CN110654243A - 用于车内旋转变压器对准的系统及方法 - Google Patents

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乔纳森·海尔
大卫·克里斯特·加布里埃尔
伊丽莎白·罗斯·比法诺
特拉维斯·史密斯
阿伦·加内桑
布莱恩·科伊-杜伊·阮
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Abstract

本公开提供了“用于车内旋转变压器对准的系统及方法”。一种用于车辆的电驱动系统，包括速度/位置反馈装置，所述速度/位置反馈装置联接到电机并且被配置为提供索引脉冲。所述系统还包括具有线电压传感器的逆变器。所述系统包括控制器，所述控制器被编程为响应于所述电机以大致恒定速度旋转但不命令所述逆变器而从线电压的过零点与所述索引脉冲之间的时间差产生旋转变压器偏移，以及根据所述旋转变压器偏移操作所述逆变器。

Description

用于车内旋转变压器对准的系统及方法
技术领域
本申请总体上涉及校准联接到车辆中的电机的速度/位置测量装置。
背景技术
电动化车辆包括由逆变器控制的电机。电机包括联接到轴的转子。轴联接到传动系以向传动系提供扭矩或从传动系接收扭矩。逆变器通过实施控制策略来控制电机的转速。控制策略可以基于转子位置来控制到电机的电流波形。为了有效地实施控制策略，需要准确了解转子位置。转子位置由联接到转子轴的传感器测量。
发明内容
一种车辆包括：旋转变压器，其联接到电机并且被配置为提供索引脉冲；以及逆变器，其具有线电压传感器。所述车辆还包括控制器，所述控制器被编程为响应于所述电机在未由所述逆变器供电的情况下以恒定速度旋转而从所述索引脉冲与由所述线电压传感器指示的过零点之间的时间差产生所述旋转变压器的偏移，以及使用所述偏移操作所述逆变器。
所述控制器还可以被编程为使联接到所述电机的发动机以预定恒定速度旋转。所述逆变器可以被配置为提供U相电压、V相电压和W相电压，并且其中所述线电压传感器被配置为测量所述V相电压与所述W相电压之间的电压差。所述控制器还可以被编程为从由所述线电压传感器指示的振荡周期推导所述偏移。所述控制器还可以被编程为将所述偏移推导为所述时间差与所述周期的比率。所述控制器还可以被编程为推导驾驶循环期间的所述偏移。所述控制器还可以被编程为响应于诊断模式请求而推导所述偏移。所述控制器还可以被编程为响应于第一车辆点火循环而以减小扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机，并且响应于产生所述偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制电机。以度为单位的所述偏移可以被推导为表示所述旋转变压器的一次完整旋转的值和所述时间差与由所述线电压传感器指示的振荡周期的比率的乘积。
一种方法包括以预定速度操作联接到电机的发动机，并且通过控制器根据联接到所述电机的旋转变压器的偏移来操作所述电机，所述偏移从所述电机的相绕组两端的线电压的过零点与所述旋转变压器的索引脉冲之间的时间差推导。
所述方法还可以包括响应于第一车辆点火循环而以减小扭矩能力操作模式操作逆变器来控制所述电机，并且响应于产生所述偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机。可以从所述线电压的振荡周期进一步推导所述偏移。所述偏移可以被推导为表示所述旋转变压器的一次完整旋转的值和所述时间差与所述线电压的振荡周期的比率的乘积。所述方法还可以包括由所述控制器操作功率开关装置，所述功率开关装置控制施加到所述电机的电压使得没有功率开关装置处于导通状态持续预定时间间隔。
一种电驱动系统包括：旋转变压器，其联接到电机并且被配置为提供索引脉冲；以及逆变器，其具有线电压传感器。所述电驱动系统还包括控制器，其被编程为根据旋转变压器偏移来操作所述逆变器，所述旋转变压器偏移在驾驶循环期间根据在所述驾驶循环期间当所述电机断电时测量的介于线电压的过零点与所述索引脉冲之间的时间差而更新。
所述控制器还可以被编程为响应于所述电机的速度在预定范围内且不需要电机扭矩而操作所述逆变器使得所述电机断电。所述控制器还可以被编程为响应于未获知所述旋转变压器偏移而以减小扭矩能力操作模式操作所述逆变器和电机，并且响应于产生所述旋转变压器偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器和电机。所述逆变器可以被配置为向所述电机提供U相电压、V相电压和W相电压，并且其中所述线电压传感器被配置为测量所述V相电压与所述W相电压之间的电压差。所述控制器还可以被编程为从所述线电压的振荡周期推导所述旋转变压器偏移。所述控制器还可以被编程为将所述旋转变压器偏移推导为表示一次完整旋转的值和所述时间差与所述周期的比率的乘积。
附图说明
图1描绘了用于电动化车辆的可能配置。
图2描绘了用于包括与电机相关联的电力电子装置的车辆系统的可能配置。
图3描绘了用于电机的控制器中的控制逻辑的可能框图。
图4描绘了电机扭矩对表征电流的相位角扫描的可能响应。
图5是用于确定旋转变压器偏移的可能操作序列的流程图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和备选形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制性，而仅仅解释为用于教导所属领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如所属领域一般技术人员将理解，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。
图1描绘了可以被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电动化车辆112。插电式混合动力电动车辆112可以包括机械地联接到变速箱或混合动力变速器116的一个或多个电机114。电机114能够充当马达和发电机。另外，混合动力变速器116机械地联接到发动机118。混合动力变速器116可以机械地联接到差速器162，所述差速器被配置为调整驱动轴120的速度，所述驱动轴机械地联接到车辆112的驱动轮122。驱动轴120可以被称为驱动桥。在一些配置中，离合器可以被设置在混合动力变速器116与差速器162之间。当发动机118启动或关闭时，电机114可以提供推进和减速能力。电机114还可以充当发电机，并且可以通过回收通常在摩擦制动系统中作为热量而损耗的能量来提供燃料经济性益处。电机114还可以通过允许发动机118以更高效的速度操作并允许混合动力电动车辆112在发动机118在某些状况下关闭时以电动模式操作来减少车辆排放。电动化车辆112也可以是电池电动车辆(BEV)。在BEV配置中，可以不存在发动机118。在其他配置中，电动化车辆112可以是没有插电功能的全混合动力电动车辆(FHEV)。
