专利名称：用于电动车的自我保护操作模式的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于电动和混合动力车辆的电机系统，更具体地涉及在用于电 动或混合动力车辆的电机系统中启动自我保护操作模式的方法和装置。
背景技术：
电动或混合动力车辆内的电机系统使用联接到其电机系统的解算器来产生对应 于电机转子的位置和速度的信号。然而，当解算器发生故障时，电机系统不能提供用于控制 电机系统所需的位置和速度信号。因此，需要提供一种在解算器发生故障时能够工作的用于自我保护操作的方法和 装置。此外，通过随后的详细描述和所附权利要求并且结合附图以及前面的技术领域和背 景技术，本发明的其他期望特征和特点将变得清楚。
发明内容
本发明提供一种用于控制内部永磁电机的工作的自我保护控制器，该控制器包括 非感测(即无传感器)速度和位置估计装置以及信号选择装置。非感测速度和位置估计装 置产生非感测的转子位置和转子速度信号。信号选择装置联接到解算器，以便从解算器接 收感测的转子位置和转子速度信号，并且联接到非感测速度和位置估计装置，以便从该估 计装置接收非感测的转子位置和转子速度信号。信号选择装置判定解算器是否发生故障， 并且在解算器没有故障时提供用于控制内部永磁电机的操作的感测的转子位置和转子速 度信号，以及在解算器发生故障时提供用于控制内部永磁电机的非感测的转子位置和转子 速度信号。本发明提供一种用于电机系统操作的方法。该方法包括判定解算器是否发生故 障，以及在解算器没有故障时使用解算器信号操作电机系统，而在解算器发生故障时使用 非感测信号操作电机系统。此外，本发明还提供一种电机系统。该电机系统包括内部永磁电机、逆变器、逆变 器控制器、解算器和自我保护控制器。内部永磁电机包括转子和多个相位。逆变器响应于 调制控制信号产生多个相位信号并且联接到内部永磁电机而用于将多个相位信号中的每 个提供到永磁电机的多个相位中的每个。逆变器控制器响应于转子位置信号、转子速度信 号和相位电流信号产生调制控制信号，相位电流信号对应于多个相位信号中的一个或多个 的电流。解算器联接到内部永磁电机并且感测转子的位置和运动，解算器响应于转子的位 置和运动产生感测的转子位置和转子速度信号。而自我保护控制器联接到解算器，以便判 定解算器是否发生故障，并且联接到逆变器控制器，以便在解算器没有故障时向逆变器控 制器提供感测的转子位置和转子速度信号作为转子位置信号和转子速度信号，以及在解算 器发生故障时向逆变器控制器提供由自我保护控制器产生的非感测转子位置和转子速度 信号作为转子位置信号和转子速度信号。方案1、一种用于操作电机系统的方法，包括
判定解算器是否发生故障；当所述解算器没有发生故障时使用解算器信号操作所述电机系统；以及当所述解算器发生故障时使用非感测信号操作所述电机系统。方案2、如方案1所述的方法，其中所述解算器信号包括响应于所述电机系统的内 部永磁电机的转子的转子位置和转子速度产生的信号。方案3、如方案1所述的方法，其中所述非感测信号包括对应于所述电机系统的内 部永磁电机的转子的转子位置和转子速度的信号。方案4、如方案3所述的方法，其中所述非感测信号包括高速非感测转子位置信号 和高速非感测转子速度信号。方案5、如方案3所述的方法，其中所述非感测信号包括低速非感测转子位置信号 和低速非感测转子速度信号。方案6、如方案5所述的方法，其中所述非感测信号还包括低速注入信号。方案7、如方案4所述的方法，其中所述非感测信号还包括低速非感测转子位置和 转子速度信号，并且其中转子位置和转子速度信号响应于变得小于预定的高速下限阈值的 内部永磁电机的速度从所述高速非感测转子位置和转子速度信号过渡到所述低速非感测 转子位置和转子速度信号。方案8、如方案7所述的方法，其中所述转子位置和转子速度信号还响应于变得大 于预定的低速上限阈值的内部永磁电机的速度从所述低速非感测转子位置和转子速度信 号过渡到所述高速非感测转子位置和转子速度信号。