用于控制电机的逆变器和方法
【专利摘要】本发明公开一种逆变器，包括输出开关(22)，用于基于命令转矩产生用于施加至电动马达(30)的马达相位电流。电流传感器(34)被配置用于检测由逆变器施加到电动马达(30)的马达相位电流。电压传感器(36)被配置用于测量由逆变器施加到电动马达(30)的电压。输出端口(49)能够输出检测到的马达相位电流和测量到的电压的输出信号，用于由车辆控制器处理。所述输出信号适合于输入到车辆控制器，用于确定是否产生超驰控制信号。输入端口(46)被配置用于从车辆控制器接收超驰控制信号。输入端口(45)被连接到超驰输入模块(44)，用于切断电能至电动马达(30)的供给。
【专利说明】用于控制电机的逆变器和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于控制电机或马达的逆变器和方法。
【背景技术】
[0002]控制器或逆变器提供用于控制用于车辆或其它设备的电机或马达的输出信号。如果逆变器或电机出现故障或者性能退化，则逆变器的输出信号可能与通过车辆数据总线(例如，控制器区域网络数据总线)提供的命令转矩变得不一致。在某些现有技术中，如果故障或性能退化没有被检测为接地故障、短路或开路；逆变器的诊断系统可能无法识别故障，这可能暂时掩盖或隐藏逆变器或电机即将发生的故障。在不适当接合点处容易出故障的逆变器或车辆驱动系统可能不符合适用的可靠性标准或行业安全标准。因此，需要用于控制电动马达的逆变器和方法，该电动马达支持通过车辆控制器或其他外部控制器控制或关断逆变器，以促进提高可靠性。
【发明内容】
[0003]根据一个实施例，一种逆变器能够控制电机或马达。数据处理器适合用于接收由车辆控制器提供的命令转矩。逆变器包括输出开关，该输出开关用于基于所述命令转矩产生用于施加至电动马达的马达相位电流。电流传感器被配置为用于检测由逆变器施加到电动马达的马达相位电流。电压传感器被配置为用于测量由逆变器施加到电动马达的电压。输出端口能够输出检测到的马达相位电流和测量到的电压的输出信号，用于由车辆控制器处理。所述输出信号适合于输入到车辆控制器，用于确定是否产生超驰控制信号。输入端口被配置用于从车辆控制器接收超驰控制信号。输入端口被连接到超驰输入模块，该超驰输入模块用于完全地基于在输出端口处检测到的马达相位电流和测量到的电压的估计，切断电能到电动马达的供给。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1是包括用于控制机器或马达的逆变器的系统的实施例的方框图。
[0005]图2是包括用于控制机器或马达的逆变器的系统的另一个实施例的方框图。
[0006]图3是用于控制机器或马达的方法的一个例子的流程图。
【具体实施方式】
[0007]根据图中I示出的一个实施例，逆变器10能够控制电机30(例如，马达)。逆变器10通过一个或多个通信线路(54，56，58，60和62)连接到车辆控制器52。通信线路可以包括下列的一个或多个:车辆数据总线54(例如，控制器区域网络(CAN)数据总线)、单导体线(例如，56)、传输线、电缆、同轴电缆、光纤电缆、多导体传输线以及多导体电缆(例如，60或 82)。
[0008]逆变器10包括正常命令和关闭模块42，该模块42用于在车辆数据总线54上接收车辆控制器52的转矩命令。该正常命令和关闭模块42能够与数据处理器12的数据端口通信。输入端口 45被连接到超驰(override)关断输入模块44。依次地,超驰关断输入模块44与数据处理器12的数据端口和硬件超驰开关18通信。
[0009]在另一个实施例中，超驰关断输入模块44与控制栅极驱动器电源28的电源切断开关26通信。栅极驱动器电源28提供电能到栅极驱动器电路20。
[0010]数据处理器12包括从模数转换器I接收数据的一个或多个数据端口。接收到的数据表示从与电机30 (例如，马达)相关的电流传感器34和电压传感器36检测到的电流数据和检测到的电压数据。数据处理器12包括连接到包括电路的逆变器控制逻辑16的输出。数据处理器12提供输出信号或输出数据以控制逆变器控制逻辑16，逆变器控制逻辑16控制栅极驱动器电路20的调制或操作。
