本发明专利技术涉及用于对无传感器电机的系统进行监控的方法和装置。具体地，多相交流永磁同步电机耦接至致动器。无传感器电机驱动控制系统控制电机的操作。估计电机的转子的初始相位角和旋转速度。使用电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控无传感器电机驱动控制系统和电机的操作。基于所监控的操作来检测无传感器电机驱动控制系统和电机之一中的故障。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及对包括了电机的系统的监控。更具体地，本公开涉及对无传感器电机 的操作进行监控。现有技术本节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，且可能并不构成现有技术。混合动力系统包括电力系统，该电力系统包括经由将所存储的DC电力转换为AC 电力的电力变换器(或逆变器)来将电力供应给多相电机的高压电能设备。多相电机能够被 用来提供牵引扭矩以及将功率提供给附属设备，包括例如辅助液压泵和HVAC压缩机。已知的电机控制系统可以包括位置反馈传感器(例如旋转变压器或编码器)，以监 控电动机的旋转速度和位置。反馈设备和相关联的接口电路以增加的部件、增加的重量以 及增加的配线复杂性的形式增加了电机控制系统的复杂性。额外的系统复杂性可能影响装 配时间、适用性以及使用性能。电力系统能够使用例如矢量电机控制之类的电机控制技术来控制电机的操作。矢 量电机控制方案是计算强度大的电机控制方案，其将三相电机的相电压和电流映射到两轴 坐标系统中。一种使用矢量控制方案来激励多相AC电机的已知配置是包括有将DC电力转 换为多相AC输出功率的功率晶体管的多相电力变换器。矢量控制需要转子位置信息，所述 转子位置信息能够经由反馈设备或位置传感器获得。已知的位置无传感器控制系统使用了多相AC机的电磁特性来确定转子位置信 息，从而消除了对位置反馈传感器及其关联的接口电路的需要。包括了混合动力系统的动力系统所用的控制系统对操作进行监控，以便检测部件 和系统中可能会影响排放的故障的发生。
技术实现思路
一种用于监控多相交流永磁同步电机的方法，所述电机机械地耦接至致动器以便 将扭矩传送到该致动器，该方法包括使用无传感器电机驱动控制系统来控制电机的操作； 估计电机的转子的初始相位角和旋转速度；使用电机转子的估计的初始相位角和估计的旋 转速度来监控无传感器电机驱动控制系统和电机的操作；以及基于所监控的操作来检测无 传感器电机驱动控制系统和电机之一中的故障。本专利技术还包括以下方案方案1. 一种用于监控多相交流永磁同步电机的方法，所述电机机械地耦接至致动器 以向其传递扭矩，所述方法包括使用无传感器电机驱动控制系统来控制所述电机的操作； 估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电 机驱动控制系统和所述电机的操作；以及基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。方案2.根据方案1所述的方法，其中，进一步包括 监控所述转子的所述估计的初始相位角的极性；以及使用所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性来校验所述转子的估计的初始相 位角的对应。方案3.根据方案2所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的估计的初始相位 角的极性被校验为正确时，才发生对所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作进 行监控。方案4.根据方案3所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的初始相位角的极 性被校验为正确时，才发生使用无传感器电机驱动控制系统对所述电机的操作进行控制。方案5.根据方案1所述的方法，其中，监控所述无传感器电机驱动控制系统的操 作包括命令所述无传感器电机驱动控制系统以命令的操作速度来操作所述电机；以及 将所述转子的估计的旋转速度与所述命令的操作速度相比较。方案6.根据方案5所述的方法，其中，进一步包括当所述转子的估计的旋转速度 偏离所述命令的操作速度时，检测与所述无传感器电机驱动控制系统相关联的故障。方案7.根据方案1所述的方法，其中，监控所述电机的操作进一步包括 命令所述无传感器电机驱动控制系统以命令的操作速度来操作所述电机；确定与所述命令的操作速度相关联的失速速度阈值；以及检测与所述电机相关联的失速状况包括检测所述转子的估计的旋转速度低于所述失 速速度阈值。方案8.根据方案7所述的方法，其中，检测与所述电机相关联的失速状况进一步 包括检测所述电机不能给所述致动器输送足够扭矩以响应于命令的电机扭矩来维持所述 电机的转子的旋转速度。方案9. 一种用于监控与动力系相关联的辅助系统的方法，所述动力系包括耦接 至混合动力变速器的内燃发动机，所述辅助系统包括无传感器电机驱动控制系统，所述无 传感器电机驱动控制系统控制耦接至致动器以给所述致动器传递扭矩的电机的操作，所述 方法包括命令所述电机以命令的辅助系统操作状态来操作所述致动器； 估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电 机驱动控制系统和所述电机的操作；以及基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。方案10.根据方案9所述的方法，其中，进一步包括 监控所述转子的估计的初始相位角的极性；以及使用所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性来校验所述转子的估计的初始相 位角的对应。方案11.根据方案10所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的估计的初始相 位角的极性被校验为正确时，才发生对所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作5进行监控。方案12.根据方案11所述的方法，其中，仅当所监控的与所述转子的初始相位角 相关联的极性被校验为正确时，才发生命令所述电机以所述命令的辅助系统操作状态来操 作所述致动器。方案13.根据方案9所述的方法，其中，所述命令的辅助系统操作状态包括命令 的操作速度，并且监控所述无传感器电机驱动控制系统的操作包括将所述电机的转子的估 计的旋转速度与所述命令的旋转速度相比较。方案14.根据方案9所述的方法，其中，所述命令的辅助系统操作状态包括命令 的操作速度和扭矩，并且监控所述电机的操作进一步包括确定与所述命令的操作速度相关 联的失速速度阈值，并且当所述电机的转子的估计的旋转速度小于所述失速速度阈值时， 检测与所述电机和所述致动器相关联的失速状况。方案15.根据方案9所述的方法，其中，所述致动器包括液压泵元件，以向所述混 合动力变速器提供加压的液压流体。附图说明现在将参考附图并且作为示例来对一个或多个实施例进行描述，附图中 图1是根据本公开的包括有辅助液压泵系统的混合动力系统的二维示意图2是根据本公开的用于对包括有电机和液压泵元件的辅助液压泵系统的操作进行 监控的示意性流程图3A是根据本公开的用于监控电机的极性的示意性流程图； 图3B是根据本公开的用于监控无传感器电机驱动系统的操作以便检测与操作该电机 相关联的速度控制的损失的示意性流程图3C是根据本公开的用于监控电机的操作以便检测与该电机相关联的失速状况的示 意性流程图4是根据本公开的与示例性系统的操作相关联的数据图，包括在与电机相关联的旋 转速度中的基于时间的改变；以及图5示意性地示出了根据本公开的包括有用于控制和监控示例性辅助液压泵系统的 操作的方案的无传感器电机驱动系统；以及图6示意性地示出了根据本公开的用于估计电机的转子位置和速度的位置和速度估 计器。具体实施例方式现在参考附图，其中所显示的内容仅用于说明某些示例性实施例的目的，而并不 用于限制这些示例性实施例的目的。图1示意性地示出了示例性混合动力系统100。混合 动力系统100包括经由可旋转输入构件12耦接至混合动力变速器15的内燃发动机10。在 一个实施例中，混合动力变速器15包括第一电本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于监控多相交流永磁同步电机的方法，所述电机机械地耦接至致动器以向其传递扭矩，所述方法包括：使用无传感器电机驱动控制系统来控制所述电机的操作；估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作；以及基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W·D·王，N·R·帕特尔，Y·C·森，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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