使用從電流極限獲得的轉(zhuǎn)矩命令極限控制電機的制作方法
【專利摘要】至少一個示例性實施例公開了一種控制交流電機的方法。該方法包括確定或獲取用于交流電機的電流極限(S505)，基于交流電機的電壓?速度比率確定特征電流峰值(S510)，基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)矩命令極限中的至少一個確定用于交流電機的電流命令值(S520)，基于轉(zhuǎn)矩命令極限確定用于交流電機的電流命令值(S520)，并且基于電流命令值控制交流電機(S525)。
【專利說明】
使用從電流極限獲得的轉(zhuǎn)矩命令極限控制電機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]示例性實施例涉及電動驅(qū)動裝置系統(tǒng)和/或用于控制諸如內(nèi)置式永磁（IPM)馬達 或電機的電動驅(qū)動裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 因為交流(ac)電機（例如，IPM電機）提供比直流(dc)電機更高的效率，所以交流 (ac)電機廣泛用于裝載機、聯(lián)合收割機或其它重型設(shè)備機械車輛電動驅(qū)動器。在交流電機 中，內(nèi)置式永磁(IPM)電機具有較高的驅(qū)動效率和更寬的恒定功率操作范圍。內(nèi)置式永磁電 機控制器也稱為控制內(nèi)置式永磁電機的操作的逆變器。該控制器生成施加至內(nèi)置式永磁電 機的端子的交流控制信號。
[0003] 在內(nèi)置式永磁電機中，可以啟動電流極限特性，如停轉(zhuǎn)電流極限和峰值功率。例 如，峰值功率特性能使逆變器供應(yīng)過載電流用于電機。當電流命令大于電機的連續(xù)額定值 時，過載電流出現(xiàn)。
[0004] 如果啟用峰值功率特性，則在過載過程中，逆變器監(jiān)控和保護逆變器。保護逆變器 的失效可能導(dǎo)致?lián)p壞逆變器部件，如電流傳感器、直流總線、電容器和母線。過載狀態(tài)極限 是與允許過載電流的時間量一起被限定的。重復(fù)的過載狀態(tài)被允許的頻率也可以被限定。 一旦逆變器在一持續(xù)時間中提供過載電流，則可以在循環(huán)的其余部分限制逆變器電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -些實施例涉及用于通過估算實際逆變器或電機端子電壓和轉(zhuǎn)矩以控制交流電 機的方法和設(shè)備，交流電機例如為內(nèi)置式永磁電機。
[0006] 至少一個示例性實施例公開了一種控制交流(ac)電機的方法。該方法包括確定或 獲取用于交流電機的電流極限，基于交流電機的電壓-速度比率確定特征電流峰值，基于特 征電流峰值和電流極限確定轉(zhuǎn)矩命令極限，基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)矩命令極限 中的至少一個確定用于交流電機的電流命令值，以及基于電流命令值控制交流電機。
【附圖說明】
[0007] 將根據(jù)與附圖結(jié)合的下文的詳細描述更清楚地理解示例性實施例。圖1-5表示如 本文中所述的非限制性示例性實施例。
[0008] 圖1圖示了圖1A-1B的方框圖；
[0009] 圖1A-1B是根據(jù)示例性實施例的用于控制電動馬達的系統(tǒng)的方框圖；
[0010] 圖2是根據(jù)示例性實施例的與圖1A-1B-致的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方框圖；
[0011] 圖3圖示了用于逆變器的與連續(xù)額定電流和最大電流有關(guān)的輸出電流；
[0012] 圖個示了 d-q軸電流生成管理器的示例性實施例;并且
[0013] 圖5圖示了根據(jù)示例性實施例的控制交流(ac)電機的方法。
【具體實施方式】
[0014] 現(xiàn)在將更充分地參照圖示一些示例性實施例的附圖以描述多個示例性實施例。
[0015] 因此，盡管能夠?qū)κ纠詫嵤├M行各種修改并且形成可替換形式，但是附圖通 過示例的方法示出所述實施例并且本文將詳細描述所述實施例。然而，應(yīng)該理解，目的不是 將示例性實施例限制到所公開的具體形式，而是相反，示例性實施例將覆蓋落入權(quán)利要求 的范圍內(nèi)的所有的修改例、等同例和供選例。在對附圖的所有描述中，相同的數(shù)字指示相同 的元件。
[0016] 將理解，雖然在本文中術(shù)語第一、第二等可以用于描述各種元件，但是這些術(shù)語不 應(yīng)該限制這些元件。這些術(shù)語僅用于區(qū)別一個元件與另一元件。例如，第一元件可以被稱為 第二元件，并且，類似地，第二元件可以被稱為第一元件，這沒有脫離示例性實施例的范圍。 如本文所用，術(shù)語"和/或"包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項目的任意結(jié)合和所有結(jié)合。
[0017] 將理解，當元件被稱為"連接"或"耦接"到另一元件時，其可以直接連接或耦接到 可以存在的另一元件或插入元件。相反，當元件被稱為"直接連接"或"直接耦接"到另一元 件時，其中不存在插入元件。應(yīng)該以相同方式理解用于描述元件之間的關(guān)系的其它措辭(例 如，"在…之間"與"直接在…之間"，"鄰近"與"直接鄰近"等。）。
[0018] 本文中使用的術(shù)語僅為了描述具體的實施例并且目的不是限制示例性實施例。如 本文所用，單數(shù)形式"a"、"an"和"the"旨在同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文以其他方式明確 表示。將進一步理解，當在本文中使用術(shù)語"包括"、"具有"、"包含"和/或"含有"時，指出存 在規(guī)定的部件、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件，但是不排除存在或增加一個或多個其它 的部件、整數(shù)、步驟、操作、元件、構(gòu)件和/或其組群。
[0019] 還應(yīng)該注意，在一些替換實施方式中，所說明的功能/作用可以不按照圖中圖示的 次序出現(xiàn)。例如，實際上可以大致同時執(zhí)行或有時可以以相反次序執(zhí)行連續(xù)示出的兩個圖， 這取決于涉及的功能/作用。
[0020] 除非另有規(guī)定，否則本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有的意 義與示例性實施例所屬的技術(shù)領(lǐng)域中的人員通常理解的意義相同。將進一步理解，例如限 定在通常使用的字典中的那些術(shù)語應(yīng)該理解成具有的意義與其在相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容中的意 義一致，而不應(yīng)理解成理想化的意義或過度正式的意義，除非本文中明確地如此限定。
[0021] 示例性實施例和對應(yīng)的詳細描述的部分明確地呈現(xiàn)被具體地程控以執(zhí)行軟件的 處理器，或關(guān)于計算機存儲器中數(shù)據(jù)位的操作的算法和符號表示。這些描述和表示是本領(lǐng) 域的技術(shù)人員向本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員有效表達其工作的實質(zhì)的方式。算法，作為本文使 用的術(shù)語，并且如其被通常使用的那樣，被認為是通向結(jié)果的一序列有條理的步驟。該步驟 對物理量進行要求的物理操縱。通常，雖然不一定，這些物理量采取能夠被存儲、傳送、組 合、比較、和以其他方式操縱的光信號、電信號、或磁信號的形式。主要由于普遍使用的原 因，有時方便地將這些信號稱為位、值、要素、符號、字符、術(shù)語、數(shù)字等。
