CN102118127B - 用于对包括无传感器电机的系统进行监控的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对无传感器电机的系统进行监控的方法和装置。具体地，多相交流永磁同步电机耦接至致动器。无传感器电机驱动控制系统控制电机的操作。估计电机的转子的初始相位角和旋转速度。使用电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控无传感器电机驱动控制系统和电机的操作。基于所监控的操作来检测无传感器电机驱动控制系统和电机之一中的故障。

Description

用于对包括无传感器电机的系统进行监控的方法和装置

技术领域

本公开涉及对包括了电机的系统的监控。更具体地，本公开涉及对无传感器电机的操作进行监控。

现有技术

本节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，且可能并不构成现有技术。

混合动力系统包括电力系统，该电力系统包括经由将所存储的DC电力转换为AC电力的电力变换器（或逆变器）来将电力供应给多相电机的高压电能设备。多相电机能够被用来提供牵引扭矩以及将功率提供给附属设备，包括例如辅助液压泵和HVAC压缩机。

已知的电机控制系统可以包括位置反馈传感器（例如旋转变压器或编码器），以监控电动机的旋转速度和位置。反馈设备和相关联的接口电路以增加的部件、增加的重量以及增加的配线复杂性的形式增加了电机控制系统的复杂性。额外的系统复杂性可能影响装配时间、适用性以及使用性能。

电力系统能够使用例如矢量电机控制之类的电机控制技术来控制电机的操作。矢量电机控制方案是计算强度大的电机控制方案，其将三相电机的相电压和电流映射到两轴坐标系统中。一种使用矢量控制方案来激励多相AC电机的已知配置是包括有将DC电力转换为多相AC输出功率的功率晶体管的多相电力变换器。矢量控制需要转子位置信息，所述转子位置信息能够经由反馈设备或位置传感器获得。

已知的位置无传感器控制系统使用了多相AC机的电磁特性来确定转子位置信息，从而消除了对位置反馈传感器及其关联的接口电路的需要。

包括了混合动力系统的动力系统所用的控制系统对操作进行监控，以便检测部件和系统中可能会影响排放的故障的发生。

发明内容

一种用于监控多相交流永磁同步电机的方法，所述电机机械地耦接至致动器以便将扭矩传送到该致动器，该方法包括：使用无传感器电机驱动控制系统来控制电机的操作；估计电机的转子的初始相位角和旋转速度；使用电机转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控无传感器电机驱动控制系统和电机的操作；以及基于所监控的操作来检测无传感器电机驱动控制系统和电机之一中的故障。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种用于监控多相交流永磁同步电机的方法，所述电机机械地耦接至致动器以向其传递扭矩，所述方法包括：

使用无传感器电机驱动控制系统来控制所述电机的操作；

估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；

使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作；以及

基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中，进一步包括：

监控所述转子的所述估计的初始相位角的极性；以及

使用所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性来校验所述转子的估计的初始相位角的对应。

方案3. 根据方案2所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性被校验为正确时，才发生对所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作进行监控。

方案4. 根据方案3所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的初始相位角的极性被校验为正确时，才发生使用无传感器电机驱动控制系统对所述电机的操作进行控制。

方案5. 根据方案1所述的方法，其中，监控所述无传感器电机驱动控制系统的操作包括：

命令所述无传感器电机驱动控制系统以命令的操作速度来操作所述电机；以及

将所述转子的估计的旋转速度与所述命令的操作速度相比较。

方案6. 根据方案5所述的方法，其中，进一步包括当所述转子的估计的旋转速度偏离所述命令的操作速度时，检测与所述无传感器电机驱动控制系统相关联的故障。

方案7. 根据方案1所述的方法，其中，监控所述电机的操作进一步包括：

命令所述无传感器电机驱动控制系统以命令的操作速度来操作所述电机；

确定与所述命令的操作速度相关联的失速速度阈值；以及

检测与所述电机相关联的失速状况包括检测所述转子的估计的旋转速度低于所述失速速度阈值。

方案8. 根据方案7所述的方法，其中，检测与所述电机相关联的失速状况进一步包括：检测所述电机不能给所述致动器输送足够扭矩以响应于命令的电机扭矩来维持所述电机的转子的旋转速度。

