用于在静止车辆中以恒定的偏移扭矩产生热量的智能马达系统和控制逻辑的制作方法

1.本公开总体上涉及电动驱动车辆的牵引马达。更具体地，本公开的各方面涉及用于在输出期望的马达扭矩时产生废热的马达控制系统。


背景技术：

2.当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有动力总成，该动力总成操作以推进车辆并为车辆的车载电子设备供电。在汽车应用中，例如，车辆动力总成通常以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡动力变速器将驱动扭矩递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、角部模块、道路车轮等）。由于其随时可用性以及相对便宜的成本、轻便的重量和整体的效率，历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机（ice）组件供以动力。作为一些非限制性示例，这种发动机包括压缩点火（ci）柴油发动机、火花点火（si）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构、以及旋转发动机。另一方面，混合动力电动和纯电动车辆（统称为“电动驱动车辆”）利用替代性动力源来推进车辆，且因此最小化或消除了对基于化石燃料的发动机获得牵引动力的依赖。
3.纯电动车辆（fev）——俗称“电动汽车”——是一种类型的电动驱动车辆构型，它从动力总成系统中完全省略了内燃发动机和伴随的外围部件，改为依赖可再充电储能系统（ress）和牵引马达用于车辆推进。基于ice的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统替换为基于电池的fev中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件。相比之下，混合动力电动车辆（hev）的动力总成采用多种牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合以电池驱动或以燃料电池驱动的牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电动驱动车辆能够从除发动机以外的源获取其动力，因此，在由（多个）电动马达推进车辆时，hev发动机可全部或部分地关闭。
4.用于汽车动力总成的主动热管理（atm）系统采用中央车辆控制器或专用控制模块来调节冷却回路的操作，该冷却回路将冷却剂（通常是油、水和/或防冻剂）分配通过动力总成的发热部件。对于标准的ice应用，冷却剂泵将冷却流体——俗称“发动机冷却剂”——通过发动机缸体中的冷却剂通路、变速器壳中的冷却剂通道和软管推进到空气冷却的散热器。对于早期一代的混合动力和电动车辆，车内主动热管理系统使用多个独立操作的热子系统来冷却动力总成的分立段。一些混合动力电动车辆的atm架构例如针对发动机和变速器使用专用的冷却剂回路，针对（多个）电动马达和电力电子模块使用单独的冷却剂回路，并且使用另一个不同的冷却剂回路来调节电池组操作温度。电动驱动车辆atm还可利用散热的动力总成部件来提供热能，以用于为乘客舱供暖或用于在冷启动操作期间对发动机、（多个）马达或电池组进行预调节或用于引发电池组再充电。


技术实现要素：

5.本文中呈现了用于在静止车辆操作期间选择性地生成马达废热同时保持偏移的
马达扭矩的智能马达系统和附随的控制逻辑、用于制造这种系统的方法和用于操作这种系统的方法、以及配备有这种系统的机动车辆。举例来说，公开了具有可构造的电流轨迹的马达控制算法，以在静止车辆操作期间将马达和功率逆变器作为电热式发生器操作，同时维持偏移的马达扭矩。从本质上讲，马达控制系统为停留车辆产生过量热，而同时限制马达输出轴的旋转。当车辆停止时，受控的偏移扭矩抵消了马达轴处不想要的抖动/振荡。受控的电流轨迹改善了跨越逆变器开关的电流分布，从而使针对给定的逆变器电流的热生成量最大化。逆变器损失可作为直接应用于冷却流体的高质量热量而输出，而马达损失可通过系统热交换器转换。通过优化选定的电流水平和pwm方法和/或开关频率（f
sw
），可进一步提高在静止车辆操作期间的热质量。
6.至少一些所公开构思的附随益处包括马达控制系统和算法，其采用电气化动力总成部件（诸如，牵引马达和功率逆变器模块（pim））作为热发生器，同时在静止车辆的低噪声、振动和声振粗糙度（nvh）水平下操作。这进而可允许替换或小型化车辆的可再充电储能系统和/或主动热管理系统，并伴随减少车辆重量和成本。其他附随的益处可包括马达控制系统和算法，其实现增加的马达生成的热量输出以及逆变器开关上更好的热分布。除了改善热管理和节省车辆重量/成本之外，所公开构思可有助于增加电动驱动车辆的行驶里程、燃料经济性和动力总成性能。
7.本公开的各方面涉及用于在静止车辆操作期间产生马达热量同时维持期望的偏移的马达扭矩的马达控制系统、系统控制逻辑和闭环反馈控制技术。在示例中，呈现了一种用于使用牵引功率逆变器模块来操作机动车辆的多相ac马达的方法。该代表性方法以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任一个的任何组合包括：例如经由常驻或远程车辆控制器，通过动力总成控制模块（pcm）或电子制动控制模块（ebcm）从驾驶员接收在静止模式下操作机动车辆的模式请求；例如经由车辆控制器，从电子远程信息处理单元控制器（etuc）接收温度请求，该温度请求包括在静止车辆操作期间要由ac马达生成对应的马达废热；例如经由车辆控制器，使用马达校准的查找表来确定偏移的马达扭矩，以在静止车辆操作期间生成马达废热，同时将ac马达的输出构件（例如，转子轴）保持在选定的输出位置处；例如经由车辆控制器，从高速缓冲存储器确定ac马达的dq变换模型；例如经由车辆控制器，基于偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，其中每个dq电流轨迹位于dq变换模型的相应的dq操作象限中；以及例如经由车辆控制器，向连接到牵引电池组的pim传输一个或多个命令信号以基于第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹将电流传输到ac马达。
8.本公开的附加方面涉及智能机动车辆，其在静止车辆操作期间将选定的电气化动力总成部件用作电热式热发生器以进行主动热管理。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可互换地和同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆（ice、hev、fev、燃料电池、完全和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（atv）、摩托车、农场设备、船只、飞机等。在示例中，机动车辆包括车辆车身，该车辆车身具有乘客舱、可旋转地安装到车辆车身的多个驱动轮（例如，经由联接到承载式车身或非承载式车身底盘的角部模块）、以及其他标准原始设备。对于电动驱动车辆应用，一个或多个电动牵引马达单独操作（例如，对于fev动力总成）或与内燃发动机组件结合操作（例如，对于hev动力总成），以选择性地驱动道路车轮中的一个或多个来推进车辆。可再充电牵引电池组安装到
