电机诊断信息的制作方法

本公开涉及电机诊断信息。

背景技术：

逆变器用于操作电机。一些电机可以由一个以上逆变器操作，以减少与高输出、单独的逆变器相关的低效率。由于逆变器在车辆内的实体布局或其他因素，每个逆变器的磨损和使用可能是不相等的。

技术实现要素：

一种车辆，包括一对逆变器，所述逆变器与包括转子的电机耦合。所述车辆包括控制器，所述控制器被配置用来基于与命令相关联的反电动势估计变得不同而更改所述命令的脉冲宽度调制信号以减小量。所述更改是响应于所述对的相应相位的电压命令变得不同，同时与所述命令相关联的目标转子转速与实际转子转速相差某一量。

一种通过控制器进行的方法包括基于与命令相关联的反电动势估计变得不同而更改所述命令的脉冲宽度调制信号以减小量。所述更改是响应于与电机耦合的一对逆变器的相应相位的电压命令变得不同，同时与所述命令相关联的目标转子转速与实际转子转速相差某一量。

一种车辆，包括一对逆变器，所述逆变器与包括转子的电机耦合。所述车辆包括控制器，所述控制器被配置用来更改所述对的相应相位的命令以在其之间引入差异。所述更改是响应于与所述对的电压命令相关联的目标转子转速与实际转子转速相差某一量。所述控制器被配置用来基于与命令相关联的反电动势估计变得不同而更改所述命令的脉冲宽度调制信号以减小量。所述更改是响应于所述差异。

附图说明

图1是车辆的示意性概述；

图2是电气驱动系统控制器的功能图；以及

图3是用于更新一对逆变器的数学模型的算法。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，公开的实施例仅仅是实例并且其他实施例可采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以便显示特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式实现本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一个来示出并描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征相结合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实现方式所希望的。

电机可以与一个以上逆变器相关联以进行操作。可以使用按照相同或相似相位组织的多根引线来对逆变器布线以操作电机。例如，电机可能有六根引线-每个逆变器有三根-并且按照三相操作。功率需求可以由用户或自主源提供，并且被发送到逆变器的栅极驱动器以操作逆变器。根据本公开，可以差动地操作逆变器，使得电机的总操作功率的不同部分由每个逆变器供应或接收以满足需求。

控制器可以通过评估各种操作因素来确定使用哪个逆变器。例如，控制器可以查看逆变器之间的温差。温差也可以是环境温差。温度较高的逆变器可能效率降低并且寿命缩短。控制器可以被配置用来基于温差更改每个逆变器的功率输出的不等性。当逆变器中的一个的温度超过预定阈值时，控制器可以被配置用来关闭两个逆变器中的一个。控制器可以操作两个逆变器中的另一个来提供电力以满足需求。

控制器还可以有目的地更改逆变器的功率输出以更新电机的数学模型。可以使用数学模型来确定转子位置和转速，而不使用传感器或减少所使用的传感器的数量。例如，永磁同步机器的数学模型可以由静止或旋转参考系形成。在旋转参考系中，使用直轴和正交轴(即，d-q)。可以使用方程组来定义电机转子位置和转速的数学模型，如方程式1所示。

，其中每一项分别对应于电感项、交叉耦合项、电阻项和反电磁力(emf)项。当使用下面的方程式2的线性变换确定时，可以使用方程式1来计算反emf项

，其中acdist是逆变器非线性的交流电部分并且dcdist是逆变器非线性的dc部分。在已知正交电压命令(δvqcmd)之间的差异和直流电压命令(δvdcmd)之间的差异的情况下，可以断定acdist3,4。基于逆变器空载时间，acdist3,4与acdist1,2有关联。在已知acdist1-4的情况下，可以断定dcdist1,2。无论何时已知acdist或dcdist中的任两个，可以确定另外四个干扰。意味着，电压命令的差异可以提供对必要信息的推导以确定反emf，而不需要做出关于dcdist的假设。相同的逆变器可能是必要的以便生成准确的数学模型，或者可以在安装之前确定每个逆变器的性能之间的不等性。

控制器可以通过调整发送到两个逆变器中的一个的栅极的脉冲宽度调制信号来改变功率输出。可以调整逆变器中的一个的调制指数以更改功率输出。加速踏板或其他用户输入装置可以提供需求。在其他实施例中，自主车辆控制器可以提供输入。

参考图1，示出了车辆100的一部分。车辆包括牵引马达或电机102。可以使用一个以上电机102。电机102可以连接到包括变速器和车轮的动力传动系统。如图所示的电机102是六引线三相电机102。电机102由一对三相逆变器104、106操作。每一相位108具有其自己的引线以操作电机102。如上文所讨论，可以使用任何数量的逆变器，并且不需要使用三相。逆变器102可以由包括直流电源112的相同或独立的dc总线供电。dc总线可以包括dc链路电容器110。