方案9. 一种用于监控与动力系相关联的辅助系统的方法，所述动力系包括耦接至混合动力变速器的内燃发动机，所述辅助系统包括无传感器电机驱动控制系统，所述无传感器电机驱动控制系统控制耦接至致动器以给所述致动器传递扭矩的电机的操作，所述方法包括：

命令所述电机以命令的辅助系统操作状态来操作所述致动器；

估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；

使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作；以及

基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。

方案10. 根据方案9所述的方法，其中，进一步包括：

监控所述转子的估计的初始相位角的极性；以及

使用所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性来校验所述转子的估计的初始相位角的对应。

方案11. 根据方案10所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性被校验为正确时，才发生对所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作进行监控。

方案12. 根据方案11所述的方法，其中，仅当所监控的与所述转子的初始相位角相关联的极性被校验为正确时，才发生命令所述电机以所述命令的辅助系统操作状态来操作所述致动器。

方案13. 根据方案9所述的方法，其中，所述命令的辅助系统操作状态包括命令的操作速度，并且监控所述无传感器电机驱动控制系统的操作包括将所述电机的转子的估计的旋转速度与所述命令的旋转速度相比较。

方案14. 根据方案9所述的方法，其中，所述命令的辅助系统操作状态包括命令的操作速度和扭矩，并且监控所述电机的操作进一步包括确定与所述命令的操作速度相关联的失速速度阈值，并且当所述电机的转子的估计的旋转速度小于所述失速速度阈值时，检测与所述电机和所述致动器相关联的失速状况。

方案15. 根据方案9所述的方法，其中，所述致动器包括液压泵元件，以向所述混合动力变速器提供加压的液压流体。

附图说明

现在将参考附图并且作为示例来对一个或多个实施例进行描述，附图中：

图1是根据本公开的包括有辅助液压泵系统的混合动力系统的二维示意图；

图2是根据本公开的用于对包括有电机和液压泵元件的辅助液压泵系统的操作进行监控的示意性流程图；

图3A是根据本公开的用于监控电机的极性的示意性流程图；

图3B是根据本公开的用于监控无传感器电机驱动系统的操作以便检测与操作该电机相关联的速度控制的损失的示意性流程图；

图3C是根据本公开的用于监控电机的操作以便检测与该电机相关联的失速状况的示意性流程图；

图4是根据本公开的与示例性系统的操作相关联的数据图，包括在与电机相关联的旋转速度中的基于时间的改变；以及

图5示意性地示出了根据本公开的包括有用于控制和监控示例性辅助液压泵系统的操作的方案的无传感器电机驱动系统；以及

图6示意性地示出了根据本公开的用于估计电机的转子位置和速度的位置和速度估计器。

具体实施方式

现在参考附图，其中所显示的内容仅用于说明某些示例性实施例的目的，而并不用于限制这些示例性实施例的目的。图1示意性地示出了示例性混合动力系统100。混合动力系统100包括经由可旋转输入构件12耦接至混合动力变速器15的内燃发动机10。在一个实施例中，混合动力变速器15包括第一电动扭矩机50和第二电动扭矩机60，第一和第二电动扭矩机50和60配置成向其传送扭矩。混合动力变速器15配置成响应于操作员命令和系统需求而在发动机10、第一和第二电动扭矩机50和60、以及输出构件14之间传送机械功率和扭矩。这可以包括当发动机10关闭（即不转动并且不产生或消耗扭矩或功率）时操作混合动力系统100来生成牵引扭矩。在一个实施例中，来自发动机10的机械功率可以被传送到混合动力变速器15以及第一和第二电动扭矩机50和60中的一个或所述两个。来自第一和第二电动扭矩机50和60的机械功率可以被传送到混合动力变速器15和发动机10。机械功率可以在发动机10、第一和第二电动扭矩机50和60、以及混合动力变速器15之间传送，并经由输出构件14传送至传动系。