[0011]逆变器控制逻辑16的输出被连接到栅极驱动器电路20的输入。依次地，栅极驱动器电路20的输出被连接到多相(例如，三相)输出开关22。如果输出开关20被禁用或关闭，即使在输出开关22的一个输入端子处能够获得电能，电能也不提供给电机30。
[0012]栅极驱动器电路20提供调制信号(例如，低电平交变电流信号或调制脉冲)，用于驱动输出开关22或控制对输出开关22供电。在一个实施例中,输出开关22包括开关半导体或开关晶体管。栅极驱动器电路20可以应用控制信号到每个输出开关的控制端子，其中控制端子例如可以包括晶体管的基极或场效应晶体管的栅极。输出开关22的输出可以包括被施加到电机30 (例如，马达)的不同相位的一个或多个交变电流信号或脉冲宽度调制信号。如在图1所不，显不多相输出开关22的三个输出相位。
[0013]电流传感器34和电压传感器36可以连接到输出开关22的输出相，用于测量与电机30(例如，马达)相关的电流或电压。尽管电流传感器34被显示为感应地连接到在图1中的导体32，在另一个实施例中，电流传感器34可以被直接连接到导体32。如果电机30是马达，电流传感器34或电压传感器36分别地测量施加到马达30的绕组的输入电流或输入电压。如果电机30是发电机或交流发电机，电流传感器34或电压传感器36分别地测量在发电机的转子由转动力转动时从发电机的绕组输出的输出电流或输出电压。
[0014]电流传感器34的输出连接到第一信号调节器38的输入。类似地，电压传感器36的输出被连接到第二信号调节器40的输入。每个信号调节器38，40包括滤波和放大器电路，以便于检测到的电压和电流信号的降噪和缩放。
[0015]第一信号调节器38提供调节信号到第一输出缓冲器48。第二信号调节器40提供调节信号到第二输出缓冲器50。第一输出缓冲器48和第二输出缓冲器50可以包括用于调节所述调节信号(例如，检测到的电流和测量到的电压)的输出水平到目标输出水平或范围的模拟放大电路或其它电路，用于可靠性或对电磁噪声的增加的免疫力。第一输出缓冲器48和第二输出缓冲器50被连接到输出端口 49。输出端口 49包括用于提供来自车辆控制器52的感测电流和感测电压的接口。
[0016]在一个实施例中，数据处理器12适于接收由车辆控制器52提供的命令转矩。逆变器10或数据处理器12将命令转矩转换成用于施加到电机30或马达的相应的电流和电压。逆变器10包括用于基于命令转矩产生用于施加至电动马达30的马达相位电流的输出开关22。输出开关22通过一个或多个导体32 (例如每个相位一个导体)连接到马达30。电流传感器34被配置用于检测由逆变器10施加到电机30的马达相位电流。电压传感器36被配置用于测量由逆变器10施加到电机30的电压。输出端口 49能够输出被检测的电机30的相位电流和被感测的电压的输出信号，用于由车辆控制器52处理。输出信号适合于输入到车辆控制器52，用于确定是否要产生超驰控制信号(例如，用于禁用或关闭逆变器10，或其一部分)。输入端口 45被配置用于接收来自车辆控制器52的超驰控制信号。输入端口45被连接到超驰关断输入模块44，用于完全基于所检测到的马达相位电流和在输出端口49处的测量电压的估计来关闭到电机30(例如，通过逆变器10)的电能供应。
[0017]在一个实施例中，数据处理器12的数据端口通过正常命令和关闭模块42连接到车辆数据总线54 (例如，CAN数据总线)，其中关断模块从连接到车辆数据总线54的车辆控制器52接收命令转矩，并且将命令转矩传送到数据处理器12。在一个配置中，输出端口 45包括数据端口，该数据端口针对电机30的每个相位具有至少一个导体，并且其中输出端口49提供模拟信号。在一个模式中，输入端口 45包括从车辆数据总线54分开的单个导体，尽管其他的配置是可能的，并且落入所附权利要求的范围内。
