CN105763117B - 使用针对通量角的多参考系的电机 - Google Patents

Abstract

本公开的各种实施例涉及使用针对通量角的多参考系的电机。一种驱动单元，其包括：电机；通量估算器电路，被构造为估算至少一个通量角；同步系发生器，耦合至AC感应电机的转子并被构造为检测转子机械角；开关，被构造为选择性地提供用于控制电机的通量角或转子机械角。

Description

使用针对通量角的多参考系的电机

技术领域

本专利申请要求于2014年12月30日提交的题为“Torque Sleep Dual ElectricMotors”的美国临时专利申请第62/098,312以及于2015年1月29日提交的题为为“ELECTRICMOTOR USING MULTIPLE REFERENCE FRAMES FOR FLUX”的美国专利申请14/609,242的权益，其全部内容以参考方式并入于此。

背景技术

电机被用作各种情况中的驱动单元。例如，电动车辆具有由诸如电池组的车载能量存储装置供电的一个或多个电机。车辆的可用范围取决于各种因素，诸如电池组的容量和电机的效率、以及外部环境(风、地形)和驱动类型。为了增加车辆的效用并给予驾驶员更多的灵活性，可期望的是例如通过实施能量节约措施来增大车辆的范围。

发明内容

在第一方面中，一种驱动单元包括：电机；通量估算器，被构造为估算至少一个通量角；同步系发生器，耦合至电机的转子并被构造为检测转子机械角；以及开关，被构造为选择性地提供用于控制电机的通量角或转子机械角。

实施例可包括下述特征中的任意或全部特征。驱动单元进一步包括使用用于电机的扭矩请求的电机控制器和q电流调节器，其中，开关被构造为基于扭矩请求为0并且q电流低于阈值而提供用于控制电机的转子机械角。驱动单元进一步包括d电流调节器，其中d电流调节器的d电流参考基于切换至用于控制电机的转子机械角而被设置为0。驱动单元进一步包括链接至d电流调节器的通量调节器，其中，通量调节器基于切换至用于控制电机的转子机械角而从d电流调节器脱离链接。通量估算电路基于DC总线电压信号操作。电机被构造为在开关提供转子机械角时进入休眠，其中，在休眠期间，电机中的全部电流与转子机械角对应。

在第二方面中，一种驱动单元包括：电机；用于选择性地提供用于控制电机的通量角或转子机械角的装置。

在第三方面中，一种方法包括：操作电机，其中，定子通量角为针对电机的控制器的参考系；基于电机的所请求的扭矩为0和电机的q电流低于第一阈值，代替定子通量角而将转子机械角设置为参考系；基于所请求的扭矩不为0并且电机的通量高于第二阈值，代替转子机械角将定子通量角设置为参考系。

实施例可包括下述特征中的任意或全部特征。该方法进一步包括在开关提供转子机械角时使电机休眠，其中，在休眠期间，电机中的全部电流与转子机械角对应。该方法进一步包括设置休眠抑制以防止电机休眠，其中，仅在去除休眠抑制的情况下在开关提供转子机械角时使电机休眠。该方法进一步包括响应于代替定子通量而将转子机械角角设置为参考系，将电机的d电流调节器的d电流参考设置为0。将d电流参考设置为0进一步包括将通量调节器从d电流调节器脱离链接。该方法进一步包括在将d电流参考设置为0之后估算电流阈值作为用于使电机的逆变器关断的条件。该方法进一步包括在将d电流参考设置为0之后等待计时器倒计数作为用于使电机的逆变器关断的条件。在转子机械角被设置为参考系时，电机的逆变器被关断，该方法进一步包括在所请求的扭矩不为0时使逆变器重新接通。该方法进一步包括还将通量阈值考虑为用于将转子机械角设置为参考系的条件。该方法进一步包括将通量阈值考虑作为用于将定子通量角设置为参考系的条件。定子通量角由通量估算器电路设置，该方法进一步包括在满足通量阈值之前用转子机械角初始化通量估算器电路。

