1.本发明实施例涉及一种电机技术,尤其涉及一种低温油泵电机启动控制方法、装置、设备及介质。
背景技术:
2.电动油泵在低温下,其所受到有的粘滞阻力与摩擦力矩增大,所对应的启动需求力矩变大,同时油泵电机的最大输出扭矩与油泵电机绕线所能承载电流有限,在油泵电机带动电动油泵启动,存在启动缓慢或者启动失败的情况,同时还面临着过流损坏元件与电机的风险。当前针对此问题通常是增大油泵电机扭矩与油泵电机功率。采用更大油泵电机功率油泵电机可输出更大扭矩来完成油泵电机低温启动,由于通常需增加油泵电机绕组匝数、定子磁铁大小、油泵电机直径或叠高来增加油泵电机的功率,如此按照此种方法会导致油泵电机的整体体积增加,不利于电动油泵在整车上的布置条件,还提高了油泵电机的成本;另外采用直接增大油泵电机扭矩来完成油泵电机低温启动,利用该方法油泵电机的低温启动成功率较低,不适用于对油泵电机启动成功率要求严苛场景。
技术实现要素:
3.本发明提供一种低温油泵电机启动控制方法、装置、设备及介质,以实现提高低温油泵电机启动成功率。
4.第一方面,本发明实施例提供了一种油泵电机低温启动方法,该方法,包括:
5.确定油泵电机进入低温启动状态;
6.当所述油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使所述油泵电机内转子往复振动;
7.判断所述油泵电机内转子往复振动的运动时间是否达到预设时间阈值;
8.当所述油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标震颤电流,并基于所述目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机内转子连续振动;其中,所述目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动;
9.判断当前所述油泵电机的转子速度变化是否为预设速度变化;
10.当所述油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并根据所述目标需求电流输出目标启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机正常转动。
11.可选的,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使所述油泵电机往复振动,包括:
12.控制逆变器输出第五扇区电压矢量第一预设时间t1至定子绕组;
13.控制逆变器输出第六扇区电压矢量第二预设时间t2至定子绕组;
14.控制逆变器输出第三扇区电压矢量第三预设时间t3至定子绕组,并返回循环执行控制逆变器输出第五扇区电压矢量预设时间t1至定子绕组直至循环执行n-1次;
15.其中,所述预设时间阈值t满足:t=n*(t1 t2 t3)。
16.可选的,确定油泵电机进入低温启动状态,包括:
17.当油泵温度低于第一预设温度、所述油泵电机上电状态为初次上电状态及油泵电机控制器的温度低于第二预设温度,则确定油泵电机进入低温启动状态,并确定油泵电机低温启动时间为第一预设时间;
18.当所述油泵温度低于所述第一预设温度、所述油泵电机上电状态为非初次上电状态及所述油泵电机控制器的温度低于所述第二预设温度,则确定油泵电机进入低温启动状态,并确定油泵电机低温启动时间为第二预设时间;其中,所述第二预设时间小于所述第一预设时间。
19.可选的,在电流闭环控制模式下,根据目标需求电流输出目标启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机正常转动前,还包括:
20.确定油泵电机低温启动时间;
21.当所述油泵电机低温启动时间大于所述第一预设时间,则确定启动失败。
22.可选的,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使所述油泵电机往复振动,包括:
23.控制逆变器输出第一扇区电压矢量第一预设时间t1至定子绕组;
24.控制逆变器输出第二扇区电压矢量第二预设时间t2至定子绕组;
25.控制逆变器输出第四扇区电压矢量第三预设时间t3至定子绕组,并返回循环执行控制逆变器输出第一扇区电压矢量预设时间t1至定子绕组直至循环执行n-1次;
26.其中,所述预设时间阈值t满足:t=n*(t1 t2 t3)。
27.可选的,所述目标震颤电流的频率为预设频率;所述目标震颤电流的幅值为预设幅值。
28.第二方面,本发明实施例还提供了一种低温油泵电机启动控制装置,该装置包括:
29.低温启动状态进入模块,用于根据油泵温度、油泵电机上电状态及油泵电机温度确定油泵电机进入低温启动状态;
30.往复振动模块,用于当所述油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使所述油泵电机往复振动;
31.第一判断模块,用于判断所述油泵电机内转子往复振动的运动时间是否达到预设时间阈值;
32.连续振动模块,用于当所述油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机连续振动;其中,所述目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;所述目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动;
33.第二判断模块,用于判断当前所述油泵电机的转子速度变化是否为预设速度变化;
34.正常转动模块,用于当所述油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,在电流闭环控制模式下,根据目标需求电流输出目标启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机正常
转动。
35.第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
36.至少一个处理器;以及
37.与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