[0018]在一个实施例中，逆变器10内的某些电路、嵌入式软件或两者符合汽车安全完整性等级标准(例如，符合ASIL-C标准，国际电工委员会(IEC) 61508)。符合ASIL标准电路(例如，符合ASIL-C标准电路或符合IEC61508标准电路)可以使用具有已知可靠性或测试结果的部件，或军用规格，或冗余配置，以促进提高可靠性。图1示出与(I)感测到的电流和电压输出46、(2)正常命令和关闭模块42、和(3)超驰关断输入模块44相关的符合ASIL标准电路、软件或系统(例如，符合ASIL-C标准电路、软件或系统)。
[0019]此外，在不添加任何转矩传感器的情况下，逆变器10非常适用于符合各种安全标准(例如，EIC61508安全标准和国际标准组织(ISO) 26282安全标准)，以直接地测量电机30或机器的转矩。代替地，逆变器10有利地具有与车辆控制器52配合的输入端口 45和一个或多个输出端口 49，使得车辆控制器52可以从测量的相位电流和测量的相位电压来估计转矩或其他电机性能参数或逆变器诊断数据。
[0020]在用于电流和电压输出的块46中，第一信号调节器38和第二信号调节器40分别地连接到电流传感器34和电压传感器36。在一个实施例中，第一和第二信号调节器38，40被配置为使用符合ASILC-标准电路过滤和放大所感测的电压和电流。另外，在一个实施例中，电流传感器34和电压传感器36包括符合ASIL-C标准电路。
[0021]如图1所示，电源监控器24被连接到电源切断开关28。依次地，电源切断开关26被连接到栅极驱动器电源28。
[0022]在主要的配置中，电源切断开关26包括用于控制电能到驱动输出开关22的栅极驱动器电路20的供给的开关。超驰关断输入模块44(也可称为超驰模块)被连接到输入端口 45和开关28。超驰模块44控制开关26以超驰通过车辆数据总线54输入到逆变器10的任何命令转矩。
[0023]图2的系统类似于图1的系统(例如，电驱动系统)，除了图2的系统还包括过电流模块64、过温度模块66和过电压模块68。此外,输出开关122类似于输出开关22,具有另外热传感器70，该热传感器70用于提供传感器信号或数据到过温度模块66。在图1和图2中相同的附图标记表示相同元件。
[0024]在图2中，电源切断开关26包括用于控制电能到驱动输出开关22的栅极驱动器电路20的供给的开关。超驰模块或超驰关断输入模块44连接到输入端口 45和开关26。而且，超驰模块44独立于由逆变器10内的过电流模块64、过电压模块68或过温度模块66 (例如，热模块)触发的任何关断控制开关26。
[0025]在一个实施例中，过电流模块84可以包括用于将一个或多个感测的相位电流与对应的参考电流电平进行比较的电流比较器或其他装置。如果感测的相位电流超过参考电流电平，过电流模块64触发逻辑输出信号、禁用信号或禁用命令。过电流模块64接收来自电流传感器34的测量的相位电流的输入。例如，过电流模块64通过第一信号调节器38接收测量的相位电流的输入。过电流模块84可以输出禁用信号或禁用命令，以禁用逆变器10或关闭逆变器10的控制逻辑16或栅极驱动器电路20的一个或多个相位。
[0026]在一个实施例中，过电压模块68可以包括用于将到逆变器10的直流(DC)总线电压或另外的电压测量值与参考电压电平进行比较的电压比较器、差分放大器或其他装置。如果感测的电压超过参考电压电平，过电压模块触发逻辑输出信号、禁用信号或禁用命令。过电压模块68从与直流总线或三相输出开关22相关联的一个或多个电压传感器36接收感测的DC总线电压的输入。过电压模块68可以输出禁用信号或禁用命令，以禁用逆变器10或关断栅极驱动器电路20、三相输出开关22或两者。
[0027]在一个实施例中，过温度模块66 (例如,热模块)包括与三相输出开关22或电机30相关联的热敏电阻或其它热传感器70。例如，热传感器70可以被安装在与输出开关22内的一个或多个开关装置相关联的散热片上。如果三相输出开关22或电机30超过一定的阈值温度，例如，如通过热传感器70的信号读取所指示的，过温度模块66生成禁用信号或禁用命令来关闭三相输出开关22的一个或多个相位，以禁用栅极驱动器电路20。
