的至少兩個(gè)可包括至少一個(gè)相電流傳感器195。連接至馬達(dá)逆變器180的三 個(gè)線路190中的每個(gè)可包括至少一個(gè)相電流傳感器195。可在至少兩個(gè)線路上檢測(cè)相電流 (例如,相電流Ia、Ib)。傳統(tǒng)上,第三個(gè)電流傳感器195可布置在第三個(gè)線路190上。雖然 該第三個(gè)傳感器195將不影響(drive)扭矩,但是針對(duì)電流傳感器的失效檢測(cè),該第三個(gè)傳 感器195將用于執(zhí)行三個(gè)相電流的校驗(yàn)和。在這里描述的當(dāng)前實(shí)施方式中,僅需要兩個(gè)傳 感器來(lái)估計(jì)發(fā)電機(jī)扭矩并檢測(cè)失效。電流傳感器可以是用于AC電機(jī)磁場(chǎng)控制的任何標(biāo)準(zhǔn) 傳感器。
[0026] 傳感器195中的每個(gè)可將相電流值提供回控制器170。相電流值可指示各個(gè)線路 190上的相電流。控制器170可對(duì)接收的相電流(例如,相電流Ia、Ib)中的每個(gè)進(jìn)行編目 分類。相電流值可源于在傳感器195處的相電流讀數(shù)。例如,第一相電流Ia和第二相電流 4可從電流傳感器傳輸至控制器170。相電流Ia、1,可表示電機(jī)電流并可用于計(jì)算第三相 電流I。。這三個(gè)相電流均相隔120度,使得Ia+Ib+Ie= 0。因此,如果兩個(gè)相電流是已知的 或通過(guò)傳感器195感測(cè)到的,則可計(jì)算第三個(gè)相電流。磁場(chǎng)定向控制是用于控制三相電機(jī) 的標(biāo)準(zhǔn)控制方法。使用磁場(chǎng)定向控制,三個(gè)相電流可用于計(jì)算兩個(gè)等效相電流,以推導(dǎo)出表 示電機(jī)電路的等式。這兩個(gè)相電流可以是直軸電流(磁場(chǎng)電流)和交軸電流(扭矩電流)。 這些電流允許按照與DC電機(jī)類似的方式控制三相電機(jī)。
[0027] 可使用下面的變換:
[0031] 其中,w為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(rotating frame)的轉(zhuǎn)速(以rad/s為單位)。在同步電 機(jī)的情況下,定子量參照轉(zhuǎn)子。IjPIq表示在兩個(gè)等效轉(zhuǎn)子繞組(d繞組與磁場(chǎng)繞組位于 同一直軸上,q繞組位于交軸上)中流動(dòng)的兩個(gè)DC電流,產(chǎn)生與定子電流Ia、1,和I。相同 的通量。
[0032] 圖2是用于確定是否存在發(fā)電機(jī)扭矩故障的示例性過(guò)程200。該過(guò)程開(kāi)始于框 205,在框205處確定第一估計(jì)扭矩TS1??苫诎l(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的多個(gè)值確定第一估 計(jì)扭矩L。這些值可以是特別針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的預(yù)先設(shè)定的常量。這些值還可 以是由遍及系統(tǒng)100的各個(gè)傳感器檢測(cè)的實(shí)時(shí)變量。用于計(jì)算第一估計(jì)扭矩的這些值中的 一個(gè)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?;。下面參照?qǐng)D3更詳細(xì)地描述第一估計(jì)扭矩L的計(jì)算。
[0033] 在框210處,確定第二估計(jì)扭矩。也可基于多個(gè)值確定第二估計(jì)扭矩??刹?分地基于從MG⑶控制器170獲得的直軸電流和交軸電流(例如,1,和I q)來(lái)計(jì)算第二估計(jì) 扭矩Ira。
[0034] 在框215處,可將第一估計(jì)扭矩TS1與第二估計(jì)扭矩T S2相互比較,以產(chǎn)生比較值 Tg__??赏ㄟ^(guò)取得扭矩1^、!^之差而對(duì)這兩者進(jìn)行比較。還可通過(guò)取得一個(gè)扭矩與另一個(gè) 扭矩之比而對(duì)扭矩!《、L進(jìn)行比較。
[0035] 在框220處,控制器170可通過(guò)將所得的比較值(或扭矩差錯(cuò))Tg e" (差值或者比 值)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較而確定是否存在發(fā)電機(jī)扭矩故障。所述預(yù)定閾值可以是被配置為 在可能出現(xiàn)扭矩差錯(cuò)時(shí)作為基準(zhǔn)的預(yù)定值。在一個(gè)示例中,所述預(yù)定閾值可以為大約30Nm。 在空檔下0. lg的意外的車輛加速可使發(fā)電機(jī)扭矩為38Nm,因此超過(guò)預(yù)定閾值并指示可能 出現(xiàn)了扭矩差錯(cuò)。
[0036] 如果在預(yù)定時(shí)間段內(nèi),所得的差錯(cuò)值Tg OT在預(yù)定閾值以上,則可存在發(fā)電機(jī)扭矩 故障且過(guò)程200進(jìn)行到框225。如果在預(yù)定時(shí)間段內(nèi),所得的差錯(cuò)值Tg OT不在預(yù)定閾值以 上,則過(guò)程200結(jié)束。在框225處,可向車載診斷系統(tǒng)(0BD)發(fā)出警報(bào),以指示可能出現(xiàn)了 扭矩故障并且可能需要維修。此外,可能出現(xiàn)受限制的操作動(dòng)作,例如,禁用發(fā)電機(jī)致動(dòng)器。
[0037] 圖3是用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?;(也被稱作穩(wěn)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩)計(jì)算第一估計(jì)扭矩L 的示例性過(guò)程300。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?;與發(fā)電機(jī)扭矩T R之間的關(guān)系可按如下表示:
[0039] 其中,L是發(fā)動(dòng)機(jī)有效慣量,w g是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,w e是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,J g是發(fā)電機(jī)有效 慣量,ks2。是中心齒輪與齒輪架的傳動(dòng)比。