第一和第二电动扭矩机50和60均电连接到电力变换器20′，电力变换器20′经由高压总线连接到高压电能存储设备（ESD）80。在一个实施例中，第一和第二电动扭矩机50和60是包括了用于监控旋转位置的旋转变压器的永磁三相同步电机。

混合动力系统100包括一个或多个辅助系统，每个辅助系统均包括配置成用于无传感器控制的多相交流永磁同步电动机，该电机耦接至致动器设备以向其传送扭矩。在操作中，将辅助系统命令至操作状态，例如，至一定液压压力，并且电机被命令成基于致动器设备的操作特性以响应于所命令的辅助系统操作状态的旋转速度来进行操作。

在一个实施例中，辅助系统是辅助液压泵系统，该辅助液压泵系统是液压回路（Hyd）30的元件。液压回路（Hyd）30选择性地以优选的压力水平和流率来传送加压的液压流体，以便启用和停用所选的扭矩传递设备，例如用于混合动力变速器15的离合器。辅助液压泵系统包括致动器设备，该致动器设备包括经由轴25可旋转地耦接到电机22的液压泵元件24。加压的液压流体由耦接到输入构件12的机械驱动液压泵元件26和包括了可旋转地耦接到电机22的电驱动液压泵元件24的辅助液压泵系统来供应。机械驱动液压泵元件26和电驱动液压泵元件24均从油槽21中汲取液压流体。电机22经由电缆23电连接到电力变换器20，电力变换器20经由高压总线连接到高压电能存储设备（ESD）80。电机22是无传感器永磁三相同步电机，其包括定子和转子，并且缺少用于监控旋转位置的任何旋转变压器或其它传感设备。

控制模块5经由通信总线90与发动机10、变速器15以及电力变换器20、20′中的每个都信号地连接，以便从传感器传送输入信号形式的信息，并传送用于与其相关联的致动器的控制信号。应当理解，传递至控制模块5以及从控制模块5传递的信息都能够由一个或多个通信路径实现，包括使用直接连接、使用局域网总线、以及使用串行外围接口总线。

为了操作电机22，从ESD 80向电力变换器20供应DC功率，电力变换器20将DC功率转换成传递至电机22的定子的AC功率。如同本领域技术人员会理解的那样，DC功率至AC功率的转换基本上通过对开关进行控制来执行，例如，通过以诸如12千赫兹（kHz）的开关频率来控制电力变换器20内的高功率晶体管。控制模块5生成作为旋转速度命令ω_CMD的控制信号，该旋转速度命令ω_CMD被转换为脉宽调制（PWM）信号来控制电力变换器20的开关动作，并因而对电机22供电以驱动液压泵元件24。

控制模块5可以采用任何合适形式，包括一个或多个下述对象的各种组合，所述对象为：集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的中央处理单元（优选为微处理器）以及相关联的存储器和存储设备（只读的、可编程只读的、随机存取的、硬盘驱动器，等等）、组合逻辑电路、输入/输出电路和设备、适当信号调节和缓存电路、以及其它提供所述功能的合适部件。控制模块具有一组控制算法，包括存储在存储器中并且被执行以提供期望功能的驻留软件程序指令和校准。优选地，在预设的循环周期中执行算法。通过例如中央处理单元来执行算法，并且算法可操作以监控来自传感设备和其它联网控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程来控制致动器的操作。在进行工作的发动机和车辆操作期间，可以用规律间隔（例如每3.125毫秒，6.25毫秒，12.5毫秒，25毫秒和100毫秒）来执行循环周期。可选地，可以响应于事件的发生来执行算法。