车辆车身上，并且可操作以使用牵引功率逆变器模块（tpim）来为（多个）牵引马达供电。
9.继续前述示例的讨论，车辆采用车辆控制器和功率逆变器来管控马达和电池组的操作。控制器被编程为：接收在静止模式下操作车辆的模式请求并同时接收温度请求，其中在静止车辆操作期间要由ac马达生成一定量的马达废热。获得偏移的马达扭矩，以用于在静止车辆操作期间生成期望的马达废热，同时将马达的输出构件维持在选定的输出位置处。使用ac马达的偏移的马达扭矩和dq变换模型，控制器选择至少两个dq电流轨迹，这些dq电流轨迹分别位于dq变换模型的不同的dq操作象限中。至少部分地基于这些选定的dq电流轨迹，控制器命令pim将电流传输到ac马达，例如使得马达生成废热以进行主动热管理，而车辆没有可辨别的移动。
10.本公开的各方面还涉及计算机可读介质（crm）以用于在静止车辆操作期间生成马达废热，同时维持期望的偏移的马达扭矩。在示例中，非暂时性crm存储可由车辆控制器的一个或多个处理器（诸如专用马达控制模块）执行的指令。这些指令在由（多个）处理器执行时使车辆控制器执行操作，这些操作包括：接收在静止模式下操作机动车辆的模式请求；接收温度请求，该温度请求包括在机动车辆在静止模式下操作期间要由ac马达生成马达废热；确定偏移的马达扭矩，以在机动车辆在静止模式下操作期间生成马达废热并将ac马达的马达输出构件保持在选定的输出位置处；确定ac马达的dq变换模型；基于偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，该第一dq电流轨迹和该第二dq电流轨迹分别位于dq变换模型的第一dq操作象限和第二dq操作象限中；以及将命令信号传输到pim以基于第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹将电流传输到ac马达。
11.对于任何所公开的系统、方法和车辆，选择dq电流轨迹可包括：确定ac马达的最大电流幅值；以及基于最大电流幅值将dq电流轨迹计算为在dq变换模型的平面中的投影。在这种情况下，确定最大电流幅值可包括：接收ac马达和/或pim的操作温度数据；以及根据马达/pim操作温度数据和马达输出构件的选定的输出位置来预测最大电流幅值。每个dq电流轨迹可分别被计算为，其中n = 1, 2, 3
ꢀ…ꢀ
n，并且，，。对于该示示例，tq是偏移的马达扭矩；β是马达的电磁转子和定子元件之间的电流角；id是d轴电流；iq是q轴电流；pp是ac马达中的极对数目；λd是d轴磁链；λq是q轴磁链；并且i
ss
是电流幅值。
12.对于任何所公开的系统、方法和车辆，车辆控制器可被编程为：基于选定的dq电流轨迹生成dq参考坐标系电压命令信号；以及将这些dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号。基于这些多相电压命令信号，控制器可得到一组脉宽调制（pwm）控制命令，该组pwm控制命令被包括在发送到pim的（多个）命令信号中。在这种情况下，生成dq参考坐标系电压命令信号可包括：控制器基于从ac马达反馈的测量的三相参考定子电流来确定参考坐标系反馈电流信号；以及然后，将dq电流轨迹误差计算为dq电流轨迹和参考坐标系反馈电流信号的数学求和。然后，基于dq电流轨迹将dq参考坐标系电压命令信号计算为ac马达的稳态操作的时间函数。将dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号可包括从dq变换模型的旋转正交坐标系到静态三相参考坐标系的逆变换。作为又进一步的选项，确定pwm控制命令可包括：基于与预定义的pwm周期相关联的占空比来生成多个开关矢量信号。
13.对于任何所公开的系统、方法和车辆，传输到pim的（多个）命令信号可包括pwm开
关频率，该pwm开关频率是通过在第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹之间以及在dq变换模型的第一dq操作象限和第二dq操作象限之间来回振荡来得到的。可选地，车辆控制器可被编程为：在将命令信号传输到pim之后，接收从ac马达反馈的测量的三相参考定子电流；以及将这些三相参考定子电流变换为dq参考坐标系电压命令信号。将三相参考定子电流变换为dq参考坐标系电压命令信号可包括从静态三相参考坐标系到dq变换模型的旋转正交坐标系的逆变换。
14.对于任何所公开的系统、方法和车辆，马达输出构件包括驱动地联接到ac马达的转子的转子轴。在这种情况下，车辆控制器可被编程为：从附接到转子轴的电子位置传感器接收选定的输出位置。作为又进一步的选项，车辆控制器可被编程为：将ac马达的输出构件的角速度确定为选定的输出位置关于时间的导函数。可由马达控制系统的命令生成模型和电流调节器模块采用ac马达的输出构件的角速度，以当车辆不在静止模式下操作时管控马达的操作。
15.本发明提供以下技术方案：1. 一种利用功率逆变器模块（pim）来操作机动车辆的交流（ac）马达的方法，所述方法包括：经由车辆控制器，接收在静止模式下操作所述机动车辆的模式请求；经由所述车辆控制器，接收温度请求，所述温度请求包括在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间要由所述ac马达生成马达废热；经由所述车辆控制器，确定偏移的马达扭矩，以在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间生成所述马达废热并将所述ac马达的马达输出构件保持在选定的输出位置处；确定所述ac马达的直接正交（dq）变换模型；经由所述车辆控制器，基于所述偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别位于所述dq变换模型的不同的第一dq操作象限和第二dq操作象限中；以及经由所述车辆控制器，向所述pim传输命令信号以基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹将电流传输到所述ac马达。
16.2. 根据方案1所述的方法，其中，选择所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹包括：确定所述ac马达的最大电流幅值；以及基于所述最大电流幅值将所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹计算为在所述dq变换模型的平面中的投影。