[0040] 在框305處,控制器170可接收發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和馬達(dá)的多個(gè)值。這些值可包括發(fā) 動(dòng)機(jī)扭矩?;、發(fā)動(dòng)機(jī)有效慣量1、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速wg、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速%、發(fā)電機(jī)有效慣量Jg以及中 心齒輪與齒輪架的傳動(dòng)比ks2。??蓮能囕v內(nèi)的電子控制單元(ECU)接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?;。該 值可以是基于發(fā)動(dòng)機(jī)105的當(dāng)前狀態(tài)的估計(jì)值。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估計(jì)?;基于點(diǎn)火角度、燃料噴 射、空氣流量??刂破?70還可接收其它值,例如,馬達(dá)加速度ani和發(fā)電機(jī)加速度a g。這些 加速度值可從馬達(dá)110和發(fā)電機(jī)115內(nèi)的傳感器(例如,加速計(jì))讀取。還可基于馬達(dá)110 和發(fā)電機(jī)115的速度隨時(shí)間的變化而計(jì)算加速度值。
[0041] 在框310處,控制器170可通過(guò)在E⑶中估計(jì)的穩(wěn)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩而確定或計(jì)算穩(wěn) 態(tài)發(fā)電機(jī)扭矩Tg ss??赏ㄟ^(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?;計(jì)算穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)扭矩T g ss,其中,Tg ss= -k s2。!;, 其中,ks2。為中心齒輪與齒輪架的恒定傳動(dòng)比。
[0042] 在框315處,可對(duì)穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)扭矩Tg ss進(jìn)行濾波以獲得濾波后的穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)扭矩 Tg_ss_f。例如,可使用滾動(dòng)平均濾波器(rolling average filter)。
[0043] 在框320處,對(duì)馬達(dá)加速度ani和發(fā)電機(jī)加速度a g中的每個(gè)進(jìn)行濾波以獲得濾波后 的加速度an_#P a g f。例如,可使用滾動(dòng)平均濾波器。
[0044] 在框325處,使用濾波后的加速度值來(lái)確定或計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)加速度
[0046] 其中,是馬達(dá)與環(huán)形齒輪的傳動(dòng)比,是環(huán)形齒輪與齒輪架的傳動(dòng)比。
[0047] 在框330處,控制器170使用濾波后的馬達(dá)加速度&ηι f和濾波后的發(fā)電機(jī)加速度 ag_f來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩Ty,其中:
[0049] 在框335處,控制器170使用濾波后的發(fā)電機(jī)加速度ag_f來(lái)計(jì)算發(fā)電機(jī)慣性扭矩 Tg l,其中:
[0051 ] 在框340處,控制器170將濾波后的穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)扭矩Tg_ss f、發(fā)動(dòng)機(jī)慣性扭矩Te l和 發(fā)電機(jī)慣性扭矩Tg l相加,以確定第一估計(jì)發(fā)電機(jī)扭矩Τ ω。使用等式6和等式7,第一估計(jì) 發(fā)電機(jī)扭矩L可表示為:
[0053] 然后,過(guò)程可結(jié)束。
[0054] 圖4是用于基于兩個(gè)相電流Ia&Ib而計(jì)算第二估計(jì)扭矩的示例性過(guò)程400。
[0055] 在框405處,控制器170可接收發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的多個(gè)值。如上所解釋的,這些值 可包括關(guān)于發(fā)電機(jī)115和發(fā)動(dòng)機(jī)105中的每個(gè)的常量值和實(shí)時(shí)值兩者。這些值可包括使用 諸如磁場(chǎng)定向控制的馬達(dá)控制方法而被轉(zhuǎn)換成扭矩電流Iq和磁場(chǎng)電流I d的兩個(gè)相電流I a和Ib、極數(shù)P、磁鏈λ和發(fā)電機(jī)的拖曳扭矩TdMg。在一個(gè)示例中,拖曳是發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。磁通 量可以是構(gòu)成磁場(chǎng)電流Id的一部分。
[0056] 在框415處,控制器170可計(jì)算第二估計(jì)發(fā)電機(jī)扭矩TS2??梢杂?,和I q來(lái)表示 第二估計(jì)發(fā)電機(jī)扭矩并通過(guò)表示馬達(dá)行為的電機(jī)電路等式來(lái)計(jì)算第二估計(jì)發(fā)電機(jī)扭矩 ,所述電機(jī)電路等式如下:
[0059] 第二估計(jì)發(fā)電機(jī)扭矩TG2可表示為:
[0061]其中:
[0063] 然后,過(guò)程可結(jié)束。
[0064] 圖5是用于確定是否存在發(fā)電機(jī)扭矩故障的框圖。參照?qǐng)D5描述的過(guò)程可經(jīng)由處 理器和存儲(chǔ)器在控制器170中實(shí)現(xiàn)???05至框540示出的過(guò)程與針對(duì)過(guò)程300在圖3中 描述的過(guò)程相似。在框505處,控制器170可接收發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和馬達(dá)的多個(gè)值。這些值 中的一個(gè)可以是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩I;。控制器170可