[0028]图3示出用于控制电机30或马达的方法的流程图。图3的方法在步骤S300中开始。
[0029]在步骤S300中，正常命令和关断模块42、数据处理器12或逆变器10接收由车辆控制器52提供的命令转矩。例如，命令转矩可以表示为电动马达30的参考转矩值或最大转矩的百分比、比率或因数。车辆控制器52可以通过诸如控制器局域网络(CAN)数据总线之类的车辆数据总线54将转矩传递到逆变器10。
[0030]在步骤S302中，数据处理器12或逆变器10基于命令转矩生成用于施加到电动马达30的相位电流。例如，数据处理器12可以将命令转矩转换成用于控制电动马达30的、符合转矩与速度和施加的电流之间的关系或其他马达参考数据的等效电流控制数据、电压控制数据或两者。例如，可能需要更多的电流以低的转子速度来启动感应电机30，而不是保持较高的转子速度。马达参考数据可能被组织为一个或多个查找表、数据库、文件、倒置文件或其他数据结构，便于确定所产生的与相应命令转矩相关联马达相位电流。
[0031]在步骤S304中，电流传感器34或逆变器10检测由逆变器10施加到电动马达30的马达相位电流。例如，电流传感器34可以连接到给电动马达30供电的电源开关的输出。对于三相马达30，电流传感器34可以连接到每个相位，以感测到马达30的每个相位连接内的电流。在电流传感器34感测到感测电流以后，第一信号调节器38滤波、放大或以其他方式调节感测到的电流，用于进一步处理。第一信号调节器38可以过滤检测到的电流，以减少或减弱无线电频率干扰和噪声或局部电气干扰。局部电气干扰可能例如由电动马达30或机器产生。
[0032]在步骤S306中，电压传感器36测量通过逆变器10施加到电动马达30的电压。例如，电压传感器36可以被连接到给电动马达30供电的电源开关(22或122)的输出。对于三相马达30，电压传感器36可以被连接到每个相位，以感测到马达30的每个相位连接内的电压。在电压传感器36感测被感测的电压以后，第一信号调节器38过滤、放大或以其他方式调节感测到的电压，用于进一步处理。第二信号调节器40可以过滤感测到的电流，以减少或减弱射频干扰和噪声或局部电气干扰。局部电气干扰可能例如由电动马达30或机器产生。
[0033]在步骤S308中，输出缓冲器48，50或逆变器10在逆变器10的输出端口 49处传送被检测的马达相位电流和被测量的电压的输出信号，用于由车辆控制器52进行处理。输出缓冲器48，50的输出信号适用于输入到车辆控制器52，用于确定是否产生超驰控制信号。与较低的电平信号相比，被放大或缓冲的输出信号由于信噪比提高而可能更抵抗或免疫于电磁干扰、噪声或局部电气干扰的恶化。
[0034]在一个实施例中，输出信号可以包括模拟输出信号，使得可以使用比通常使用的用于晶体管-晶体管逻辑的数字信号逻辑电平更大的电压电平，用于互补金属氧化物半导体或其它。例如，在第一导体60和第二导体62处的输出信号的幅度范围可以是从负10伏到正10伏直流，而晶体管-晶体管逻辑可能使用O到5伏。
[0035]可以根据可以分别地或累积地施加的各种程序执行步骤S308。在第一种程序中，首先车辆控制器52将测量的相位电流(例如，通过第一输出缓冲器48和第一导体60接收的)转换成相应的测量正交轴电流和测量直轴电流。其次，车辆控制器52将读取的命令转矩转换成相应的命令的正交轴电流和直轴电流。第三，如果测量的正交轴电流和测量的直轴电流与命令的正交轴电流和命令的直轴电流的差分别超过阈值电流偏差，车辆控制器52产生超驰控制信号。
[0036]在第二种程序中，用于第一程序的阈值电流偏差包括大约百分之十的命令的正交轴电流或命令的直轴电流。大约意味着任何给定的值加上或减去百分之五。