方案9、一种用于控制内部永磁电机的操作的自我保护控制器，所述自我保护控制 器包括用于产生非感测转子位置和转子速度信号的非感测速度和位置估计装置；以及信号选择装置，其联接到解算器以便从所述解算器接收感测的转子位置和转子速 度信号并且联接到所述非感测速度和位置估计装置以便从所述非感测速度和位置估计装 置接收非感测转子位置和转子速度信号，所述信号选择装置判定所述解算器是否发生故障 并且在所述解算器没有发生故障时提供感测的转子位置和转子速度信号来控制所述内部 永磁电机的操作，并且在所述解算器发生故障时提供非感测转子位置和转子速度信号来控 制所述内部永磁电机的操作。方案10、如方案9所述的自我保护控制器，其中所述信号选择装置包括联接到所 述解算器的解算器故障检测装置，所述解算器故障检测装置用于从所述解算器接收感测的 转子位置和转子速度信号，并且响应于感测的转子位置和转子速度信号判定所述解算器是 否发生故障。方案11、如方案9所述的自我保护控制器，其中所述非感测速度和位置估计装置 响应于大于第一预定速度的内部永磁电机的速度产生高速非感测转子位置和转子速度信 号。方案12、如方案11所述的自我保护控制器，其中所述非感测速度和位置估计装置 还响应于小于第二预定速度的内部永磁电机的速度产生低速非感测转子位置和转子速度信号。方案13、如方案12所述的自我保护控制器，其中所述非感测速度和位置估计装置还响应于小于所述第二预定速度的内部永磁电机的速度产生低速注入信号以便控制所述 内部永磁电机的操作。方案14、如方案12所述的自我保护控制器，其中所述非感测速度和位置估计装置 响应于小于所述第一预定速度并且大于所述第二预定速度的内部永磁电机的速度而产生 过渡信号。方案15、一种电机系统，包括包括多个相位并且包括转子的内部永磁电机；逆变器，所述逆变器响应于调制控制信号产生多个相位信号并且联接到所述内部 永磁电机以便将所述多个相位信号中的每个提供给所述内部永磁电机的多个相位中的对 应的一个；逆变器控制器，其响应于转子位置信号、转子速度信号和相位电流信号产生所述 调制控制信号，所述相位电流信号对应于所述多个相位信号中的一个或多个的电流；联接到所述内部永磁电机且用于感测所述转子的位置和运动的解算器，所述解算 器响应于所述转子的位置和运动产生感测的转子位置和转子速度信号；以及
联接到所述解算器和所述逆变器控制器的自我保护控制器，所述自我保护控制器 用于判定所述解算器是否发生故障，并且在所述解算器没有发生故障时将感测的转子位置 和转子速度信号提供给所述逆变器控制器作为转子位置信号和转子速度信号，并且在所述 解算器发生故障时将所述自我保护控制器产生的非感测转子位置和转子速度信号提供给 所述逆变器控制器作为转子位置信号和转子速度信号。方案16、如方案15所述的电机系统，其中所述自我保护控制器包括用于产生非感测转子位置和转子速度信号的非感测速度和位置估计装置；以及信号选择装置，其联接到所述解算器以便从所述解算器接收感测的转子位置和转 子速度信号并且联接到所述非感测速度和位置估计装置以便从所述非感测速度和位置估 计装置接收非感测转子位置和转子速度信号，所述信号选择装置判定所述解算器是否发生 故障，并且在所述解算器没有发生故障时将感测的转子位置和转子速度信号提供给所述逆 变器控制器作为转子位置信号和转子速度信号，并且在所述解算器发生故障时将非感测转 子位置和转子速度信号提供给所述逆变器控制器作为转子位置信号和转子速度信号。方案17、如方案16所述的电机系统，其中所述信号选择装置包括联接到所述解算 器的解算器故障检测装置，所述解算器故障检测装置用于从所述解算器接收感测的转子位 置和转子速度信号，并且响应于感测的转子位置和转子速度信号判定所述解算器是否发生 故障。方案18、如方案16所述的电机系统，其中所述非感测速度和位置估计装置包括高 速误差计算器，所述高速误差计算器响应于所述多个相位信号、非感测位置反馈信号和非 感测速度反馈信号确定高速误差信号。方案19、如方案18所述的电机系统，其中所述非感测速度和位置估计装置还包括 低速误差计算器，所述低速误差计算器响应于所述多个相位信号、所述非感测位置反馈信 号和所述非感测速度反馈信号确定低速误差信号。方案20、如方案19所述的电机系统，其中所述非感测速度和位置估计装置还包括 联接到所述高速误差计算器和所述低速误差计算器的误差组合器，所述误差组合器响应于所述高速误差信号和所述低速误差信号确定非感测位置信号和非感测速度信号，其中所述 非感测位置反馈信号等同于所述非感测位置信号，而所述非感测速度反馈信号等同于所述 非感测速度信号。