图2示意性地示出了用于监控辅助液压泵系统的操作的流程图200，其中该辅助液压泵系统包括电机22和液压泵元件24。在操作中，控制模块5生成控制信号ω_CMD，控制信号ω_CMD被传送到电力变换器20以控制电机22的操作，并因而控制液压泵元件24的操作。基于液压回路30中的液压流体流的需求来确定控制信号ω_CMD并因而确定液压泵元件24的操作。例如，当发动机10处于发动机关闭状态时，以及在当来自机械驱动液压泵元件26的流不足以操作液压回路30时的寒冷的周围环境操作状况期间，液压流体流要求补充或代替来自机械驱动液压泵元件26的液压流体流需求。如上所述，电机22是无传感器的，即，缺少任何用于监控旋转位置和速度的额外传感设备（例如编码器）（210）。

对包括有耦接到无传感器电机22的电驱动液压泵元件24的辅助液压泵系统的操作进行监控（215）。参考图5和图6描述了该监控。

用于对包括了电机22和液压泵元件24的辅助液压泵系统的操作进行监控的控制方案包括：第一诊断方案（监控电机极性）310，用于对电机22的旋转速度的估计结果进行监控；第二诊断方案（监控速度控制）330，用于对电机22的无传感器电机驱动系统的操作进行监控；以及第三诊断方案（监控电机失速）350，用于对可旋转地耦接至液压泵元件24的电机22的操作进行监控，指示电机失速。

图3A示出了用于监控电机22的第一诊断方案（监控电机极性）310，其包括监控电机22的极性以便校验电机22的转子的初始转子位置θ_EST或相位角是否正确。该过程包括在初始化后将极性检测计时器设置到第一校准时间T1_POL和第二校准时间T2_POL。在一个实施例中，能够通过将高频电流注入到从控制模块100输入到用于电机22的无传感器电机驱动控制系统的电流的d轴中，对电机22的转子的转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST进行估计(或预测)，参考图5和图6对此进行了描述。当经过了第一校准时间T1_POL时，将估计的旋转速度ω_EST与和电机极性相关联的高速阈值ω_{POL_THR}相比较。只要估计的旋转速度ω_EST小于高速阈值ω_{POL_THR}，则认为初始极性检测有效，并且能够设置初始的转子相位角θ_INIT。有效的初始极性检测指示了初始转子位置θ_EST或相位角正确。因而，就已经通过了用于监控电机22的极性的第一诊断方案310，从而允许使用了电机22的转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST的估计结果的第二和第三诊断控制方案330和350的后续执行。然而，当已经经过第二校准时间T2_POL并且估计的旋转速度ω_EST大于高速阈值ω_{POL_THR}时，初始极性检测被认为无效，从而检测到故障，触发补救动作并报告故障。无效的初始极性检测指示了初始转子位置θ_EST或相位角不正确，即，180o异相。优选地，当执行第一诊断方案310时，估计的旋转速度ω_EST小于100 RPM。当检测到与监控电机22的初始转子位置θ_EST或相位角相关联的故障时，转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST的估计结果不能用于监控电机22和相关联的液压泵元件24的操作。这样的故障可能与对转子位置θ_EST进行的估计中的误差相关联，并且包括与控制算法的执行、测量误差和噪声或者用于旋转速度命令ω_CMD的不稳定信号相关联的故障。报告检测到的故障可以包括通知车辆操作员。

