一种电机EOL下线零点自动校准方法及系统与流程

一种电机eol下线零点自动校准方法及系统
技术领域
1.本技术涉及新能源汽车驱动电机领域，尤其涉及一种电机eol下线零点自动校准方法及系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车行业的不断发展，驱动电机的需求及其产量不断增加，如何保证电机的出厂质量，是目前亟需解决的技术问题。电机eol(end
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line)下线测试作为电机交付客户的最后一道检测工序，是专门针对电机进行故障诊断、功能验证等的测试。由于电机和位置传感器旋转变压器在生产制造及装配过程中的偏差值(即零点)无法确定，该偏差值会直接影响电机转子位置角度信息的准确性，从而影响电机转矩、转速控制的精度和动态性能，因此在电机下线时需要采用一定的方法对旋变与电机安装时的角度偏差即零点偏移量进行检测与调整。
3.目前现有技术中采用的方法是：给电机的绕组三相电uvw通直流电流将电机转子锁定在某一电角度，根据改角度在软件中调整旋变位置。由于转子在转动时存在惯性，且结构件在生产时对称性难以保证，进而会造成检测准确性偏低。
4.因此，如何提高下线电机零点偏移量的检测精度，是目前急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种电机eol下线零点自动校准方法及系统，以解决或者部分解决如何提高下线电机零点偏移量的检测精度的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种电机eol下线零点自动校准方法及系统，所述系统包括：电机eol下线测试台、被测电机、电机控制器；其中，
7.所述电机eol下线测试台包括：
8.扭矩采集和处理模块，用于在所述被测电机和对标电机处于相同的工况中时，实时测量所述被测电机的实际输出扭矩；
9.零点校准功能模块，用于对比所述被测电机的实际输出扭矩与所述对标电机的目标输出扭矩的扭矩偏差值是否小于预设阈值，若否，根据所述扭矩偏差值对当前零点值进行调节，得到新零点值；
10.第一can收发模块，用于将所述新零点值发送到给所述电机控制器；
11.所述电机控制器包括：
12.第二can收发模块，用于接收所述第一can收发模块发送的所述新零点值；
13.零点调解模块，用于利用所述新零点值更新所述被测电机的零点；
14.驱动模块，用于驱动所述被测电机按所述新零点值运转，改变所述被测电机的所述实际输出扭矩，以使所述电机eol下线测试台再次进行测量调节，直至所述实际输出扭矩和所述目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值为止。
15.优选的，所述电机eol下线测试台还包括：转速控制模块，用于将所述被测电机稳
定在与所述目标电机相同的固定转速中运行，并控制电机转速稳定标志位为第一值；
16.所述第一can收发模块，还用于在所述被测电机稳定之后，将所述电机转速稳定标志位的第一值发送给所述电机控制器。
17.优选的，所述零点校准功能模块，具体还用于：得到新零点值之后，控制零点更新标志位为第一值。
18.优选的，所述零点校准功能模块，具体还用于：若所述实际输出扭矩与所述目标输出扭矩的扭矩偏差值小于所述预设阈值，将所述当前零点值作为所述被测电机的线下零点，控制所述零点更新标志位为第二值。
19.优选的，所述第一can收发模块，还用于将所述新零点值和所述零点更新标志位的第一值一并发送给所述第二can收发模块；或者将所述零点更新标志位的第二值发送给所述第二can收发模块。
20.优选的，所述零点调解模块，具体用于：
21.判断所述电机转速稳定标志位是否为第一值；若是，进一步判断所述零点更新标志位是否为第一值；若所述零点更新标志位为第一值，利用所述新零点值更新所述被测电机的零点。
22.优选的，所述驱动模块，还用于驱动所述被测电机按所述新零点值对应的电压模值及其角度运转。
23.优选的，所述零点调解模块，具体还用于：判断所述零点更新标志位是否为第一值之后，若所述零点更新标志位为第二值，判断上次得到的零点更新标志位是否为第一值，若上次得到的零点更新标志位是第一值，则结束；若上次得到的零点更新标志位是为第二值，确定所述被测电机的电压模值及其角度。
24.优选的，所述驱动电机，还用于驱动所述被测电机按照确定的电压模值及其角度运转。
25.本发明提供的一种电机eol下线零点自动校准方法，所述方法包括：
26.利用电机eol下线测试台在所述被测电机和对标电机处于相同的工况中时，实时测量所述被测电机的实际输出扭矩；
27.对比所述被测电机的实际输出扭矩与所述对标电机的目标输出扭矩的扭矩偏差值是否小于预设阈值，若否，根据所述扭矩偏差值对当前零点值进行调节，得到新零点值；