参考图2，从扭矩需求或输入提供扭矩命令130。扭矩需求或输入可以来自操作者或自主输入。扭矩命令被馈送到电流图122功能块中以基于预先校准的电流图确定电流需求。当电机102的相电流与电流命令匹配时，电机102递送所需的扭矩。总电流需求被发送到六相马达控制120功能块和不平衡控制命令124功能块。不平衡控制命令124功能块还接收不平衡请求132，不平衡请求132可以来自评估逆变器104、106中的每一个的气候或使用条件的另一控制器。不平衡控制命令124功能块将差动电流命令发送到六相马达控制120功能块。六相马达控制120功能块接收电流命令并在脉冲宽度调制(pwm)信号中输出对应的电压命令，以实现每一相位的所需马达电流。六相马达控制120功能块包括闭环电流调节以使实际电流与电流命令匹配，电流命令包括总电流和差动电流命令。将pwm信号发送到逆变器104、106的栅极，以产生到电机102的对应的三相电流108。差动电流命令和差动pwm信号可用于从电机102提取诊断信息126。

不平衡控制命令124功能块可以基于多种因素接收不平衡请求132。例如，不平衡请求132可以基于不同的物理位置、逆变器不匹配、马达绕组不匹配、温差。控制器128可以被配置用来以有组织的方式在逆变器104、106之间切换以分配逆变器104、106的使用。例如，当电流命令130可以仅由逆变器104、106中的一个满足时，逆变器可以被配置用来运行10小时然后关闭10小时。

参考图3，示出了算法200。算法200可以按任何顺序执行，并且可以不包括列出的所有步骤。算法200在步骤202处开始。在步骤204中，确定id命令和iq命令。控制器还可以确定vd命令和vq命令。在步骤206中，控制器可以确定逆变器的相应相位中的电压或电流命令之间是否存在差异。例如，逆变器1的相位a可以具有比逆变器2的相位a小1％的电压指令。

如果逆变器具有相同或基本相似的命令，则控制器可以在步骤208中确定是否存在与转子的数学模型相关联的误差。例如，控制器可以观察与电机相关的意料之外的输出或行为，并确定该行为与转子的数学模型相关。如果检测到误差，则控制器可以有目的地调整发送到逆变器的命令，使得该对所关联的相位不同。这个差异可以是微小的并且仅旨在抵消相应相位，使得可以在步骤210中如上文指定的那样更新数学模型。尽管在这个算法中使用了电压命令，但是可以通过改变先前的电流命令或控制器的其他可调参数来调整电压命令。

如果逆变器的相应相位之间存在差异，则控制器可以基于该差异使用已知量来确定例如，控制器可以在步骤212中根据电压命令的差异来确定交流干扰。可以使用线性变换和方程式2来确定差异。在步骤214中，控制器可以根据差动电压命令和交流干扰的组合确定直流干扰。通过这些确定，可以在步骤216中更新方程式1的反emf估计。意味着可以校正方程式1的电机数学模型以去除与步骤218的转子转速和位置估计相关联的误差，以减小与步骤220中的方程式1的数学模型相关联的误差量。

在说明书中使用的措词是描述性用词而非限制性用词，并且应当理解，可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的其他实施例。虽然各种实施例可以被描述为关于一个或多个期望特性提供胜于其他实施例或现有技术实现方式的优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是本领域普通技术人员认识到可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，描述为关于一个或多个特性不如其他实施例或现有技术实现方式的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有：一对逆变器，所述逆变器与包括转子的电机耦合；以及控制器，所述控制器被配置用来响应于所述对的相应相位的电压命令变得不同，同时与所述命令相关联的目标转子转速与实际转子转速相差某一量，基于与所述命令相关联的反电动势估计变得不同而更改所述命令的脉冲宽度调制信号以减小所述量。

根据实施例，该对具有相同的构造。

根据实施例，所述控制器被进一步配置用来基于所述命令变得不同而估计电压的交流干扰。

根据实施例，所述控制器被进一步配置用来基于所述命令变得不同而估计所述电压的直流干扰。

根据实施例，所述控制器被进一步配置用来使用线性变换来确定所述直流干扰和所述交流干扰。

根据实施例，所述估计与转子的位置相关联。

根据本发明，提供一种方法，所述方法响应于与电机耦合的一对逆变器的相应相位的电压命令变得不同，同时与所述命令相关联的目标转子转速与实际转子转速相差某一量，基于与所述命令相关联的反电动势估计变得不同而通过控制器更改所述命令的脉冲宽度调制信号以减小所述量。

根据实施例，该对具有相同的构造。

根据实施例，以上发明的进一步特征在于基于所述命令变得不同而估计电压的交流干扰。

根据实施例，以上发明的进一步特征在于基于所述命令变得不同而估计所述电压的直流干扰。

根据实施例，以上发明的进一步特征在于使用线性变换来确定所述直流干扰和所述交流干扰。

根据实施例，所述估计与转子的位置相关联。

根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有：一对逆变器，所述逆变器与包括转子的电机耦合；以及控制器，所述控制器被配置用来响应于与所述对的电压命令相关联的目标转子转速与实际转子转速相差某一量，更改所述对的相应相位的所述命令以在其之间引入差异，并且响应于所述差异，基于与所述命令相关联的反电动势估计变得不同而更改所述命令的脉冲宽度调制信号以减小所述量。。

根据实施例，该对具有相同的构造。

根据实施例，所述控制器被进一步配置用来基于所述差异而估计电压的交流干扰。

根据实施例，所述控制器被进一步配置用来基于所述差异而估计电压的直流干扰。

根据实施例，所述控制器被进一步配置用来使用线性变换来确定所述直流干扰和所述交流干扰。

根据实施例，所述估计与转子的位置相关联。