專利名稱：用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電動(dòng)機(jī)的控制。更具體來說，本發(fā)明涉及一種啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)(例 如汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用的永磁交流電動(dòng)機(jī))的運(yùn)行的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，技術(shù)進(jìn)步以及對(duì)款式品味上的不斷演化已導(dǎo)致在汽車設(shè)計(jì)方面產(chǎn)生了顯 著變化。這些變化中的一個(gè)變化牽涉到汽車尤其是替代燃料車輛(諸如，混合動(dòng)力車輛、電 動(dòng)車輛、和燃料電池車輛)內(nèi)的電氣系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性。這樣的替代燃料車輛通常 使用電動(dòng)機(jī)，也許會(huì)再結(jié)合另一種致動(dòng)器，來驅(qū)動(dòng)車輪。傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通常包括反饋裝置或者位置傳感器，諸如旋轉(zhuǎn)變壓器 (resolver)或者編碼器，以提供有關(guān)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置的信息。反饋裝置和相關(guān)的接口 電路增加了電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的成本，而這些成本在量大的應(yīng)用(例如汽車生產(chǎn))中會(huì)變成 不希望出現(xiàn)的。另外，位置傳感器及其相關(guān)的線束又增加了車輛中電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性和 裝配時(shí)間。隨著替代燃料車輛生產(chǎn)量的增加，生產(chǎn)商正在日益努力降低汽車成本和減少零部 件數(shù)量。去除電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的反饋裝置，會(huì)顯著降低替代燃料車輛的生產(chǎn)成本。目前，電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛時(shí)常應(yīng)用許多電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，例如電動(dòng)機(jī) 的矢量控制。矢量電動(dòng)機(jī)控制方案是計(jì)算密集型的電動(dòng)機(jī)控制方案，它把三相電動(dòng)機(jī)的相 電壓/相電流繪入二軸坐標(biāo)系中。用于激勵(lì)使用矢量控制方案的電動(dòng)機(jī)的硬件，通常是帶 有例如6個(gè)功率晶體管的三相電源逆變器，所述功率晶體管為給電動(dòng)機(jī)的輸出電壓整形。 矢量控制需要轉(zhuǎn)子位置信息，轉(zhuǎn)子位置信息通常是經(jīng)由反饋裝置或位置傳感器而獲得。最近，已開發(fā)出無傳感器控制算法，該算法不使用位置傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器，而是 利用電動(dòng)機(jī)電壓(給逆變器的命令)和電流(來自電流傳感器的反饋)來估計(jì)電動(dòng)機(jī)的位 置和轉(zhuǎn)速。然而，在開始運(yùn)行時(shí)或者在再起動(dòng)期間，在不測定實(shí)際電動(dòng)機(jī)電壓的情況下，無 法獲得電動(dòng)機(jī)電壓信息。在永磁電動(dòng)機(jī)的情況下，如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速足夠高，則有時(shí)可以通過用模擬電路測 定電動(dòng)機(jī)端子電壓，來確定電動(dòng)機(jī)的位置和轉(zhuǎn)速。然而，由于隔離和可靠性的問題，該方法 有時(shí)并不受青睞。因此，希望提供一種用于在使用了無傳感器控制算法時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的改進(jìn)的 方法和系統(tǒng)。此外，由隨后的詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求，并結(jié)合附圖以及前述的技術(shù)領(lǐng)域和 背景技術(shù)，本發(fā)明的其它期望的特征和特性將會(huì)顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于控制電動(dòng)機(jī)的方法。該電動(dòng)機(jī)包括多個(gè)繞組。每個(gè)繞組聯(lián)接到相 應(yīng)組的第一開關(guān)和第二開關(guān)。各組開關(guān)的第一開關(guān)被同時(shí)激活。當(dāng)各組開關(guān)的第一開關(guān)被 激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行測定。如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制電動(dòng)機(jī)。如果測得的電流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng) 機(jī)控制方法來控制電動(dòng)機(jī)。提供了一種機(jī)器可讀介質(zhì)。該機(jī)器可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其中的一套指令，當(dāng)機(jī)器 執(zhí)行這套指令時(shí)導(dǎo)致一種方法被執(zhí)行。該方法包括同時(shí)激活具有第一開關(guān)和第二開關(guān)的 多組開關(guān)中各組的第一開關(guān)。所述多組開關(guān)聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)中的多個(gè)繞組。電動(dòng)機(jī)還包括定 子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到定子上。各組開關(guān)的第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞 組的電流進(jìn)行監(jiān)測。如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控 制該電動(dòng)機(jī)。如果測得的電流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制該電 動(dòng)機(jī)。