38.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行上述第一方面所述的低温油泵电机启动控制方法。
39.第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现第一方面所述的低温油泵电机启动控制方法。
40.本发明实施例,通过当所述油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使所述油泵电机内转子往复振动;并当所述油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标震颤电流,并基于所述目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机内转子连续振动;其中,所述目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;所述目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动,当所述油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并根据所述目标需求电流输出目标启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机正常转动;如此通过控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组,电机转子处于往复振动状态,使得电能大部分转化为热能,在定子绕组上产生热效应,进而会通过连接轴、电机外壳与油泵接触面实现热量传递效果,进而对机油实现传动加热,降低电机启动扭矩;并进一步根据目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机内转子连续振动,连续振动以进一步克服阻力,从而完成电机的正常启动,如此本方案提高了低温油泵电机的启动成功率。
附图说明
41.图1是本发明实施例提供的一种油泵电机低温启动方法的流程图;
42.图2是本发明实施例提供的电机矢量控制扇区图;
43.图3是本发明实施例提供的一种油泵电机低温启动方法的流程图;
44.图4是本发明实施例提供的一种油泵电机低温启动装置的结构示意图;
45.图5是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
46.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
47.图1是本发明实施例提供的一种油泵电机低温启动方法的流程图,本实施例可适用于在低温环境下油泵电机启动情况,该方法可以由油泵电机低温启动装置来执行,具体包括如下步骤:
48.s110、确定油泵电机进入低温启动状态。
49.其中,该方法应用于控制系统,控制系统包括油泵电机控制器、油泵电机、油泵及温度采集单元;油泵电机是bldc无刷电机,其具有内部位置传感器及电流采集模块,可提供连续输出位置及电机三相电枢电流给电机控制器,以便于油泵电机控制器进行油泵电机转矩电流驱动控制。油泵电机通过连接轴与结合面直接连接油泵,油泵电机从而带动油泵工作。
50.本实施例可以根据油泵温度、油泵电机上电状态及油泵电机控制器温度确定油泵电机进入低温启动状态;油泵温度及油泵电机控制器温度可以通过温度采集单元采集;具体的,可将ntc(negative temperature coefficient负温度系数)热敏电阻、ptc(positive temperature coefficient正温度系数)热敏电阻作为温度采集单元,并将其布置在油泵电机油泵油路中以检测油泵温度;还可将pcba温度检测热敏电阻作为温度采集单元,并将其布置在油泵电机控制器内部逆变器驱动mos管区,检测mos管的温度状态以反映油泵电机控制器的温度。
51.油泵电机上电状态可根据油泵电机控制器是否执行过电机转速命令响应情况而定;当油泵电机控制器在首次上电后未执行过电机转速命令响应情况,标志位为一,代表油泵电机处于首次上电状态;当出现转速请求,油泵电机控制器完成转速响应控制,当油泵电机再次处于停止状态时,该标志位清除置零,代表油泵电机非首次上电状态。
52.s120、当油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使油泵电机内转子往复振动;
53.其中,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组,即通过对电机定子uvw三相进行通电形成旋转矢量磁场,旋转矢量磁场会实现电机振动带动油泵往复振动,使得电能大部分转化为热能,在定子绕组上产生热效应,进而会通过连接轴、电机外壳与油泵接触面实现热量传递效果,进而对机油实现传动加热,加速油温度升高从而加快实现降低油粘稠度,降低电机启动扭矩。
54.图2是本发明实施例提供的电机矢量控制扇区图,如图2所示,一般地,svpwm方法控制下,逆变器控制输出分为六个扇区进行输出,逆变器有六个桥臂,六个桥臂对应六个驱动mos,定义上桥臂导通时为1,下桥臂导通时候为0,则存在八种输出组合,两个零电压矢量(000)(111),六个非零电压矢量为:电压矢量u1(001)、电压矢量u2(010)、电压矢量u3(011)、电压矢量u4(100)、电压矢量u5(101)、电压矢量u6(110),可按照六个非零电压矢量控制输出不同扇区:其中,本实施例中预设规则输出电压矢量至定子绕组,可实现油泵电机内转子往复振动;该预设规则输出电压矢量的方式可包括多种形式,示例性的,控制逆变器输出第五扇区电压矢量第一预设时间t1至定子绕组;然后控制逆变器输出第六扇区电压矢量第二预设时间t2至定子绕组;接着控制逆变器输出第三扇区电压矢量第三预设时间t3至定子绕组,并返回循环执行控制逆变器输出第五扇区电压矢量第一预设时间t1至定子绕组直至循环执行n-1次,停止控制逆变器输出;其中,t1、t2及t3满足:t=n*(t1 t2 t3),t为预设时间阈值;可以理解的是,预设时间阈值t为油泵电机内转子往复振动的运动时间,该预设时间阈值t可根据实际油泵电机进入低温启动状态而定;示例性的,若实际油泵电机进入低温启动状态时油泵温度及油泵电机控制器温度均较低时,则对应的预设时间阈值t可以设置较大值;若实际油泵电机进入低温启动状态时油泵温度及油泵电机控制器温度均相对