17.3. 根据方案2所述的方法，其中，确定所述最大电流幅值包括：接收所述ac马达和/或所述pim的操作温度数据；以及根据所述操作温度数据和所述选定的输出位置来预测所述最大电流幅值。
18.4. 根据方案2所述的方法，其中，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别被计算为和，其中：其中：
其中tq是偏移的马达扭矩；β是电流角；id是d轴电流；iq是q轴电流；pp是所述ac马达中的极对数目；λd是d轴磁链；λq是q轴磁链；并且i
ss
是电流幅值。
19.5. 根据方案1所述的方法，其进一步包括：基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹来生成dq参考坐标系电压命令信号；将所述dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号；以及基于所述多相电压命令信号来确定一组脉宽调制（pwm）控制命令，其中，所述命令信号包括所述一组pwm控制命令。
20.6. 根据方案5所述的方法，其中，生成所述dq参考坐标系电压命令信号包括：基于从所述ac马达反馈的测量的三相参考定子电流来确定参考坐标系反馈电流信号；将dq电流轨迹误差计算为所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹以及所述参考坐标系反馈电流信号的数学求和；以及基于所述dq电流轨迹误差将所述dq参考坐标系电压命令信号计算为所述ac马达的稳态操作的时间函数。
21.7. 根据方案6所述的方法，其中，将所述dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号包括从所述dq变换模型的旋转正交坐标系到静态三相参考坐标系的逆变换。
22.8. 根据方案6所述的方法，其中，确定所述一组pwm控制命令包括：基于与预定义的pwm周期相关联的占空比来生成多个开关矢量信号。
23.9. 根据方案1所述的方法，其中，所述命令信号包括脉宽调制（pwm）开关频率，所述pwm开关频率是通过在所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹之间以及在所述dq变换模型的所述第一dq操作象限和所述第二dq操作象限之间来回振荡来得到的。
24.10. 根据方案1所述的方法，其进一步包括：在将所述命令信号传输到所述pim之后，接收从所述ac马达反馈的测量的三相参考定子电流；以及将所述三相参考定子电流变换为dq参考坐标系电压命令信号。
25.11. 根据方案10所述的方法，其中，将所述三相参考定子电流变换为所述dq参考坐标系电压命令信号包括从静态三相参考坐标系到所述dq变换模型的旋转正交坐标系的逆变换。
26.12. 根据方案1所述的方法，其中，所述马达输出构件包括转子轴，所述方法进一步包括：经由所述车辆控制器，从附接到所述转子轴的电子位置传感器接收所述选定的输出位置。
27.13. 根据方案12所述的方法，其进一步包括：将所述ac马达的角速度确定为所述选定的输出位置关于时间的导函数。
28.14. 一种非暂时性计算机读介质，其存储能够由机动车辆的车辆控制器的一个或多个处理器执行的指令，所述机动车辆包括连接到功率逆变器模块（pim）的交流（ac）马达，所述指令在被执行时使所述车辆控制器执行操作，所述操作包括：接收在静止模式下操作所述机动车辆的模式请求；
接收温度请求，所述温度请求包括在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间要由所述ac马达生成马达废热；确定偏移的马达扭矩，以在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间生成所述马达废热并将所述ac马达的马达输出构件保持在选定的输出位置处；确定所述ac马达的直接正交（dq）变换模型；基于所述偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别位于所述dq变换模型的第一dq操作象限和第二dq操作象限中；以及向所述pim传输命令信号以基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹将电流传输到所述ac马达。
29.15. 一种机动车辆，其包括：车辆车身；多个道路车轮，其附接到所述车辆车身；交流（ac）马达，其附接到所述车辆车身并且能够操作以驱动所述道路车轮中的一个或多个，由此推进所述机动车辆；电池组，其附接到所述车辆车身并且能够操作来为所述ac马达供电；功率逆变器模块（pim），其将所述电池组电连接到所述ac马达并且能够操作以将直流（dc）电力转换为交流（ac）电力；以及车辆控制器，其被编程为：接收在静止模式下操作所述机动车辆的模式请求；接收温度请求，所述温度请求包括在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间要由所述ac马达生成马达废热；确定偏移的马达扭矩，以在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间生成所述马达废热并将所述ac马达的马达输出构件保持在选定的输出位置处；确定所述ac马达的直接正交（dq）变换模型；基于所述偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别位于所述dq变换模型的不同的第一dq操作象限和第二dq操作象限中；以及向所述pim传输命令信号以基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹将电流传输到所述ac马达。
30.16. 根据方案15所述的机动车辆，其中，选择所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹包括：确定所述ac马达的最大电流幅值；以及基于所述最大电流幅值将所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹计算为在所述dq变换模型的平面中的投影。
31.17. 根据方案16所述的机动车辆，其中，确定所述最大电流幅值包括：接收所述ac马达和/或所述pim的操作温度数据；以及根据所述操作温度数据和所述选定的输出位置来预测所述最大电流幅值。
32.18. 根据方案15所述的机动车辆，其中，所述车辆控制器进一步被编程为：
基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹来生成dq参考坐标系电压命令信号；将所述dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号；以及基于所述多相电压命令信号来确定一组脉宽调制（pwm）控制命令，其中，所述命令信号包括所述一组pwm控制命令。