提供了一種汽車推進(jìn)系統(tǒng)。該汽車推進(jìn)系統(tǒng)包括具有多個(gè)繞組的電動(dòng)機(jī)；聯(lián)接 到所述電動(dòng)機(jī)上的直流(DC)電壓源；功率逆變器，其具有聯(lián)接到所述繞組及直流電壓源的 多組開關(guān)，所述多組開關(guān)中的各組均具有第一開關(guān)和第二開關(guān)；以及處理器，其可操作地與 電動(dòng)機(jī)、直流電壓源、和功率逆變器通信。處理器被配置成同時(shí)激活所述多組開關(guān)中各組 的第一開關(guān)；當(dāng)所述多組開關(guān)中各組的第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)該多個(gè)繞組的電流進(jìn)行 測定；如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制該電動(dòng)機(jī)； 以及，如果測得的電流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制該電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案方案1. 一種用于控制包括多個(gè)繞組的電動(dòng)機(jī)的方法，每個(gè)所述繞組聯(lián)接到相應(yīng) 組的第一開關(guān)和第二開關(guān)上，所述方法包括同時(shí)激活各組開關(guān)的所述第一開關(guān)；在各組開關(guān)的所述第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行測定；如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng) 機(jī)；和如果測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則根據(jù)第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述 電動(dòng)機(jī)。方案2.如方案1所述方法，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)還包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子 可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述定子上。方案3.如方案2所述方法，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法包括基于第一 電動(dòng)機(jī)位置算法確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置；所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法包括基 于第二電動(dòng)機(jī)位置算法確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置。方案4.如方案3所述的方法，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法基于所述測 得的電流。方案5.如方案4所述的方法，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)位置算法是無傳感器 電動(dòng)機(jī)位置算法。方案6.如方案5所述的方法，還包括如果所述測得的電流在所述預(yù)定的閾值以 上，則在按照所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法控制所述電動(dòng)機(jī)達(dá)預(yù)定的持續(xù)時(shí)間之后，按照所述 第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。方案7.如方案6所述的方法，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法包括基于所 述測得的電流確定在同步參考坐標(biāo)系中的電流角度。
方案8. —種機(jī)器可讀介質(zhì)，其具有存儲(chǔ)在其中的一套指令，當(dāng)機(jī)器執(zhí)行該套指令 時(shí)導(dǎo)致一種方法被執(zhí)行，所述方法包括同時(shí)激活具有第一開關(guān)和第二開關(guān)的多組開關(guān)中各組的第一開關(guān)，所述多組開關(guān) 聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)中的多個(gè)繞組，所述電動(dòng)機(jī)還包括定子和可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述定子上的轉(zhuǎn) 子；在各組開關(guān)的所述第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行監(jiān)測；如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng) 機(jī)；和如果測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述 電動(dòng)機(jī)。方案9.如方案8所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法包 括基于第一電動(dòng)機(jī)位置算法來確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置；所述第二電動(dòng)機(jī)控 制方法包括基于第二電動(dòng)機(jī)位置算法來確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置。方案10.如方案9所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法基 于所述測得的電流。方案11.如方案10所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)位置算法 是無傳感器電動(dòng)機(jī)位置算法。方案12.如方案11所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述方法還包括如果所述 測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則在按照所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法控制所述電動(dòng)機(jī)達(dá) 預(yù)定的持續(xù)時(shí)間之后，根據(jù)所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。