较高时,则对应的预设时间阈值t可以设置较小值。
55.在一些实施例中,预设规则输出电压矢量的方式还可以包括以下方式:控制逆变器输出第一扇区电压矢量第一预设时间t1至定子绕组;控制逆变器输出第二扇区电压矢量第二预设时间t2至定子绕组;控制逆变器输出第四扇区电压矢量第三预设时间t3至定子绕组,并返回循环执行控制逆变器输出第以扇区电压矢量预设时间t1至定子绕组直至循环执行n-1次,停止控制逆变器输出;其中,t1、t2及t3满足:t=n*(t1 t2 t3),t为预设时间阈值。
56.另外需说明的是,当第一预设时间t1、第二预设时间t2及第三预设时间t3各预设时间相同时,如此在实现电机振动带动油泵往复振动,使得电能大部分转化为热能,在定子绕组上产生热效应,进而会通过连接轴、电机外壳与油泵接触面实现热量传递效果,对机油实现传动加热,降低电机启动扭矩的基础上,还使得各电子绕组上产生的热量相同,避免了单绕组过热现象的发生。
57.s130、当油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标震颤电流,并基于目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至油泵电机以使油泵电机内转子连续振动。
58.其中,正常电机启动过程中,在电流闭环控制模式下,根据转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并基于目标需求电流输出目标启动扭矩至油泵电机以使油泵电机内转子正常启动。本实施例中,当油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,进行电机矢量控制阶段,该电机矢量控制阶段为:在电流闭环控制模式下,根据转子位置及目标转子位置输出目标震颤电流,并基于目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至油泵电机以使油泵电机内转子连续振动,如此使电机由单一的固定扭矩电流输出方式为不断变化扭矩电流目标震颤电流,转子在电机控制器输出电压驱动下,实现振动状态,持续振动中更有助于克服启动阻力,容易完成电机的正常启动。
59.这里需说明的是,目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;预设目标需求电流可依据电机实际能力进行确定;预设目标需求电流为实际正常启动时的目标需求电流经验值;目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动;预设目标启动扭矩为按照预设目标需求电流输出的启动扭矩值;优选的,目标震颤电流的频率为预设频率;目标震颤电流的幅值为预设幅值。当然可以理解的是,目标震颤电流要使最大输出扭矩电流控制在油泵电机控制器及电机可输出扭矩电流安全值范围内,以避免损坏电机控制器及电机。
60.s140、当油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并根据目标需求电流输出目标启动扭矩至油泵电机以使油泵电机正常转动。
61.其中,持续监测电机转速值与转速变化率,当油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,电机开始进入正常电机转速闭环控制,即可根据当前转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并根据目标需求电流输出目标启动扭矩至油泵电机以使油泵电机正常转动。
62.本方案通过控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组,电机转子处于往复振动状态,使得电能大部分转化为热能,在定子绕组上产生热效应,进而会通过连接轴、电机外壳与油泵接触面实现热量传递效果,进而对机油实现传动加热,降低电机启动扭矩;并
进一步根据目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机内转子连续振动,连续振动以进一步克服阻力,从而完成电机的正常启动,如此本方案提高了低温油泵电机的启动成功率。
63.在上述实施例的基础上,进一步优化,图3是本发明实施例提供的另一种油泵电机低温启动方法的流程图,如图3所示,该方法具体包括以下步骤:
64.s210、当油泵温度低于第一预设温度、油泵电机上电状态为初次上电状态及油泵电机控制器的温度低于第二预设温度,则确定油泵电机进入低温启动状态,并确定油泵电机低温启动时间为第一预设时间;
65.其中,可根据油泵温度、油泵电机上电状态及油泵电机控制器温度确定油泵电机进入低温启动状态;具体为,当油泵温度低于第一预设温度、油泵电机上电状态为初次上电状态及油泵电机控制器的温度低于第二预设温度,则确定油泵电机进入低温启动状态;当油泵温度低于第一预设温度、油泵电机上电状态为非初次上电状态及油泵电机控制器的温度低于第二预设温度,则确定油泵电机进入低温启动状态;还需说明的是,当确定油泵电机进入低温启动状态中油泵电机上电状态为初次上电状态,还可确定油泵电机低温启动时间为第一预设时间;而当确定油泵电机进入低温启动状态中油泵电机上电状态为非初次上电状态,可确定油泵电机低温启动时间为第二预设时间;其中,第二预设时间小于第一预设时间。
66.s220、当油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使油泵电机内转子往复振动。