[0022] 在以下描述中，將參照可以執(zhí)行為實現(xiàn)具體任務(wù)或采用具體的抽象數(shù)據(jù)類型的、 包括例行程序、程序、目標、成分、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的程序模塊或功能性過程并且可以使用現(xiàn)有 的硬件執(zhí)行的操作的作用和符號表示(例如，成流程圖的形式)來描述說明性實施例。該現(xiàn) 有硬件可以包括一個或多個中央處理器(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路、現(xiàn)場 可編程門陣列(FPGA)計算機等。
[0023] 然而，應(yīng)該明白，所有的這些術(shù)語和類似的術(shù)語將與適當?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)并且僅是 應(yīng)用于這些物理量的方便的符號。除非以其他方式具體地規(guī)定，或如從討論所顯而易見的， 諸如"處理"或"計算"或"運算"或"確定"或"顯示"等術(shù)語指操作被表示為計算機系統(tǒng)的寄 存器和存儲器中的物理電子量的數(shù)據(jù)并且將其轉(zhuǎn)換成類似地表示為計算機系統(tǒng)存儲器或 寄存器或其它的這種信息存儲、傳送或顯示裝置中的物理量的其它數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)或類 似的電子計算裝置的作用和過程。
[0024] 還注意到執(zhí)行示例性實施例的方面的軟件通常被編碼在一些形式的實體(或記 錄)存儲介質(zhì)上或通過一些類型的傳送介質(zhì)來執(zhí)行。有形存儲介質(zhì)可以是磁介質(zhì)（例如，軟 盤或硬盤)或光介質(zhì)（例如，光盤只讀存貯器，或"CD R0M"），并且可以只讀或隨機存取。
[0025] 至少一個示例性實施例公開了一種控制交流(ac)電機的方法。該方法包括確定或 獲取用于交流電機的電流極限，基于交流電機的電壓-速度比率確定特征電流峰值，基于特 征電流峰值和電流極限確定轉(zhuǎn)矩命令極限，基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)矩命令極限 中的至少一個確定用于交流電機的電流命令值，并且基于電流命令值控制交流電機。
[0026] 在示例性實施例中，該方法進一步地包括獲得用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令，基于轉(zhuǎn) 矩命令確定轉(zhuǎn)矩命令百分比，并且確定轉(zhuǎn)矩命令百分比的與轉(zhuǎn)矩命令極限一致的最小值， 電流命令值基于所述最小值。
[0027] 在示例性實施例中，該方法進一步地包括基于電流極限和特征電流峰值確定電流 幅值百分比，其中對轉(zhuǎn)矩命令極限的確定基于電流幅值百分比。
[0028] 在示例性實施例中，確定或獲取轉(zhuǎn)矩命令極限包括確定交流電機的操作模式，該 操作模式是制動模式和運轉(zhuǎn)模式中的一種，并且選擇與操作模式相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩命令極限表 格，轉(zhuǎn)矩命令極限表格包括分別地與電壓-速度比率和電流幅值百分比對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令極 限值，轉(zhuǎn)矩命令極限表格包括所確定的轉(zhuǎn)矩命令極限。
[0029] 在示例性實施例中，確定或獲取轉(zhuǎn)矩命令極限包括，通過限制所確定的轉(zhuǎn)矩命令 極限和之前的轉(zhuǎn)矩命令極限之間的變化率，生成最終轉(zhuǎn)矩命令極限，電流命令值基于最終 轉(zhuǎn)矩命令極限。
[0030] 在示例性實施例中，電流命令值是直軸值和正交軸值。
[0031] 在示例性實施例中，確定電流命令值進一步包括基于交流電機的電壓-速度比率 和操作模式確定電流命令值。
[0032] 在示例性實施例中，轉(zhuǎn)矩命令極限是百分比。
[0033]在示例性實施例中，電流命令值是直軸值和正交軸值。
[0034] 至少一個示例性實施例公開了一種包括處理器的系統(tǒng)，所述處理器被配置成確定 或獲取用于交流電機的電流極限，基于交流電機的電壓-速度比率確定特征電流峰值，基于 特征電流峰值和電流極限確定轉(zhuǎn)矩命令極限，基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)矩命令極 限中的至少一個確定用于交流電機的電流命令值。
[0035] 在示例性實施例中，處理器被配置成獲得用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令，基于轉(zhuǎn)矩命 令確定轉(zhuǎn)矩命令百分比，并且確定轉(zhuǎn)矩命令百分比的與轉(zhuǎn)矩命令極限一致的最小值，電流 命令值基于所述最小值。
[0036] 在示例性實施例中，處理器被配置成基于電流極限和特征電流峰值確定電流幅值 百分比，其中對轉(zhuǎn)矩命令極限的確定基于電流幅值百分比。
[0037] 在示例性實施例中，處理器被配置成確定交流電機的操作模式，該操作模式是制 動模式和運轉(zhuǎn)模式中的一種，并且選擇與操作模式相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩命令極限表格，轉(zhuǎn)矩命令 極限表格包括分別地與電壓-速度比率和電流幅值百分比對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令極限值，轉(zhuǎn)矩命 令極限表格包括所確定的轉(zhuǎn)矩命令極限。
[0038] 在示例性實施例中，處理器被配置成，通過限制所確定的轉(zhuǎn)矩命令極限和之前的 轉(zhuǎn)矩命令極限之間的變化率，生成最終轉(zhuǎn)矩命令極限，電流命令值基于最終轉(zhuǎn)矩命令極限。 [0039]在示例性實施例中，電流命令值是直軸值和正交軸值。
[0040]在示例性實施例中，處理器被配置成進一步基于交流電機的電壓-速度比率和操 作模式確定電流命令值。
[0041 ]在示例性實施例中，轉(zhuǎn)矩命令極限是百分比。
[0042]在示例性實施例中，電流命令值是直軸值和正交軸值。
[0043] 根據(jù)示例性實施例，圖1A-1B圖示了用于控制電機的驅(qū)動系統(tǒng)100,如電動馬達。電 動馬達可以是諸如馬達117的馬達(例如，內(nèi)置式永磁（IPM)馬達)或另一交流電機。馬達117 具有直流總線額定電壓(例如，320伏特）。額定電壓是指定電壓。例如，馬達117的額定電壓 可以是320伏特，但是馬達可以在高于或低于320伏特的電壓下操作。在示例性實施例中，除 馬達117外，該系統(tǒng)可以稱為逆變器或馬達控制器。用于控制馬達117的系統(tǒng)還可以稱為電 機系統(tǒng)。
[0044] 應(yīng)該理解，驅(qū)動系統(tǒng)100可以包括圖1A未圖示的額外特性。圖1A-1B示出的特性被 圖示以方便描述驅(qū)動系統(tǒng)1〇〇,并且應(yīng)該理解驅(qū)動系統(tǒng)1〇〇應(yīng)該不受限于圖1A-1B示出的特 性。