附图说明

图1示出了用于AC感应电机的电机控制器的示例。

图2概念性地示出了用于驱动单元的正常模式和休眠模式的示例。

图3示出了用于AC感应电机的矢量示图的示例。

具体实施方式

本文描述了以正常模式或休眠模式操作诸如交流(AC)感应电机或永磁同步电机的电驱动单元的示例。特别地，电机可被构造为使得其使用通量导向的控制方案正常地操作。例如，这可以涉及由一个或多个电机提供动力的电动车辆。为了减少电机中的能量损失，每当没有立即从电机请求扭矩时，可以有利地使电机休眠达即使持续很短的时间或瞬间。在电机中，当要产生0扭矩时，磁通量必须与转子同步。因为电机的磁通量在休眠期间将减小至0，所以通量导向的控制方案对于用于控制电机来说变得不可行。例如，电机中的通量角的测量变得十分不准确而不能被适当地跟踪并且控制方案失去通量定向。相反，这里描述的多个实施例说明电机控制器于是可以转换到与电机的转子同步的参考系。这在当期望具有0扭矩和低于可正常地被准确检测到的通量水平期间同样允许稳定并持续的电机操作。

图1示出了用于诸如AC感应电机、同步磁阻电机或同步永磁电机之类的电机的电机控制器100的示例。通常，电机控制器可以以一个或多个电路的形式而被实施，一个或多个电路被设计为在其操作的所有方面期间控制电机。例如，这种电路的操作可以通过软件和/或固件的执行而被限定。在一些实施例中，电机安装在电动车辆中。例如，如果车辆具有多于一个电驱动单元，则可以利用相应的控制器控制它们中的每一个。

电机控制器包括为参考系转换器104提供vq值的q电流调节器102。q电流调节器可以接收用于其操作的一个或多个输入。这里，测量的q电流(lqmeas)和参考q电流(lq)正在被输入；即，q电流调节器试图改变vq以将测量的q电流调节至与参考q电流相匹配。例如，一个或多个电流传感器被实施在电系统中，以测量正在产生多少由扭矩产生的电流。

参考系转换器104被标记为dq→xy，表示在旋转参考系(dq)和静止参考系(xy)之间转换。如所知道的，dq参考系的使用涉及限定表示三相电源的单独电流的各自的直流(d)和交流(q)。转换器被构造为执行作为参考系之间的转换的部分的一个或多个变换。为了清晰，这里应当注意，本公开将描述电机控制器可以在不同的参考系之间交替用于确定通量矢量的角度，并且其与在转换器104中执行的xy和dq参考系之间的变化是分开的。

电机控制器还包括将对应的vd值提供给转换器104的d电流调节器106。即，d电流调节器试图改变vd，以调节通量来匹配其对应的参考。基于vq和vd，转换器输出电压vs作为用于控制电机的信号。

另一方面，参考q电流可以由实施一个或多个计算算法的计算模块108产生。计算模块接收各种信号作为其输入，诸如反映出从驱动单元请求的扭矩的扭矩命令(τcmd)以及通量角(λ角)和通量幅度(|λs|)，将在下面描述通量角和通量幅度。例如，扭矩命令可以反应出驾驶员踩压电动车辆中的加速踏板的强度。针对计算模块的额外的输入可以包括但不限于针对驱动单元的可用能量(即，对应于电池组或其它能量存储系统的电荷状态)和电机的操作特性(即，转子速度和/或测量的电流)。

电机控制器包括正常地产生用于d电流调节器的d电流参考的通量调节器110。在一些实施例中，通量调节器可以包括反馈机构或被构造为稳定或者调节或校正测量值与计算值或参考值之间的差的其它调节器。例如，通量调节器这里可以接收来自通量估算器112的通量幅度(|λs|)和通量角(λ角)两者。在一些实施例中，第一通量幅度可以是使用扭矩命令值、可用能量信号和电机的至少一个操作特性中的一些或全部计算的通量值的参考。通量幅度可以以诸如通过用转子电感乘以d电流之类的多种方式的任意方式来估算。

反过来，通量估算器112是估算有多少通量存在于电机的转子中的组件。在一些实施例中，估算器从为电机提供动力的能量存储系统接收DC总线电压信号作为其输入。估算器可基于关于逆变器的特定知识(例如，当达到通量的估算量时哪些开关正在触发)来处理那个信号以达到通量的估算。例如，通量矢量可根据其幅度以及其关于参考系的角而被估算。