电池组或动力电池124存储可以由电机114使用的能量。动力电池124可以提供高压直流(DC)输出。接触器模块142可以包括一个或多个接触器，所述接触器被配置为在断开时将动力电池124与高压总线152隔离并在闭合时将动力电池124连接到高压总线152。高压总线152可以包括用于携带通过高压总线152的电流的功率和回路导体。接触器模块142可以与动力电池124集成。一个或多个电力电子模块126可以电耦合到高压总线152。电力电子模块126还电耦合到电机114，并且提供在动力电池124与电机114之间双向传递能量的能力。例如，动力电池124可以提供DC电压，而电机114可以三相交流(AC)操作来起作用。电力电子模块126可以将DC电压转换为三相AC电流以操作电机114。在再生模式中，电力电子模块126可以将来自充当发电机的电机114的三相AC电流转换为与动力电池124兼容的DC电压。
除了提供用于推进的能量之外，动力电池124还可以为其他车辆电气系统提供能量。车辆112可以包括DC/DC转换器模块128，所述DC/DC转换器模块将来自高压总线152的高压DC输出转换为与低压负载156兼容的低压总线154的低压DC电平。DC/DC转换器模块128的输出可以电耦合到辅助电池130(例如，12V电池)以对辅助电池130进行充电。低压负载156可以经由低压总线154电耦合到辅助电池130。一个或多个高压电气负载146可以耦合到高压总线152。高压电气负载146可以具有相关联的控制器，所述控制器视需要操作并控制高压电气负载146。高压电气负载146的示例可以是风扇、电加热元件和/或空调压缩机。
电动化车辆112可以被配置为从外部电源136对动力电池124进行再充电。外部电源136可以与电插座连接。外部电源136可以电耦合到充电站或电动车辆供电装备(EVSE)138。外部电源136可以是由电力公共事业公司提供的配电网络或电网。EVSE 138可以提供电路和控制件来调节和管理电源136与车辆112之间的能量传递。外部电源136可以向EVSE138提供DC或AC电力。EVSE 138可以具有用于联接到车辆112的充电端口134的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为将功率从EVSE 138传递到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可以电耦合到车载功率转换模块或充电器132。充电器132可以调节从EVSE 138供应的功率以向动力电池124和高压总线152提供适当的电压和电流水平。充电器132可以与EVSE 138对接以协调向车辆112的功率输送。EVSE连接器140可以具有与充电端口134的对应凹部配合的引脚。可选地，被描述为电耦合或连接的各种部件可以使用无线电感耦合来传递功率。
可以提供一个或多个车轮制动器144以用于使车辆112减速并防止车辆112的运动。车轮制动器144可以是液压致动的、电致动的或者它们的一些组合。车轮制动器144可以是制动系统150的一部分。制动系统150可以包括用于操作车轮制动器144的其他部件。为了简单起见，所述附图描绘了在制动系统150与车轮制动器144中的一者之间的单个连接。暗示了制动系统150与其他车轮制动器144之间的连接。制动系统150可以包括用于监控和协调制动系统150的控制器。制动系统150可以监控制动部件并控制车轮制动器144以便于车辆减速。制动系统150可以响应于驾驶员命令并且还可以自主地操作以实施诸如稳定性控制的特征。制动系统150的控制器可以实施当由另一个控制器或子功能请求时施加所请求的制动力的方法。
车辆112中的电子模块可以经由一种或多种车辆网络进行通信。车辆网络可以包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是串行总线，诸如控制器局域网(CAN)。车辆网络的信道中的一者可以包括由电气电子工程师协会(IEEE)802系列标准定义的以太网。车辆网络的附加信道可以包括模块之间的离散连接并且可以包括来自辅助电池130的功率信号。可以通过车辆网络的不同信道传递不同的信号。例如，视频信号可以通过高速信道(例如，以太网)传递，而控制信号可以通过CAN或离散信号传递。车辆网络可以包括有助于在模块之间传递信号和数据的任何硬件和软件部件。车辆网络未在图1中示出，但是这可以暗示车辆网络可以连接到存在于车辆112中的任何功率模块。可以存在车辆系统控制器(VSC)148以协调各种部件的操作。注意，本文中描述的操作和程序可以在一个或多个控制器中实施。可以被描述为由特定控制器实施的特征的实施方式不一定限于该特定控制器的实施方式。功能可以分布在经由车辆网络通信的多个控制器之间。
车辆112可以包括用户界面164以便与驾驶员对接。用户界面164可以包括显示元件，诸如灯具或液晶显示器(LCD)模块。显示元件可以包括触摸屏。用户界面164还可以包括输入装置，诸如开关、按钮或触摸屏输入。用户界面164还可以包括与外部诊断模块对接的诊断端口。诊断端口可以包括耦合到车辆网络的导体。诊断端口可以允许外部诊断模块与车辆112中的控制器对接。外部诊断模块可以被配置为向控制器发送命令。例如，可以通过来自诊断模块的命令进入各种测试模式。车辆中的控制器可以向诊断模块传输消息数据。消息数据可以包括对诊断请求的响应以及状态信息。
车辆的驾驶员可以通过致动加速踏板来提供对推进动力的需求。推进动力可以是被供应给驱动轴120以推进车辆的一定量的动力。踩下加速踏板可能导致混合动力传动系统所需的推进动力增加。释放加速器可能导致所需的推进动力降低。混合动力传动系统可以被配置为通过改变被供应给驱动轮的推进动力来响应加速踏板输入。
在包括离合器的配置中，离合器可以被电激活和控制。离合器控制信号可以对接到动力传动系统控制器。其他模块可以经由车辆网络请求打开离合器或关闭离合器。当离合器打开时，没有扭矩从电机114和发动机118传递到驱动桥120。当离合器关闭时，扭矩从发动机118和电机114传递到驱动桥120。离合器可以选择性地将扭矩产生部件与驱动桥120隔离。