图3B示出了第二诊断方案（监控速度控制）330，用于在通过对电机22的极性进行监控所用的第一诊断方案310（通过无传感器极性检测）之后监控用于电机22的无传感器电机驱动系统的操作。第二诊断方案330执行，以检测与操作电机22相关联的速度控制的损失。在操作中，如这里所描述的那样，第二诊断方案330包括周期地估计电机22的转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST。将电机22的估计的旋转速度ω_EST与高速阈值ω_{THD_HIGH}和低速阈值ω_{THD_LOW}相比较。XY故障计数器提供了信号防抖以容纳测量噪声。在第二诊断方案330中，XY计数器用于对电机22的估计旋转速度ω_EST的大于高速阈值ω_{THD_HIGH}或小于低速阈值ω_{THD_LOW}的任何偏移（excursions）进行计数。只要在估计的旋转速度ω_EST的Y次周期性观察（Y_THR）期间电机22的估计的旋转速度ω_EST大于高速阈值ω_{THD_HIGH}或小于低速阈值ω_{THD_LOW}的X次偏移小于校准的数量（X_THR），则用于电机22的无传感器电机驱动系统的操作通过第二诊断方案330。可选地，当在估计的旋转速度ω_EST的Y次周期性观察期间电机22的估计的旋转速度ω_EST大于高速阈值ω_{THD_HIGH}或小于低速阈值ω_{THD_LOW}的X次偏移大于校准的数量，则检测到与用于电机22的无传感器电机驱动系统的操作相关联的故障。与用于电机22的无传感器电机驱动系统的操作相关联的故障指示了电机22的转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST的估计结果偏离了旋转速度命令ω_CMD。与第二诊断方案330相关联的故障指示了存在电机22的无传感器电机驱动系统的操作的速度控制的损失。

图3C示出了第三诊断方案（监控电机失速）350，其用于在通过了用于监控电机22的极性的第一诊断方案310之后，并且优选在通过用于监控电机22的速度控制的第二诊断方案330之后，对可旋转地耦接至液压泵元件24的电机22的操作进行监控。第三诊断方案350执行，以便检测与电机22相关联的失速状况。在对电机22的转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST进行估计之前，初始化失速速度标记FLAG（ω_STALL）和速度误差计时器T_{ω_ERR}。将速度误差ω_ERR计算为电机22的旋转速度命令ω_CMD和估计的旋转速度ω_EST之间的差。将用于电机22的失速速度阈值ω_STALL计算为旋转速度命令ω_CMD的函数。将命令的扭矩T_CMD与失速扭矩阈值T_STALL比较以确保控制方案当前正在命令辅助液压泵系统的操作以输送加压的液压流体，该辅助液压泵系统包括可旋转地耦接到电机22的液压泵元件24。

将速度误差ω_ERR与失速速度阈值ω_THD相比较，以识别估计的旋转速度ω_EST落在失速速度阈值ω_STALL之下的情况的发生。仅当电机22被命令以生成足以操作液压泵元件24来生成液压流体流的扭矩时，该比较才有效。在第三诊断方案350中，使用XY故障计数器来对估计的旋转速度ω_EST落在失速速度阈值ω_STALL之下的情形进行计数。只要在由速度误差计时器T_{ω_ERR}限定的时间段内在估计的旋转速度ω_EST的Y次周期性观察期间，估计的旋转速度ω_EST落在失速速度阈值ω_STALL之下的X次偏移小于校准的数量，则电机22以及相关联的液压泵元件24的速度控制通过第三诊断方案350。可选地，当在由速度误差计时器T_{ω_ERR}限定的时间段内发生的估计的旋转速度ω_EST的Y次周期性观察期间，估计的旋转速度ω_EST落在失速速度阈值ω_STALL之下的X次偏移大于校准的数量，则检测到与用于电机22的无传感器电机驱动系统的速度控制相关联的故障。这样的故障包括关于电机22的故障，从而使得电机22不能输送足够的扭矩以便响应于所命令的电机扭矩来维持电机的速度，并因而不能向液压回路30输送加压的液压流体。

图4图示了与示例性系统的操作相关联的数据，包括命令的旋转速度ω_CMD、与命令的旋转速度ω_CMD相关联的预期旋转速度ω_EXP、 相关联的失速速度阈值ω_THD以及估计的旋转速度ω_EST。当估计的旋转速度ω_EST小于失速速度阈值ω_STALL时，在时间T2和T3之间并且在时间T4和T5之间激活失速计时器。发生在与第一、第二和第三诊断方案310、330、350中任一个相关联的故障的事件中的补救动作可以包括防止发动机在进行的车辆操作中执行自动停止功能。