下面将参考附图描述本发明，附图中类似的附图标记指代类似的元件，并且图1示出了根据本发明的一个实施方式的电机系统的框图；图2示出了根据本发明的一个实施方式的图1的电机系统的逆变器控制器的框 图；图3示出了根据本发明的一个实施方式的图1的电机系统的自我保护控制器的框 图；图4示出了根据本发明的一个实施方式的图3的自我保护控制器的非感测位置和 速度估计装置的框图；图5示出了根据本发明的一个实施方式的图4的非感测位置和速度估计装置的模 式操作；以及图6示出了根据本发明的一个实施方式的图1的电机系统的自我保护控制器的操 作的流程图。
具体实施例方式下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，而不是用来限制本发明或者本发明的应 用或用途。此外，也没有任何意图将本发明限制于前面的技术领域、背景技术、发明内容或 下面的详细描述中给出的任何明示或暗示理论。参考图1，根据本发明的实施方式的电机系统100的框图包括在逆变器104和逆变 器控制器106的控制下工作的三相同步永磁电机102。解算器108机械联接到电机102的 转子轴并且将由电机102的转动感测到的幅值调制正弦和余弦波形输出到解算器至数字 转换块109。解算器至数字转换块109响应于来自解算器108的波形产生感测的转子位置 和转子速度信号。虽然本实施方式包括三相同步内部永磁电机102，但是电机系统100可包 括其他设计型式的永磁电机，其中感测的转子位置和转子速度信号(Θ—， sensed)响应 于电机102的转子的位置和运动而产生。解算器至数字转换块109联接到自我保护控制器110，并且为其提供感测的转子 位置和转子速度信号。根据本实施方式，自我保护控制器110响应于感测的转子位置和转 子速度信号产生转子位置信号θ和转子速度信号ω。逆变器104联接到直流(DC)电源112并且响应于从联接到其上的控制器106接 收的调制控制信号114产生多个相位信号。相位信号的数量对应于电机102的相数，在本 实施方式中，该相数包括三相。逆变器104联接到永磁电机102并且在相位线116上提供 多个相位信号，用于控制永磁电机102的操作。逆变器控制器106联接到逆变器104并且响应于由较高水平的控制器(未示出) 提供的转子位置信号θ、转子速度信号ω、速度命令信号Speed*以及由相位线116感测的 相位电流信号(Ia，lb, Ic)来产生调制控制信号112。逆变器控制器106向用于产生多个相位信号的逆变器104提供调制控制信号114。逆变器控制器106向自我保护控制器110提供两相静态帧阿尔法/贝塔电流Ia 和I0，以及两个静态帧电压命令V/和V/。自我保护控制器110如上所述响应于来自解 算器108的感测转子位置和转子速度信号(θ sensed, Osensed)产生转子位置信号θ和转子速 度信号ω，并且将转子位置信号θ和转子速度信号ω提供给逆变器控制器106。自我保 护控制器110还产生两个静态帧注入电压命令118Va in/和V0」η/，并且将注入电压命令提 供给逆变器控制器106，用于电机102在低速时的操作。参考图2，逆变器控制器106的示例框图包括三相至两相转换模块202，其将感测 的三相电流信号(Ia，Ib, I。)转换为等效的两相静态帧阿尔法/贝塔电流Ia和10。两相 阿尔法/贝塔电流Ia和I0被提供给静态至同步参考帧转换模块204和自我保护控制器 110(图1)。静态至同步参考帧转换模块204响应于转子位置信号θ将两相阿尔法/贝塔 电流Ia和Ie转换为同步帧反馈电流I qse_fb 禾口 Idse—fb。 同步帧反馈电流I qse_fb 禾口 Idse—fb ^ ^ 供给电流调节装置206，电流调节装置206用于响应于转子位置信号θ和同步参考帧中的 两个电流命令Ids/和Iqs/产生静态帧电压命令V/和V/。