33.19. 根据方案15所述的机动车辆，其中，所述命令信号包括脉宽调制（pwm）开关频率以在所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹之间以及在所述dq变换模型的所述第一dq操作象限和所述第二dq操作象限之间来回振荡。
34.20. 根据方案15所述的机动车辆，其中，所述车辆控制器进一步被编程为：在将所述命令信号传输到所述pim之后，接收从所述ac马达反馈的测量的三相参考定子电流；以及将所述三相参考定子电流变换为dq参考坐标系电压命令信号。
35.以上发明内容并非旨在表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，前面的发明内容仅仅提供了本文中所阐述的新颖构思和特征中的一些的举例说明。当结合附图和所附权利要求书理解时，从对用于实施本公开的所图示的示例和代表性模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。
附图说明
36.图1是根据所公开构思的各方面的用于在静止车辆操作期间的智能马达控制和主动热管理的代表性机动车辆的局部示意性、侧视图图示，该机动车辆具有电气化动力总成、牵引电池组、以及车内控制器、感测装置和通信装置的网络。
37.图2是根据本公开的各方面的代表性dq参考坐标系绘图，其对多相牵引马达的输入电流进行数学建模。
38.图3图示了图2的dq参考坐标系绘图的三个代表性时域绘图，其示出了在d轴电流矢量id和q轴电流矢量iq在两个马达象限之间振荡并且电流幅值i
ss
在dq平面中每次转变时均保持低于马达的最大电流幅值时偏移的马达扭矩保持为恒定。
39.图4是根据所公开构思的各方面的框图，其示意性地图示了代表性马达控制系统以用于在静止车辆操作期间马达废热的选择性生成和偏移的马达扭矩控制。
40.图5是示意性地图示了图4的代表性静止模式i
dq
生成模块的框图。
41.图6是图示根据所公开构思的各方面的用于将电动牵引马达操作为热发生器以进行对停留车辆的主动热管理的代表性马达控制算法的流程图，该马达控制算法可对应于由常驻或远程控制器、控制逻辑电路、可编程控制单元或其他集成电路（ic）装置或装置的网络可执行的存储器存储的指令。
42.本公开易于作出各种修改和替代形式，并且一些代表性实施例已通过示例的方式在附图中示出并且在本文中将进行详细描述。然而，应理解，本公开的新颖方面不限于上文枚举的附图中所图示的特定形式。相反，本公开将覆盖落入如例如由所附权利要求书涵盖的本公开的范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、排列、分组以及替代方案。
具体实施方式
43.本公开容许以许多不同形式的实施例。本公开的代表性实施例在附图中示出并且将在本文中进行详细描述，应理解这些实施例被提供作为所公开的原理的举例说明，对本公开的广泛方面无限制。在一定程度上，例如在摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述的、但权利要求书中并未明确阐述的元件和限定不应单个地或共同地通过隐含、推断或其他方式并入到权利要求书中。
44.为了本具体实施方式的目的，除非明确地放弃保护，否则：单数包括复数且反之亦然；词语“和”和“或”应两者都为合取的和析取的；词语“任何”和“所有”应两者都意指“任何和所有”；并且词语“包括”、“包含”、“包括”、“具有”等应各自意指“包括但不限于”。此外，例如，诸如“约”、“几乎”、“基本上”、“大致”、“大约”等近似词语各自在本文中可在“为、接近或几乎接近为”或“在
……
0％到5％内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上使用。最后，方向性形容词和副词（诸如，前侧、后侧、内侧、外侧、右舷、左舷、竖直、水平、向上、向下、前、后、左、右等）可相对于机动车辆，诸如当机动车辆操作性地定向在水平驾驶表面上时该车辆的向前驾驶方向。
45.现在参考附图，其中，相似的附图标记贯穿若干视图指代相似的特征，图1中示出了代表性汽车，其总体上以10标示并且为了讨论的目的而被描绘为轿车式电动驱动乘用车辆。所图示的汽车10（本文中也简称为“机动车辆”或简称“车辆”）仅仅是示例性应用，利用该应用可实践本公开的新颖方面。同样地，将本构思结合到fev动力总成中也应被理解为所公开特征的非限制性实施方式。因而，将理解，本公开的各方面和特征可应用于其他动力总成架构，结合到任何逻辑相关类型的机动车辆中，并且同样地用于汽车应用和非汽车应用两者。此外，本文中仅示出并以附加细节描述了机动车辆和马达控制系统的选定部件。尽管如此，下文所讨论的车辆和系统可包括众多附加和替代特征、以及其他可用的外围部件，以用于实施本公开的各种方法和功能。
46.图1的代表性车辆10最初配备有车辆电信和信息（“远程信息处理”）单元14，该单元例如经由蜂窝塔、基站、移动交换中心、卫星服务等与远程定位或“非车载”的云计算主机服务24（例如，onstar
®
）无线通信。图1中通常所示的其他车辆硬件部件16中的一些作为非限制性示例包括以下各者：电子视频显示装置18、麦克风28、音频扬声器30和各种各样的用户输入控件32（例如，按钮、旋钮、踏板、开关、触摸板、操纵杆、触摸屏等）。这些硬件部件16部分地充当人/机接口（hmi），其使用户能够与远程信息处理单元14以及常驻到车辆10和远离该车辆的其他部件通信。麦克风28向车辆乘员提供用以输入口头或其他听觉命令的器件；车辆10可配备有利用音频过滤、编辑和分析模块的嵌入式语音处理单元。相反，扬声器30向车辆乘员提供听觉输出，并且可以是专用于与远程信息处理单元14一起使用的独立扬声器抑或可以是音频系统22的一部分。音频系统22操作性地连接到网络连接接口34和音频总线20，以经由一个或多个扬声器部件来接收模拟信息，从而将其呈现为声音。
47.通信地联接到远程信息处理单元14的是网络连接接口34，其合适的示例包括双绞线/光纤以太网交换机、并行/串行通信总线、局域网（lan）接口、控制器局域网（can）接口等。其他适当的通信接口可包括符合iso、sae和/或ieee标准和规范的通信接口。网络连接接口34使车辆硬件16能够彼此以及与各种系统和子系统发送和接收信号，这些系统和子系统既是车辆车身12车载的，又是车辆车身12非车载的。这允许车辆10执行各种各样的车辆
76可具有gps收发器和rf能力，并且可封装在电池模块壳体上或电池模块壳体中。电池模块电池单体74、cmu 76、壳体、冷却剂管线、母线等共同地限定电池单体模块组件。