[0045] 系統(tǒng)100包括電子模塊、軟件模塊或二者。在示例性實施例中，驅(qū)動系統(tǒng)100包括電 子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120,以支持一個或多個軟件模塊的軟件指令的存儲、處理或執(zhí)行。電子數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)120由圖1A-1B中的虛線指示，并且更詳細地示出在圖2中。電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 120還可以稱為用于馬達117的控制器和/或處理器。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120被配置成確定用于交 流電機的電流極限，基于交流電機的電壓-速度比率確定特征電流峰值，基于特征電流峰值 和電流極限確定轉(zhuǎn)矩命令極限，以及基于轉(zhuǎn)矩命令極限確定用于交流電機的電流命令值。 [0046] 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120連接到逆變器電路188。逆變器電路188可以是三相逆變器。逆變 器電路188包括半導(dǎo)體驅(qū)動電路，半導(dǎo)體驅(qū)動電路驅(qū)動或控制開關(guān)半導(dǎo)體(例如，絕緣柵雙 極型晶體管（IGBT)或其它功率晶體管）以輸出用于馬達117的控制信號。逆變器電路188又 連接到馬達117。
[0047]在示例性實施例中，轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105連接到轉(zhuǎn)矩補償模塊，轉(zhuǎn)矩補償模塊連 接到d_q軸電流生成管理器109(例如，d_q軸電流生成查表）。旋轉(zhuǎn)坐標系中的d_q軸電流表 示在矢量受控式交流電機的情況下適用的直軸電流和正交軸電流，矢量受控式交流電機例 如為馬達117。
[0048] d_q軸電流生成管理器109的輸出（d_q軸電流命令iq_cmd和id_?d)和電流調(diào)節(jié)模塊 107 (例如，d-q軸電流調(diào)節(jié)模塊107)的輸出被饋送到加法器119。加法器119的一個或多個輸 出（例如，直軸電流數(shù)據(jù)（id*)和正交軸電流數(shù)據(jù)（i q*))被提供或連接到電流調(diào)整控制器 111。盡管術(shù)語電流命令被使用，但是應(yīng)該理解電流命令涉及目標電流值。
[0049] 電流調(diào)整控制器111能夠與脈寬調(diào)制(PWM)生成模塊112 (例如，空間矢量脈寬調(diào)制 生成模塊)通信。電流調(diào)整控制器111接收相應(yīng)的最終d_q軸電流命令(例如，id*和iq*)和實 際d_q軸電流(例如，id和iq)，并且輸出對應(yīng)的d_q軸電壓命令(例如，Vd*和V q*命令），以用于 輸入到脈寬調(diào)制生成模塊112。
[0050] 在示例性實施例中，脈寬調(diào)制生成模塊112提供脈沖命令以用于控制逆變器電路 188。脈寬調(diào)制生成模塊112的輸出端連接到逆變器電路188。逆變器電路188的輸出級（例 如，輸出目前的相電壓VAN、VBN和VCN)提供脈寬調(diào)制電壓波形或其它電壓信號以用于控制 馬達117。電壓VAN、VBN和VCN可以稱為例如相電壓、電流控制階躍電壓或目前的控制階躍電 壓。在示例性實施例中，逆變器電路188由直流(dc)電壓總線供電。
[0051] 逆變器電路188包括半導(dǎo)體驅(qū)動電路，半導(dǎo)體驅(qū)動電路驅(qū)動或控制開關(guān)半導(dǎo)體(例 如，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)或其它功率晶體管)輸出用于馬達117的控制信號。逆變器 電路188又連接到馬達117。馬達117與傳感器115(例如，位置傳感器、變壓器或編碼位置傳 感器)相關(guān)聯(lián)，傳感器115與馬達軸126或轉(zhuǎn)子相關(guān)聯(lián)。傳感器115和馬達117連接到數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)120以提供例如反饋數(shù)據(jù)(例如，電流反饋數(shù)據(jù)，如相電流值ia、ib和ic)、原始位置信 號、以及其它可能的反饋數(shù)據(jù)或信號。其它可能的反饋數(shù)據(jù)包括，但是不受限于，繞組溫度 讀數(shù)、逆變器電路188的半導(dǎo)體溫度讀數(shù)、三相電壓數(shù)據(jù)、或用于馬達117的其它熱信息或性 能信息。
[0052] 馬達117與傳感器115(例如，變壓器、編碼器、速度傳感器或另一位置傳感器或速 度傳感器)相關(guān)聯(lián)，所述傳感器115估算馬達軸126的角位置、馬達軸126的速度或速率和馬 達軸126的轉(zhuǎn)動方向中的至少一個。傳感器115可以安裝在馬達軸126上或與馬達軸126成為 一體。傳感器115的輸出端能夠與主處理模塊114(例如，位置和速度處理模塊)通信。在示例 性實施例中，傳感器115可以連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出），模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別地將模擬原始坐 標或速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字原始位置或速度數(shù)據(jù)。在其它的示例性實施例中，傳感器115(例 如，數(shù)字式位置編碼器)可以提供用于馬達軸126或轉(zhuǎn)子的原始坐標或速度數(shù)據(jù)的數(shù)字式數(shù) 據(jù)輸出。
[0053]主處理模塊114的第一輸出（例如，用于馬達117的位置數(shù)據(jù)Θ)被傳送到換相器113 (例如，三相至兩相電流派克變換模塊），換相器113將測量電流的相應(yīng)三相數(shù)字表示轉(zhuǎn)換成 測量電流的對應(yīng)兩相數(shù)字表示。主處理模塊114的第二輸出（例如，用于馬達117的速度數(shù)據(jù) SD)被傳送到計算模塊110(例如，電壓-速度比率模塊）。
[0054]感測電路124的輸入端連接到馬達117的端子，以用于至少感測測量的三相電流和 直流(dc)總線的電壓電平(例如，可以向逆變器電路188提供直流功率的高壓直流總線）。感 測電路124的輸出端連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器122,以用于數(shù)字化感測電路124的輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器 122的數(shù)字輸出又連接到次級處理模塊116 (例如，直流總線電壓和三相電流處理模塊）。例 如，感測電路124與馬達117相關(guān)聯(lián)以用于測量三相電流(例如，施加至馬達117的繞組的電 流、在繞組中引起的反向EMF(電動勢)或二者）。