方案13.如方案12所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法 包括基于所述測得的電流確定在同步參考坐標(biāo)系中的電流角度。方案14. 一種汽車推進(jìn)系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)，其包括多個(gè)繞組；直流電壓源，其聯(lián)接到所述電動(dòng)機(jī)上；功率逆變器，其包括聯(lián)接到所述繞組和所述直流電壓源上的多組開關(guān)，所述多組 開關(guān)中的各組均包括第一開關(guān)和第二開關(guān)；以及處理器，其可操作地與所述電動(dòng)機(jī)、所述直流電壓源、和所述功率逆變器通信，所 述處理器被配置成同時(shí)激活所述多組開關(guān)中各組的所述第一開關(guān)；在所述多組開關(guān)中各組的所述第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn) 行測定；如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng) 機(jī)；和如果測得的電流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng) 機(jī)。方案15.如方案14所述的汽車推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)還包括定子和 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述定子上。方案16.如方案15所述的汽車推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法包括基于第一電動(dòng)機(jī)位置算法來確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置；所述第二電動(dòng)機(jī) 控制方法包括基于第二電動(dòng)機(jī)位置算法來確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置。方案17.如方案16所述的汽車推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法 基于所述測得的電流。方案18.如方案17所述的汽車推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)位置算法 是無傳感器電動(dòng)機(jī)位置算法。方案19.如方案18所述的汽車推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器被進(jìn)一步配置 成如果所述測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則在按照所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法控制 所述電動(dòng)機(jī)達(dá)預(yù)定的持續(xù)時(shí)間之后，按照所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。方案20.如方案19所述的汽車推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法 包括基于所述測得的電流確定在同步參考坐標(biāo)系中的電流角度。


在下文中將結(jié)合以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中類似的附圖標(biāo)記表示類似的元 件，并且圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示例性汽車的示意圖；圖2是在圖1的汽車內(nèi)的逆變器系統(tǒng)的框圖；圖3是在圖1的汽車內(nèi)的功率逆變器、電壓源、和電動(dòng)機(jī)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的方法的流程圖；以及圖5是用于控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)可以在圖4的方法中實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)描述在性質(zhì)上僅僅是示例性的，并不是意圖限制本發(fā)明或者本發(fā)明的 應(yīng)用和用途。此外，本發(fā)明沒有意圖要受在前述的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容中或者在 以下詳細(xì)描述中所介紹的任何明示或暗示的理論的限制。另外，盡管本文中所示的示意圖 描述了各元件的示例性布置，但在實(shí)際的實(shí)施例中還可以有另外的中間元件、裝置、特征、 或部件。還應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1 圖5僅僅是說明性的，并且可以不按比例繪制。圖1至圖5示出了在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間控制電動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。所述電動(dòng)機(jī) 包括多個(gè)繞組。每個(gè)繞組聯(lián)接到相應(yīng)組第一開關(guān)和第二開關(guān)。各組開關(guān)中的第一開關(guān)被同 時(shí)激活。當(dāng)激活了各組開關(guān)中的第一開關(guān)時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行測定。如果 測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制電動(dòng)機(jī)。如果測得的電 流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)可以包括定子和可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到定子上的轉(zhuǎn)子。第一電動(dòng)機(jī)控制方法可以 包括基于第一電動(dòng)機(jī)位置算法來確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置。第二電動(dòng)機(jī)控制方法可以 包括基于第二電動(dòng)機(jī)位置算法來確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置。正如通常所理解的，第二電 動(dòng)機(jī)位置算法可以基于測得的電流，而第一電動(dòng)機(jī)位置算法可以是無傳感器電動(dòng)機(jī)位置算 法。圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車輛(或者“汽車”)10。汽車10包括底盤12、 車體14、四個(gè)車輪16、和電子控制系統(tǒng)18。車體14布置在底盤12上并且基本上圍封汽車710的其它部件。車體14和底盤12可以共同地形成車架。每個(gè)車輪16在靠近車體14的相 應(yīng)角落處被旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到底盤12上。汽車10可以是眾多不同類型汽車中的任意一種，例如轎車、貨車、卡車、或者運(yùn) 動(dòng)型多用途車(SUV)；并且可以是兩輪驅(qū)動(dòng)OWD)(即，后輪驅(qū)動(dòng)或前輪驅(qū)動(dòng))、四輪驅(qū)動(dòng) (4WD)、或者全輪驅(qū)動(dòng)(AWD)。汽車10還可以包含眾多不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)中的任一種發(fā)動(dòng)機(jī)、 或者其組合，例如以汽油或柴油為燃料的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)、“柔性燃料車輛(FFV) ”發(fā)動(dòng)機(jī)(即， 使用汽油與乙醇的混合物)、以氣體化合物(例如，氫氣和/或天然氣)為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)、燃 燒/電動(dòng)機(jī)混合發(fā)動(dòng)機(jī)(即，例如在混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)中)、和電動(dòng)機(jī)。在圖1所示的示例性實(shí)施例中，汽車10是HEV，并且還包括致動(dòng)器組件20、電池 (或者直流電源)22、功率變換器組件(例如，逆變器或者逆變器組件)24、和散熱器沈。致 動(dòng)器組件20包括燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(或者電動(dòng)機(jī))30。仍然參見圖1，燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀和/或電動(dòng)機(jī)30被集成，使得其中一者或兩者通過 一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸32而機(jī)械聯(lián)接到至少部分的車輪16上。在一個(gè)實(shí)施例中，汽車10是“串 聯(lián)HEV”，在串聯(lián)HEV中燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀并不直接聯(lián)接到變速器上，而是聯(lián)接到發(fā)電機(jī)(未圖 示)上，該發(fā)電機(jī)用于給電動(dòng)機(jī)30提供電力。在另一個(gè)實(shí)施例中，汽車10是“并聯(lián)HEV”， 在并聯(lián)HEV中例如通過使電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀的驅(qū)動(dòng)軸上，而 使燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀直接聯(lián)接到變速器上。散熱器沈在其外部連接到車架，并且盡管未詳細(xì)圖示但在其中包括多個(gè)冷卻通 道，冷卻通道中含有冷卻流體(即，冷卻劑)，例如水和/或乙二醇(即“防凍液”)；并且聯(lián) 接到發(fā)動(dòng)機(jī)觀和逆變器M上。再次參見圖1，在所描述的實(shí)施例中，逆變器M接收冷卻劑并且與電動(dòng)機(jī)30公用 冷卻劑。然而，其它實(shí)施例可以給逆變器對(duì)和電動(dòng)機(jī)30使用分別的冷卻劑。散熱器沈可 以類似地連接到逆變器M和/或電動(dòng)機(jī)30上。電子控制系統(tǒng)18可操作地與致動(dòng)器組件20、高電壓電池22、和逆變器M通信。雖 然未詳細(xì)圖示，但電子控制系統(tǒng)18包括各種傳感器和汽車控制模塊、或者電子控制單元 (ECU)，例如逆變器控制模塊、電動(dòng)機(jī)控制器、和車輛控制器，以及至少一個(gè)處理器和/或存 儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)在其中(或者存儲(chǔ)在另一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中)的用以執(zhí)行下述 過程和方法的指令。參見圖2，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的逆變器控制系統(tǒng)(或者電驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng))34。電壓源逆變器系統(tǒng)34包括可操作地與脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)制器38 (或者脈 沖寬度調(diào)制器)和逆變器M(在其輸出處)通信的控制器36。PWM調(diào)制器38聯(lián)接到門驅(qū) 動(dòng)器39上，門驅(qū)動(dòng)器39轉(zhuǎn)而具有聯(lián)接到逆變器M的輸入的輸入。逆變器M具有聯(lián)接到 電動(dòng)機(jī)30的第二輸出?？刂破?6和PWM調(diào)制器38可以與圖1中所示的電子控制系統(tǒng)18 一體化。圖3更詳細(xì)地示意性示出圖1和圖2中的電池22、逆變器M(或者功率變換器)、 和電動(dòng)機(jī)30。逆變器M包括聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)30的三相電路。更具體地，逆變器M包括開 關(guān)網(wǎng)絡(luò)，該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)具有聯(lián)接到電池22(8卩，電壓源(VDC))的第一輸入和聯(lián)接到電動(dòng)機(jī) 30的輸出。盡管示出了單個(gè)電壓源，但是可以使用帶有2個(gè)串聯(lián)電源的分布式直流鏈接 (distributed DC link)。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的，在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)30是永磁電動(dòng)機(jī)，并 且包括定子組件40 (包括導(dǎo)電線圈或繞組)和轉(zhuǎn)子組件42 (包括鐵磁芯和/或磁體)、以 及變速器和冷卻流體(未圖示)。定子組件40包括多個(gè)(例如，三個(gè))導(dǎo)電線圈或繞組44、 46和48，每個(gè)導(dǎo)電線圈或繞組與電動(dòng)機(jī)30的三相之一相關(guān)聯(lián)，正如通常理解的。