角度之间的关系，在每个电机控制器控制周期到来时，通过计数器跳变算法计算发动机的机械角度。本发明能够同时满足发动机和电机高频联合控制的需求，降低混合动力系统的成本。

主权项

1.一种基于电机旋变电角度在线计算发动机角度位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立曲轴的机械角度与电角度之间的关系，表达式如下：式中，MechAng为机械角度，ElecAng为电角度，k为由电机旋变计算出的电角度ElecAng所占用的字长，Counter为计数器，Step_MechAngle为机械角度步长，表达式如下：Step_MechAngle＝360/p式中，若发动机和电机同轴，则p为电机的极对数；若发动机和电机不同轴，则用电机/发动机机械转速速比Rit_trans乘以电机的极对数p代替上式中的p，即p→Rit_trans×p；2)计算控制周期电角度；定义发动机曲轴的机械转速为n，单位为rpm；电机的电转速为n_elec，单位为rpm；MCU的控制周期为Ctrl_cyc，单位为μs；则电机的电转速为：n_elec＝np (3)电转速n_elec每转所需要的时间为单位为ms；电转速n_elec每转所包含的控制周期的个数为则每个控制周期Ctrl_cyc对应的电角度ElecAng定义为Δ，称作控制周期电角度，则有：3)利用计数器Counter的跳变算法，计算发动机角度位置；具体步骤如下：3‑1)对上个控制周期和当前控制周期的电角度进行判定：若有ElecAng(i‑1)≥2^k‑Rit×Δ，并且ElecAng(i)≤Rit×Δ，则计数器加1，即Counter＝Counter+1；若有ElecAng(i‑1)≤Rit×Δ，并且ElecAng(i)≥2^k‑Rit×Δ，则计数器减1，即Counter＝Counter‑1；其中，i代表电机控制器MCU当前控制周期次数；控制周期电角度Δ的系数Rit同时满足如下条件：Rit＞1 (6)3‑2)计算当前控制周期的初始机械角度MechAng_init(i)；3‑3)校验当前控制周期的初始机械角度MechAng_init(i)是否发生跳变，并根据校验结果更新计数器Counter的值；若则当前控制周期的初始机械角度没有发生跳变，计数器保持不变；否则，若存在则当前控制周期的初始机械角度发生跳变，计数器减1，即Counter＝Counter‑1；若则当前控制周期的初始机械角度发生跳变，计数器加1，即Counter＝Counter+1；其中，α为机械角度步长Step_MechAngle的系数，满足如下条件：3‑4)对经过步骤3‑3)校验后计数器Counter的值进行修正；如果则有如果Counter＜0，则有若以上两个不等式均不满足，则计数器Counter取值保持不变；其中，s为发动机的冲程数；3‑5)利用步骤3‑4)修正后的计数器Counter的值，计算当前控制周期的机械角度；3‑6)当下一次控制周期到来时，令i＝i+1，重新返回步骤3‑1)。