混合动力传动系统116可以是动力分配配置。动力分配配置可以包括第一电机，所述第一电机被配置为主要充当发电机。动力分配配置可以包括第二电机，所述第二电机被配置为向驱动轮提供推进动力。可以操作发动机118以驱动发电机并向驱动轴120提供推进动力。在对推进动力的需求期间，可以操作发动机、发电机和马达以实现所述需求。可以在发动机、发电机和马达之间分配功率以实现所述需求。注意，可以由动力电池124供应用于操作电机的功率。马达的可用功率可能受到动力电池124的充电和放电限制的影响。各种操作模式都是可能的。例如，发动机118可以驱动发电机以向动力电池124、马达和/或其他电气负载供电。
电机114可以是永磁同步马达(PMSM)型机器。PMSM电机包括转子和定子。定子可以包括用于产生磁场以使转子旋转的绕组。可以控制通过定子绕组的电流以改变作用在转子上的磁场。PMSM的转子包括永磁体，所述永磁体形成磁场，所述磁场与定子磁场相互作用以引起转子旋转。转子速度可以受由定子形成的磁场的频率控制。
电机114可以由定子和转子组成，所述定子包括定子绕组。转子可以相对于定子围绕中心轴线旋转。可以通过使大致正弦电流流过定子绕组来控制电机114。可以改变电流的振幅和频率以控制转子的扭矩和速度。定子电流形成电磁场，所述电磁场与作为转子的一部分的永磁体相互作用。该电磁场使转子旋转。电机114可以被配置为三相电机。即，定子绕组可以包括三个单独的相绕组。为了控制电机114，将三相电压或电流波形施加到相绕组。三相波形使得每个相位信号分开120度的相位差。
电机114可以经由与相绕组中的每一者相关联的一个或多个导体耦合到电力电子模块126。图2描绘了用于车辆的电驱动系统的一部分的框图。车辆112可以包括一个或多个电力电子控制器200，所述电力电子控制器被配置为监控并控制电力电子模块126的部件。导体可以是电机114与电力电子模块126之间的线束的一部分。三相电机114可以具有耦合到电力电子模块126的三个导体。电力电子模块126可以被配置为将高压总线152的正端子和负端子切换到电机114的相端子。可以控制电力电子模块126以向电机114提供正弦电压和电流信号。信号的频率可以与电机114的转速成比例。控制器200可以被配置为以预定开关频率调整电力电子模块126的电压和电流输出。开关频率可以是电力电子模块126内的开关装置的状态改变的速率。
电力电子模块126可以与位置/速度反馈装置202对接，所述位置/速度反馈装置联接到电机114的转子。例如，位置/速度反馈装置202可以是旋转变压器或编码器。位置/速度反馈装置202可以提供指示电机114的转子的位置和/或速度的信号。电力电子装置126可以包括电力电子控制器200，所述电力电子控制器对接到速度反馈装置202并处理来自速度反馈装置202的信号。电力电子控制器200可以被编程为利用速度和位置反馈来控制电力电子模块126以操作电机114。
逆变器或电力电子模块126可以包括功率开关电路240，所述功率开关电路包括多个开关装置210、212、214、216、218、220。开关装置可以是绝缘栅双极结型晶体管(IGBT)或其他固态开关装置。开关装置可以被配置为选择性地将高压总线152的正端子和负端子耦合到电机114的每个相端子或相桥(例如，被标记为U、V、W)。电力电子装置126可以被配置为向电机114提供U相电压、V相电压和W相电压。功率开关电路240内的开关装置中的每一者可以具有并联连接的相关联的二极管222、224、226、228、230、232，以在开关装置处于非导通状态时提供用于感应电流的路径。开关装置210、212、214、216、218、220中的每一者可以具有用于控制相关联的开关装置的操作的控制端子。控制端子可以电耦合到电力电子控制器200。电力电子控制器200可以包括用于驱动并监控控制端子的相关联电路。例如，控制端子可以耦合到固态开关装置的栅极输入。
第一开关装置210可以选择性地将HV总线正端子耦合到电机114的第一相端子(例如，U)。第一个二极管222可以与第一开关装置210并联耦合。第二开关装置212可以选择性地将HV总线负端子耦合到电机114的第一相端子(例如，U)。第二个二极管224可以与第二开关装置212并联耦合。第三开关装置214可以选择性地将HV总线正端子耦合到电机114的第二相端子(例如，V)。第三个二极管226可以与第三开关装置214并联耦合。第四开关装置216可以选择性地将HV总线负端子耦合到电机114的第二相端子(例如，V)。第四个二极管228可以与第四开关装置216并联耦合。第五开关装置218可以选择性地将HV总线正端子耦合到电机114的第三相端子(例如，W)。第五个二极管230可以与第五开关装置218并联耦合。第六开关装置220可以选择性地将HV总线负端子耦合到电机114的第三相端子(例如，W)。第六个二极管232可以与第六开关装置220并联耦合。
电力电子控制器200可以被编程为操作开关装置210、212、214、216、218、220以控制施加到电机114的相绕组的电压和电流。电力电子控制器200可以操作开关装置210、212、214、216、218、220，使得每个相端子在特定时间仅耦合到HV总线正端子或HV总线负端子中的一者。
各种马达控制算法和策略可用于在电力电子控制器200中实施。电力电子模块126还可以包括电流传感器204。电流传感器204可以是电感式或霍尔效应装置，所述电感式或霍尔效应装置被配置为产生指示通过相关联电路的电流的信号。在一些配置中，可以利用两个电流传感器204，并且可以从两个测量的电流计算第三相电流。控制器200可以以预定采样率对电流传感器204进行采样。电机114的相电流的测量值可以存储在控制器存储器中以用于后续计算。
电力电子模块126可以包括一个或多个电压传感器。电压传感器可以被配置为测量电力电子模块126的输入电压和/或电力电子模块126的输出电压中的一者或多者。电力电子模块126可以包括线电压传感器250，所述线电压传感器被配置为测量V和W相两端的线电压。电压可以是V相电压与W相电压之间的电压差。电压传感器可以是电阻网络并且包括隔离元件以将高压电平与低压系统分离。另外，电力电子模块126可以包括用于对来自电流传感器204和电压传感器的信号进行缩放和滤波的相关联电路。
在正常工况下，电力电子控制器200控制电机114的操作。例如，响应于扭矩和/或速度设定点，电力电子控制器200可以操作开关装置210、212、214、216、218、220以控制电机114的扭矩和速度以实现设定点。可以处理扭矩和/或速度设定点以产生用于开关装置210、212、214、216、218、220的所需开关模式。可以利用脉冲宽度调制(PWM)信号来驱动开关装置210、212、214、216、218、220的控制端子以控制电机114的扭矩和速度。电力电子控制器200可以实施各种公知的控制策略以使用诸如矢量控制和/或六步控制的开关装置来控制电机114。在正常工况期间，开关装置210、212、214、216、218、220被主动控制以实现通过电机114的每个相的所需电流。