[0055]主處理模塊114和次級處理模塊116的某些輸出供給至換相器113。例如，換相器 113可以應(yīng)用派克變換或其它的換算公式(例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的適當?shù)哪承Q算 公式）以基于來自次級處理模塊116的數(shù)字三相電流數(shù)據(jù)ia、ib和ic和來自傳感器115的位 置數(shù)據(jù)Θ，將電流的測量三相表示轉(zhuǎn)換成電流的兩相表示。換相器113模塊的輸出（id、iq)連 接到電流調(diào)整控制器111。
[0056] 主處理模塊114和次級處理模塊116的其它輸出端可以連接到計算模塊110 (例如， 電壓-速度比率計算模塊)的輸入端。例如，主處理模塊114可以提供速度數(shù)據(jù)SD(例如，以轉(zhuǎn) 數(shù)每分鐘為單位的馬達軸126的轉(zhuǎn)速），而次級處理模塊116可以提供馬達117的運行直流總 線電壓Vdc的被測量(檢測）電平。因為各種因素，包括但是不受限于，環(huán)境溫度、電池狀況、 電池充電狀態(tài)、電池電阻或電抗、燃料電池狀態(tài)（如果合適）、馬達載荷狀況、相應(yīng)的馬達轉(zhuǎn) 矩和對應(yīng)的運行速度、和車輛電力載荷(例如，電驅(qū)動空調(diào)壓縮機），為逆變器電路188提供 電能的直流總線上的直流電壓電平可以波動或改變。計算模塊110作為媒介連接在次級處 理模塊116和d-q軸電流生成管理器109之間。此外，計算模塊110的輸出可以調(diào)節(jié)或影響由 d_q軸電流生成管理器109生成的電流命令iq_?d和id_?d，以補償直流總線電壓的波動或變 化。
[0057] 基于速度數(shù)據(jù)和直流總線電壓，計算模塊110生成基準轉(zhuǎn)矩值?；鶞兽D(zhuǎn)矩值分別地 與具有直流總線額定電壓電平的不連續(xù)的速度點相關(guān)聯(lián)。換句話說，計算模塊110可以是根 據(jù)馬達特征化程序建立的二維基準轉(zhuǎn)矩LUT。在IPM馬達特征化程序期間，每個轉(zhuǎn)子軸速度 都具有在該速度下被限定為基準轉(zhuǎn)矩的最大輸出轉(zhuǎn)矩。因而，如果直流總線位于額定電壓 下，則基準轉(zhuǎn)矩還可以稱為峰值轉(zhuǎn)矩?；鶞兽D(zhuǎn)矩是針對電壓和速度組合的可實現(xiàn)的最大轉(zhuǎn) 矩值。在2011年2月28日提交的13/036，286號美國申請中描述了IPM馬達特征化的示例，所 述申請的全部內(nèi)容通過引用而被納入本文。
[0058]轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104、電流修整模塊106和端子電壓反饋模塊108連接到d-q 軸電流調(diào)節(jié)模塊107,或能夠與d-q軸電流調(diào)節(jié)模塊107通信。d-q軸電流調(diào)節(jié)模塊又可以與 d-q軸電流生成管理器或所述加法器119通信。
[0059] 轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104估算或確定轉(zhuǎn)子永磁體或磁體的溫度。在示例性實施 例中，轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104可以根據(jù)定位在定子上、與定子熱連通或固定至馬達117 的殼體的一個或多個傳感器估算轉(zhuǎn)子磁體的溫度。
[0060] 在另一示例性實施例中，轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104可以被安裝在轉(zhuǎn)子或磁體上 的溫度檢測器(例如，電熱調(diào)節(jié)器和類似紅外線熱傳感器的無線發(fā)射器)替代，其中該檢測 器提供指示磁體或多個磁體的溫度的信號(例如，無線信號）。
[0061 ]在示例性實施例中，所述系統(tǒng)可以按照以下方式操作。轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105通過 車輛數(shù)據(jù)總線118接收輸入控制數(shù)據(jù)信息，如速度控制數(shù)據(jù)信息、電壓控制數(shù)據(jù)信息或轉(zhuǎn)矩 控制數(shù)據(jù)信息。轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105將所接收的輸入控制信息轉(zhuǎn)換成原始轉(zhuǎn)矩控制命令 數(shù)據(jù)Tcmd。
[0062] d-q軸電流生成管理器109選擇或確定與相應(yīng)的最終轉(zhuǎn)矩控制命令數(shù)據(jù)T?d、基準 轉(zhuǎn)矩命令數(shù)據(jù)Bas e_Torq和電壓-速度比率相關(guān)聯(lián)的直軸電流命令和正交軸電流命令。 [0063] 例如，d-q軸電流生成管理器109通過防問以下各項中的一個或多個而選擇或確定 直軸電流命令和正交軸電流命令：（1)查找表、數(shù)據(jù)庫或?qū)⑾鄳?yīng)的轉(zhuǎn)矩命令與對應(yīng)的直軸電 流和正交軸電流關(guān)聯(lián)的其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，（2)將相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令與對應(yīng)的直軸電流和正交軸 電流關(guān)聯(lián)的一組二次方程或一次方程，或(3)將相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令與對應(yīng)的直軸電流和正交 軸電流關(guān)聯(lián)的一組規(guī)則（例如，"如果-則"規(guī)則）。馬達117上的傳感器115便于提供馬達軸 126的被檢測速度數(shù)據(jù)SD，其中主處理模塊114可以將傳感器115所提供的原始坐標轉(zhuǎn)換成 速度數(shù)據(jù)SD。
[0064] 基于來自轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104、電流修整模塊106和端子電壓反饋模塊108 的輸入數(shù)據(jù)，電流調(diào)節(jié)模塊1〇7(例如，d-q軸電流調(diào)節(jié)模塊)提供電流調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)以調(diào)節(jié)直軸 電流命令id_?d和正交軸電流命令iq_cmd。
[0065] 例如，基于以下因素中的一個或多個，電流修整模塊106可以確定正交軸(q軸）電 流命令和直軸(d軸）電流命令的校正或預(yù)調(diào)節(jié):馬達117上的轉(zhuǎn)矩載荷和馬達117的速度。例 如基于轉(zhuǎn)子溫度的估算改變，轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104可以生成正交軸電流命令和直軸 電流命令的二次調(diào)節(jié)?；诳刂破麟妷好钆c電壓極限的相對關(guān)系，端子電壓反饋模塊108 可以向直軸電流和正交軸電流提供三次調(diào)節(jié)。電流調(diào)節(jié)模塊107可以提供考慮到以下調(diào)節(jié) 中的一個或多個的總電流調(diào)節(jié):預(yù)調(diào)節(jié)、二次調(diào)節(jié)、和三次調(diào)節(jié)。
[0066] 在示例性實施例中，馬達117可以包括內(nèi)置式永磁(IPM)電機或同步內(nèi)置式永磁電 機（IPMSM)。