图5描述了无传感器电机驱动系统188的实施例，无传感器电机驱动系统188包括用于控制和监控示例性辅助液压泵系统的操作的方案，该示例性辅助液压泵系统包括耦接到无传感器电机（PM电机）22的电驱动液压泵元件24。在整个操作中，生成命令的旋转速度ω_CMD并将其转换为DC量的电流命令                                                

和

。电流命令是到电流控制器190的输入，电流控制器190生成相关联的也是DC量的电压命令

和

。电压命令被输入到旋转转换块（同步至静止）192，其被输入到电力变换器20以生成两相AC电压命令

和

。电力变换器20将两相AC电压命令

和

转换为三相AC量a，b，c，包括用于变换器20的开关的开关电压（SVPWM）的PWM控制。

对永磁三相AC机的转子位置进行估计包括计算或估计电机22中的电流和电压（即，命令的或测量的）。将估计的通量与测量的通量比较以确定通量误差。基于来自电机模型和通量误差的通量和反电动势的增加来更新估计的通量和反电动势。无传感器电机驱动系统188包括电流控制器190、转子转换块（同步至静止）192和（静止至同步）194、相位转换块（abc至α，β）196、功率变换器20（包括二相到三相转换以及PWM生成）、电机22、位置和速度估计器62、加法器198、200、202以及204。

在操作中，生成命令的旋转速度ω_CMD并将其转换为DC量的电流命令和

。相位转换块196将从电机22取样的三相电流转换为两相电流。旋转转换块194提供了相对于转子位置的旋转转换（例如，静止帧至同步帧）以将两相AC电流

 和

变为两相DC电流

和

，该两相DC电流用作在加法器198和200处的电流反馈。

电流命令和电流反馈之间的差对电流控制器190进行驱动以生成也是DC量的电压命令

和

。在加法器202和204处，前馈项（或解耦电压） 和

被用于解耦在电流控制器190的输出处由电机22内的通量感应的电压。从下述通量表来计算前馈项

 和。

                                             [1]

                                               [2]

命令的电流用于等式1和等式2中，并且使用命令的电流来计算的解耦电压可能会导致在高速操作时的振荡的电流控制响应。

三相AC电压用于驱动电机22，所以由旋转转换块192执行相对于转子位置的从

和

 到 

和

的逆旋转转换（例如，同步帧至静止帧）。这些两相AC电压命令

和

然后由变换器20转换为三相AC量。位置和速度估计器62使用旋转转换块192和相位转换块196的输出来估计电机22中的通量和反电动势。

图6示意性地示出了位置和速度估计器62的细节，位置和速度估计器62用于估计图5中描述的电机22的转子位置和速度。位置和速度估计器62包括电机模型64、通量模型66、通量观察器68、坐标变换70以及速度和位置观察器72。在一个实施例中，位置和速度估计器62使用了由通量观察器68在同步旋转参考帧处实施的通量和反电动势的计算结果。

电机模型64接收电机电压和电机电流作为输入，同时接收来自通量观察器68的估计的通量和反电动势作为输入。电机模型64对于每次取样时间（例如PWM信号的每个循环周期）生成通量和反电动势的递增量，并将其发送到通量观察器68。通量模型66接收电机电流作为输入并且从例如上述通量表生成电机通量的测量结果。在加法器73处根据来自通量观察器68的估计通量以及来自通量模型66的测量通量的差来计算通量误差。测量的通量（或通量值）也用作电机22所用的前馈控制或其电流控制的解耦电流。来自电机模型64的通量误差以及递增量由通量观察器68作为输入接收，通量观察器68估计电机通量和反电动势。