通量估算器可将估算的通量幅度提供给计算模块，如所记述的。另一方面，估算的通量角不直接被提供给计算模块。而是，这种估算的通量角可以被提供给耦合至计算模块的开关114。反过来，还从包括以软件或固件实施的逻辑的同步系发生器116将另一角提供给开关。同步系发生器从耦合至AC感应电机的转子的转子编码器117接收输入。转子编码器跟踪转子的机械旋转；例如，同步系发生器可在任意给定时间将虚拟标记应用至转子，并在之后参照该任意的标记跟踪转子的旋转。用于检测转子角的其它装置可被用于代替转子编码器，其包括但不限于解析器(resolver)。

上述提及了电机控制器的一些或全部可以软件或固件的形式实施，相应地，开关114可以包括由处理器可执行的指令，处理器限定计算模块是否从通量估算器或从转子编码器接收其角度。将在下面的示例中描述这种切换可以用于在不同的参考系之间改变电机控制，不同的参考系为：适用于正常操作(即，当施加扭矩时)的定子通量参考系(当使用来自通量估算器的输入时)，和适用于0扭矩情况(例如，当使驱动单元休眠时)与转子同步的转子参考系。

在同步机器中，必须不仅将通量控制为同步，其还必须与转子上的特定角度对应，使得产生0扭矩。即，如果q电流在这种机器中为0，则这表示通量与该角度(例如，由磁体的位置或转子的形状限定)相对应。

图2概念性地示出了用于驱动单元的正常模式202和休眠模式204A-C的示例200。水平线路这里被用作表示各个模式，驱动单元的操作由线路内和/或之间的箭头指示。例如，操作206发生在正常模式中，表示定子通量角参考系正被用于控制驱动单元。例如，这对应于开关114(图1)将来自通量估算器的参考角(λ角)(而不是来自转子解码器的同步角)提供至计算单元。然后，该参考系被用于在每个时刻限定存在于电机中的q和d电流的量。例如，当驱动单元被实施在电动车辆中时，至少在每当从该驱动单元请求扭矩时(诸如当加速或爬坡时)进行正常模式下的操作。

然而，不时发生从驱动单元请求0扭矩的情况。例如，当由一个或多个其它驱动单元传递的扭矩足够满足总扭矩请求时，这可以发生在多级电机车辆中。作为另一示例，当(单电机或多电机)电动车辆停止时，诸如在停车信号灯处停止时，发生0扭矩请求。

从驱动单元请求0扭矩是在可能过渡到休眠模式之前必须满足的一个条件。可以施加一个或多个额外的条件。在一些实施例中，可能要求测量的q电流为0或接近0。例如，q电流的幅度可以与q电流阈值(lqthresh)进行比较。作为条件的另一示例，可以施加通量阈值以确保通量在休眠之前足够低。

这里，操作208对应于从使用定子通量角参考系到使用转子角参考系的电机控制器改变。即，参考系的这一转变表示电机控制系不再如在正常操作期间一样基于测量的电流来预测转子中的通量的角度，而是已表明了通量的角度被期望保持在转子中并且参照转子将该角度保持固定。这有时被称为转子机械角。此外，当驱动单元关于转子角参考系被控制时，电机控制器允许的定子中的唯一电流是与转子上的编码的虚拟标记对齐的任意电流。

驱动单元响应于意图使驱动单元休眠而进入标记为204A的休眠模式的部分。即，基于一种或多种情况(以上被示例出的)，电机控制器已开始了过程，该过程可以随后引起对应的逆变器暂时关断，由此导致AC感应电机休眠。在一些实施例中，该意图可由一个或多个比特位反应。例如，比特位可以被定义在电机控制器中，该比特位表示在每个给定时刻在假定满足其它条件时是否开始使该驱动单元的休眠。在这种实现方式中，该比特的值为引起电机控制器进入模式204A所需的条件中的一个条件。

在进入休眠模式204A时，d电流的参考被设置为0，由此引起总电流被设置为0。这里，这对应于请求d电流调节器106(图1)来停止请求d电流。在一些实施例中，将d电流参考设置为0涉及使通量调节器110(图1)从d电流调节器脱离链接。例如，开关可以被实施在这些调节器之间，以使得为d电流调节器提供来自通量调节器的输出或固定的(0)输入。针对上述休眠意图，在休眠模式204A中将d电流参考设置为0对应于确认仍意图使驱动单元进入休眠。