[0067] 傳感器115 (例如，軸或轉(zhuǎn)子速度檢測器)可以包括以下各項中的一個或多個:直流 馬達、光學(xué)編碼器、磁場傳感器(例如，霍耳效應(yīng)傳感器）、磁阻傳感器、和變壓器(例如，無刷 旋轉(zhuǎn)變壓器）。在一個構(gòu)造中，傳感器115包括位置傳感器，其中原始坐標和相關(guān)聯(lián)的時間數(shù) 據(jù)被處理以確定馬達軸126的轉(zhuǎn)速或速度數(shù)據(jù)。在另一構(gòu)造中，傳感器115包括用于確定馬 達軸的位置的速度傳感器，或速度傳感器和積分器的組合。
[0068] 在還一構(gòu)造中，傳感器115包括輔助緊湊式直流電機，所述輔助緊湊式直流電機機 械地連接至馬達117的馬達軸126，以確定馬達軸126的速度或轉(zhuǎn)速，其中直流電機生成與馬 達軸126的轉(zhuǎn)速成比例的輸出電壓。在又一構(gòu)造中，傳感器115包括具有光源的光學(xué)編碼器， 光學(xué)編碼器朝連接到馬達軸126的轉(zhuǎn)動物體傳輸信號，并且在光學(xué)檢測器處接收反射信號 或衍射信號，其中所接收的信號脈沖(例如，方波)的頻率可以與馬達軸126的速度或轉(zhuǎn)速成 比例。在其它的構(gòu)造中，傳感器115包括具有第一繞組和第二繞組的變壓器，其中第一繞組 被饋送有交流電流，其中在第二繞組中引起的電壓隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻率而變化。
[0069] 圖2是根據(jù)示例性實施例的與圖1A-1B-致的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方框圖。在圖2 中，電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120包括電子數(shù)據(jù)處理器264、數(shù)據(jù)總線262、數(shù)據(jù)存儲裝置260、和一 個或多個數(shù)據(jù)端口（ 268、270、272、274和276)。數(shù)據(jù)處理器264、數(shù)據(jù)存儲裝置260和一個或 多個數(shù)據(jù)端口連接到數(shù)據(jù)總線262,以支持數(shù)據(jù)處理器264、數(shù)據(jù)存儲裝置260和一個或多個 數(shù)據(jù)端口之間的數(shù)據(jù)通信。
[0070] 在示例性實施例中，數(shù)據(jù)處理器264可以包括電子數(shù)據(jù)處理器、微處理器、微控制 器、可編程序邏輯陣列、邏輯電路、運算器、專用集成電路、數(shù)字信號處理器、比例積分微分 控制器或其它數(shù)據(jù)處理裝置。
[0071] 數(shù)據(jù)存儲裝置260可以包括任何磁性的、電子的或光學(xué)的裝置以用于存儲數(shù)據(jù)。例 如，數(shù)據(jù)存儲裝置260可以包括電子數(shù)據(jù)存儲裝置、電子存儲器、非揮發(fā)性電子隨機存儲器、 一個或多個電子數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)閂鎖電路、磁盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器等。 [0072]如圖2所示，數(shù)據(jù)端口包括第一數(shù)據(jù)端口 268、第二數(shù)據(jù)端口 270、第三數(shù)據(jù)端口 272、第四數(shù)據(jù)端口 274和第五數(shù)據(jù)端口276,但是任何適當數(shù)量的數(shù)據(jù)端口可以被使用。每 個數(shù)據(jù)端口都可以包括例如收發(fā)器和緩沖存儲器。在示例性實施例中，每個數(shù)據(jù)端口都可 以包括任何串行輸入/輸出端口或并行輸入/輸出端口。
[0073]在如圖2所示的示例性實施例中，第一數(shù)據(jù)端口 268連接到車輛數(shù)據(jù)總線118。車輛 數(shù)據(jù)總線118又連接到控制器266。在一個構(gòu)造中，第二數(shù)據(jù)端口270可以連接到逆變器電路 188 ;第三數(shù)據(jù)端口 272可以連接到傳感器115 ;第四數(shù)據(jù)端口 274可以連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 122;并且第五數(shù)據(jù)端口 276可以連接到端子電壓反饋模塊108。模數(shù)轉(zhuǎn)換器122連接到感測 電路124。
[0074]在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120的示例性實施例中，轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105與電子數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)120的第一數(shù)據(jù)端口 268相關(guān)聯(lián)或由第一數(shù)據(jù)端口 268支持。第一數(shù)據(jù)端口 268可以連接到 車輛數(shù)據(jù)總線118,如控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)數(shù)據(jù)總線。車輛數(shù)據(jù)總線118可以經(jīng)由第一數(shù)據(jù) 端口 268向轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105提供具有轉(zhuǎn)矩命令的數(shù)據(jù)總線信息。車輛的操作員可以經(jīng) 由用戶接口生成轉(zhuǎn)矩命令，所述用戶接口例如為節(jié)流閥、踏板、控制器266或其它的控制裝 置。
[0075] 在一些示例性實施例中，傳感器115和主處理模塊114可以與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120的 第三數(shù)據(jù)端口 272相關(guān)聯(lián)或由第三數(shù)據(jù)端口 272支持。
[0076]數(shù)據(jù)處理器264可以被具體地程控以使轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104、轉(zhuǎn)矩命令生成 模塊105、電流修整模塊106、電流調(diào)節(jié)模塊107、端子電壓反饋模塊108、d-q軸電流生成管理 器109、計算模塊110、電流調(diào)整控制器111、脈寬調(diào)制生成模塊112、換相器113、主處理模塊 114、次級處理模塊116、加法器119、ADC 122、感測電路124、電機端子電壓估算模塊127、轉(zhuǎn) 矩估算模塊129和轉(zhuǎn)矩補償模塊131運行。
[0077] 圖3圖示了用于逆變器188的與連續(xù)額定電流和最大電流相關(guān)的輸出電流。如圖3 所示，逆變器188具有連續(xù)額定電流300和最大電流310。連續(xù)額定電流可以基于電機基本頻 率和馬達特征數(shù)據(jù)以被實現(xiàn)，并且被存儲在存儲裝置260中。例如，可以針對處理系統(tǒng)120實 現(xiàn)一查找表，以基于電機基本頻率選擇連續(xù)電流。類似地，可以根據(jù)特征數(shù)據(jù)確定最大電 流。