图3描绘了可以在电力电子控制器200中实施的控制逻辑的框图。电力电子模块126可以被配置为向电机114提供电压，所述电压产生流过电机114的电流。控制器200可以实施磁场定向控制方案以控制电机114。电机114的磁场定向控制在所属领域中是公知的，因此本文中仅描述了有限方面。
电力电子控制器200可以包括位置/速度反馈接口302。位置/速度反馈接口302可以包括被配置为处理来自位置/速度反馈装置202的信号的硬件和软件。例如，当位置/速度反馈装置202是旋转变压器时，接口可以包括处理旋转变压器信号以产生数字角位置值的集成电路。位置/速度反馈接口302可以输出转子的角位置值。可以从角位置值关于时间的导数推导转子的角速度。在一些配置中，位置/速度反馈接口302可以输出转子的角速度。位置/速度反馈接口302可以包括信号的缩放以考虑电机磁极的数量和旋转变压器极的数量。旋转变压器可以包括两组绕组。第一组绕组可以返回作为旋转角度的正弦的信号，而第二组绕组可以返回作为旋转变压器轴的旋转角度的余弦的信号。旋转变压器角度可以被计算为角度的正弦除以角度的余弦的反正切。位置/速度反馈接口302可以接收旋转变压器偏移输入以补偿旋转变压器和电机对准。旋转变压器偏移可以与从位置/速度反馈装置202推导的值相加并被输出为角位置。
磁场定向电机控制可以定义用于控制电机114的电压和电流的备选坐标系。所选择的坐标系允许比电机114的三相坐标系更简单的控制逻辑。选定的坐标系可以将三相交流电压和电流变换成其中电压和电流由DC电压和电流表示的坐标系。变换为DC值允许实施更有效的控制。
可以使用一个或多个坐标变换将三相值变换到两轴坐标系中。三相值可以是测量值或计算值(例如，电压和/或电流)。例如，在磁场定向电机控制中，坐标变换(诸如帕克和克拉克坐标变换)是公知的。一个坐标变换的输出可以是静止两轴参考坐标系中的矢量。对三相量的一种可能的变换是克拉克变换，所述变换是克拉克变换可以被表达为
其中XU、XV和XW是可以表示电流(I)或电压(V)的三相值。注意，三相值可能相差一定相位角。例如，XU可以是正弦信号，XV可以从XU移位120度，并且XW可以从XU移位240度。静止坐标系的一个轴可以与U相对准，使得在零角度处，静止坐标系分量和XU值相等。
克拉克变换将三相坐标系转换成静止两轴参考坐标系。出于控制目的，可以期望执行关于两轴参考坐标系的计算，所述两轴参考坐标系关于静止坐标系旋转。一种可能的变换是帕克变换，所述帕克变换可以被表达为
Figure BDA0002110485340000122
其中θ是旋转坐标系相对于静止坐标系的角度。角度θ可以是相对于原始三相波形的U相，使得在零角度处，q轴与U相对准。旋转参考坐标系证明有益于马达控制目的，因为旋转参考坐标系可能被选择，其中d轴和q轴值表现为DC值而不是交流值。例如，具有d分量和q分量的电流向量可以用于控制电机114中的电流。d分量可以表示磁通分量，而q分量可以表示扭矩分量。调整电机114的扭矩随后通过调整扭矩分量来实现。
可以通过调整电压或电流的d分量和q分量来控制电机114的磁通和扭矩。磁通控制器可以被实施以调整d分量。磁通控制器可以输入参考磁通电流与测量的磁通电流(d分量)之间的误差。磁通控制器可以输出可以实现参考磁通电流的d分量电压命令。扭矩控制器可以被实施以调整q分量。扭矩控制器可以输入参考扭矩电流与测量的扭矩电流(q分量)之间的误差。扭矩控制器可以输出可以实现参考扭矩电流的q分量电压命令。
旋转参考坐标系的优点在考虑具有恒定振幅和频率的三相正弦曲线时是明显的。在静止两轴参考坐标系中，Xα和Xβ分量将根据正弦信号的频率变化。同一信号可以在旋转参考坐标系中被表示为以相同恒定频率旋转。在旋转参考坐标系中，Xd和Xq分量将表现为恒定值。可以对旋转参考坐标系变量执行控制运算，随后所述旋转参考坐标系变量被转换回等效的三相值。
可以通过帕克逆变换使旋转参考坐标系中的量返回到静止参考坐标系，所述帕克逆变换可以被表达为
Figure BDA0002110485340000131
可以使用克拉克逆变换使静止两轴参考坐标系中的量返回到三相坐标系，所述克拉克逆变换可以被表达为
以上描述表示一种可能的坐标变换方案。其他变换是可能的。在实际的实施方式中，变换矩阵可以被组合以减少需要的计算次数。如上所述，控制策略使用旋转变压器位置来执行变换。
图3还描绘了用于可以在电力电子控制器200中实施的控制系统的框图，所述电力电子控制器是电力电子模块126的一部分。控制策略可以实施扭矩/磁通控制功能312。扭矩/磁通控制功能312可以输出用于实现针对d轴和q轴分量的参考值的信号。扭矩/磁通控制功能312可以输入参考扭矩分量Iqref和参考磁通分量Idref。另外，测量的扭矩分量Iq和测量的磁通分量Id也可以被输入到扭矩/磁通控制功能312。
d轴和q轴分量值可以被传递到2相至3相变换框310。2相至3相变换框310可以将d轴和q轴分量转换为三相电压或电流波形。例如，2相至3相变换框310可以实施等式(3)和(4)。2相至3相变换框310可以输入旋转变压器位置。
三相值可以被传递到开关装置控制功能306。开关装置控制功能306可以将三相值处理为针对功率开关电路240的开关装置的开关模式。例如，开关装置控制功能306可以输出六个栅极驱动信号。开关装置控制功能306可以将三相值转换成经脉冲宽度调制的栅极驱动信号。
功率开关电路240电耦合到动力电池124。功率开关电路240可以向电机114输出三相信号，所述三相信号使电机114形成扭矩和旋转。电机114的转子的角位置可以由旋转变压器202测量。位置/速度反馈接口302可以被实施以将来自旋转变压器的信号转换为转子的绝对位置。来自位置/速度反馈接口302的转子位置可以被输入到2相至3相变换框310。
电力电子控制器200可以包括电流传感器接口304，以将来自电流传感器的信号转换为数字值以用于控制策略。被测量和转换的三相电流可以被输出到3相至2相变换框308。来自位置/速度反馈接口302的转子位置可以被输入到3相至2相变换框308。
3相至2相变换框308可以将三相值转换为旋转参考坐标系中的两相值。即，三相电流可以被转换为q轴上的扭矩分量(Iq)和d轴上的磁通分量(Id)。例如，3相至2相变换框可以实施等式(1)和(2)。
如上面所观察到的，变换取决于旋转坐标系相对于静止坐标系的角度。可以从联接到电机114的轴的位置反馈测量装置202获得角度。例如，旋转变压器基于旋转变压器轴的旋转角度来提供绝对位置值。即，在给定位置处，每当旋转变压器转到给定位置时旋转变压器都会返回相同的值。为了在变换中使用旋转变压器值，应当识别旋转变压器值与静止和旋转参考坐标系之间的角度之间的关系。为了有效地操作，d轴应当与转子的永磁场(例如，转子磁通场)对准。即，可能需要已知表示d轴与转子磁通场对准时的转子位置的旋转变压器位置。