将d电流参考设置为0对应于操作210，在操作210处驱动单元进入休眠模式204B，在休眠模式204B中逆变器实际上将被关断，使得驱动单元停止使用来自能量存储装置的电力。在一些实施例中，在关断逆变器之前必须满足一个或多个条件。例如，电机控制器可以确定定子电流的幅度是否为0或至多足够低(例如，低于阈值水平)。作为另一示例，计时器倒计数可被用于给转子通量足够的时间以在逆变器关断之前稳定。在一些实施例中，逆变器通过将控制逆变器操作的脉冲宽度调制信号禁用而被关断。

操作212对应于驱动单元实际处于休眠中。即，从驱动单元请求的扭矩为0，因此q电流为0，d电流处于0。在该点处通量可以保持在(旋转的)转子中，然而，由于逆变器已被关断并且已有效地变为开路，因此来自转子的任何电压(有时被称为反电动势)仅仅被施加至逆变器的端子。简言之，尽管这里在转子中存在通量，但是不存在定子电流也没有扭矩产生。

完全关断逆变器至少具有两个益处。第一，每当旋转时使电机中的磁通量变为0降低了电机中的损耗。第二，当逆变器激活时逆变器和电机中流动的脉动电流不再发生(即使正在产生净0基波电流以及因此0磁通量和0扭矩)。后者消除了由于逆变器中的切换而产生的待机损耗。这样，可以实现电动车辆中增大的范围的优势。

操作212可根据需要来持续短或长的时间。可以评估一个或多个标准以确定是否将逆变器重新接通。在一些实施例中，电机控制器将由明显的意图触发以使驱动单元脱离休眠。例如，如果驱动单元所请求的扭矩已变为非0(即，现在正请求扭矩)，则休眠必须终止，以使驱动单元可以产生扭矩。

操作214对应于驱动单元脱离休眠并且逆变器正在重新接通。在该点处，q电流调节器和d电流调节器将均以其标准方式处于激活。在一些实施例中，电机控制器现在再次允许d电流调节器106(图1)被通量调节器110控制，如与为其设置0d电流参考相反。例如，通量调节器可重新链接到d电流调节器。因为在该点处转子中可假定存在很少或不存在通量，所以大量的d电流将被请求以建立机器中的通量。在幅度输出被认为是可靠的前提下，通量调节器110可以在操作212-214期间运行。

因为逆变器再次运行并且通量调节器正在请求d电流，所以期望电机中的通量以相对快的速率增加。如所提到的，通量估算器持续估算上升的通量幅度。然而，可能有利的是在再次依赖通量估算器的角度输出之前，等待直到通量增大到足够的幅度。通过电机控制器的这种操作状态这里被称为休眠模式204C。即，逆变器的重新激活表示驱动单元正在退出休眠模式204B，而过渡初始将其其带至模式204C，在模式204C中转子机械角继续被用作参考系而同时通量斜坡上升。

从休眠模式204C重新过渡到正常模式202可由一个或多个标准控制。在一些实施例中，如通量估算器所报告的，通量的幅度与阈值进行比较。例如，这里操作216指示|Flux|>Flux_min为真，并且驱动单元再次进入正常模式。即，模式204C可以涉及将通量估算器重新置为负责d电流参考，给予通量调节器正常最小通量的通量目标，等待其完成该目标，并且此后过渡返回到正常模式。

因为通量估算器的角度可能可靠或可能不可靠，在过渡到模式202时，可以使用基于与转子同步的参考系的值将通量角重写。即，在休眠结束时，电机控制器可以使用作为某种程度上关于当前通量的系统的最佳可用信息的初始值来初始化(seed)通量估算器。通量估算器基于该通量值执行估算。

以上过渡涉及将参考系从转子机械角改变至由通量估算器产生的通量角。然后，驱动单元可以继续以正常模式操作长达任意时间量直至情况另外命令例如是否使车辆停止或是否其再次进入休眠模式，在这种情况下上述过程基本上被再次执行。

另一方面，如果情况在处于模式204C时应当改变，则电机控制器可以再次进入休眠模式204A，并且根据那些条件从那里可能进入模式204B，而不首先重新进入正常模式。如早先记述的，模式204A涉及将d电流参考设置为0以允许驱动单元最终进入模式204B，使得逆变器再次被关断。