53.在机动车辆（诸如，图1的电动驱动车辆10）的操作期间，对多相ac马达（诸如，电动牵引马达78）的基于控制器的管理可实施直接正交（dq）变换（abc-dq），其示例在图2中以100示出，以简化定子和转子联接的多相电路的分析和控制。可采用直接正交模型来数学地描述感应马达在静止和同步参考坐标系两者中的特性。三个ac量——定子电流和转子电流——被变换为两个dc量——和，以便于在二维dq参考坐标系中的计算和相关联的控制。使用该变换来旋转ac波形的参考坐标系，使得它们成为dc信号。可以在dq参考坐标系100中定义马达电流空间矢量，该坐标系具有沿着水平直轴（d轴）101和竖直正交轴（q轴）103的正交分量，使得场磁链沿着d轴对齐并且扭矩分量沿着q轴对齐。在执行计算之后，执行逆变换（dq-abc），以得到用于使功率逆变器模块操作马达的控制命令。磁通命令用于确定dq参考坐标系中的直流控制部分，并且扭矩命令对应于dq参考坐标系中的正交电流控制部分。然后，在执行逆变换之前，可对这些dc量实施简化计算，以恢复实际的三相ac结果。
54.对于静止车辆操作，dq参考坐标系电流矢量（i
dq
）可沿着图2的偏移的马达扭矩线105如下按顺序移动：从dq电流轨迹a到b到c到d到e到f并到g，且然后从g到f到e到d到c到b并到a返回。作为另一个选项，（i
dq
）电流矢量可位于a点上历时第一预定义的时间段，迅速转变到e点，位于e点上历时第二预定义的时间段，且然后迅速转变回到a点。该矢量可在a点和e点（两个不同的电流幅值）之间来回振荡，同时稳定地保持偏移的马达扭矩105。偏移的马达扭矩（tq
off
）可以是可构造的值，它例如取决于期望的nvh水平/极限、马达/驱动单元操作参数/极限、车辆拓扑等。通常，当与ac马达的最大扭矩能力相比时，偏移扭矩是相对小的值（例如，；）。
55.每个dq电流轨迹电流值（i
dq
）的d轴电流值（id）和q轴电流值（iq）是在dq变换模型的平面中的投影，它们可分别被计算为（n = 1, 2, 3
ꢀ…
），其中：其中：其中：此处，tq是偏移的马达扭矩；β是电流角；id是d轴电流；iq是q轴电流；pp是ac马达中的极对数目；λd是d轴磁链；λq是q轴磁链；并且i
ss
是电流幅值。关于用于对ac马达的建模和控制的dq参考坐标系的附加信息可以例如在vinod c. peddi等人的标题为“method and apparatus for operating an electric drive unit”的美国专利申请号17/512,074 a1中找到，该申请通过引用以其全文并处于所有目的并入本文中。
56.图3呈现了反映多相ac马达使用图2的dq参考坐标系绘图100进行的操作的三个代表性时域绘图，即，电磁马达扭矩输出104（牛顿-米（nm））与时间（t）的关系绘图、输入马达电流幅值106（安培（a））与时间（t）的关系绘图、以及dq参考坐标系电流矢量（i
dq
）108（安培（a））与时间（t）的关系绘图。马达扭矩输出104的第一个时域绘图图解地图示了期望的偏移的马达扭矩105，其在静止车辆操作的持续时间内基本上维持为恒定，同时实现由ac马达输
出的期望的废热。当与输入马达电流106和dq参考坐标系电流108的时域绘图并置时，可以看出，该期望的偏移的马达扭矩105保持稳定，同时马达电流幅值（i
ss
）107在参考坐标系象限之间的转变期间只经历轻微的变化，而不超过最大电流幅值（i
ss-热量
）。同时，（i
dq
）电流矢量被示为在dq参考坐标系绘图100的q轴电流矢量（iq）109和d轴电流矢量（id）111之间以及其相关联的马达象限q1和q2（图2）之间来回振荡。i
dq
电流矢量可保持在第一值历时第一持续时间（例如，a点，历时约1.0-2.0秒），快速转变（例如，a点到e点，在约3.5毫秒内），并且保持在第二值历时第二持续时间（例如，e点，历时约1.5-2.5秒）。
57.接下来转向图4，示出了代表性马达控制系统200，其向在静止车辆操作期间由电气化动力总成201的选定部件进行的受控废热生成提供主动热管理。根据所图示的示例，马达控制系统200可体现为专用的马达控制器或控制模块、控制器/模块的网络、或编程到集中式车辆控制器（诸如，图1的cpu 36）中的互相关联的软件模块。如上文在图1的讨论中所述，图4的电气化动力总成201可采用一个或多个多相ac马达或马达发电机单元（mgu）278（诸如，牵引马达78），所述一个或多个多相ac马达或mgu经由一个或多个牵引功率逆变器模块（tpim）280（诸如，功率逆变器80）电连接到可再充电储能系统（诸如，牵引电池组70）。对于混合动力电动应用，（多个）ac马达278将选择性地单独操作以及与内燃发动机（ice）组件（未示出）协作来操作。
58.使用场定向控制（foc）类型的变频驱动器（vfd）定子电流控制，例如，图4的马达控制系统200经由tpim 280来管控ac马达278。如图所示，tpim 280联接到马达的三相（abc）绕组，使得通过调整对tpim 280的电流命令，将从ress输出的dc电压（v
dc
）（例如，高压（hv）dc母线277两端的dc电压）转换为ac电压（v
ac
）。虽然适用于以各种各样的多相构型操作的各种不同的马达架构，但所公开的特征可特别适合于其中ac马达278是三相、永磁（pm）同步马达的应用中。
59.对于三相pm马达构型，ac马达278可经由三个逆变器极281联接到tpim 280；这样做时，马达278基于从tpim 280接收到的三相电流（i
abc
）信号来生成作为扭矩和速度的乘积的机械功率。可使用联接到轴279的电子输出位置传感器282来监控马达输出构件（诸如，转子轴279）的实时角度位置
θe。另外，导函数模块212（其可具有虚拟软件观察器性质）可计算马达输出构件的角位置（
θe）关于时间的导函数以便得到被馈送到命令生成模块214的实时角速度（ωe）。为此，图4的马达控制系统200可包括静止模式idq生成模块202、电流调节器模块204、旋转正交（dq）参考坐标系到静态三相（abc）参考坐标系（dq
→
abc）变换模块206、脉宽调制（pwm）生成模块208和静态三相（abc）参考坐标系到旋转正交（dq）参考坐标系（abc
→
dq）变换模块210、导函数（d/dt）模块212和命令生成模块214。
60.图4的命令生成模块214从各种常驻和/或远程系统和子系统接收各种各样的输入，以便在动态车辆操作期间实施马达控制。根据所图示的示例，命令生成模块214至少接收和处理扭矩命令信号（tq
cmd
）、dc输入电压（v
dc
）和马达输出角速度（ωe），这些可用其他系统参数进行增补。使用这些输入，命令生成模块214生成d轴和q轴电流轨迹坐标——在图4中表示为同步dq参考坐标系电流轨迹命令（i
dq-cmd
）——这些电流轨迹坐标将使ac马达278以期望的角速度（ωe）产生命令的扭矩（tq
cmd
）。此外，dq参考坐标系电流轨迹命令（i
dq-cmd