速度命令信号Speed*如上所述由较高水平的控制器提供，该信号被提供给累加 器208，累加器208减去转子速度信号ω并且将产生的误差信号提供给速度调节模块210， 速度调节模块210产生扭矩命令信号ΤΛ扭矩命令信号T/被提供给每安培最佳扭矩轨迹 判定块212，每安培最佳扭矩轨迹判定块212响应于扭矩命令信号！？、转子速度信号ω和 DC关联电压Vdc而产生同步参考帧中的两个电流命令Ids/和‘Λ用于提供给电流调节装 置 206。由此可以看出，静态帧电压命令V/和V/由电流调节装置206通过下列操作而产 生从同步帧电流命令Ids/和Itis/和同步帧反馈电流‘ fb和Idse 的组合得出电压命令 信号并且使用转子位置信号θ将合成的电压命令信号转换为静态帧电压命令V/和V/。 静态帧电压命令V/和V/在信号累加器214、216处与注入电压命令Va inje。dnve inje。t118 组合，并且合成的信号被提供给两相至三相转换和调制控制信号发生装置218，两相至三相 转换和调制控制信号发生装置218产生调制控制信号，用于提供给逆变器104(图1)的切 换元件。接下来参考图3，根据本实施方式的自我保护控制器110的示例框图包括非感测 转子位置和速度估计装置302和信号选择装置304。非感测转子位置和速度估计装置302 接收两相静态帧阿尔法/贝塔电流Ia和Ie以及静态帧电压命令V/和V/并且响应于此而产生非感测转子位置和转子速度信号 sensorless0信号选择装置304从非感测转子位置和速度估计装置302接收非感测转子位置和 转子速度信号θ sens。riess和《sens。riess，并且从解算器108(图1)接收感测转子位置和转子速 度信号和《—。感测转子位置和转子速度信号Θ—和ω —被提供给解算器 故障检测模块306和选择装置308。解算器故障检测模块306根据感测转子位置和转子速 度信号Θ —和ω —判定解算器108是否发生故障。解算器108的故障可在例如至解 算器的电线发生故障时发生。当解算器故障检测模块306判定解算器发生故障时，解算器故障检测模块306产 生解算器故障信号并且将解算器故障信号提供给选择装置308。选择装置308从非感测转子位置和速度估计装置302接收非感测转子位置和转子速度信号esms。.ss* ^^―㈣并 且从解算器108接收感测转子位置和转子速度信号Θ—和ω—。在没有解算器故障信 号(缺少指示解算器108没有故障的解算器故障信号)时，选择装置308将感测转子位置 和转子速度信号Θ—和ω —提供给逆变器控制器106(图1)作为转子位置信号θ和 转子速度信号ω。另一方面，当选择装置308接收到指示解算器108发生故障的解算器故 障信号时，选择装置308将非感测转子位置和转子速度信号θ sensorless和ω sensorless提供给 逆变器控制器106(图1)作为转子位置信号θ和转子速度信号ω。以此方式，自我保护控 制器106在解算器108发生故障时通过产生用于提供给逆变器控制器106 (图1)作为转子 位置信号θ和转子速度信号ω的非感测转子位置和转子速度信号esms。.ss* Qsensorless 而提供了自我保护操作模式，由此促成电机系统100的故障安全操作以防止发生车辆停顿 状况。接下来参考图4，图中示出了非感测位置和速度估计装置302的一个示例结构。低 速误差提取模块402和高速误差模块404分别产生低速误差信号和高速误差信号。误差组 合模块406作为速度/位置产生装置工作以响应于低速误差信号和高速误差信号而产生非 感测位置信号408和非感测速度信号410，用于提供到信号选择装置304(图幻。非感测位 置反馈信号412连接到非感测位置信号408，由此与其等效。类似地，非感测速度反馈信号 414连接到非感测速度信号410。低速误差提取模块402响应于非感测位置反馈信号412、非感测速度反馈信号414 和两相电流(Ialpwbrta)确定低速误差信号。以类似方式，高速误差模块404响应于非感测 位置反馈信号412、非感测速度反馈信号414、两相电流(Ialpwbeta)和两个静态帧电压命令 (Valpiwbrta)确定高速误差信号。误差组合模块406包括低速误差去除模块416和高速误差引入模块418，用于提供 从低速非感测操作至高速非感测操作的平滑过渡。