通过继续参照示例200，与上述情景相比，现在将描述不涉及关断逆变器的一些情况。首先，操作218概念性地图示出车辆继续以正常模式操作。例如，如果用于休眠的至少一个标准不被满足，则这对应于不具有使电机休眠的意图。然而，另一个示例为休眠抑制可以针对驱动单元而被限定。这种抑制可以通过在电机控制器中设置标记而实现，其在当存在用于其的条件时防止驱动单元进入休眠模式。这样，在那些情况中，驱动单元将不过渡到休眠中直到在休眠抑制已被去除之后。

其次，操作220图示出最初存在意图休眠但在逆变器实际关断之前情况改变的情景。即，驱动单元从正常模式过渡到休眠模式204A，因为满足用于休眠的标准。因此，电机控制器开始使用转子角参考系，如早先描述的。然而，现在假设之前在0处并因此触发过渡的所请求的扭矩反而增加至非0扭矩。换言之，用于使驱动单元休眠的条件不存在并且不再存在任何休眠意图。因此，控制器立即过渡到模式204C，在模式204C中通量调节器将开始请求d电流以在电机中建立通量，并且d电流调节器将因此开始增大d电流。该示例图示出了使用与转子同步的参考系的优势：通过跟踪转子中的剩余通量分布，其促进在休眠突然被取消时的更平滑的过渡。

操作220图示出通过从模式204A直接过渡到模式204C而不进入模式204B的电机控制器中的这一变化。即，模式204A和204C均涉及使用转子机械角参考系，但是仅处于通量正在被向上调节的后者中。然后，驱动单元可以通过操作216过渡返回到正常模式中。

图3示出了针对AC感应电机的矢量示图300A-H的示例。每个示图示出了AC感应电机的转子302，而为了简洁这里未示出定子。示例图示出了从正常模式过渡到休眠模式并此后返回至正常模式的电机。这里，根据电机控制器针对通量的参考系来布置矢量示图：区域304对应于定子通量参考系，区域306对应于转子机械角参考系。

示图300A示出了表示转子机械角的矢量(RMA)。RMA这里相对于转子自身而固定。例如，已选择转子上的任意点，诸如通过使用同步系发生器来实施虚拟标记，然后RMA被限定为与该标记对应。当前，电机正产生扭矩，因此示图中限定的通量矢量(FV)相对于RMA偏离(即，旋转)。即，相对于RMA，FV在任一方向出现旋转，如这里由小箭头所指示的；扭矩越大，FV将旋转越快。还分别示出了针对q电流、d电流、lq和ld的轴。d轴线与FV对齐，因此，这些轴还相对于RMA环绕。

示图300B对应于正在从AC感应电机请求0扭矩的情形。这里，这对应于FV停止而相对于RMA保持固定。因为RMA被任意选择以开始，FV可以最终在相对于RMA的任意位置停止。

至此，移动的FV被用作参考系，表示所有的电流参考矢量相对于其被测量。然而，一旦通量矢量已停止，但电机控制器已经准备好切换到另一参考系。

在示图300C中，RMA然后被再限定为与停止的FV对齐，这是与示图300B相比的唯一区别。例如，之前转子上的虚拟标记被擦除，而新的标记被置于FV所在的位置。这是将贯穿该示例的电机控制器使用的RMA。示图300C图示出了两点。第一，示图处于区域306中，指示现在正在使用转子角参考系。第二，FV和RMA现在对应，由于参考系已重新创建。因为FV已停止，所以q轴和d轴也相对于RMA保持固定。

示图300D示出了实际测量的通量可以相对于RMA开始改变。即，随着电机控制器使通量下降，FV正在进行的估算会变得不准确。该点之后，FV的估算的幅度可以保持合理地准确，但是至少在一些实施例中，通量幅度在那些情况下通常与系统不相关。例如，通量调节器110(图1)(其是接收通量幅值输入的组件)可能没有正在被用于朝向0通量下降。相反，当通量正被向上调节时通量幅值更重要。因此，FV可以开始漂移并开始围绕于RMA移动，而不影响控制器保持0扭矩。

此外，一旦FV变得足够小，FV相对于RMA的角度的概念就被损失在噪音中。示图300E示出了FV具有接近0的长度并指示特定方向。如所记述的，甚至在该点处通量中的极小的变化可能引起估算的方向显著改变达例如翻转180度。这示出了反而需要依赖提供通量角的更稳健的估算的一些手段，并且这里RMA正被用于该目的。电机控制器在示图300D和300E的任一情况下关断逆变器。这两种情况中的区别仅为通量矢量已变得更小。在一些实施例中，关断逆变器对应于AC感应电机进入休眠模式204B(图2)。如所记述的，关闭逆变器不消除全部电压，相反，反电动势(emf)可以保持但期望随时间逐渐消失。