28.将所述新零点值发送到给所述电机控制器，以使所述电机控制器接收所述第一can收发模块发送的所述新零点值；利用所述新零点值更新所述被测电机的零点；驱动所述被测电机按所述新零点值运转，改变所述被测电机的所述实际输出扭矩，以利用所述电机eol下线测试台再次进行测量调节，直至所述实际输出扭矩和所述目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值为止。
29.通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
30.本发明公开了一种电机eol下线零点自动校准方法及系统，利用电机eol下线测试台在被测电机和对标电机处于相同的工况中时，实时测量被测电机的实际输出扭矩并与对标电机的目标输出扭矩做比较，若实际输出扭矩与目标输出扭矩的扭矩偏差值大于预设阈值，根据二者间的扭矩偏差值对当前零点值进行调节并得到一个新零点值，利用电机控制器根据新零点值更新被测电机的零点，改变被测电机的实际输出扭矩，利用电机eol下线测
试台再次进行测量调节，直至实际输出扭矩和目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值，完成被测电机下线零点自动校准。该方法避免了因定转子结构件对称性，转子惯性对电机零点校准精确度的影响，提高了下线电机零点偏移量的校准精度，能够提升扭矩控制精度，能够在保障安全驾驶的基础上提高了整车平顺性与驾驶舒适性。此外，以电机输出扭矩作为唯一判断依据，减少了操作的复杂度，且可实现电机零点的自动校准，无需人工测量计算与重复测量，适合电机批量下线时的零点调整，操作简单安全，效率高。
31.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的，特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
33.图1示出了根据本发明一个实施例的电机eol下线零点自动校准系统控制示意图；
34.图2示出了根据本发明一个实施例的电机eol下线零点自动校准方法流程图。
具体实施方式
35.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面结合附图，通过具体实施例对本技术技术方案作详细描述。
36.为解决电机在批量下线时能对零点偏移量精度进行有效检测与调整，现有的方法一般是给电机的绕组三相电uvw通直流电流，将电机转子锁定在某一电角度，根据改角度在软件中调整旋变位置。但由于转子在转动时存在惯性，且结构件在生产时对称性难以保证，进而会造成下线电机零点偏移量的检测精度偏低。故为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种电机eol下线零点自动校准方法及系统，利用电机eol下线测试台在被测电机和对标电机处于相同的工况中时，实时测量被测电机的实际输出扭矩并与对标电机的目标输出扭矩做比较，若实际输出扭矩与目标输出扭矩的扭矩偏差值大于预设阈值，则根据二者间的扭矩偏差值对当前零点值进行调节并得到一个新零点值，利用电机控制器根据新零点值更新所述被测电机的零点，改变被测电机的实际输出扭矩，再利用所述电机eol下线测试台再次进行测量调节，直至实际输出扭矩和目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值，完成被测电机下线零点自动校准。可见，该方法能够避免因定转子结构件对称性，转子惯性对电机零点校准精确度的影响，提高了下线电机零点偏移量的校准精度，能够提升扭矩控制精度，能够在保障安全驾驶的基础上提高了整车平顺性与驾驶舒适性。此外，以电机输出扭矩作为唯一判断依据，减少了操作的复杂度，且可实现电机零点的自动校准，无需人工测量计算与重复测量，适合电机批量下线时的零点调整，操作简单安全，效率高。
37.为了详细的说明和解释本发明，下面先介绍一种电机eol下线零点自动校准系统，请参考图1，该系统包括：电机eol下线测试台，被测电机，电机控制器。电机eol下线测试台主要用于对被测电机的输出扭矩的测量以及零点调整。而电机控制器具体用于根据电机eol下线测试台调整出的新零点值校准被测电机。在本实施例中，被测电机以永磁同步电机
(pmsm)为例进行说明，当然也可以为其他电机。
38.由于在永磁同步电机控制过程中，通过控制旋转的电压矢量u
s
来控制电机的输出扭矩，而旋转的电压矢量u
s
可以转化为电压的模值|us|与其角度
[0039][0040]
即当输入变量|us|与一定时，电机的输出扭矩是一定的。故，在电机下线过程中，可以设计如图1所示的自动校准系统对电机进行零点偏差值的校准。该自动校准系统的原理是：在额定电压下，电机eol下线测试台将对标电机稳定在固定转速，给定其一个固定的电压矢量模值|u
s
|及角度使对标电机运转，以此来测得对标电机的实际输出扭矩，以便于满足后期校准需要。在本实施例中，将对标电机的实际输出扭矩定义为目标输出扭矩。再将被测电机置于相同的工况下，通过电机eol下线测试台和电机控制器的配合，根据被测电机的实际输出扭矩与目标输出扭矩的差值，对电机零点进行补偿，当实际输出扭矩与目标输出扭矩一致时，认为电机零点准确。以此完成被测电机零点的自动校准，校准的精度高，并且无需人工测量计算与重复测量，故本实施例的测自动校准系统适合电机批量下线时的零点调整，操作简单安全，效率高。