[0037]在第三中程序中，首先，车辆控制器52将测量的相位电流和测量的相位电压转换成估计的实际转矩。其次，车辆控制器52将估计的实际转矩与命令转矩进行比较，以确定估计的实际转矩是否可信或与命令转矩一致。命令转矩由车辆控制器52提供，通常响应于车辆操作者与踏板、油门或其它用户界面的相互作用。例如，如果估计的实际转矩相差大于转矩阈值(例如，约10%的命令转矩)，车辆控制器52可以产生超驰控制信号(例如，关断命令)来关闭逆变器10、栅极驱动器电路20或输出开关(22或122)。
[0038]在第四种程序中，逆变器10或其数据处理器12可以首先独立于由车辆控制器52确定的第二估计转矩(例如，车辆控制器的估计转矩)来估计第一估计转矩(例如，逆变器的估计转矩)。其次，逆变器10或其数据处理器12通过数据总线54 (例如，通过正常命令和关闭模块42)发送第一估计转矩(到控制器52)，以及通过输出端口 49发送测量的相位电流和测量的相位电压(到控制器52)。第三，车辆控制器52可以使用命令转矩、第一估计转矩和第二估计转矩来确定逆变器10和电机30是否偏离命令转矩或其他性能标准，其中车辆转矩基于测量的相位电流和测量的相位电压。第四，车辆控制器52可以使用第一估计转矩和第二估计转矩的加权平均或平均或非加权平均来与命令转矩或其他性能标准进行比较。第五，车辆控制器52可确定平均或加权平均的估计转矩是否相差大于转矩阈值(例如，命令转矩的百分之十)，例如，车辆控制器52可以会产生超驰控制信号(例如，关断命令)，用于关断逆变器10、栅极驱动器电路20或输出开关(22或122)。
[0039]在步骤S310中，逆变器10或超驰关断输入模块44通过逆变器10的输入端口 45从车辆控制器52接收超驰控制信号(或关闭数据命令)。输入端口 45被连接到超驰关断输入模块44，用于完全地基于在输出端口 40处所检测到的马达相位电流和测量的电压的估计值来(例如，通过逆变器10)关断电能到电机30的供给。可以根据可以交替地或累积地应用的各种技术执行步骤S310。
[0040]在第一种技术中，逆变器10或超驰关断输入模件44在估计的实际操作转矩与所读取的命令转矩至少相差一阈值偏差时接收超驰控制信号，其中估计的实际操作转矩基于下述中的一个或多个:(I)来自电流传感器34(例如，在导体32处测量的)的检测到的马达相位电流，⑵来自电压传感器36的测量的电压(例如，在导体32处测量的)，和(3)操作转矩与速度之间的关系，(4)电动马达30的操作转矩与速度和电流之间的关系。所读取的命令转矩由车辆控制器52响应于车辆驾驶员与踏板、节流阀或其他用户界面的交互作用提供。
[0041]根据第二种技术，在第一种技术中提及的阈值偏差包括所读取的命令转矩的约百分之十。
[0042]在第三种技术中，逆变器10被配置为在接收超驰控制信号时，关闭电能到电机30或到逆变器10的栅极驱动器电路20的供应。
[0043]根据第四种技术，超驰控制信号超驰或取代通过车辆数据总线54接收的任何转矩。
[0044]根据第五种技术，超驰控制信号能够通过与车辆数据总线54分开的单导体或双导体电缆传递到输入端口 45。
[0045]如前面所解释的，车辆控制单元可以通过经由通过车辆数据总线54(例如，CAN数据总线)发送到正常命令和关闭模块42的命令关闭逆变器10，或者车辆控制器52可以通过经由输入端口 45发送到超驰关断输入模块44的命令信号关闭逆变器10。因此，车辆系统(10，30和52，统称)支持车辆控制器52用于关闭逆变器10以减少马达30的马达轴的转矩至零的两个独立的路径。前一路径可能依赖于软件，而后一路径可以独立于任何软件，作为直接的电子硬件控制关断，以减少电机30的电马达轴的转矩为零。因为逆变器10独立于车辆控制器52检测过电流条件、热条件或过电压条件，这两个路径中的任何一个都不影响逆变器10本身关断的能力。
[0046]该系统和方法有利于在意外加速事件中消除或减少非命令转矩事件或在任何给定时刻由电动马达30产生的在命令转矩和实际转矩之间的其他可能的差异。
[0047]该系统和方法非常适合于提供容易与符合ASIL-标准的车辆控制器52接合以形成整体符合ASIL-标准(例如，符合ASILC-标准)的电动驱动系统的逆变器10。同样地，该系统和方法可以应用到用于电动驱动系统的IEC61508安全标准、推荐的IS026262安全标准或用于电动驱动系统的其他安全标准，无需增加额外的用于转矩监控的转矩传感器。消除对转矩传感器的需要意图提高可靠性及降低电动驱动系统的成本和系统的复杂性。