现在参照示图300F，假设扭矩再次正在被请求并且AC感应电机应该从而脱离休眠。在返回的途中，电机控制器将q电流保持在0处并允许通量调节器110(图1)增大d电流。换言之，正在施加的唯一电流是沿着d轴线的，其如所记述的已通过限定的方式与RMA对齐。

斜坡上升电机的电流将因此增大通量，并且因为在该点处的所有电流沿着d轴线发生，所以通量矢量也将与该轴线对应。示图300G示出了与d轴线和RMA对齐的FV。即，d轴线是通量当前存在的位置，由于选择的参考系(例如一个固定到电机的参考系)，电机控制器在整个过程中已知道通量方向。

此外，一旦矢量变得足够大，通量估算器将最终与估算的通量矢量所在的位置一致。在一些实施例中，通量估算器最终到达正确的预测的能力是足够稳健的，以使得电机控制器不需要检查d轴线和估计的通量矢量的之间是否存在任何角度差异。那么，该时刻为适合改变回另一参考系的时刻。

示图300H示出了系统现在返回到扭矩正在被产生并且FV因此相对于RMA在任一方向上旋转的情况中。即，来自通量估算器的FV现在再次可靠，不论其幅度和角度，并且被用作参考系。此外，对应于区域304和306的各自的参考系在过渡的这一时刻彼此一致：只有当扭矩被施加时，FV才开始相对于RMA滑动。

与参照图3描述的上面的示例涉及AC感应电机。然而，其他实施例可以涉及不同类型的电机。例如，在同步电机中，在与通量矢量对齐时，在转子上存在特定的角度，其产生0扭矩，并且该角度在本说明中可以由RMA表示。在同步电机中，扭矩不是由滑动产生，而是由FV和RMA之间的角度偏移产生。在示图300B中，为了产生0扭矩，则FV必须与RMA对应，并且可能不必需要重新限定RMA，如在感应电机情况中所实现的。

实施例可被用于不同的环境中。其中之一是由一个或多个电机提供动力的电动车辆。具有双电机的电动车可以具有本质上相同设计的两个电机，或者其可以具有不同类型的两个电机。

车辆可以被构造为使得驱动单元中的仅一个或两个驱动单元具有在用于估算通量的参考系之间改变的能力。例如，可以开发通用电机控制代码以与多种类型的驱动单元中的任意一种一起工作，因此这些电机类型的任一类型可以根据需要改变参考系。双电机车辆的一个优势是非常精确地调整各个电机的输出之间的准确混合速率的能力(以每次一毫秒或更快的速率)。在一些实施例中，这些分配通过参照基于多个特征来在驱动单元之间分配不同扭矩的图来确定。

如果在车辆中使用两种不同的电机类型，则它们可以具有不同的效率和性能特征，特别是当通过车辆速度和扭矩水平的范围来观察时。驱动单元中的一个可能比另一个更强劲，但是反过来具有例如某种程度上较低的效率。当不产生扭矩时，由这样的电机消耗的能量将比另一驱动单元在0扭矩时消耗得更大。因此，能量损失可以至少通过提供具有休眠模式的更强劲的驱动单元而减少。这表示当更强劲的扭矩请求(通过在两个驱动单元之间分配的总请求扭矩而限定时)为0时，则电机可以被暂时地置为休眠模式，因此消除即使在产生0扭矩时也会发生的能量的损失。当车辆以恒定速度巡航时(例如在高速公路上)，更强劲的那个电机在每当不从其请求扭矩时可以被关闭，并且可以正如被需要时被带回到操作中那样快。

然而，在其他情景中，从能量的观点来看，可以更有利地使另一个(更小的)驱动单元休眠。例如，在车辆以较低速度行驶时总请求扭矩为中等较高的情况下，扭矩分配图可以指示出最佳方案是将所有扭矩分配给两个驱动单元中更强劲的驱动单元，因此，在该点处，较小的电机可以短时间或长时间休眠。查找表将0扭矩分配到驱动单元中的一个驱动单元的任意情况是用于使电机进入休眠模式的候选。