）有效地使ac马达278生成马达热量，该马达热量可被利用来进行主动热管理和/或对乘客舱的选择性供暖。任何这种热生成均可取决于来自车辆模式管理模块的模式控制信号（s
mc
），
该车辆模式管理模块可从车辆乘员或车辆控制器/模块接收模式请求和热量水平请求。命令生成模块214可使用这些输入来将扭矩命令信号和模式控制信号映射到同步参考坐标系电流轨迹，以实现期望的扭矩目标和热量目标。
61.abc到dq变换利用从ac马达278反馈的测量的三相静止参考坐标系定子电流（i
abc
）信号来进行闭环控制。静态三相（abc
→
dq）参考坐标系变换模块210使用这些三相静止参考坐标系定子电流（i
abc
）来执行abc到dq参考坐标系变换，以将三相静止参考坐标系定子电流（i
abc
）变换为同步参考坐标系反馈电流信号（i
dq
）。静止到同步转换的过程——从两轴正交静止参考坐标系到三相静止参考坐标系的变换——可采用派克变换、克拉克变换、派克和克拉克变换、或类似的合适技术，以将一组dq0旋转参考坐标系信号变换成三相信号。
62.使用闭环反馈控制，求和节点275将dq电流轨迹误差（i
dq-err
）馈送到电流调节器模块204。该dq电流轨迹误差（i
dq-err
）可被计算为同步dq参考坐标系电流轨迹（i
dq-cmd
）信号（其从生成模块202或214输出）和同步dq参考坐标系反馈电流（i
dq
）信号（其从静态三相参考坐标系模块210输出）之间的数学差，以生成同步dq参考坐标系电压命令（v
dq-cmd
）信号。同步dq参考坐标系电压命令（v
dq-cmd
）信号是dc命令，其具有随时间的变化而恒定的值用于稳态操作。由于电流命令是同步参考坐标系中的dc信号，因此当与ac静止参考坐标系电流命令相比时，它们更容易建模和分析。由电流调节器模块204进行的dc电流到电压转换的过程可被实施为比例积分（pi）控制器、基于运算放大器的转换器或其他类似的合适技术。
63.继续参考图4，旋转正交（dq）参考坐标系变换模块206从电流调节器模块206接收同步参考坐标系电压命令信号（v
dq-cmd
），并且基于这些信号来生成静止多相参考坐标系电压命令（v
abc-cmd
）信号（也被称为“相电压信号”或“相电压命令信号”）。这些相电压信号被发送到pwm生成模块208。dq到abc变换可使用逆派克变换、逆克拉克变换、逆派克和克拉克变换、或其他可用的和适当的变换技术来执行。
64.pwm生成模块208通信地联接到tpim 280，并且可操作以用于控制对由电流调节器模块206输出的相电压命令（v
abc-cmd
）信号的脉宽调制。一组开关矢量信号（s
abc
）由pwm生成模块208基于占空比波形生成，这些占空比波形由pwm生成模块208内部地生成以在每个pwm周期期间具有特定占空比。pwm生成模块208基于占空比波形和dc输入电压（v
dc
）来修改相电压命令（v
abc-cmd
）信号以生成开关矢量信号（s
abc
），并将该开关矢量信号提供给tpim 280。在pwm生成模块208中实施的特定调制算法可包括连续pwm（cpwm）技术（例如，空间矢量pwm（svpwm）技术）、非连续pwm（dpwm）技术、以及其他可用的信号调制算法，以创建基于dc输入电压（v
dc
）以不同角速度来驱动ac马达278的ac波形。对于至少一些应用，可能期望采用当与dpwm相比时具有更高开关损耗且因此更大的热生成量的cpwm技术。
65.在pwm生成模块208中实施的开关频率可根据各种控制目标和效率权衡而为固定的或可变的。例如，较高的开关频率可能导致在tpim 280的igbt或其他功率开关中较高的开关损耗且因此较大的热生成量。虽然可能通常期望最小化开关损耗，例如，在正常的动态车辆操作期间，但在热生成量是期望的控制目标的情况下（例如，在主动式供暖的静止车辆操作期间），可有利地采用较高的开关频率。在这方面，经由pwm生成模块208的tpim 280的基线操作可利用dpwm在相对低的开关频率（例如，10-12 khz）下进行，尤其是当整体效率是控制目标时。然而，在附加的热生成量是期望的目标的情况下，可采用较高的开关频率（例如，20 khz或更高）、替代性pwm调制技术，诸如，svpwm。
66.开关矢量信号（s
abc
）控制tpim 280中的开关的开关状态，以在ac马达278的每个相绕组处生成相应的相电压。开关矢量信号（s
abc
）可体现为在每个pwm周期期间具有预定义的占空比的pwm波形，该预定义的占空比由在pwm生成模块208处内部地生成的占空比波形来确定。ac马达278接收由tpim 280产生的三相电压信号，并在命令的扭矩（tq
cmd
）下生成机器输出。
67.图4的静止模式i
dq
生成模块202从各种车辆系统和子系统接收各种各样的输入，以便在静态车辆操作期间（例如，接通事件、停放的车辆充电、交通标志/信号灯停止等）期间实施马达控制。作为非限制性示例，智能马达控制系统200可通过以下各者从人类或基于控制器的驱动程序接收在静止模式下操作主车辆的模式请求：电子换挡器（例如，prndl旋钮）、动力总成控制模块（pcm）和/或电子制动控制模块（ebcm）。当车辆处于静止并且请求热量时，静止模式i
dq
生成模块202可被使用；控制开关273响应地不占用命令生成模块214并伴随地使用静止模式i
dq
生成模块202，这在下文对图5和图6的讨论中进一步详细解释。同时，静止模式i
dq
生成模块202可将pwm类型和pwm开关频率f
sw
超控225（图5）传输到pwm生成模块208。
68.根据所图示的示例，静止模式i
dq
生成模块202接收和处理马达偏移扭矩命令（tq
cmd
）、dc输入电压（v
dc
）、热输入命令（t
in-cmd
）和马达输出角位置（
θe），这些可用其他系统参数进行增补。使用这些输入，生成模块202识别具有对应的数组d轴和q轴电流轨迹坐标的同步dq参考坐标系电流轨迹命令（i
dq-cmd
），这些电流轨迹坐标将使ac马达278产生请求的偏移扭矩（tq
off-cmd
），同时维持期望的角位置（
θe）。此外，dq参考坐标系电流轨迹命令（i
dq-cmd
）有效地使ac马达278生成马达热量，该马达热量可被利用来在车辆不移动时进行主动热管理和/或对乘客舱的选择性供暖。生成模块202可使用这些输入来将扭矩命令信号和模式控制信号映射到同步参考坐标系电流轨迹，以实现期望的扭矩目标和热量目标。
69.接下来转向图5，当图4的静止模式i
dq
生成模块202在静止车辆操作期间被使用时，经由热输入处理模块220来接收热输入
ƭ
信号。该热输入
ƭ
信号可指示针对使用传感器或观察器来监控的选定的车内装置的温度测量值，以提供闭环反馈控制来调整电流幅值和pwm类型/开关频率。热输入
ƭ
信号的处理可基于有源部件（诸如，逆变器的igbt/二极管和马达的定子和转子）和/或无源部件（诸如，母线、dc母线电容器等）的实时温度的系统内温度传感器或虚拟估计器。热输入
