用于电动马达转矩监测的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于电动马达转矩监测的方法和设备。提供了用于监测由电动马达产生的实现了的马达转矩的方法和设备。方法包括：当马达速度不高于第一预先确定的阈值时，基于电动马达的转子位置和电动马达的相电流确定实现了的马达转矩；当马达速度高于第一预先确定的阈值时，基于供给到电动马达的损失补偿功率确定实现了的马达转矩；将实现了的马达转矩与转矩命令对比；和当实现了的马达转矩不在转矩命令的预先确定的裕量内则指示故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 一 般地涉及电动马达，且更特定地涉及用于监测电动马达转 矩的方法和设备。
技术介绍
电动马达(例如永磁同步马达)使用在多种应用中，包括车辆应用。 在混合动力车辆开发中，电动马达是混合动力动力总成系统的基本部 件。除多种功能外，电动马达是转矩源。例如，马达可以运行以产生正 转矩来以马达才莫式驱动车辆。马达也可以运行以产生负转矩而用于以发 电模式生成能量。电动马达的实际转矩输出不必需对应于希望的或命令的转矩，且因 此影响了转矩完整性。例如，电动马达可以产生具有命令的转矩相反的 极性的转矩输出。命令的转矩值可以与电动马达的实际转矩输出比较， 以确定是否超过用于控制的阈值。然而，多个变量(例如，测量的马达 转速、对于损失有贡献的状况，感测到的转子位置等)可能影响对实际 转矩输出的确定。因此，希望的是提供用于监测电动马达转矩的方法和系统。另外， 希望的是提供用于检测混合动力车辆的马达转矩完整性的方法和系统。 此外，本专利技术的其他合适的特点和特征将,人随后的详细描述和附带的权 利要求中结合附图和前述的
和
技术介绍
变得显见。
技术实现思路
提供了用于监测由电动马达产生的马达转矩的方法和设备。在 一 个 实施例中，提供了用于监测由电动马达响应于转矩命令而产生的实现了的马达转矩的方法。电动马达在马达速度下可运行。方法包括当马达 速度不高于第一预先确定的阔值时基于电动马达的转子位置和电动马 达的相电流确定实现了的马达转矩，当马达速度高于第 一预先确定的阈 值时基于供给到电动马达的损失补偿功率确定实现了的马达转矩，将实 现了的马达转矩与转矩命令对比，和当实现了的马达转矩不在转矩命令的预先确定的裕量内则指示故障。在另 一个实施例中，提供了用于监测由电动马达响应于转矩命令而 产生的实现了的马达转矩的控制器。控制器包括输入、输出和联接到输 入和输出的处理器。输入可运行以接收电动马达的马达速度、转矩命令、 电动马达的转子位置和电动马达的相电流。输出构造为提供指示了故障 的信号。处理器构造为当马达速度不高于第 一预先确定的阈值时基于电 动马达的转子位置和电动马达的相电流来确定实现了的马达转矩，当马 达速度高于第 一预先确定的阈值时基于提供到电动马达的补偿的损失 确定实现了的马达转矩，且当实现了的马达转矩不在转矩命令的预先确 定的裕量内时产生信号。在另一个实施例中，提供了软件程序，该软件程序包括设计为在处 理器上运行的软件指令以监测由电动马达产生的实现了的马达转矩。软件程序当安装在处理器上且在其上运行时导致当马达速度不高于第一预先确定的阈值时处理器基于电动马达的转子位置和电动马达的相电 流确定实现了的马达转矩，当马达速度高于第 一预先确定的阈值时基于马达转矩与转矩命令比较，和指示故障是实现了的马达转矩不在转矩命 令的预先确定的净谷量内。附图说明本专利技术将在下文中结合如下的附图描述，其中类似的数字指示了类似的元件，且各图为图1是根据典型的实施例的混合动力车辆控制系统的方框图2是根据典型的实施例的马达转矩监测器的方框图3是图示了根据典型的实施例的马达动力测试的方框图4是图示了根据典型的实施例的马达转矩确定的方框图；和图5是根据典型实施例的监测由电动马达产生的实现了的马达转矩的方法的流程图。具体实施例方式如下的详细描述在本质上仅是示例性的且不意图于限制本专利技术或 其应用和使用。此外，不意图于由前述
、
技术介绍

技术实现思路
