[發明專利]判定電機的轉動位置的方法和裝置

有效

• 申請號: 200810092828.9
• 申請日: 2008-05-04
• 公開（公告）號: CN101299584A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: S·E·格利森;S·E·舒爾茨;P·M·普里霍達
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭武;廖凌玲

技術領域

本發明總體上涉及電機的控制，并且更具體地涉及電機的控制系 統，用于判定轉動位置，以優化在車輛驅動系統中供給驅動轉矩的能量 利用率。

背景技術

用于電機的控制系統典型地包括諸如位置傳感器的反饋器件，以提 供數據，從而策略電機的位置和轉速。在三相多極同步電機上，轉子相 對于定子的每個極的位置的精確并且準確的測量對于實現電能的高效 傳輸是重要的。典型地使用用于判定解析器(resolver)的位置的位置傳 感器測量轉子位置。解析器相對于電機轉子的位置由于包括制造偏差和 公差的因素而具有誤差。電機制造商試圖使用調節和組裝后的標定來校 正解析器位置測量中的誤差。制造商也試圖通過引入無傳感器技術校正 與傳感器相關的誤差，所述無傳感器技術用于通過監測并分析電機的電 磁特征判定轉子位置。

已知包括混合動力系統的車輛驅動系統，其用于管理各種轉矩產生 裝置的輸入和輸出轉矩，所述轉矩產生裝置最普通地是內燃機和電機。 一種混合動力系統結構包括一雙模、復合-分配式機電變速器，該變速 器利用輸入件和輸出件，所述輸入件用于從例如內燃機的轉矩產生源接 收轉矩，所述輸出件用于將驅動轉矩從變速器輸送至車輛傳動系。驅動 轉矩從第一和第二電機傳遞至變速器，所述第一和第二電機操作地連接 至一能量存儲裝置，用于在它們之間交換電力。設有一控制器，用于管 理能量存儲裝置與電機之間的電力交換。

電機優選地包括每個都由多極定子和轉子裝置構成的已知的永磁 同步電動/發電機。這種電機對于動力系統和車輛應用是優選的，因為它 們表現出高轉矩對慣量比率、高效率和高功率密度。在這種電機中，控 制器需要關于轉子裝置相對于定子的位置的準確并且精確的信息，以便 優化電能效率，從而帶來改善的燃料經濟性。

現有技術的系統利用諸如嚴格要求電機公差和組裝方法的技術，結 合多個位置檢測器件，以保證相對于定子的轉子位置的準確測量。

當使用PM同步電機時，要求(在一個極對節距內的)絕對位置。 而且，該位置測量的精度是至關重要的，因為其主要在轉矩產生和線性 度方面影響電機控制的性能。使用解析器可提供精確的位置測量。然而， 測量的準確度直接受到安裝期間解析器的初始對準的影響。解析器的安 裝和初始對準在生產中是難以控制的。

因此希望在電機控制中使用自對準起動算法。

需要提供一種改進的方法和系統，以精確地并且準確地為電機判定 定子中的轉子裝置的位置，所述電機尤其是在車輛燃料/電混合動力系統 上應用的電機。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種用于電機的控制系統，該控制系統為 電機精確地并且準確地判定轉子裝置相對于定子的位置，并且所述電機 尤其包括同步多極電機，包括用于在車輛用燃料/電混合動力系統上應用 的電機。

根據本發明，一種無傳感器電機控制系統用于在動力系統起動期間 估計轉子位置。所估計的角度與所測量的解析器角度相對比。將校正偏 移量與解析器信號相加。在起動后，控制系統使用校正了的解析器信號 用于位置反饋和控制。這樣，用于解析器的安裝對準要求大大降低。

因而，根據本發明，提供一種用于控制電機的控制系統和方法，所 述電機包括具有定子、轉子和轉子位置檢測機構的多相多極電機。該控 制系統包括一逆變器和一控制器，該逆變器可操作以在電機的定子與電 能存儲裝置之間傳遞電能。所述控制器包括可執行的算法和預定的標 定，所述算法和標定基于無傳感器位置檢測技術得到轉子位置，并且確 定在得到的轉子位置和檢測到的轉子位置之間的偏移參數。基于檢測到 的轉子位置和偏移參數控制逆變器。偏移參數存儲在控制系統的非易失 性存儲器裝置中，用于將來參考。

當閱讀并理解對實施例的以下詳細說明時，本發明的技術人員將了 解本發明的這些和其它方面。

附圖說明

本發明將在某些部件和部件的布置上采用物理形式，將參照形成本 發明一部分的附圖詳細說明并示出其優選實施例，在附圖中：

圖1和圖2是根據本發明的示例性動力系統和控制結構的示意圖；

圖3、4和5是根據本發明的控制方案的示意圖；

圖6是根據本發明的算法流程圖；

圖7是根據本發明的數據圖；以及