在组装期间，旋转变压器轴可以联接到转子轴。旋转变压器的零位置可以与转子的预期转子磁通场和控制场的d轴对准。例如，转子轴可以包括与转子磁通场相对应的切口。旋转变压器轴可以包括被配置为与转子轴中的切口配合的凹口，以提供旋转变压器值与转子磁通场之间的初始对准。所需对准可以使得在零角度处，马达U相与旋转变压器正弦绕组的中心对准。另外，旋转变压器可以相对于定子按固定方式安装，使得转子磁通场与d轴对准。这可以提供对转子磁通场位置和d轴的初始估计。然而，由于制造和组装公差，对准可能不精确。为此，d轴和转子磁通场可能不是精确对准的，并且无法精确地已知用于对准的旋转变压器值。在其中没有物理对准装置的配置中，获悉对准的方法可以用于改善控制。例如，必须获悉与旋转坐标系和静止坐标系之间的偏移角相对应的旋转变压器值。这种关系可以被表达为旋转变压器偏移。例如，偏移与旋转变压器角度相加可以产生正确的旋转变压器值，在所述正确的旋转变压器值处，转子磁通场与旋转参考坐标系的d轴是对准的。一旦旋转变压器偏移被识别，它就可以被存储在非易失性存储器中以用于继续使用。针对控制目的的问题是识别该旋转变压器偏移值。如果未精确已知旋转变压器位置与静止坐标系之间的偏移，则扭矩控制可能是不准确的。
将旋转变压器与已知值物理地对准的上述方案可能会增加组装时间。此外，添加切口和凹口需要对电机轴和旋转变压器轴进行另外的处理。改善的旋转变压器偏移方案可以消除对这些特征的需要。先前的对准程序通常需要校准程序，所述校准程序只能在有限条件下执行。例如，校准程序可以在进入特殊诊断操作模式之后由维修技术人员执行。
位置/速度反馈装置202可以被配置为以预定角度提供电脉冲。例如，位置/速度反馈装置202可以被配置为针对轴的每次完整旋转输出一次电脉冲。脉冲可以称为标记或索引脉冲。索引脉冲可以对应于位置/速度反馈装置202的零值。即，当反馈值为零时，可以产生脉冲。所描述的逻辑还可以是应用系统，其中索引脉冲对应于非零值(例如，九十度值)。可以为旋转变压器轴的每次完整旋转产生脉冲。因此，连续脉冲之间可以遍历360度或2π弧度的角距离。索引脉冲可以由电路电子地产生。例如，旋转变压器电路可以在某个旋转变压器值处产生索引脉冲。在其他配置中，可以存在磁传感器，所述磁传感器被配置为在对应的反馈值处为每个旋转变压器旋转产生脉冲。
用于确定旋转变压器偏移的方法可以包括监控电机114的电压。当永磁电机的轴通过外力旋转时，将在定子绕组中感应出电压。该电压可以被称为反电动势(反EMF)。如果电机114旋转，则可以在定子绕组上观察到正弦反EMF。反EMF的大小和频率可能与转速有关。
可以将电机电压测量为相电压和/或线电压。相电压可以是在相绕组中的每一者两端测量的电压。可以将相电压测量为来自电机端子和中性端子的电压。对于三相电机，相电压是U相、V相和W相。线电压可以是电机的相端子对两端的电压。线电压可以包括相绕组对两端的电压。对于三相电机，线电压是UV、UW和VW电压。对于星型连接式电机，线电压大小可以是相电压大小乘以三的平方根。
控制器200可以被编程为确定驾驶循环期间的旋转变压器偏移值。控制器200可以测量电机114的线电压中的一者。当电机114旋转而逆变器的开关装置未接通时，线电压将指示电机114的反EMF。当电机旋转时，反EMF是大致正弦信号。控制器200可以被编程为确定位置/速度反馈装置202的反馈信号相对于线电压的过零点的绝对位置。图4描绘了为大致正弦的可能的反EMF信号402的图形400。反EMF信号402可以是VW线电压的电压测量值。在时间t0 410，可能存在反EMF信号402的第一过零点。在时间t0 410，反EMF信号402在它通过零时上升或增加。在时间t1 416，可能存在反EMF信号402的第二过零点。在时间t1 416，反EMF信号402在它通过零时下降或降低。在时间t3 406，可能存在反EMF信号402的第三过零点。在时间t3 406，反EMF信号402在它通过零时上升或增加。
过零点之间的时间可以定义反EMF信号402的周期。例如，时间t3 406与时间t0 410之间的差值可以定义与电机轴的360度旋转相对应的完整周期T 412。时间t3 406与时间t1416之间的差值可以定义与电机轴的180度旋转相对应的半周期。
控制器200还可以被配置为从位置/速度反馈装置202接收索引脉冲。索引脉冲可以触发脉冲发生时的计时器值的存储。在该示例中，标记脉冲404发生在时间t2 408。标记脉冲404可以指示位置/速度反馈装置202的特定值(例如，零值)。标记脉冲404和线电压测量值可以相对于公共计时器。
控制器200可以被编程为检测反EMF信号402的每个上升过零点的时间。在该示例中，控制器200可以将第一上升过零时间检测为时间t0 410并且将第二上升过零时间检测为时间t3 406。另外，控制器200可以接收索引脉冲404并存储相关联的时间t2 408。可以从线电压的过零点与索引脉冲之间的时间差推导旋转变压器偏移。在该示例中，时间差可以被表示为时间t3 406与时间t2 408之间的差值。此外，可以从线电压的振荡周期推导旋转变压器偏移，所述振荡周期可以由时间t3 406与时间t1 410之间的差值表示。
可以通过将表示电机的一次完整旋转的值(例如，表示360度的值)乘以线电压的过零点和索引脉冲之间的时间差值与线电压的振荡周期的比率来推导旋转变压器偏移。例如，表示具有16位分辨率的旋转变压器的完整旋转的值可以是65,535(十六进制为0xFFFF)。所得的旋转变压器偏移可以应用于随后的旋转变压器测量值以将位置反馈正确地对准控制参考坐标系。然后，用偏移校正的旋转变压器值可以用于电机控制。
控制器200可以被配置为每当对线电压传感器进行采样时都记录计时器值。控制器200可以周期性地对线电压传感器进行采样以提供线电压的测量值。每个线电压值可以用计时器值加时间戳。控制器200可以被编程为比较连续的线电压值以确定过零点。例如，控制器200可以被编程为检测线电压值何时从负值转变为正值。可以从相关联的时间戳推导发生转变的时间。在一些配置中，过零时间可以是基于线电压测量值和相关联的时间戳的插值。在一些配置中，控制器200可以包括用于在发生过零时产生事件(例如，中断)的硬件电路。所述事件可以触发对计时器的采样。
在适当的旋转变压器和电机对准下，VW线电压和Xβ电压分量可以同步。当旋转变压器未对准时，VW线电压和Xβ电压分量的过零点可以彼此移位。通过获悉并补偿旋转变压器对准，可以对准控制信号。适当的旋转变压器对准值允许完全控制电机114。如果旋转变压器对准未知或不正确，则电机的扭矩控制可能不准确。当未获知旋转变压器对准值时，控制器200可以使用默认偏移值以减小扭矩或有限操作模式来操作逆变器和电机。