可以使用参考系之间的改变的又一示例是当电机首先被唤醒时，诸如当在以驻车之后被置于驾驶模式的情况下。在一些现有的电动车辆中，至驾驶模式的转变触发电机控制器启动通量提升驱动单元。这个设计的一个理由可能是通量提升处理花费了特定时间：如果处理仅在驾驶员将他的或她的脚移动到加速器上时开始，则可察觉的延迟可能会发生。另一方面，本提升通量的技术可显著地更快，因为它涉及选择在转子上的点，等待对扭矩的请求，并且当该请求到达时将与该点对应的d电流斜坡上升，直到通量高于特定阈值，其后驱动单元被允许过渡到正常模式并施加扭矩。这样，当转变到驾驶模式时，一些实施例也可应用这些技术。

已描述了多个实施例作为示例。然而，其他实施例由所附的权利要求涵盖。

Claims (17)

1.一种驱动单元，包括：

电机；

通量估算器，被构造为估算至少一个通量角；

同步系发生器，耦合至所述电机的转子并被构造为检测转子机械角；

开关，被构造为选择性地提供用于控制所述电机的所述通量角或所述转子机械角；

使用扭矩请求的电机控制器；

q电流调节器，其中所述开关被构造为基于所述扭矩请求且q电流低于阈值而提供用于控制所述电机的所述转子机械角；以及

d电流调节器，其中基于切换至用于控制所述电机的所述转子机械角，来设置针对所述d电流调节器的d电流参考；

其中所述驱动单元进一步包括链接至所述d电流调节器的通量调节器，其中所述通量调节器基于切换至用于控制所述电机的所述转子机械角而从所述d电流调节器脱离链接。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其中所述扭矩请求为0。

3.根据权利要求2所述的驱动单元，其中针对所述d电流调节器的所述d电流参考被设置为0。

4.根据权利要求1所述的驱动单元，其中所述通量估算器基于DC总线电压信号操作。

5.根据权利要求1所述的驱动单元，其中所述电机被构造为在所述开关提供所述转子机械角时进入休眠，其中在所述休眠期间，所述电机中的所有电流与所述转子机械角对应。

6.一种驱动单元，包括：

电机；

用于选择性地提供用于控制所述电机的通量角或转子机械角的装置；

用于基于第一所请求的扭矩和所述电机的高于第一阈值的通量来代替定子通量角而将转子机械角设置为参考系的装置；

用于基于来自所述电机的第二所请求的扭矩和所述电机的低于第二阈值的q电流来代替所述转子机械角而将所述定子通量角设置为所述参考系的装置；以及

用于响应于将所述转子机械角设置为所述参考系来设置针对所述电机的d电流调节器的d电流参考的装置。

7.一种用于电机的驱动方法，包括：

操作所述电机，其中定子通量角是针对电机的控制器的参考系；

基于从所述电机的所请求的扭矩为0并且所述电机的q电流低于第一阈值，代替所述定子通量角而将转子机械角设置为所述参考系；

基于所请求的扭矩不为0且所述电机的通量高于第二阈值，代替所述转子机械角而将所述定子通量角设置为所述参考系。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括在开关提供所述转子机械角时使所述电机休眠，其中在所述休眠期间，所述电机中的所有电流与所述转子机械角对应。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括设置休眠抑制，以防止所述电机的休眠，其中在仅在去除休眠抑制的情况下，在所述开关提供所述转子机械角时使所述电机休眠。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括响应于代替所述定子通量角而将所述转子机械角设置为参考系，将针对所述电机的d电流调节器的d电流参考设置为0。

11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述d电流参考设置为0进一步包括将通量调节器从所述d电流调节器脱离链接。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在将所述d电流参考设置为0之后，评估电流阈值作为用于关断所述电机的逆变器的条件。

13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在将所述d电流参考设置为0之后，等待计时器倒计数作为用于切断所述电机的逆变器的条件。

14.根据权利要求7所述的方法，其中当所述转子机械角被设置为参考系时将所述电机的逆变器关断，所述方法进一步包括在所请求的扭矩不为0时将逆变器重新接通。

15.根据权利要求7所述的方法，进一步包括还将通量阈值考虑作为用于将所述转子机械角设置为所述参考系的条件。

16.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将通量阈值考虑作为用于将所述定子通量角设置为所述参考系的条件。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述定子通量角由通量估算器电路提供，所述方法进一步包括在满足所述通量阈值之前，用所述转子机械角初始化所述通量估算器电路。

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