轉(zhuǎn)子組件 42包括多個(gè)磁體50并且可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到定子組件40上，正如通常理解的。磁體50可以包 括多個(gè)電磁極(例如，16個(gè)極)，正如通常理解的。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所提供的描述是意 圖作為一類可以使用的電動(dòng)機(jī)的實(shí)例。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括三對(duì)(a、b、和C)對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)30各相的、具有反向并聯(lián)二極管 (即，與各開關(guān)反向并聯(lián))的串聯(lián)開關(guān)。每對(duì)串聯(lián)開關(guān)包括第一開關(guān)或晶體管(即，“高” 開關(guān))52,54和56，具有聯(lián)接到電壓源22的正極上的第一端子；以及第二開關(guān)(即，“低” 開關(guān))58、60和62，具有聯(lián)接到電壓源22的負(fù)極上的第二端子以及聯(lián)接到相應(yīng)的第一開關(guān) 52,54和56的第二端子上的第一端子。正如通常所理解的，每個(gè)開關(guān)52 62可以是單獨(dú)的半導(dǎo)體器件的形式，例如在 形成于半導(dǎo)體(例如硅)基板(例如，芯片模(die))上的集成電路內(nèi)的絕緣柵雙極型晶 體管(IGBT)。如圖所示，二極管64以反向并聯(lián)形態(tài)(即，“回掃(flyback)”或者“續(xù)流 (freewheeling) ”二極管)連接到各個(gè)開關(guān)52 62上。這樣，每個(gè)開關(guān)52 62和各自的 二極管64可以理解成構(gòu)成開關(guān)-二極管對(duì)或組，在所示實(shí)施例中包括六對(duì)或組。仍然參見圖3，逆變器M和/或電動(dòng)機(jī)30包括多個(gè)電流傳感器66，每個(gè)電流傳感 器被配置成檢測流經(jīng)電動(dòng)機(jī)30的繞組44、46和48中的相應(yīng)一個(gè)繞組(和/或流經(jīng)相應(yīng)的 開關(guān)52 62或者二極管64)的電流。在正常運(yùn)行(即，駕駛)期間，參見圖1，通過以交替方式用燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀與電動(dòng) 機(jī)30和/或同時(shí)用燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)觀與電動(dòng)機(jī)30給車輪16提供動(dòng)力，而使汽車10運(yùn)行。為 了給電動(dòng)機(jī)30提供電力，由電池22 (并且，在燃料電池汽車的情況下是燃料電池)向逆變 器M提供直流電，在電力被送至電動(dòng)機(jī)30之前逆變器M把直流電轉(zhuǎn)換成交流電。正如本 領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的，直流電向交流電的轉(zhuǎn)換基本上是通過以“開關(guān)頻率”(例如12千 赫茲(kHz))操作(即，反復(fù)開關(guān))逆變器對(duì)內(nèi)的晶體管來完成的。參見圖2，通?？刂破?6產(chǎn)生用于控制逆變器M的開關(guān)動(dòng)作的脈沖寬度調(diào)制 (PWM)信號(hào)。然后，逆變器對(duì)把？麗信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于操作電動(dòng)機(jī)30的經(jīng)調(diào)制的電壓波形。 在正常運(yùn)行或者前向運(yùn)行期間，圖2的逆變器控制系統(tǒng)34由多個(gè)操作組成，所述操作包括 但不限于接收轉(zhuǎn)矩命令、基于當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和可用電壓把轉(zhuǎn)矩命令轉(zhuǎn)換成電流命令、以及對(duì) 該電流命令執(zhí)行調(diào)節(jié)。電流調(diào)節(jié)器(未圖示)的輸出是產(chǎn)生請(qǐng)求電流所需的輸出電壓。PWM 調(diào)制器38和門驅(qū)動(dòng)器39產(chǎn)生所必需的門脈沖(或占空比)，該門脈沖(或占空比)被送至 逆變器M，以控制電動(dòng)機(jī)30到期望的轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩。前向控制路徑可以采用另外的考慮 因素，例如系統(tǒng)溫度、限制、以及另外的給整體系統(tǒng)控制的有關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和可用性方面的 通訊或反饋。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行被啟動(dòng)(或者重置)時(shí)，在逆變器M內(nèi)產(chǎn) 生“三相短路”。在三相短路期間，對(duì)流經(jīng)電動(dòng)機(jī)繞組的電流進(jìn)行監(jiān)測。如果電流在預(yù)定的 閾值以下，則確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(即，轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的旋轉(zhuǎn)速率)為低轉(zhuǎn)速。在這種情況 下，正如通常所理解的，然后可以利用例如無傳感器控制算法來執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的“正?！边\(yùn)行和/或控制。如果在三相短路期間電流在預(yù)定的閾值以上，則確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是相對(duì)較高 的。在這種情況下，正如通常所理解的，利用在同步參考坐標(biāo)系(即，d_q坐標(biāo)系)中的電 流角度來計(jì)算電動(dòng)機(jī)(即，轉(zhuǎn)子)的初始位置和轉(zhuǎn)速。在預(yù)定量的時(shí)間之后，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行 和/或控制然后切換到正常運(yùn)行狀態(tài)(例如，使用無傳感器算法)。應(yīng)當(dāng)指出的是，假設(shè)永磁電動(dòng)機(jī)的短路電流小于永磁轉(zhuǎn)子的退磁電流水平。這樣， 電動(dòng)機(jī)端子可以短路比定子的時(shí)間常數(shù)更長的時(shí)間段。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，所述電動(dòng)機(jī)的電壓方程式可以表示為