低速误差去除模块416接收低速误差信 号和非感测速度反馈信号，以便当电机速度增大时通过响应于非感测速度反馈信号和预定 去除系数而去除低速误差信号来计算低速误差分量值。类似地，高速误差引入模块418接 收高速误差信号和非感测速度反馈信号，以便当电机速度增大时响应于非感测速度反馈信 号和预定引入系数而引入高速误差信号来计算高速误差分量值。选择预定去除系数，使得 低速误差分量值等于接近于零速度时的低速误差信号并且平滑地去除(例如直线去除)到 低速误差分量值为零的位置，此时速度达到预定的低速至高速过渡速度。以类似方式，选择 预定引入信号，使得高速误差分量值在接近于零速度时等于零并且平滑地引入(例如直线 引入)到高速误差分量值等于高速误差信号时的位置，此时速度达到或超过预定的低速至 高速过渡速度。误差信号累积器420组合低速误差分量值和高速误差分量值以产生转子位 置误差信号。速度观察模块422接收转子位置误差信号，并且响应于此而计算非感测位置 信号408和观察到的速度信号，观察到的速度信号通过速度滤波器似4过滤以产生非感测 速度信号410。低速注入模块似6产生注入电压命令Va inje。t和V0 inje。t作为低速注入信号118， 用于在电机系统100启动以及接近零的低速时提供给累加器214、216 (图2)，以便向永磁电 机102的通量轴(flux axis)注入高频信号而用于低速提取模块402的操作。注入电压命 令Va—_。t和_。t响应于注入电压Vinj产生，注入电压Vinj根据下面的方程(1)计算
Vmj =F0- Vljslope (ci_r -ωΙΗ)(1)其中Vtl是启动时的注入电压，是作为电机速度的函数的电压的增加或减 少的斜率，而差值(ω厂ωω)是转子速度和低速至高速的阈值ωω之间的差。当非感测 位置反馈信号210具有接近零的值时，低速注入模块2 产生预定的低速注入信号(Valpw beta_inJ)用于向处于低速的电机102的通量轴注入高频信号，并且向信号累加器214、216(图 2)提供预定的低速注入信号作为电压信号118，用于与同步帧电压命令信号V/和V/组 合。高频信号被注入处于低速的电机102的通量轴以产生低速时的非感测速度反馈信号 414和非感测位置反馈信号412。低速极性检测装置430比较响应于非感测位置反馈信号412确定的低速误差与两 相电流(Ialpha/brta)。当初始转子位置信息由非感测转子位置和速度估计装置302确定时，必 需区分D轴的正负(即，转子的磁北极和磁南极)。低速极性检测装置430通过低速误差 和两相电流(Ialpwbrta)确定非感测转子位置信号是否合适地与转子北极对准。如果非感测 转子位置信号没有与转子北极合适地对准，则向速度观察模块422提供重设位置信号432。 响应于重设位置信号432，速度观察模块422切换非感测转子位置信号的极性，从而位置信 号408与转子位置正确地对准。以此方式，非感测位置和速度估计装置302提供非感测位置信号408，θ，以及非 感测速度信号410，ω，作为低速和高速时的反馈信号。特别是，包括低速误差去除模块416 和高速误差引入模块418的误差组合模块406提供了从低速非感测操作至高速非感测操 作的平滑过渡。参考图5，模式操作图500示出了非感测位置和速度估计装置302的操作。 在启动阶段502，如上所述，低速注入模块似6启动非感测位置信号408和非感测速度信号 410的计算。接下来，低速极性检测模块430执行初始极性检测504并且在需要时矫正非 感测位置信号408的极性。非感测位置和速度估计装置302的操作随后根据由低速提取模 块402确定的低速模式506进行。如上所述，根据低速模式的操作提供了根据方程(1)的 注入电压Vinj。根据低速模式506的操作持续进行，直至速度超过预定的低速上限阈值。当速度 超过预定的低速上限阈值时，非感测位置和速度估计装置302的操作在从低速模式506过 渡到高速模式510的过渡模式508下操作。根据高速模式510的操作持续进行，直至速度 跌至低于预定的高速下限阈值，在此点，非感测位置和速度估计装置302的操作在从高速 模式510过渡到低速模式506的过渡模式512下操作。