[0078] 峰值功率特性可以具有循環(huán)持續(xù)時間或循環(huán)周期1^。1(3。為在峰值功率特性被啟動 的同時保護和監(jiān)控逆變器188，I 2t(定子電流空間矢量(電流幅值)的平方值)乘以處理系統(tǒng) 120的運行速率)算法被執(zhí)行。在峰值功率（電流過載)狀態(tài)中，輸出電流320在最大電流310 處，并且在設(shè)置的一段時間T。胃 lciad內(nèi)，被累加的I2t值被監(jiān)控。當達到所設(shè)置的一段時間 被時，最終的累加 I2t被記錄。然后對于峰值功率重復(fù)過載循環(huán)Tlimite3d的其余部分， 逆變器輸出電流320被限制成低于連續(xù)額定電流，直到累加的I2t值減少返回至零。這允許 在限定的短的周期內(nèi)的電流過載，同時在限定循環(huán)中的總rms電流被限制到連續(xù)電流。在示 例中，Toverlrad可以是一分鐘，Tlimited可以是十四分鐘，并且Tcycle可以是十五分鐘。
[0079]圖4圖示了 d-q軸電流生成管理器的示例性實施例。d-q軸電流生成管理器被配置 成將電流極限轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩百分比極限。可以在所述比率和轉(zhuǎn)矩命令百分比在查找時用來選 擇適當?shù)碾娏髅畹那闆r中使用d-q軸電流生成管理器109。由于可以使用相同的電流命令 查找表430，所以這將減少DSP內(nèi)存使用。此外，將從在馬達特征化過程中生成的id、iq查找 表中選擇特征電流命令。
[0080]如圖所示，d-q軸電流生成管理器109包括電流極限模塊405、比率-峰值電流關(guān)系 查找表410、除法器415和424、比率和電流幅值百分比與電流限制轉(zhuǎn)矩命令百分比關(guān)系查找 表420、轉(zhuǎn)換模塊422、選擇器425和id、iq查找表430a、430b。
[0081 ] 可以從特征化程序生成查找表410、420和430。在IPM特征化程序中，對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩命 令百分比和電壓-速度比率組合中的每個的電機效率數(shù)據(jù)是可獲得的。類似于d_q軸電流查 找表，也可以根據(jù)使用比率和轉(zhuǎn)矩命令百分比作為輸入的特征化程序生成效率查找表?？?慮到效率表和電流查找表具有相同的輸入，效率查找表與id和iq查找表并聯(lián)連接以共用相 同的輸入。在單獨的運轉(zhuǎn)特征化和制動特征化的情況下，具有用于運轉(zhuǎn)模式和制動模式的 兩個不同的效率查找表。在特征化程序中針對數(shù)個不同電機速度，記錄最大轉(zhuǎn)矩每安培 (MTPA)和最大轉(zhuǎn)矩每伏特(MTPV)曲線。
[0082]基于所述比率，電流極限模塊405生成電流極限ilimit。例如，在馬達特征化相中，可 以進行一次對電流極限的確定。相應(yīng)地，電流極限可以是以下設(shè)定值，所述設(shè)定 值被編程到控制器266的數(shù)據(jù)存儲裝置260或非易失性電子存儲器中，并且然后在特征化之 后被獲取。在另一示例性實施例中，逆變器188或控制器266具有馬達型號和制造商的列表， 并且逆變器188在配置相中被程控，以使用來自查找表、數(shù)據(jù)庫、文件或包括馬達型號和對 應(yīng)電流極限的其它記錄的適當對應(yīng)電流極限iiiMt。在另一示例性實施例中，利用RFID標簽 或另一識別器或憑借安裝在車輛的底盤或其它部分上的類似RFID標簽，即插即用機構(gòu)可以 識別馬達的性能(包括電流極限）。
[0083] 基于較寬范圍的功能數(shù)據(jù)塊，如峰值功率、過載、或停轉(zhuǎn)電流保護，電流極限模塊 405可以生成電流極限i limit。
[0084] 在一個示例性實施例中，電流極限模塊405執(zhí)行圖3中描述的I2t算法。
[0085]更具體地，可以通過電流極限模塊405根據(jù)以下方程計算遞增的I2t值。
[0087]其中Icmd是直軸電流命令的平方加上正交軸電流命令的平方之和的量值，I_t是 連續(xù)額定電流，并且T是I2t模塊被執(zhí)行的速率。
[0088]在過載狀態(tài)中，I。大于I2_t，產(chǎn)生正遞增I2t值。在遞增的I2t值變成正的第一時 刻時，過載計時器被電流極限模塊405激活。在過載周期T_rlciad中，每個正遞增的值由電流 極限模塊405相加以獲得累加的I 2t值。用于過載的電流極限保持等于在馬達特征化時根據(jù) 特征峰值轉(zhuǎn)矩所獲得的特征峰值電流。當T_rlrad是一分鐘時，以下方程被電流極限模塊405 使用以獲得累加的I 2t值。
[0090] 在Toverloag#束之后，累加的I2t值被電流極限模塊405記錄。然后，在Tlimited的持續(xù) 時間中，電流極限模塊405激活倒數(shù)定時器，并且計算額定值降低的電流極限。額定值降低 的電流極限的計算在T limited內(nèi)將逆變器輸出電流限制成低于連續(xù)額定電流，并且累加的I2t 值將減小返回至零。
[0091] 在Tlimite3d期間，電流極限模塊405將額定值降低的電流極限IdM^d執(zhí)行為電流極 限i limit，如此在Tcr。：^內(nèi)的總rms電流被限制到連續(xù)額定電流。電流極限模塊405使用以下方 程確定額定值降低的電流極限Idu^d。
[0093] -旦倒數(shù)定時器完成，電流極限模塊將電流極限ilimit設(shè)置返回至連續(xù)額定電流。 [0094]當峰值功率特性有效或被啟用時，具有三個不同的操作狀態(tài)。這三個不同狀態(tài)是 分別地可以被識別為狀態(tài)0、狀態(tài)1和狀態(tài)2的非限制性狀態(tài)、具有遞增的I 2t計算值的非限 制性狀態(tài)、和電流受限狀態(tài)。T_rirad可以對應(yīng)狀態(tài)l，Ti imited可以對應(yīng)狀態(tài)2,并且初始狀態(tài) 可以描述為狀態(tài)〇(當I2Tinc_ ntalF為正時）。以下表格圖示了基于逆變器188的狀態(tài)的電流 極限 ilimit 〇
[0095] 表格 1
[0096]
[0097]盡管以上描述表示I2t算法，但是應(yīng)該理解示例性實施例不限于此。
[0098] 如圖4所示，d_q軸電流生成管理器109不使用電流極限ilimit來直接地改變提供至 逆變器188的電流。因為來自最大轉(zhuǎn)矩每安培(MTPA)和最大轉(zhuǎn)矩每伏特(MTPV)曲線的電流 命令可能未被使用，所以使用電流極限iu mit來直接地改變提供至逆變器的電流可能危害馬 達117的性能。因此，d-q軸電流生成管理器109將電流極限轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩命令極限T_ limit。轉(zhuǎn)矩 命令極限T_iimit可以被用作MTPA和MPTV查找表的輸入，使得在電流極限調(diào)節(jié)過程中能夠執(zhí) 行。
[0099]返回參照圖4,比率-峰值電流關(guān)系查找表410基于所述比率生成峰值電流ipeak(第 一電流值）。峰值電流ipeak是峰值特征電流值（100 %電流）。比率-峰值電流關(guān)系查找表410 包括兩個查找表以用于確定峰值電流ipeak。一個查找表與運轉(zhuǎn)操作相關(guān)聯(lián)，并且另一個查 找表與制動操作相關(guān)聯(lián)。驅(qū)動/制動指示標記可以用于確定是否使用與運轉(zhuǎn)操作相關(guān)聯(lián)的 查找表或與制動操作相關(guān)聯(lián)的查找表。