可以在驾驶循环期间适时性地执行旋转变压器对准以确认对准没有改变。在不需要电推进的操作模式期间，可以检查旋转变压器对准。控制器200可以确保功率开关未接通持续了预定间隔。控制器200还可以使发动机在预定速度范围内以大致恒定速度旋转。可以选择预定速度范围以确保反EMF信号将处于预定大小范围内。例如，大小和频率应当足够高到可以可靠地测量过零点。另外，大小不应当高到需要逆变器的主动控制。控制器200还可以被编程为响应于电机的速度在预定范围内且不需要电机扭矩而操作逆变器使得电机断电。
在驾驶循环期间，控制器200可以监控用于执行偏移确定的条件。用于执行偏移确定的条件可以包括发动机在预定速度范围内操作。此外，条件可以包括发动机转速处于大致恒定速度持续预定时间间隔。条件还可以包括自从上次旋转变压器偏移确定以来的时间量。条件可以包括自从上次点火循环以来的服务检测。例如，如果车辆最近已被维修，则对准可能已经由于维修操作发生了改变。在一些配置中，旋转变压器对准事件可以由诊断服务工具触发。例如，可以存储标志，所述标志指示应当执行旋转变压器对准。在执行对准程序之后可以清除标志。条件可以包括当电机未被逆变器供电(例如，断电操作模式)时电机以恒定速度旋转。当逆变器的开关装置未处于接通状态使得不控制电机的电流/电压时，电机可以按断电模式操作。当操作逆变器使得逆变器不影响电机的电压时，电机可以按断电模式操作。
图5描绘了可以被实施用于确定旋转变压器偏移值的可能操作序列的流程图500。在操作502处，可以执行检查以确定系统是否处于诊断操作模式。例如，诊断操作模式可以由服务工具发起。可能已经发出了在诊断模式中执行旋转变压器对准的命令(例如，诊断模式请求)。
如果系统未处于诊断模式，则可以执行操作506。如果系统处于诊断模式，则可以执行操作504。在操作504处，控制器200可以被配置为控制车辆和发动机以满足条件。在一些配置中，发动机可以在预定速度范围内以大致恒定速度操作。在服务环境中，可以在车辆在升降机或马力机上时执行操作。在一些配置中，控制器可以被编程为将发动机联接到电机。例如，可以激活一个或多个离合器以将发动机联接到电机。在一些配置中，可以期望驾驶员通过以规定方式(例如，大致恒定车速)驾驶车辆来实现所需的条件。可以经由用户界面向驾驶员提供命令和信息。
在操作506处，监控条件以确定是否存在用于偏移确定的条件。例如，控制器200可以监控发动机转速、电机转速和线电压。在操作508处，可以执行检查以确定是否满足用于偏移确定的条件。例如，条件中的一者可以是发动机转速在预定范围内并且大致恒定。附加条件可以是自从上次偏移确定以来是否经过了预定时间量。条件可以包括在车辆组装期间可能发生的第一车辆点火循环的存在。如果条件不存在，则可以执行操作520。在操作520处，可以执行检查以确定先前是否发现了旋转变压器偏移。如果先前未发现旋转变压器偏移，则可以执行操作522以按减小扭矩模式操作逆变器和电机。如果先前发现了偏移，则可以执行操作518以使用先前发现的具有全扭矩能力的旋转变压器偏移来操作电机和逆变器。可以周期性地重复操作。例如，可以在驾驶循环期间周期性地监控条件。
如果满足用于偏移确定的条件，则可以执行操作510。在操作510处，控制器200可以确保逆变器以零扭矩模式操作。例如，控制器200可以确保没有功率开关装置处于导通状态持续预定时间间隔。控制器200可以操作逆变器126，使得电机114断电。在操作512处，控制器200可以监控线电压的过零点，并确定线电压传感器所指示的线电压的振荡周期。在操作514处，控制器200可以监控并记录索引脉冲发生的时间。在操作516处，可以确定旋转变压器偏移。旋转变压器偏移可以被推导为表示旋转变压器的一次完整旋转的值和时间差与由线电压传感器指示的振荡周期的比率的乘积。在操作518处，控制器200可以使用具有全扭矩能力的新旋转变压器偏移值来操作电机和逆变器。
所描述的电驱动系统允许确定或校准驾驶循环期间的旋转变压器偏移。可以周期性地执行旋转变压器偏移确定以确认偏移值。所描述的系统的优点是可以消除影响旋转变压器偏移的服务操作的正式服务程序。另外，因为可以自动获悉偏移，所以所描述的程序可以消除生产线末端校准程序。
本文所公开的过程、方法或算法可以提供给处理装置、控制器或计算机(可以包括任何现有的可编程电子控制装置或专用电子控制装置)/由其实施。类似地，所述过程、方法或算法可以存储为可以由控制器或计算机执行的呈许多形式的数据和指令，所述形式包括(但不限于)永久地存储在诸如ROM装置等不可写存储介质上的信息以及可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置以及其他磁性和光学介质等可写存储介质上的信息。所述过程、方法或算法还可以以软件可执行对象实施。可选地，所述过程、方法或算法可以全部或部分使用合适的硬件部件(诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置)或硬件、软件和固件部件的组合来实施。
尽管上文描述了示例性实施例，但是并不希望这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以作出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可以不明确描述或示出的本发明的进一步实施例。尽管各种实施例就一个或多个所需特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但是所属领域一般技术人员认识到，可以牺牲一个或多个特征或特性以实现所需整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、尺寸、服务能力、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言，被描述为期望性不及其他实施例或现有技术实施方式的实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用可以为所期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：旋转变压器，其联接到电机并且被配置为提供索引脉冲；逆变器，其具有线电压传感器；以及控制器，其被编程为响应于所述电机在未由所述逆变器供电的情况下以恒定速度旋转而从所述索引脉冲与由所述线电压传感器指示的过零点之间的时间差产生所述旋转变压器的偏移，以及使用所述偏移操作所述逆变器。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为使联接到所述电机的发动机以预定恒定速度旋转。