估计的通量考虑了由电机22的定子中的绕组所生成的通量，而由电机22中的永磁体生成的通量则被排除在估计的通量之外。该方法的一个优势是估计的通量不依赖于电机磁体的温度，因为其由电机22的几何及其定子和转子芯部的材料特性决定。估计的反电动势对应于由永磁体通量感应的电压，并且其角度包含了位置估计结果的误差。然后，将估计的位置误差发送到速度和位置观察器72以估计转子位置和速度。由于估计的反电动势的大小不用在位置和速度估计中，所以转子（尤其是永磁体）的温度变化不影响对转子位置θ_EST和旋转速度ω_EST的估计。

本公开已经描述了特定优选实施例及其变型。对于在阅读和理解说明书后的人员而言，可能会认识到更多的变型和改变。因而，本公开不意欲受限于作为用于实现本发明所设想的最佳模式而公开的特定实施例，而是应当包括落在所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (13)

1.一种用于监控多相交流永磁同步电机的方法，所述电机机械地耦接至致动器以向其传递扭矩，所述方法包括：

使用无传感器电机驱动控制系统来控制所述电机的操作；

估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；

使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作，包括：

    命令所述无传感器电机驱动控制系统以命令的操作速度来操作所述电机；

    确定与所述命令的操作速度相关联的失速速度阈值；以及

    检测与所述电机相关联的失速状况包括检测所述转子的估计的旋转速度低于所述失速速度阈值；以及

基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步包括：

监控所述转子的所述估计的初始相位角的极性；以及

使用所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性来校验所述转子的估计的初始相位角的对应。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性被校验为正确时，才发生对所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作进行监控。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的初始相位角的极性被校验为正确时，才发生使用无传感器电机驱动控制系统对所述电机的操作进行控制。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，监控所述无传感器电机驱动控制系统的操作包括：

命令所述无传感器电机驱动控制系统以命令的操作速度来操作所述电机；以及

将所述转子的估计的旋转速度与所述命令的操作速度相比较。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，进一步包括当所述转子的估计的旋转速度偏离所述命令的操作速度时，检测与所述无传感器电机驱动控制系统相关联的故障。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，检测与所述电机相关联的失速状况进一步包括：检测所述电机不能给所述致动器输送足够扭矩以响应于命令的电机扭矩来维持所述电机的转子的旋转速度。

8.一种用于监控与动力系相关联的辅助系统的方法，所述动力系包括耦接至混合动力变速器的内燃发动机，所述辅助系统包括无传感器电机驱动控制系统，所述无传感器电机驱动控制系统控制耦接至致动器以给所述致动器传递扭矩的电机的操作，所述方法包括：

命令所述电机以命令的辅助系统操作状态来操作所述致动器，其中所述命令的辅助系统操作状态包括命令的操作速度和扭矩；

估计所述电机的转子的初始相位角和旋转速度；

使用所述电机的转子的估计的初始相位角和估计的旋转速度来监控所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作，其中监控所述电机的操作包括确定与所述命令的操作速度相关联的失速速度阈值，并且当所述电机的转子的估计的旋转速度小于所述失速速度阈值时，检测与所述电机和所述致动器相关联的失速状况；以及

基于所监控的操作来检测所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机之一中的故障。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，进一步包括：

监控所述转子的估计的初始相位角的极性；以及

使用所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性来校验所述转子的估计的初始相位角的对应。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，仅当所监控的所述转子的估计的初始相位角的极性被校验为正确时，才发生对所述无传感器电机驱动控制系统和所述电机的操作进行监控。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，仅当所监控的与所述转子的初始相位角相关联的极性被校验为正确时，才发生命令所述电机以所述命令的辅助系统操作状态来操作所述致动器。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述命令的辅助系统操作状态包括命令的操作速度，并且监控所述无传感器电机驱动控制系统的操作包括将所述电机的转子的估计的旋转速度与所述命令的旋转速度相比较。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述致动器包括液压泵元件，以向所述混合动力变速器提供加压的液压流体。

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