这种预定的高速下限阈值可设定为 接近电机102的每分钟500转，而这种预定的低速上限阈值可设定为接近电机102的每分 钟800转。由此可以看到，误差组合模块406在速度低于预定的高速下限阈值时提供在低速 模式506下操作的低速非感测转子位置和转子速度信号，并且在速度高于预定低速上限阈 值时提供在高速模式510下操作的高速非感测转子位置和转子速度信号。当速度低于预定 的低速上限阈值并且大于预定的高速下限阈值时，误差组合模块406提供用于非感测转子 位置和转子速度信号的过渡信号，过渡信号根据低速误差去除模块416和高速误差引入模 块418产生，以提供从低速模式506至高速模式510的平滑过渡508，以及类似地，提供从高 速模式510至低速模式506的平滑过渡512。虽然在图3和4中已经示出了自我保护控制器110的示例构造，本领域技术人员10将会认识到，当解算器正确操作时以及当解算器发生故障时，提供转子位置和转子速度信 号θ和ω的自我保护控制器110可以多种不同构造中的任一构造构建。例如，包括非感 测位置信号和非感测速度信号的产生的自我保护控制器106可在软件中实现。因此，图6 示出了根据本实施方式的自我保护控制器110的操作的流程图600。最初，自我保护控制器110判定602解算器108是否发生故障。如果解算器108 没有故障，自我保护控制器110判定604启动时的控制模式是无传感器(即非感测)控制 模式还是基于传感器(即解算器108)的控制模式，这些控制模式由来自较高水平控制器的 信号选择，该较高水平控制器可根据预定参数进行这种选择。对于基于传感器的操作，过程首先执行606解算器补偿学习(ROL)。ROL涉及将高 频信号注入电机102并且响应于解算器信号的变化定义一个解算器补偿值(例如，解算器 108感测的位置信号与电机102的转子磁通量角度之间的多个角度差)。在执行ROL 606 之后，使用来自解算器108的感测转子位置和转子速度信号控制电机102的操作。在基于 传感器的操作期间，非感测控制状态变量被初始化并且在低速时没有注入高频信号(步骤 610)。过程随后持续进行以便在基于感测信号的操作中执行步骤608和610，直至检测到解 算器故障612。当检测到解算器故障时612，操作过渡到非感测控制模式并且用非感测控制状态 变量重设状态机(步骤614)，从而非感测控制模式可在解算器108发生故障时从操作状态 持续操作。接下来，过程判定616当前操作状态是低速模式506还是高速模式510(图5)。如果操作处于低速模式616，过程执行初始极性检测618以判定低速非感测转子 位置信号是否具有正确的极性。在必要时矫正了低速非感测转子位置信号的极性618之 后，操作根据低速非感测模式506持续，直至电机102的速度变得大于622预定的低速上限 阈值。当电机102的速度变得大于622预定的低速上限阈值时622，操作过渡6 到高速 非感测模式510。操作然后根据高速非感测模式510持续进行626，直至电机102的速度变 得低于6 预定的高速下限阈值。当电机102的速度变得低于6 预定的高速下限阈值时 628，操作返回到步骤620，用于根据低速非感测模式506控制电机102。如果在步骤616处判定电机102的操作在检测到解算器108故障612时处于高速 模式，过程就跳到步骤6M从而过渡到高速非感测模式510。此外，如果在启动时选择非感 测控制模式604，则操作通过执行初始极性检测618而在低速非感测操作模式下启动。由此可以看出，本发明的用于电机系统100的自我保护操作模式的方法和装置在 解算器108故障时使用位置非感测算法来提供用于电机控制的后备方案，由此提供了一种 自我保护操作模式，该模式允许驾驶员在解算器故障时安全地将车辆驾驶到服务站。虽然 已在前面的详细描述中提供了至少一个示例实施方式，但是应当理解，还存在大量的变型。 还应当理解，这些示例实施方式仅仅是一些例子，而不是用来以任何方式限制本发明的范 围、应用或者构造。相反，前面的详细描述将为本领域普通技术人员提供实施这些示例实施 方式的方便路径。应当理解，在不背离所附权利要求及其合法等同方案所限定的本发明的 范围的情况下，可以对元件的功能和设置做出多种改变。