[0100]通過根據(jù)與在電壓-速度比率點處的100%轉(zhuǎn)矩命令對應(yīng)的最大d-q軸電流值計算 電流幅值，生成用于驅(qū)動和制動的比率-峰值電流關(guān)系查找表，以構(gòu)成用于確定ipeak值的 LUT。
[0101]除法器415接收電流極限ilimit和峰值電流ipeak，并且生成電流幅值百分比i perc。除 法器如下計算電流幅值百分比iperc:
[0103] 比率和電流幅值百分比與電流限制轉(zhuǎn)矩命令百分比關(guān)系查找表420使用電壓-速 度比率和電流幅值百分比iper。作為輸入，并且根據(jù)這些輸入生成轉(zhuǎn)矩命令極限T_ limit。轉(zhuǎn)矩 命令極限T_limit可以是百分比。
[0104] 比率和電流幅值百分比與電流限制轉(zhuǎn)矩命令百分比關(guān)系查找表420包括用于轉(zhuǎn)矩 命令極限T_limit的兩個查找表。一個查找表用于運轉(zhuǎn)操作，并且第二個查找表用于制動操 作。比率和電流幅值百分比與電流限制轉(zhuǎn)矩命令百分比關(guān)系查找表420中的每個查找表都 可以在左欄中具有單個的電流極限百分比陣列，并且在其它欄中具有在多個電壓-速度比 率下的相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩百分比極限。驅(qū)動/制動指示標記可以用于選擇查找表。轉(zhuǎn)矩命令極限 T_limit可以是電流限制轉(zhuǎn)矩命令百分比。
[0105] 可以通過將d-q軸電流命令變換成電流幅值并且除以用于對應(yīng)的電壓-速度比率 點的峰值電流ipeak(這產(chǎn)生電流幅值百分比），生成電流限制轉(zhuǎn)矩命令百分比LUTs。可以通 過在電流幅值百分比之間進行插值而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩百分比極限查找表。
[0106] 轉(zhuǎn)換模塊422可以被包括以限制轉(zhuǎn)矩命令極限T_iimit的變化率。轉(zhuǎn)換模塊422的輸 出生成轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)矩命令極限T_ limit_sl_d，如果所述變化率在限制范圍中，則轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn) 矩命令極限T_ limit_sleTOd可以是轉(zhuǎn)矩命令極限T_limit。因此，轉(zhuǎn)換模塊422可以減少/增加最終 轉(zhuǎn)矩命令極限T_i imit_si_d以防止瞬時較大跳變。
[0107] 除法器424被配置成將轉(zhuǎn)矩命令T_cmd的絕對值轉(zhuǎn)換成基準轉(zhuǎn)矩值Base_Torq的轉(zhuǎn) 矩命令百分比T_cmd_perc。除法器424向選擇器425輸出轉(zhuǎn)矩命令百分比T_cmd_perc。
[0108] 選擇器425選擇轉(zhuǎn)矩命令百分比T_cmd_pct的與最終轉(zhuǎn)矩命令極限T_limit_ slew-致的 最小值。在附加峰值功率特性的情況下，具有兩個最終轉(zhuǎn)矩命令百分比，和 T_llmlt_sle3w。因此，在每個控制迭代過程中（例如，500ys)，兩個最終轉(zhuǎn)矩命令百分比中的僅一 個被選擇器425選擇。選擇器425向id、iq查找表430輸出的轉(zhuǎn)矩命令百分比T_ cm(Lpct的與最終 轉(zhuǎn)矩命令極限T_limit_slew-致最小值。
[0109] 正交軸電流命令（iq)LUT 430a和直軸電流命令（id)LUT 430b被配置成接收選擇 器425的比率和輸出。正交軸電流命令LUT 430a和直軸電流命令LUT 430b分別地存儲正交 軸電流命令和直軸電流命令，正交軸電流命令和直軸電流命令中的每個都與一對比率和轉(zhuǎn) 矩百分比值相關(guān)聯(lián)。可以使用任何已知方法完成正交軸電流命令LUT 430a和直軸電流命令 LUT 430b的建立。
[0110] d-q軸電流表示在矢量受控式交流電機的情況下適用的直軸電流和正交軸電流， 矢量受控式交流電機例如為馬達117。
[0111] 直軸電流命令LUT 430b被配置成輸出直軸電流命令id_?d，直軸電流命令id_?d與 轉(zhuǎn)矩命令百分比T_?d_pc；t的與最終轉(zhuǎn)矩命令極限T_ limit_slew-致的最小值以及所述比率相關(guān) 聯(lián)。如圖1A所示，直軸電流命令i d_?d是電流調(diào)節(jié)器111的輸出。
[0112] 正交軸電流命令LUT 430b被配置成輸出正交軸電流命令iq_cmd，正交軸電流命令 iq_?d與轉(zhuǎn)矩命令百分比T_?d_pc；t的與最終轉(zhuǎn)矩命令極限T_iimit_ siew-致的最小值以及所述比 率相關(guān)聯(lián)。
[0113] 應(yīng)該理解，id_?d和iq_?d是用于馬達117的定子的電流命令。
[0114] 盡管正交軸電流命令LUT 430a和直軸電流命令LUT 430b被圖示和描述為LUTs，但 是應(yīng)該理解正交軸電流命令LUT 430a和直軸電流命令LUT 430b可以被執(zhí)行為將相應(yīng)的轉(zhuǎn) 矩命令與對應(yīng)的直軸電流和正交軸電流關(guān)聯(lián)的一組方程，或?qū)⑾鄳?yīng)的轉(zhuǎn)矩命令與對應(yīng)的直 軸電流和正交軸電流關(guān)聯(lián)放入一組規(guī)則(例如，"如果-則"規(guī)則）。
[0115] 如上所述，基于電壓-速度比率和轉(zhuǎn)矩命令極限百分比，d_q軸電流生成管理器109 選擇直軸電流命令和正交軸電流命令。
[0116] 如之前所述，在圖4中圖示的模塊/LUTs可以被圖1A-1B示出的系統(tǒng)處理器120執(zhí) 行/利用，并且在包括但是不限于可編程邏輯裝置的各種硬件上被執(zhí)行，可編程邏輯裝置例 如為數(shù)字信號處理器或FPGA。例如，處理器264可以被程控以運行所述模塊并且利用圖4示 出的LUT。
[0117] 圖5圖示了根據(jù)示例性實施例的控制交流(ac)電機的方法。圖5的方法可以被處理 器120并且更具體地被d-q軸電流生成管理器109執(zhí)行。
[0118] 在S505處，d-q軸電流生成管理器109確定或獲取電流極限。例如，在馬達特征化相 中，可以進行一次對電流極限的確定。相應(yīng)地，電流極限可以是以下設(shè)定值，所述設(shè)定值被 編程到控制器266的數(shù)據(jù)存儲裝置260或非易失性電子存儲器中，并且然后在特征化之后被 獲取。在另一示例性實施例中，逆變器188或控制器266具有馬達型號和制造商的列表，并且 逆變器188在配置相中被程控，以使用來自查找表、數(shù)據(jù)庫、文件或包括馬達型號和對應(yīng)電 流極限的其它記錄的適當對應(yīng)電流極限。在另一示例性實施例中，利用RFID標簽或另一識 別器或憑借安裝在車輛的底盤或其它部分上的類似RFID標簽，即插即用機構(gòu)可以識別馬達 的性能(包括電流極限）。
[0119] 在S510處，基于交流電機的電壓-速度比率，d-q軸電流生成管理器109確定特征電 流峰值。例如，基于所述比率，比率-峰值電流關(guān)系查找表410生成峰值電流i peak。