[0048]用于电流和电压测量的信号形成为能够进入车辆控制器52，在车辆控制器52中管理适当的转矩监控、逆变器诊断、故障处理决定和关断命令。电流和电压测量被整合到逆变器10中，以减少电磁干扰或噪声，并且对具有增强信号强度输出的信号进行缓冲。因此，被缓冲的信号趋向于对来自车辆、电机30或其他来源的无线电频率干扰或噪声具有更大的抗干扰性。
[0049]题为“电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全”的IEC61508标准是适用于各种工业应用的功能安全标准。该标准起源于过程控制行业，并且涵盖完整的安全寿命周期。该标准限定从SILl至SIL4的四种安全整体等级或SILs，SIL4是最高等级的安全要求。
[0050]推荐的IS026262标准是目前正在开发的功能安全标准，题为“道路车辆_功能安全”。IS026262有时类似于用于汽车电气/电子系统的功能安全标准IEC61508。例如，推荐的IS026262限定4个汽车安全完整性等级，或ASILs，标示为ASILA至ASILD。ASIL A具有最严格的要求，而ASILD具有最严格的要求(这些ASIL等级并不直接对应于IEC61508标准的SIL等级1-4)。这些等级由三个关键量度限定，它们是系统将违反安全目标(PVSG)的概率、单点故障量度(SPFM)和潜在的或隐藏的故障量度(LFM)。虽然在准备本文件时，推荐的IS026262标准尚未公布，但许多原始设备制造商具有提供满足ASILC或ASILD或类似标准的系统/车辆的目标。
[0051]由于计划用于该系统和方法的一些最初的应用与电动车辆有关，所提供的附图和一些文字描述可以具体地涉及IS026262的ASIL级别(特别地，涉及ASILC)。然而，该系统和方法可以应用于电马达和逆变器在工业应用中的使用，并且，可以应用IEC61508或其他标准。
[0052]虽然已经描述了优选的实施例，但将变得明显的是，在不脱离本发明的如在所附权利要求书中限定的范围的情况下可以进行各种修改。
【权利要求】
1.一种用于控制电动马达的方法，所述方法包括以下步骤: 接收由车辆控制器提供的命令转矩； 基于所述命令转矩生成用于施加到电动马达的马达相位电流； 检测由逆变器施加到电动马达的马达相位电流； 测量由逆变器施加到电动马达的电压； 在逆变器的输出端口处输出检测到的马达相位电流和测量到的电压的输出信号，用于由车辆控制器处理；所述输出信号适合用于输入到车辆控制器，用于确定是否要产生超驰控制信号；以及 通过逆变器的输入端口从车辆控制器接收超驰控制信号，该输入端口连接到超驰输入模块，该超驰输入模块用于完全地基于在所述输出端口处检测到的马达相位电流和测量到的电压的估计来切断电能到电动马达的供给。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收步骤进一步包括在估计的实际操作转矩与读取的命令转矩至少相差阈值偏差时接收超驰控制信号，其中估计的实际操作转矩基于电动马达的操作转矩与电流的关系和操作转矩与电压的关系中的至少一种、所述检测到的马达相位电流、以及所述测量到的电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述阈值偏差包括读取的命令转矩的约10%。 3.根据权利要求2所述的方法，还包括下述步骤: 在接收到超驰控制信号后，关闭电能到逆变器的栅极驱动器电路的供给。`
4.根据权利要求1所述的方法，其中越驰控制信号越驰或替代通过车辆数据总线接收的任何命令转矩。