权利要求
1.一种用于操作电机系统的方法，包括判定解算器是否发生故障；当所述解算器没有发生故障时使用解算器信号操作所述电机系统；以及当所述解算器发生故障时使用非感测信号操作所述电机系统。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述解算器信号包括响应于所述电机系统的内部永 磁电机的转子的转子位置和转子速度产生的信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述非感测信号包括对应于所述电机系统的内部永 磁电机的转子的转子位置和转子速度的信号。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述非感测信号包括高速非感测转子位置信号和高 速非感测转子速度信号。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述非感测信号包括低速非感测转子位置信号和低 速非感测转子速度信号。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述非感测信号还包括低速注入信号。
7.如权利要求4所述的方法，其中所述非感测信号还包括低速非感测转子位置和转子 速度信号，并且其中转子位置和转子速度信号响应于变得小于预定的高速下限阈值的内部 永磁电机的速度从所述高速非感测转子位置和转子速度信号过渡到所述低速非感测转子 位置和转子速度信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述转子位置和转子速度信号还响应于变得大于预 定的低速上限阈值的内部永磁电机的速度从所述低速非感测转子位置和转子速度信号过 渡到所述高速非感测转子位置和转子速度信号。
9.一种用于控制内部永磁电机的操作的自我保护控制器，所述自我保护控制器包括用于产生非感测转子位置和转子速度信号的非感测速度和位置估计装置；以及信号选择装置，其联接到解算器以便从所述解算器接收感测的转子位置和转子速度信 号并且联接到所述非感测速度和位置估计装置以便从所述非感测速度和位置估计装置接 收非感测转子位置和转子速度信号，所述信号选择装置判定所述解算器是否发生故障并且 在所述解算器没有发生故障时提供感测的转子位置和转子速度信号来控制所述内部永磁 电机的操作，并且在所述解算器发生故障时提供非感测转子位置和转子速度信号来控制所 述内部永磁电机的操作。
10.一种电机系统，包括包括多个相位并且包括转子的内部永磁电机；逆变器，所述逆变器响应于调制控制信号产生多个相位信号并且联接到所述内部永磁 电机以便将所述多个相位信号中的每个提供给所述内部永磁电机的多个相位中的对应的 一个；逆变器控制器，其响应于转子位置信号、转子速度信号和相位电流信号产生所述调制 控制信号，所述相位电流信号对应于所述多个相位信号中的一个或多个的电流；联接到所述内部永磁电机且用于感测所述转子的位置和运动的解算器，所述解算器响 应于所述转子的位置和运动产生感测的转子位置和转子速度信号；以及联接到所述解算器和所述逆变器控制器的自我保护控制器，所述自我保护控制器用于 判定所述解算器是否发生故障，并且在所述解算器没有发生故障时将感测的转子位置和转子速度信号提供给所述逆变器控制器作为转子位置信号和转子速度信号，并且在所述解算 器发生故障时将所述自我保护控制器产生的非感测转子位置和转子速度信号提供给所述 逆变器控制器作为转子位置信号和转子速度信号。
全文摘要
本发明涉及用于电动车的自我保护操作模式，具体提供一种用于电机系统的自我保护操作模式的方法和装置。该方法包括判定解算器是否发生故障。当解算器没有发生故障时，电机系统的操作使用解算器信号。当解算器发生故障时，电机系统的操作使用非感测转子位置和转子速度信号。
文档编号H02K11/00GK102045024SQ201010516928
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者N·R·帕特尔, P·J·萨瓦吉安, R·D·纳斯拉巴迪, Y·C·宋 申请人:通用汽车环球科技运作公司