[0120] 在S515處，基于特征電流峰值和電流極限，d-q軸電流生成管理器109確定轉(zhuǎn)矩命 令極限。例如，基于峰值電流和電流極限，LUT 420可以生成轉(zhuǎn)矩命令極限。轉(zhuǎn)換模塊422可 以被包括以限制轉(zhuǎn)矩命令極限的變化率。轉(zhuǎn)換模塊422的輸出生成轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)矩命令極限， 如果所述變化率在限制范圍中，則轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)矩命令極限可以是轉(zhuǎn)矩命令極限。
[0121]在S520處，基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令極限和轉(zhuǎn)矩命令中的至少一個，d-q軸電 流生成管理器109確定用于交流電機的電流命令值。例如，正交軸電流命令（iq)LUT 430a和 直軸電流命令(id)LUT 430b被配置成接收選擇器425的所述比率和輸出。直軸電流命令LUT 430b被配置成輸出直軸電流命令id_?d，直軸電流命令id_?d與轉(zhuǎn)矩命令百分比T_cmd_pct的與 最終轉(zhuǎn)矩命令極限T_limit_sl ew-致的最小值以及所述比率相關(guān)聯(lián)。
[0122] 在S525處，所確定的電流命令值用來控制馬達。
[0123] 示例性實施例如此被描述，明顯的將是，可以以許多方式改變示例性實施例。這種 改變不被認為違反示例性實施例的精神和范圍，并且對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的所有的 這種修改旨在被包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種控制交流(ac)電機的方法，所述方法包括以下步驟： 確定或獲取用于交流電機的電流極限； 基于交流電機的電壓-速度比率，確定特征電流峰值； 基于特征電流峰值和電流極限，確定轉(zhuǎn)矩命令極限； 基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令和所述轉(zhuǎn)矩命極限令中的至少一個，確定用于交流電機 的電流命令值;以及 基于電流命令值控制交流電機。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括： 基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令，確定轉(zhuǎn)矩命令百分比；以及 確定轉(zhuǎn)矩命令百分比的與轉(zhuǎn)矩命令極限一致的最小值，電流命令值基于所述最小值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括： 基于電流極限和特征電流峰值確定電流幅值百分比，其中對轉(zhuǎn)矩命令極限的確定基于 所述電流幅值百分比。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中確定或獲取轉(zhuǎn)矩命令極限的步驟包括： 確定交流電機的操作模式，該操作模式是制動模式和運轉(zhuǎn)模式中的一種；以及 選擇與操作模式相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩命令極限表格，轉(zhuǎn)矩命令極限表格包括與電壓-速度比 率和電流幅值百分比分別對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令極限值，轉(zhuǎn)矩命令極限表格包括所確定的轉(zhuǎn)矩命 令極限。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定或獲取轉(zhuǎn)矩命令極限的步驟包括： 通過限制所確定的轉(zhuǎn)矩命令極限和之前的轉(zhuǎn)矩命令極限之間的變化率，生成最終轉(zhuǎn)矩 命令極限，電流命令值基于最終轉(zhuǎn)矩命令極限。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中電流命令值是直軸值和正交軸值。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定電流命令值的步驟還基于交流電機的電壓-速 度比率和操作模式確定電流命令值。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中轉(zhuǎn)矩命令極限是百分比。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中電流命令值是直軸值和正交軸值。10. -種系統(tǒng)，包括： 處理器，所述處理器被配置成： 確定或獲取用于交流電機的電流極限； 基于交流電機的電壓-速度比率，確定特征電流峰值； 基于特征電流峰值和電流極限，確定轉(zhuǎn)矩命令極限；以及 基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令和所述轉(zhuǎn)矩命令極限中的至少一個，確定用于交流電機 的電流命令值;以及 基于電流命令值控制交流電機。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置成： 基于用于交流電機的轉(zhuǎn)矩命令，確定轉(zhuǎn)矩命令百分比；以及 確定轉(zhuǎn)矩命令百分比的與轉(zhuǎn)矩命令極限一致的最小值，電流命令值基于所述最小值。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置成： 基于電流極限和特征電流峰值確定電流幅值百分比，其中對轉(zhuǎn)矩命令極限的確定基于 所述電流幅值百分比。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置成： 確定交流電機的操作模式，該操作模式是制動模式和運轉(zhuǎn)模式中的一種；以及 選擇與操作模式相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)矩命令極限表格，轉(zhuǎn)矩命令極限表格包括與電壓-速度比 率和電流幅值百分比分別對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令極限值，轉(zhuǎn)矩命令極限表格包括所確定的轉(zhuǎn)矩命 令極限。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置成： 通過限制所確定的轉(zhuǎn)矩命令極限和之前的轉(zhuǎn)矩命令極限之間的變化率，生成最終轉(zhuǎn)矩 命令極限，電流命令值基于最終轉(zhuǎn)矩命令極限。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中電流命令值是直軸值和正交軸值。16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中處理器被配置成還基于交流電機的電壓-速度比 率和操作模式確定電流命令值。17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)矩命令極限是百分比。18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中電流命令值是直軸值和正交軸值。
【文檔編號】H02P23/00GK106031017SQ201580009237
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月11日
【發(fā)明人】惠特尼·M·瑪勞爾, 吳隆, 安東尼·韋伯
【申請人】迪爾公司