ƭ
信号与由监督控制器输出的热请求信号不同，该监督控制器允许系统与设定处于静止模式的主车辆接合并向其提供热量。处理后的热请求（t）被传递到电流极限确定模块222。使用处理后的热请求（t）和马达输出构件的角度位置（
θee
），电流极限确定模块222动态地估计预测的电流极限，例如基于有源/无源装置的温度额定值的知识。
70.电流极限确定模块222将电流幅值（i
ss
）输出到初始索引映射模块224。图5的初始索引映射模块224实施图1的dq参考坐标系100中的电流轨迹，以得到起始索引和结束索引。初始索引映射模块224可被编程到查找表中并被编入索引，在图5中统称为221。例如，图1的a点对应于外电流极限环113；在这种情况下，索引值223可为1。系统可在轨迹上逐渐“行走”到g点，g点也在外电流极限环113上并且可以是对应于偏移的马达扭矩105的最后一个索引。可通过使用计数器递增计数或递减计数来从查找表中检索整条轨迹。在图1的每个偏移扭矩的每个电流轨迹被编程到查找表（lut）中并被索引的情况下，递增/递减计数器模块
226对索引进行递增或递减计数以便走过电流轨迹，并输出对应的索引指定符。
71.静止模式i
dq
生成模块202利用该索引指定符来然后识别同步dq参考坐标系电流轨迹命令（i
dq-cmd
）的d轴电流命令（i
d-cmd
）值和q轴电流命令（i
q-cmd
）值。在图5中，一组d轴电流id值和一组q轴电流iq可各自分别存储为预编程的查找表228和230，其中被索引的命令捕获电流的轨迹。d轴电流命令（i
d-cmd
）可被检索为，而q轴电流命令（i
q-cmd
）可被检索为。
72.作为又进一步的选项，静止模式i
dq
生成模块202可采用pwm类型和f
sw
确定模块232，该pwm类型和f
sw
确定模块接收从电流极限确定模块222输出的电流幅值（i
ss
）并根据该电流幅值来确定最佳pwm类型和pwm开关频率以便在静止车辆操作期间生成马达废热同时保持偏移的马达扭矩。基于由热输入处理模块220处理的热信息和供装置使用的可获得的电流，可以动态地调整期望的pwm类型和期望的pwm开关频率。作为非限制性示例，当选定的热生成装置较冷且电流极限较高时，系统可采用较高的开关频率（例如，f
sw = ~20 khz至30 khz）和svpwm类型调制。当选定的热生成装置较热时，可调整电流极限，同时降低开关频率（例如，f
sw = ~ 10khz）并利用dpwm进行操作。
73.接下来参考图6的流程图，总体上以300描述了根据本公开的各方面的用于将电动牵引马达（诸如，图1的马达78和图4的马达278）操作为热发生器以进行对停留车辆（诸如，图1的车辆10）的主动热管理的改进的方法或控制策略。图6中所图示且下文进一步详细描述的操作中的一些或全部可代表对应于处理器可执行指令的算法，这些处理器可执行指令存储在例如主或辅助或远程存储器（例如，图1的存储器装置38）中并且例如由电子控制器、处理单元、逻辑电路、或者其他模块或装置或模块/装置（例如，cpu 36和/或主机计算服务24）的网络执行，以执行上文和下文所描述的与所公开构思相关联的功能中的任何一个或全部。应认识到，可改变所图示的操作块的执行顺序，可添加附加的操作块，并且可修改、组合或消除所描述的操作中的一些。
74.方法300在开始（start）终端块301处开始，其中存储器存储的、处理器可执行指令用于可编程控制器或控制模块或类似地合适的处理器以调用用于马达控制协议的初始化过程。可实时地、近实时地、连续地、系统地、偶发地和/或以规则的间隔（例如，在机动车辆10的正常和持续操作期间每10或100毫秒）执行该例程。作为又一选项，终端块301可响应于用户命令提示、常驻车辆控制器提示或从“非车载”集中式车辆服务系统（例如，主机计算服务24）接收到的广播提示信号进行初始化。在完成图6中所呈现的控制操作时，方法300可前进到停止（stop）终端块311并暂时终止，或者可选地，可循环返回到终端块301并以连续循环运行。
75.方法300从start终端块301前进到系统输入过程块303以处理一组系统输入。这些系统输入可包括上文关于图1-5所描述的任何相关选项。在更具体但非限制性示例中，方法300可处理热输入
ƭ
、热请求（例如，热输入命令（t
in-cmd
））、扭矩偏移请求（例如，马达偏移扭矩命令（tq
cmd
））、静止车辆操作模式请求（例如，模式控制信号（s
mc
））、期望的转子位置（例如，马达输出角位置（
θe））、或选定的输入的任何组合。使用这些处理后的输入，图6的方法300在电流极限确定块305处估计预测的电流极限，该电流极限确定块在操作上可类似于图5的电流极限确定模块222。
76.在确定电流极限时，方法300确定最佳的pwm类型和pwm开关频率，如由pwm类型和fsw
确定块307所指示的。自此，在静止i
dq
命令生成块309处得到dq参考坐标系电流矢量（i
dq
）的一组d轴和q轴电流值。过程块307和309在操作上可分别类似于pwm类型和f
sw
确定模块232以及静止模式i
dq
生成模块202。
77.所公开构思的一些附随的优点包括在dq平面中的可构造的电流轨迹，该可构造的电流轨迹能够实现在静止车辆操作期间以偏移扭矩操作ac马达并且跨越逆变器的开关装置具有更好的热分布。每个马达象限中的可构造的电流振幅可为电热式发生器提供改善的热生成和热分布。此外，随时间的变化而可构造的电流极限在电气化动力总成实现快速热生成。根据转子位置而可构造的电流极限提供了在逆变器装置上的改善的热分布。附加地，可构造的扭矩偏移有助于将马达的轴保持在预定义的位置处，以增加nvh缓解。最后，可调整的pwm类型和可调整的pwm开关频率可有助于优化热生成，例如用于主动热管理。
78.在一些实施例中，可通过计算机可执行的指令程序（诸如，程序模块）来实施本公开的各方面，该指令程序通常被称为由本文中所描述的控制器或控制器变型中的任何一个执行的软件应用或应用程序。在非限制性示例中，软件可包括执行特定任务或实施特定数据类型的例程、程序、对象、部件和数据结构。软件可形成接口以允许计算机根据输入源做出反应。软件还可与其他代码段协作以响应于结合接收数据源所接收到的数据来起始各种任务。软件可存储在各种存储器介质中的任何一种上，诸如cd-rom、磁盘和半导体存储器（例如，各种类型的ram或rom）。
79.此外，可利用各种计算机系统和计算机网络构型来实践本公开的各方面，这些计算机系统和计算机网络构型包括多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子设备、小型计算机、大型计算机等。另外，可在分布式计算环境中实践本公开的各方面，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络链接的常驻和远程处理装置来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可位于包括存储器存储装置的本地和远程两种计算机存储介质中。因此，可在计算机系统或其他处理系统中连同各种硬件、软件或其组合来实施本公开的各方面。