權(quán)利要求
1.一種用于控制包括多個(gè)繞組的電動(dòng)機(jī)的方法，每個(gè)所述繞組聯(lián)接到相應(yīng)組的第一開 關(guān)和第二開關(guān)上，所述方法包括同時(shí)激活各組開關(guān)的所述第一開關(guān)；在各組開關(guān)的所述第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行測定； 如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)；禾口如果測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則根據(jù)第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)還包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可旋 轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述定子上。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法包括基于第一電動(dòng) 機(jī)位置算法確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置；所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法包括基于第 二電動(dòng)機(jī)位置算法確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法基于所述測得的 電流。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)位置算法是無傳感器電動(dòng) 機(jī)位置算法。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括如果所述測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則 在按照所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法控制所述電動(dòng)機(jī)達(dá)預(yù)定的持續(xù)時(shí)間之后，按照所述第一電 動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二電動(dòng)機(jī)位置算法包括基于所述測 得的電流確定在同步參考坐標(biāo)系中的電流角度。
8.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其具有存儲(chǔ)在其中的一套指令，當(dāng)機(jī)器執(zhí)行該套指令時(shí)導(dǎo)致一 種方法被執(zhí)行，所述方法包括同時(shí)激活具有第一開關(guān)和第二開關(guān)的多組開關(guān)中各組的第一開關(guān)，所述多組開關(guān)聯(lián)接 到電動(dòng)機(jī)中的多個(gè)繞組，所述電動(dòng)機(jī)還包括定子和可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述定子上的轉(zhuǎn)子； 在各組開關(guān)的所述第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行監(jiān)測； 如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)；和如果測得的電流在所述預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第一電動(dòng)機(jī)控制方法包括基 于第一電動(dòng)機(jī)位置算法來確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置；所述第二電動(dòng)機(jī)控制方法 包括基于第二電動(dòng)機(jī)位置算法來確定所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子的位置。
10.一種汽車推進(jìn)系統(tǒng)，包括 電動(dòng)機(jī)，其包括多個(gè)繞組；直流電壓源，其聯(lián)接到所述電動(dòng)機(jī)上；功率逆變器，其包括聯(lián)接到所述繞組和所述直流電壓源上的多組開關(guān)，所述多組開關(guān) 中的各組均包括第一開關(guān)和第二開關(guān)；以及處理器，其可操作地與所述電動(dòng)機(jī)、所述直流電壓源、和所述功率逆變器通信，所述處 理器被配置成同時(shí)激活所述多組開關(guān)中各組的所述第一開關(guān)；在所述多組開關(guān)中各組的所述第一開關(guān)被激活時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行測定；如果測得的電流在預(yù)定的閾值以下，則按照第一電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)；和如果測得的電流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制所述電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的方法和系統(tǒng)。具體地，提供了一種用于控制電動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)。所述電動(dòng)機(jī)包括多個(gè)繞組。每個(gè)繞組聯(lián)接到相應(yīng)組的第一開關(guān)和第二開關(guān)上。同時(shí)激活各組開關(guān)的第一開關(guān)。當(dāng)激活了各組開關(guān)的第一開關(guān)時(shí)，對(duì)流經(jīng)所述多個(gè)繞組的電流進(jìn)行測定。如果測定的電流在預(yù)定的閾值以下，則根據(jù)第一電動(dòng)機(jī)控制方法控制電動(dòng)機(jī)。如果測定的電流在預(yù)定的閾值以上，則按照第二電動(dòng)機(jī)控制方法來控制電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02P23/00GK102055403SQ20101052589
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者B·A·維奇科, J·詹, N·R·帕特, S·E·舒爾滋, Y·C·宋 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司