经调制的主动短路制动制造技术

提供了用于调制不期望的电动机制动的方法和系统。基于检测到逆变器退化事件，第一栅极驱动器和第二栅极驱动器(例如，诸如用于逆变器的单相的高侧栅极驱动器和低侧栅极驱动器)中的一个可以以交替的方式被断言，而第一栅极驱动器和第二栅极驱动器中的另一个被去断言，并且第一栅极驱动器和第二栅极驱动器可随后被提供给电源开关电路。对第一栅极驱动器和第二栅极驱动器中的一个的断言交替可以与较高速度状态相关联，并且对第一栅极驱动器和第二栅极驱动器中两者的去断言可以与较低速度状态相关联。度状态相关联。度状态相关联。

【技术实现步骤摘要】
经调制的主动短路制动


[0001]本公开涉及当逆变器不能正确地控制电机中的电流时电动机的安全控制。

技术介绍

[0002]电动机在诸如汽车、卡车和摩托车之类的交通工具(vehicle)中正在变得越来越流行。电动机可以向交通工具的不同轮子提供扭矩。为了适应交通工具的制动，此类电机可不时被命令或控制，以向轮子提供与制动过程相对应的扭矩。
[0003]当电动机中或控制电机的逆变器中出现故障时，电机可能会变得不受控制并且可能导致不必要的制动扭矩。为了将电动机转换到安全状态，可以在相对较高的速度下执行主动短路(ASC)过程，或者可以在相对较低的速度下执行续流(freewheeling)过程。

