[發明專利]用于控制無刷電機的系統和方法

有效

• 申請號: 201310018814.3
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103219931A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: S.卡爾內克;D.M.澤夫查克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02P6/08;F02M37/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;傅永霄

技術領域

本發明總體上涉及用于控制無刷電機的系統和方法，并且更具體地涉及用于控制無刷燃料泵的系統和方法。

背景技術

無刷電機，也已知為電子換向電機，是由直流電供給電力并且具有電子換向系統而不是機械換向器和電刷的電動機。無刷電機具有轉動的永磁體和固定電樞，消除了將電流連接到移動電樞的問題。電子控制器替代了有刷電機的電刷/換向器組件，其連續地轉換到繞組的相位以維持電機轉動。控制器通過使用固態電路而不是電刷/轉向器系統執行類似的定時功率分配。

與有刷電機相比，無刷電機提供幾個優點，包括單位重量具有更大的轉矩、單位瓦特具有更大的轉矩、增加的可靠性、減少的噪聲、更長的壽命、消除了來自換向器的電離火花、以及電磁干涉的總體減少。在轉子上沒有繞組的情況下，它們不經受離心力，并且因為繞組受到殼體的支撐，它們能通過傳導進行冷卻，不需要電機內部的用于冷卻的氣流。這繼而意味著電機能被完全封閉并且保護不受到污垢或其它外來材料的損壞。然而，無刷電機確實需要比有刷電機更復雜和昂貴的控制電子設備。無刷電機典型地受微處理器的控制以提供相換向，使定子電流與轉子的永磁體保持同相。在沒有電子換向的情況下，無刷電機不能被正確地控制。

無刷電機已經被用在為寬范圍的汽車應用而設計的燃料泵中。無刷電機正在普及但是目前它們在北美具有有限的應用。它們提供在系統壓力下的可靠的、不間斷的燃料流，高的效率，改進的耐用性，寬范圍的苛刻燃料兼容性，以及減少的功率消耗。無刷燃料泵典型地受到微控制器的控制。為了電機換向開始，微控制器必須完成它的初始化程序。延長的初始化時間能影響電機/泵的獲得需求期限內的系統級目標的能力。微控制器的故障將立即延緩換向功能，阻止無刷燃料泵運轉。因此，期望提供用于可靠地控制無刷燃料泵的系統和方法。

發明內容

在一個示范性的實施方式中，一種用于控制無刷電機的系統包括與無刷電機連通的驅動電路和與驅動電路連通的主控制裝置。該系統還包括與驅動連通的次控制裝置和用于將主控制裝置的輸出或次控制裝置的輸出選擇性地提供給驅動電路的多路轉換器，其中當主控制裝置正在正常運轉時將主控制裝置的輸出提供給驅動電路。

在另一個示范性的實施方式中，一種用于控制無刷燃料泵的方法包括接收來自電子控制模塊的燃料控制啟動信號和確定主控制裝置或次控制裝置的運轉狀態。該方法還包括響應地將主控制裝置或次控制裝置的輸出提供給與無刷燃料泵連通的驅動電路，其中當主控制裝置的運轉狀態正常時將主控制裝置的輸出提供給驅動電路，并且其中當主控制裝置的運轉狀態不正常時將次控制裝置的輸出提供給驅動電路。

在再一示范性的實施方式中，一種用于控制無刷燃料泵的系統包括與無刷燃料泵連通的驅動電路，與多路轉換器連通的主控制裝置和與多路轉換器連通的次控制裝置。該系統還包括與主控制裝置和多路轉換器連通的監控電路，其中監控電路能操作用于接收主控制裝置產生的信號并響應地將狀態信號提供給多路轉換器。多路轉換器基于狀態信號將主控制裝置的輸出或次控制裝置的輸出選擇性地提供給驅動電路。

本發明還提供如下方案：

1.一種用于控制無刷電機的系統，包括：

與無刷電機連通的驅動電路；

與驅動電路連通的主控制裝置；

與驅動電路連通的次控制裝置；和

用于將主控制裝置的輸出或次控制裝置的輸出選擇性地提供給驅動電路的多路轉換器，其中當主控制裝置正在正常運轉時將主控制裝置的輸出提供給驅動電路。

2.如方案1所述的系統，其特征在于，當檢測到主控制裝置的故障時次控制裝置的輸出被連接到驅動電路。

3.如方案1所述的系統，其特征在于，當主控制裝置正在初始化時次控制裝置的輸出被連接到驅動電路。

4.如方案1所述的系統，其特征在于，當主控制裝置正在正常運轉時主控制裝置產生脈沖信號并且其中監控電路接收來自主控制裝置的脈沖信號并響應地將狀態信號提供給多路轉換器。

5.如方案4所述的系統，其特征在于，狀態信號指示主控制裝置是否正在正常運轉。

6.如方案1所述的系統，其特征在于，次控制裝置由基本電路、ASIC、FPGS或微控制器組成。

7.如方案1所述的系統，其特征在于，次控制裝置的輸出以大約恒定的速度運轉無刷電機。

8.一種用于控制無刷燃料泵的方法，包括：

接收來自電子控制模塊的燃料控制啟動信號；

確定主控制裝置的運轉狀態；和