[0041]
在具体的实施过程中，电机eol下线测试台具体包括：转速控制模块，扭矩采集和处理模块，零点校准功能模块，第一can收发模块。
[0042]
下面分别介绍各个模块的作用。
[0043]
为了使被测电机和对标电机处于相同工况，转速控制模块用于将被测电机稳定在与对标电机相同的固定转速中运行，并控制被测电机转速稳定标志位为第一值。若被测电机转速未稳定，则控制电机转速稳定标志位第二值。
[0044]
为了便于理解本实施例，本发明涉及到的所有第一值以1为例，第二值以0为例。当然也可以为其他数值。例如，此处的电机转速稳定标志位为1，表示被测电机转速稳定。电机转速稳定标志位为0，表示电机转速未稳定。
[0045]
进一步的，电机转速稳定标志位会通过第一can收发模块发送给电机控制器，也即：第一can收发模块用于在所述被测电机稳定之后，将所述电机转速稳定标志位的第一值发送给所述电机控制器。当然，在被测电机不稳定时，第一can收发模块将转速稳定标志位的第二值发送给所述电机控制器。具体来说，被测电机通过通过eol下线测试台架带动运行，故可通过测试电机eol下线测试台自身的转速来判断被测电机的转速稳定性。若电机eol下线测试台自身的转速稳定，则表示被测电机的转速稳定。
[0046]
扭矩采集和处理模块，用于在被测电机和对标电机处于相同的工况中时，实时测量被测电机的实际输出扭矩。具体的，扭矩采集和处理模块时，可采用高精度扭矩传感器来实时测量被测电机在以上确定的固定转速中运行的实际输出扭矩。进一步的，还将实际输出扭矩传输给零点校准功能模块。
[0047]
零点校准功能模块，用于对比被测电机的实际输出扭矩与对标电机的目标输出扭矩的扭矩偏差值是否小于预设阈值，若否，根据扭矩偏差值对当前零点值进行调节，得到新零点值。具体来说，扭矩偏差值＝实际输出扭矩－目标输出扭矩。若其大于预设阈值，则在调节的过程中，可根据扭矩偏差值对当前的零点值进行加减补偿，得到新零点值。在得到新零点值之后，零点校准功能模块，还用于控制零点更新标志位为第一值。例如，将零点更新
标志位置为1，表示被测电机需要更新零点。
[0048]
作为一种可选的实施例，若实际输出扭矩与目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值，则表示两者相同，将所述当前零点值作为所述被测电机的线下零点，控制零点更新标志位为第二值。例如，将零点更新标志位置为0，表示被测电机的当前零点值准确，将其发送给电机控制器。到此，电机eol下线测试台对被测电机的测试就结束了。
[0049]
第一can收发模块具有收发功能，用于将新零点值发送到给电机控制器。在具体的实施过程中，第一can收发模块除了发送转速稳定标志位之外，还用于将所述新零点值和所述零点更新标志位的第一值一并发送给所述第二can收发模块；或者将所述零点更新标志位的第二值发送给所述第二can收发模块。
[0050]
值得注意的是，转速稳定标志位、新零点值、零点更新标志位等通过can网络一直实时发送给电机控制器。而本实施例的“实时发送”，可以理解为一直不停的发送，或者间隔一定时间(例如1秒、2秒等)发送。
[0051]
以上是关于电机eol下线测试台的描述，下面具体描述电机控制器。
[0052]
电机控制器包括：第二can收发模块，零点调解模块，驱动模块。
[0053]
下面分别介绍各个模块的作用。
[0054]
第二can收发模块具有收发功能，用于接收第一can收发模块发送的新零点值。此外，还用于接收转速稳定标志位、零点更新标志位等等。值得注意的是，第二can收发模块也是实时接收，以便于快速响应电机eol下线测试台对被测电机的调试。
[0055]
零点调解模块，用于利用新零点值更新被测电机的零点。驱动模块，用于驱动被测电机按新零点值运转，改变被测电机的实际输出扭矩，以使电机eol下线测试台再次进行测量调节，直至实际输出扭矩和目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值为止。
[0056]
在具体的实施过程中，零点调解模块，具体用于判断所述被测电机转速稳定标志位是否为第一值。若否，表示被测电机不稳定，则等待被测电机稳定。若是，表示电机转速稳定，则进一步判断所述零点更新标志位是否为第一值。若所述零点更新标志位为第一值，表示被测电机需要的零点需要更新，故利用所述新零点值更新所述被测电机的零点。具体的，控制驱动模块驱动所述被测电机按所述新零点值对应的电压模值及其角度运转。若所述零点更新标志位为第二值，判断上次得到的零点更新标志位是否为第一值，若上次得到的零点更新标志位是第一值，则结束。若上次得到的零点更新标志位是为第二值，确定所述被测电机的电压模值及其角度，并控制驱动模块据此参数驱动被测电机运转。
[0057]