或如下的具体实施方式中明确地或隐含地提出的任何理论限定本专利技术。提供了用于监测电动马达(例如永磁(PM)电机)的转矩输出的 方法、控制器和软件程序。 一般地，由电动马达产生的转矩被监测，以 确定马达转矩完整性，确认从电动马达的转矩输送，且如果马达转矩完 整性不在希望的运行标准内则提供警告或传输故障信息。术语"确认" 在此用于 一般地指用于确定马达转矩的变量和马达转矩自身的可靠性 的指示。可以响应于警告或在接收到故障信息时采取合适的应对行为。在一个实施例中，提供了马达转矩监测器(MTM)以监测由电动马 达产生的转矩(例如作为总体混合动力车辆转矩安全性的部分)。MTM 可以整合到用于车辆系统的多层或多级控制结构中。例如，MTM可以 整合有层一诊断(例如，基本诊断层)且具有层一诊断的功能性包括但 不限制于用于车辆系统的分解器、电流传感器、电压测量、温度测量等 的电诊断和性能诊断。另外，MTM可以具有与控制结构相关的正向通 路转矩控制功能的功能性，控制结构包括但不必需地限制于电流反馈控 制、脉宽调制(PWM)、温度补偿、转矩限制、转矩保护等。参考图1，图中示出了根据典型实施例的车辆控制系统100。系统 100包括电动马达102、 l关4妻到电动马达102的混合动力动力总成控制 系统104和与混合动力动力总成控制系统104 (例如通过串行外围接口 (SPI))通信的车辆控制器122。车辆控制器122与一个或多个控制系 统形成接口，例如防抱死制动系统(ABS)电子控制单元(ECU) 108、 动力转向系统110等，且可以与中央网关112形成接口 ，其提供了与其 他车辆控制系统的通信。 一个或多个另外的电动马达可以联接到混合动 力动力总成控制系统104且由它来控制。虽然系统IOO在混合动力车辆 动力总成的上下文中描述(例如，气体-电混合动力车辆动力总成)，但 系统100可以实施为用于其他合并了一个或多个电动马达的系统。在此实施例中，混合动力控制系统104包括发动机控制模块(ECM ) 114、变速器控制模块116、电池管理模块118、马达控制处理器(MCP) 120和混合动力控制处理器(HCP) 106，但混合动力动力总成控制系统 104可以包括另外的ECU、处理器、模块等。例如，在一个先进的混合 动力车辆实施中，两个电动马达典型地与内燃机或与燃料电池一起使 用，且电动马达的每个以分开的MCP控制。另外，混合动力动力总成 控制系统104可以分为多个其他的构造。除其他功能以外，混合动力动力总成控制系统104通过MCP 120 控制了电动马达102的运行。例如，MCP 120执行了正向通路转矩控制 功能，包括但不必需地限制于电流反馈控制、脉宽调制(PWM)、温度 补偿、转矩限制、转矩保护等。HCP 106建立了预先确定的混合动力运 行策略且协调了混合动力车辆在其前进中的多个运行。例如，HCP 106 对于给定的驾驶员命令且对于特定的车辆状况基于预先确定的混合动 力运行策略而确定了优选的马达转矩。图2是根据典型的实施例的马达转矩监测器(MTM )200的方框图。 参考图1和图2,在一个实施例中MTM 200合并到MCP 120中。可执 行的指令设定在MTM 200内，例如存4渚在MTM 200的存储器202内， 这些指令包括用于监测电动马达102的运行的软件代码。MTM200的部 件的一个或多个可以实施在软件或固件、硬件中，例如特定用途集成电 路(ASIC),电子电路，执行了一个或多个软件或固件程序的处理器(共 享处理器、专用处理器或处理器组)和存储器，组合的逻辑电路，和/ 或其他合适的部件或部件的组合。MTM200的主要功能是监测由电动马达102产生的实现了的转矩， 汇报诊断结果和如果检测到故障则触发应对行为。术语"实现了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测由电动马达响应于转矩命令产生的实现了的马达转矩的方法，电动马达在马达速度下可运行，方法包括如下步骤：　当马达速度不高于第一预先确定的阈值时，基于电动马达的转子位置和电动马达的相电流确定实现了的马达转矩；　当马达速度高于第一预先确定的阈值时，基于供给到电动马达的损失补偿功率确定实现了的马达转矩；　将实现了的马达转矩与转矩命令对比；和　当实现了的马达转矩不在转矩命令的预先确定的裕量内时，指示故障。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ST韦斯特，WD王，SE格利森，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]