技术实现思路

[0004]本文的专利技术人已经意识到在发生故障时将电动机转换为安全状态的潜在问题。转换到安全状态可以取决于例如数字信号处理器(DSP)、微控制器、和/或相关联的逆变器模块的(诸如将三相电压提供给交通工具的电动机的电枢的逆变器模块)其他电子电路的完整性。相似地，转换到安全状态可以取决于辅助电池的可用性。如果逆变器已经退化，或者如果失去辅助电池电压，则读取电动机的速度并执行向合适安全状态(例如，ASC或续流)的对应转换可能无法实现。因此，电动机和/或交通工具的“安全状态”操作可能无法实现。
[0005]此外，在相对较低的速度下执行ASC过程或在相对较高的速度下执行续流过程(这可以在“盲目地”执行任一过程而不考虑实际的测量到的速度的情况下被执行)可能导致过高或者不可接受的高制动扭矩。高反电磁场也可能产生损坏功率晶体管的危险。结果是，仅仅是应用ASC过程或者续流过程而不考虑电动机和/或交通工具的实际的速度可能会产生无法接受的设计性能。此外，尝试读取电动机速度的既可靠又经济的电路可能无法区分何时应用ASC过程和续流过程。
[0006]本文所公开的方法和系统通过支持(例如以预定的频率和/或预定的占空比)在ASC过程和续流过程之间交替的调制主动短路(MASC)方法来解决这些缺点和挑战。随后，所产生的制动扭矩可以是ASC过程生成的扭矩和续流过程的扭矩的加权平均。
[0007]在一些实施例中，上述问题可以通过包括以下操作的方法来解决：在发生逆变器退化事件时，以交替的方式向电源开关电路断言(assert)高侧栅极驱动器(gate driver)(或较高侧栅极驱动器)和低侧栅极驱动器(或较低侧栅极驱动器)中的一个，同时去断言(de
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assert)另一个栅极驱动器。(此电源开关电路可以是，例如，基于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的电源开关电路，或是基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的电源开关电路，或是任何其他的电源开关电路。)对一个栅极驱动器交替断言结合对另一栅极驱动器的去断言可以有利地导致致动扭矩，此致动扭矩为与ASC过程相关联的扭矩和与续流过程相关联的扭矩的加权平均。在各种实施例中，高侧栅极驱动器可以是第一栅极驱动器，而低侧栅极驱动器可以是第二栅极驱动器。
[0008]对于一些实施例，上述问题可以通过包括以下操作的调制电动机制动的方法来解决：基于检测到逆变器的退化事件，以交替的方式向电源开关电路断言第一栅极驱动器(例如，高侧栅极驱动器或低侧栅极驱动器)，同时向电源开关电路去断言第二栅极驱动器(例如，高侧栅极驱动器和低侧栅极驱动器中的另一个栅极驱动器)。切换断言随后可以有利地生成制动扭矩，此制动扭矩是与ASC过程相关联的扭矩和与续流过程相关联的扭矩的加权平均。
[0009]在一些实施例中，用于电动机的逆变器系统可以包括电机控制单元(MCU)电路、电源开关电路、以及选择电路，此选择电路可以在以下选项之间进行选择：向电源开关电路传递MCU电路的输出(处于第一模式)，或是向电源开关电路传递交替断言的指示符(indicator)和去断言的指示符(处于第二模式)。在第二模式中，此指示符可以有利地生成制动扭矩，此制动扭矩是ASC过程的扭矩和续流过程的扭矩的加权平均。
[0010]应该理解，提供以上概述以通过简化形式介绍以下详细描述中进一步描述的一些概念。这并不旨在标识所要求保护主题的关键或必要特征，所要求保护主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书来唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上述或本专利技术的任一部分中提及的任何缺点的实现。附图的简要说明
[0011]参考所附附图，通过阅读下列非限制性实施例的描述，将更好地理解本公开，其中：
[0012]图1A示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于与单相(one phase)相关联电动机的逆变器系统电路的各部分的框图，包括逆变器电路部分和调制主动短路电路部分。
[0013]图1B示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于与多相相关联电动机的逆变器系统电路的各部分的框图，包括逆变器电路部分和调制主动短路电路部分。
[0014]图2
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4示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于电动机的逆变器系统电路的操作的时序图。
[0015]图5示出根据本公开的一个或多个实施例的用于断言第一栅极驱动器和第二栅极驱动器的方法的流程图。
[0016]图6示出了根据本公开的一个或多个实施例的调制电动机制动的方法的流程图。
具体实施方式
[0017]本文公开了用于实现电动机的调制主动短路电路的系统和方法。图1A和1B描绘了用于电动机的逆变器系统电路的各部分，其可提供牵引力和再生(regeneration)(例如，制动)。图2
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4描绘了指示逆变器系统电路内的信号之间的相互作用和依赖关系的时序图。图5示出了第一栅极驱动器和第二栅极驱动器以交替的方式被断言的方法的流程图，而图6示出了调制电动机制动的方法的流程图，其中向电源开关电路断言第一栅极驱动器和第二栅极驱动器被切换，从而在ASC过程(其可能更适合在第一速度范围(例如，相对高的速度)下使用)和续流过程(可能更适合在第二速度范围(例如，相对低的速度)下使用)之间进行切换。
[0018]在下述附图中，在多幅图中使用相似的附图标记和/或名称可以指示附图标记和/或名称所指代的元件基本相似。
[0019]图1A示出了用于与单相相关联的电动机的逆变器系统电路100的各部分的框图，包括逆变器电路部分和MASC电路部分。电路100可以并入到任何类型的交通工具当中，包括机动交通工具(诸如汽车、卡车、以及摩托车)。电路100被并入的交通工具可以包含一个或多个电动机，每个电动机可以进而耦合到交通工具的一个或多个轮子。一个或多个电动机可以向交通工具的各个轮子提供扭矩。
[0020]在逆变器或电动机发生故障的场景中，电路100可以帮助减少不必要的制动，如果ASC过程在相对降低速度下被执行则可产生此制动，或如果续流过程在相对较高速度下被执行则可产生此制动。电路100可以在这两种过程中切换，并且可以产生平均不必要的扭矩，该不必要的扭矩小于不适当地应用ASC过程应用的扭矩，并且小于不适当地应用续流过程的应用的扭矩。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：接收调制主动短路(MASC)激活指示符；基于第一栅极驱动器指示符向电源开关电路提供第一栅极驱动器输出；基于第二栅极驱动器指示符向所述电源开关电路提供第二栅极驱动器输出；以及在断言所述MASC激活指示符时，以预定的频率和预定的占空比以交替的方式断言所述第一栅极驱动器指示符和所述第二栅极驱动器指示符中的一个，并且去断言所述第一栅极驱动器指示符和所述第二栅极驱动器指示符中的另一个。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源开关电路为绝缘栅双极晶体管(IGBT)。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的频率介于0.5千赫兹(kHz)和2.0kHz之间；或者其中所述预定的占空比介于35％和65％之间。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的频率是大约1.0kHz；并且其中所述预定的占空比是大约50％。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的频率和所述预定的占空比与预定的制动扭矩相对应。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MASC激活指示符基于下列各项中的至少一项：辅助电池退化，和逆变器模块退化；或者其中所述MASC激活指示符是由诊断监测器生成的；或者其中所述MASC激活指示符是在所述处理器无法正常工作时生成的。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：当所述第一栅极驱动器指示符被断言同时所述第二栅极驱动器指示符被去断言时，或者当所述第二栅极驱动器指示符被断言同时所述第一栅极驱动器指示符被去断言时，使用所述电源开关电路执行主动短路过程；以及当所述第一栅极驱动器指示符和所述第二栅极驱动器两者都被去断言时，使用所述电源开关电路执行续流过程。8.一种调制电动机制动的方法，所述方法包括：基于以下各项中的至少一项检测逆变器的退化事件：辅助电池退化，和逆变器模块退化；基于检测到所述逆变器的退化事件，在向电源开关电路断言和去断言第一栅极驱动器和第二栅极驱动器中的一个之间进行切换，同时向所述电源开关电路去断言所述第一栅极驱动器和所述第二栅极驱动器中的另一个；当断言所述第一栅极驱动器和所述第二栅极驱动器中的所述一个同时去断言所述第一栅极驱动器和所述第二栅极驱动器中的另一个时，使用所述电源开关电路执行主动短路过程；以及当去断言所述第一栅极驱动器和所述第二栅极驱动器两者时，使用所述电源开关电路执行续流过程，
其中对所述第一栅极驱动器和所述第二栅极驱动器中的所述一个进行断言和去断言的切换具有预定的频率和预...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：德纳TM四股份有限公司，
类型：发明
国别省市：