驱动模块，用于驱动被测电机按新零点值运转，改变被测电机的实际输出扭矩，以使电机eol下线测试台再次进行测量调节，直至实际输出扭矩和所述目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值为止。值得注意的是由于，要求实际输出扭矩和目标输出扭矩完全相等也几乎不能实现，故通过反复试验，本实施例确定实际输出扭矩和所述目标输出扭矩相等时允许误差范围≤3％。
[0058]
以上是本发明实施例中的自动校准系统的具体实施过程，该系统首先将对标电机置于固定工况，采用eol测试台的高精度扭矩传感器采集其输出扭矩，再将被测电机置于相同工况下，测量实际输出扭矩，比较其与目标输出扭矩的值，进行零点的加减计算，将计算后的零点值通过can网络发送给电机控制器，控制器调整电机零点从而改变输出扭矩；当输出扭矩与目标扭矩一致(误差范围≤3％)时，认为被测电机的零点是准确的。
[0059]
基于相同的发明构思，请参看图2，下面的实施例介绍电机eol下线零点自动校准方法，该方法应用于如上述的电机eol下线零点自动校准系统中，因系统在上述一个或者多个实施例已做详细介绍，故在此不再赘述。本实施例的方法如下所述。值得注意的是，为了便于理解，本实施例的第一值使用1举例，第二值使用0举例。
[0060]
在测试被测电机之前，需要对对标电机进行固定工况的标定，通过eol下线测试台架使对标电机在固定转速运行，电机控制器给定固定的电压矢量模值|us|及角度得到输出扭矩作为目标扭矩。
[0061]
在电机eol下线测试台测试被测电机的控制逻辑中。首先执行步骤10，在额定电压下，电机eol下线测试台将被测电机稳定在固定转速(例如额定电压400
±
1v，6000
±
10r/min)。该转速和对标电机的转速相同，且被测电机和对标电机处于相同的工况中。如果电机转速稳定，则将电机转速稳定标志位置为1，通过can网络发送到电机控制器，否则电机转速稳定标志位置为0(初始值为0)。
[0062]
当被测电机运转时，在电机控制器的逻辑中：
[0063]
步骤20，判断电机转速稳定标志位是否为1。若否，返回步骤10。若是，执行步骤21。
[0064]
步骤21，判断零点更新标志位是否为1，若是，表示需要更新，则执行步骤22。否则表示此次不更新，执行步骤23。
[0065]
步骤22，电机控制器更新零点。
[0066]
步骤23，再次判断上次零点更新标志位是否为1。若不是，则零点更新标志位为0，此时执行若为1表示已经更新过了，则不再需要更新，直接结束。若不为1，表示上次未更新，可能该被测电机是个新电机，也就是首次调试零点的电机，那么执行步骤24。
[0067]
步骤24，电机控制器控制被测电机以一定的电压矢量模值|u
s
|及角度运转。电机控制器控制被测电机以一定的电压矢量模值|u
s
|及角度运转，已生成实际输出扭矩以供调试(或再次调试)。
[0068]
而在电机eol下线测试台的控制逻辑中：
[0069]
步骤11，电机eol下线测试台实时测量被测电机的实际输出扭矩。
[0070]
步骤12，对比被测电机的实际输出扭矩与对标电机的目标输出扭矩目标输出扭矩的扭矩偏差值是否小于预设阈值。若是执行步骤13。若否，执行步骤14。
[0071]
步骤13，将当前零点作为下线零点，将零点更新标志位置0。然后结束。
[0072]
步骤14，根据扭矩偏差值对当前零点值进行调节，得到新零点值，并将新零点值发送到给电机控制器。当然，在具体的实施过程中，还会将零点更新标志位置1，并和新零点值一并发送给电机控制器。以使电机控制器接收第一can收发模块发送的新零点值。利用新零点值更新被测电机的零点。驱动被测电机按新零点值运转，改变被测电机的实际输出扭矩，以利用电机eol下线测试台再次进行测量调节，直至实际输出扭矩和目标输出扭矩的扭矩偏差值小于预设阈值为止。而电机控制器的逻辑在上述已经详细介绍，故在此不再赘述。
[0073]
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文任一所述方法的步骤。
[0074]
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文任一所述方法的步骤。
[0075]
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
[0076]
1、本方案可实现电机零点的自动校准，无需人工测量计算与重复测量，适合电机批量下线时的零点调整，操作简单安全，效率高；
[0077]
2、本方案采用单一变量法，以电机输出扭矩作为唯一判断依据，减少了操作的复杂度，提高了该方案的可行性；
[0078]
3、本方案可避免转子惯性，定转子结构件对称性对电机零点校准的影响；测量结果准确，提升扭矩控制精度、整车平顺性与驾驶舒适性。
[0079]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0080]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。