根据一个实施例，所述逆变器被配置为提供U相电压、V相电压和W相电压，并且其中所述线电压传感器被配置为测量所述V相电压与所述W相电压之间的电压差。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为从由所述线电压传感器指示的振荡周期推导所述偏移。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为将所述偏移推导为所述时间差与所述周期的比率。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为推导驾驶循环期间的所述偏移。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于诊断模式请求而推导所述偏移。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于第一车辆点火循环而以减小扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机，并且响应于产生所述偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机。
根据一个实施例，以度为单位的所述偏移被推导为表示所述旋转变压器的一次完整旋转的值和所述时间差与由所述线电压传感器指示的振荡周期的比率的乘积。
根据本发明，一种方法包括以预定速度操作联接到电机的发动机；以及通过控制器根据联接到所述电机的旋转变压器的偏移来操作所述电机，所述偏移从所述电机的相绕组两端的线电压的过零点与所述旋转变压器的索引脉冲之间的时间差推导。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于响应于第一车辆点火循环而以减小扭矩能力操作模式操作逆变器来控制所述电机，并且响应于产生所述偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机。
根据一个实施例，从所述线电压的振荡周期进一步推导所述偏移。
根据一个实施例，所述偏移被推导为表示所述旋转变压器的一次完整旋转的值和所述时间差与所述线电压的振荡周期的比率的乘积。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于由所述控制器操作功率开关装置，所述功率开关装置控制施加到所述电机的电压使得没有功率开关装置处于导通状态持续预定时间间隔。
根据本发明，提供了一种电驱动系统，所述电驱动系统具有：旋转变压器，其联接到电机并且被配置为提供索引脉冲；逆变器，其具有线电压传感器；以及控制器，其被编程为根据旋转变压器偏移来操作所述逆变器，所述旋转变压器偏移在驾驶循环期间根据在所述驾驶循环期间当所述电机断电时测量的介于线电压的过零点与所述索引脉冲之间的时间差而更新。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于所述电机的速度在预定范围内且不需要电机扭矩而操作所述逆变器使得所述电机断电。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于未获知所述旋转变压器偏移而以减小扭矩能力操作模式操作所述逆变器和电机，并且响应于产生所述旋转变压器偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器和电机。
根据一个实施例，所述逆变器被配置为向所述电机提供U相电压、V相电压和W相电压，并且其中所述线电压传感器被配置为测量所述V相电压与所述W相电压之间的电压差。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为从所述线电压的振荡周期推导所述旋转变压器偏移。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为将所述旋转变压器偏移推导为表示一次完整旋转的值和所述时间差与所述周期的比率的乘积。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
旋转变压器，所述旋转变压器联接到电机并且被配置为提供索引脉冲；
逆变器，所述逆变器具有线电压传感器；以及
控制器，所述控制器被编程为响应于所述电机在未由所述逆变器供电的情况下以恒定速度旋转而从所述索引脉冲与由所述线电压传感器指示的过零点之间的时间差产生所述旋转变压器的偏移，以及使用所述偏移操作所述逆变器。
2.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为使联接到所述电机的发动机以预定恒定速度旋转。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述逆变器被配置为提供U相电压、V相电压和W相电压，并且其中所述线电压传感器被配置为测量所述V相电压与所述W相电压之间的电压差。
4.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为从由所述线电压传感器指示的振荡周期推导所述偏移。
5.如权利要求4所述的车辆，其中所述控制器还被编程为将所述偏移推导为所述时间差与所述周期的比率。
6.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为推导驾驶循环期间的所述偏移。
7.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于诊断模式请求而推导所述偏移。
8.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于第一车辆点火循环而以减小扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机，并且响应于产生所述偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器来控制所述电机。
9.如权利要求1所述的车辆，其中以度为单位的所述偏移被推导为表示所述旋转变压器的一次完整旋转的值和所述时间差与由所述线电压传感器指示的振荡周期的比率的乘积。
10.一种电驱动系统，其包括：
旋转变压器，所述旋转变压器联接到电机并且被配置为提供索引脉冲；
逆变器，所述逆变器具有线电压传感器；以及
控制器，所述控制器被编程为根据旋转变压器偏移来操作所述逆变器，所述旋转变压器偏移在驾驶循环期间根据在所述驾驶循环期间当所述电机断电时测量的介于线电压的过零点与所述索引脉冲之间的时间差而更新。