5.根据权利要求1所述的方法，其中超驰控制信号能够通过与车辆数据总线分开的单导体或双导体电缆传输到输入端口。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括下述步骤: 将测量到的相位电流转换成相应的测量的正交轴电流和直轴电流； 将读取的命令转矩转换成相应的命令的正交轴电流和直轴电流； 在测量的正交轴电流和测量的直轴电流分别地与命令的正交轴电流和命令的直轴电流相差超过阈值电流偏差时，产生超驰控制信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中: 阈值电流偏差包括命令的正交轴电流或者命令的直轴电流的约10%。
8.根据权利要求1所述的方法，其中: 所述接收步骤还包括在平均估计转矩与读取的命令转矩至少相差阈值偏差时接收超驰控制信号，其中所述平均估计转矩基于在逆变器内确定的第一估计操作转矩和在车辆控制器内确定的第二估计操作转矩的加权平均值，其中第一估计操作转矩和第二估计操作转矩两者都基于所述检测到的马达相位电流和所述测量到的电压。
9.一种用于电动马达的逆变器或控制器，所述逆变器包括: 数据处理器，用于接收由车辆控制器提供的命令转矩； 输出开关，用于基于所述命令转矩产生用于施加至电动马达的马达相位电流； 电流传感器，用于检测由逆变器施加到电动马达的马达相位电流； 电压传感器，用于测量由逆变器施加到电动马达的电压；输出端口，用于输出检测到的马达相位电流和测量到的电压的输出信号，用于由车辆控制器处理；所述输出信号适合于输入到车辆控制器，用于确定是否产生超驰控制信号；和 输入端口，用于从车辆控制器接收超驰控制信号，所述输入端口连接到超驰输入模块，该超驰输入模块用于完全地基于在输出端口处检测到的马达相位电流和测量到的电压的估计来切断电能到电动马达的供给。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括: 数据端口，连接到车辆数据总线，用于从连接到车辆数据总线的车辆控制器接收命令转矩。
11.根据权利要求9所述的系统，其中输出数据端口针对电动马达的每个相位包括至少一个导体，并且其中输出数据端口提供模拟信号。
12.根据权利要求9所述的系统，其中输入数据端口包括与车辆数据总线分开的单个导体。
13.根据权利要求9所述的系统，包括: 多个信号调节器，连接到电压传感器和电流传感器，所述信号调节器使用符合ASILC-标准的电路来过滤和放大感测到的电压和电流。
14.根据权利要求9所述的系统，其中电流传感器和电压传感器包括符合ASIL-C标准的电路。
15.根据权利要求9所 述的系统，进一步包括: 开关，用于控制电能到驱动输出开关的栅极驱动器电路的供给；和 超驰模块，连接到输入端口和所述开关，超驰模块控制所述开关以超驰通过车辆数据总线输入到逆变器的任何命令转矩。
16.根据权利要求9所述的系统，进一步包括: 开关，用于控制电能到驱动输出开关的栅极驱动器电路的供给；和 超驰模块，连接到输入端口和所述开关，超驰模块独立于由逆变器内的过电流关断模块、过电压关断模块或热关断模块触发的任何关断来控制所述开关。
17.根据权利要求9所述的方法，进一步包括: 输入端口，适于在估计的实际操作转矩与读取的命令转矩至少相差阈值偏差时接收超驰控制信号，其中估计的实际操作转矩基于电动马达的操作转矩与电流的关系和操作转矩与电压的关系中的至少一种、所述检测到的马达相位电流、以及所述测量到的电压。
18.根据权利要求9所述的系统，进一步包括: 输入端口，适于在平均估计转矩与读取的命令转矩至少相差阈值偏差时接收超驰控制信号，其中所述平均估计转矩基于在逆变器内确定的第一估计操作转矩和在车辆控制器内确定的第二估计操作转矩的加权平均值，其中第一估计操作转矩和第二估计操作转矩两者都基于所述检测到的马达相位电流和所述测量到的电压。
【文档编号】H02P6/14GK103534928SQ201280021268
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年5月1日 优先权日:2011年5月2日
【发明者】斯蒂芬·林德, 迈克尔·R·斯里特曼, 奥林·B·韦斯特, 肯特·D·旺勒 申请人:迪尔公司