80.本文中所描述的方法中的任一种均可包括机器可读指令以供由以下各者执行：（a）处理器，（b）控制器、和/或（c）任何其他合适的处理装置。本文中所公开的任何算法、软件、控制逻辑、协议或方法均可体现为存储在诸如以下各者的有形介质上的软件：例如，快闪存储器、固态驱动（ssd）存储器、硬盘驱动（hdd）存储器、cd-rom、数字通用光盘（dvd）、或其他存储器装置。完整的算法、控制逻辑、协议或方法和/或其部分可替代地由除控制器以外的装置执行和/或以可获得的方式体现在固件或专用硬件中（例如，由专用集成电路（asic）、可编程逻辑装置（pld）、现场可编程逻辑装置（fpld）、离散逻辑等实施）。进一步地，虽然可参考本文中所描绘的流程图和/或工作流程图来描述具体算法，但是可替代地使用许多其他方法来实施示例机器可读指令。
81.已参考所图示的实施例来详细描述本公开的各方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下可对其进行许多修改。本公开不限于本文中所公开的精确构造和组成；从前述描述显而易见的任何和所有修改、改变和变化均在如由所附权利要求书限定的本公开的范围内。此外，本构思明确地包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。

技术特征：
1.一种利用功率逆变器模块（pim）来操作机动车辆的交流（ac）马达的方法，所述方法包括：经由车辆控制器，接收在静止模式下操作所述机动车辆的模式请求；经由所述车辆控制器，接收温度请求，所述温度请求包括在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间要由所述ac马达生成马达废热；经由所述车辆控制器，确定偏移的马达扭矩，以在所述机动车辆在所述静止模式下操作期间生成所述马达废热并将所述ac马达的马达输出构件保持在选定的输出位置处；确定所述ac马达的直接正交（dq）变换模型；经由所述车辆控制器，基于所述偏移的马达扭矩来选择第一dq电流轨迹和第二dq电流轨迹，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别位于所述dq变换模型的不同的第一dq操作象限和第二dq操作象限中；以及经由所述车辆控制器，向所述pim传输命令信号以基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹将电流传输到所述ac马达。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹包括：确定所述ac马达的最大电流幅值；以及基于所述最大电流幅值将所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹计算为在所述dq变换模型的平面中的投影。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述最大电流幅值包括：接收所述ac马达和/或所述pim的操作温度数据；以及根据所述操作温度数据和所述选定的输出位置来预测所述最大电流幅值。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹分别被计算为和，其中：其中：其中：其中tq是偏移的马达扭矩；β是电流角；i
d
是d轴电流；i
q
是q轴电流；pp是所述ac马达中的极对数目；λ
d
是d轴磁链；λ
q
是q轴磁链；并且i
ss
是电流幅值。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：基于所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹来生成dq参考坐标系电压命令信号；将所述dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号；以及基于所述多相电压命令信号来确定一组脉宽调制（pwm）控制命令，其中，所述命令信号包括所述一组pwm控制命令。6.根据权利要求5所述的方法，其中，生成所述dq参考坐标系电压命令信号包括：基于从所述ac马达反馈的测量的三相参考定子电流来确定参考坐标系反馈电流信号；将dq电流轨迹误差计算为所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹以及所述参考
坐标系反馈电流信号的数学求和；以及基于所述dq电流轨迹误差将所述dq参考坐标系电压命令信号计算为所述ac马达的稳态操作的时间函数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述dq参考坐标系电压命令信号变换为多相电压命令信号包括从所述dq变换模型的旋转正交坐标系到静态三相参考坐标系的逆变换。8.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述一组pwm控制命令包括：基于与预定义的pwm周期相关联的占空比来生成多个开关矢量信号。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述命令信号包括脉宽调制（pwm）开关频率，所述pwm开关频率是通过在所述第一dq电流轨迹和所述第二dq电流轨迹之间以及在所述dq变换模型的所述第一dq操作象限和所述第二dq操作象限之间来回振荡来得到的。10. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在将所述命令信号传输到所述pim之后，接收从所述ac马达反馈的测量的三相参考定子电流；以及将所述三相参考定子电流变换为dq参考坐标系电压命令信号。

技术总结
呈现了用于在静止车辆操作期间生成马达热量同时保持偏移的马达扭矩的马达控制系统、车辆和方法。一种操作AC马达的方法包括常驻或远程车辆控制器接收在静止模式下操作车辆的模式请求、以及温度请求，该温度请求包括AC马达在静止操作模式期间生成马达热量。控制器确定偏移的马达扭矩以当在静止模式下操作车辆时生成马达热量并将AC马达的输出构件保持在选定的位置处。使用AC马达的DQ变换模型，控制器基于偏移的马达扭矩来选择多个dq电流轨迹，这些dq电流轨迹位于DQ变换模型的相应的dq操作象限中。然后，控制器基于选定的dq电流轨迹来命令功率逆变器向AC马达传输电流。来命令功率逆变器向AC马达传输电流。来命令功率逆变器向AC马达传输电流。


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：2022.10.17
技术公布日：2023/8/24