11.如权利要求10所述的电驱动系统，其中所述控制器还被编程为响应于所述电机的速度在预定范围内且不需要电机扭矩而操作所述逆变器使得所述电机断电。
12.如权利要求10所述的电驱动系统，其中所述控制器还被编程为响应于未获知所述旋转变压器偏移而以减小扭矩能力操作模式操作所述逆变器和电机，并且响应于产生所述旋转变压器偏移而以全扭矩能力操作模式操作所述逆变器和电机。
13.如权利要求10所述的电驱动系统，其中所述逆变器被配置为向所述电机提供U相电压、V相电压和W相电压，并且其中所述线电压传感器被配置为测量所述V相电压与所述W相电压之间的电压差。
14.如权利要求10所述的电驱动系统，其中所述控制器还被编程为从所述线电压的振荡周期推导所述旋转变压器偏移。
15.如权利要求14所述的电驱动系统，其中所述控制器还被编程为将所述旋转变压器偏移推导为表示一次完整旋转的值和所述时间差与所述周期的比率的乘积。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112104288A (zh) * 2020-09-18 2020-12-18 中科芯集成电路有限公司 一种偏移角度的测量方法
CN113503882A (zh) * 2021-06-03 2021-10-15 北京自动化控制设备研究所 一种车载惯性/地磁组合导航方法及装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220075467A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 현대자동차주식회사 전기자동차의 레졸버 오프셋 학습을 위한 모터 토크 제어 방법
CN114801892A (zh) * 2021-01-28 2022-07-29 蔚然（南京）动力科技有限公司 电机系统的控制方法、电机控制装置及电机系统
DE102021117082A1 (de) * 2021-07-02 2023-01-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektronische Schaltungsanordnung zum Bestimmen eines Offsetwinkels für eine elektrische Maschine mit Erfassung von Nulldurchgängen
CN113411015B (zh) * 2021-08-03 2023-10-31 广州小鹏汽车科技有限公司 电机旋变初始角标定方法、系统及电子设备
FR3138206A1 (fr) * 2022-07-22 2024-01-26 Psa Automobiles Sa PROCÉDÉ DE contrÔle DU CAPTEUR DE POSITION ANGULAIRE de l’Arbre d’un MOTEUR Électrique DE vÉhicule automobile

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3690296B2 (ja) * 2001-03-26 2005-08-31 セイコーエプソン株式会社 センサレスモータの駆動装置
JP3765287B2 (ja) * 2002-05-09 2006-04-12 トヨタ自動車株式会社 エネルギー変換機制御装置
US6850022B2 (en) * 2003-01-15 2005-02-01 Siemens Vdo Automotive Inc. Method and system for determining electronic commutation in brushless DC machines irrespective of the placement of rotor position sensors
US7423396B2 (en) * 2004-06-11 2008-09-09 International Rectifier Corporation Hall sensor alignment for BLDC motor
US7659688B2 (en) 2007-05-03 2010-02-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for resolver alignment in electric motor system
JP2009232551A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Aisin Aw Co Ltd 駆動装置及びその製造方法
GB2469133B (en) * 2009-04-04 2014-04-23 Dyson Technology Ltd Control system for an electric machine
KR101382749B1 (ko) 2012-04-13 2014-04-08 현대자동차주식회사 레졸버 옵셋 보정 방법
JP6050100B2 (ja) * 2012-11-22 2016-12-21 株式会社デンソー 交流発電システム
JP6195758B2 (ja) * 2013-08-07 2017-09-13 ローム株式会社 多相モータの駆動装置、駆動方法、および冷却装置、電子機器
JP6535318B2 (ja) * 2016-12-27 2019-06-26 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法
TWI683530B (zh) * 2018-05-25 2020-01-21 茂達電子股份有限公司 馬達驅動電路及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112104288A (zh) * 2020-09-18 2020-12-18 中科芯集成电路有限公司 一种偏移角度的测量方法
CN112104288B (zh) * 2020-09-18 2023-03-10 中科芯集成电路有限公司 一种偏移角度的测量方法
CN113503882A (zh) * 2021-06-03 2021-10-15 北京自动化控制设备研究所 一种车载惯性/地磁组合导航方法及装置
CN113503882B (zh) * 2021-06-03 2023-09-12 北京自动化控制设备研究所 一种车载惯性/地磁组合导航方法及装置

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