67.s230、当油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标震颤电流,并基于目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至油泵电机以使油泵电机内转子连续振动;其中,所述目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;所述目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动。
68.s240、确定油泵电机低温实际启动时间。
69.其中,当油泵电机低温实际启动时间大于第一预设时间,或者第二预设时间,则确定启动失败。当油泵电机低温实际启动时间小于第一预设时间,或者第二预设时间,则确定启动成功。
70.s250、当油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,当油泵电机低温实际启动时间小于第一预设时间,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并根据目标需求电流输出目标启动扭矩至油泵电机以使油泵电机正常转动。
71.本实施例在提高了低温油泵电机的启动成功率的基础上,还进一步根据油泵电机温度、油泵电机上电状态及油泵电机控制器温度确定油泵电机进入低温启动状态,还进一步判断低温启动的时间,进而判断低温启动是否正常启动。
72.本发明实施例还提供了一种低温油泵电机启动控制装置。图4是本发明实施例提供的一种低温油泵电机启动控制装置的结构示意图,该装置可执行本发明任意实施例所提供的低温油泵电机启动控制方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果,如图4所示,该装置包括:
73.低温启动状态进入模块10,用于确定油泵电机进入低温启动状态;
74.往复振动模块20,用于当油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使油泵电机往复振动;
75.连续振动模块30,用于当油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至油泵电机以使油泵电机连续振动;其中,所述目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;所述目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动;
76.正常转动模块40,用于当油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,在电流闭环控制模式下,根据目标需求电流输出目标启动扭矩至油泵电机以使油泵电机正常转动。
77.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图5所示,该设备包括处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73;设备中处理器70的数量可以是一个或多个,图4中以一个处理器70为例;设备中的处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73可以通过总线或其他方式连接,图5中以通过总线连接为例。
78.存储器71作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的低温油泵电机启动控制方法对应的程序指令/模块。处理器70通过运行存储在存储器71中的软件程序、指令以及模块,从而执行设备的各种功能应用以及数据处理,即实现上述的一种低温油泵电机启动控制方法。
79.存储器71可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外,存储器71可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,存储器71可进一步包括相对于处理器70远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
80.输入装置72可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置73可包括显示屏等显示设备。
81.本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种低温油泵电机启动控制方法,该方法包括:
82.确定油泵电机进入低温启动状态;
83.当所述油泵电机进入低温启动状态,控制逆变器以预设规则输出电压矢量至定子绕组以使所述油泵电机内转子往复振动;
84.当所述油泵电机内转子往复振动的运动时间达到预设时间阈值时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标震颤电流,并基于所述目标震颤电流输出目标波动启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机内转子连续振动;其中,所述目标震颤电流围绕预设目标需求电流上下浮动;所述目标波动启动扭矩围绕预设目标启动扭矩上下浮动;
85.当所述油泵电机的转子速度变化为预设速度变化时,在电流闭环控制模式下,根据当前转子位置及目标转子位置输出目标需求电流,并根据所述目标需求电流输出目标启动扭矩至所述油泵电机以使油泵电机正常转动。
86.当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机
可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的一种低温油泵电机启动控制方法中的相关操作。
87.通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
88.值得注意的是,上述搜索装置的实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。
89.注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。