專利名稱：光纖傳送的電動機溫度和位置信號的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電動機的控制，更具體地涉及利用光反饋信號來控制電動機并 降低電磁干擾(EMI)的發(fā)射以及相關(guān)效應(yīng)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
由燃料電池、蓄電池以及包括電動機的混合動力系統(tǒng)提供動力的車輛在汽車市場 上變得日益普遍。電動機通常采用各種電動機控制方案來控制。所用的一種具體類型的電 動機控制方案依賴于來自電動機中的適當(dāng)反饋傳感器的位置和速度反饋以及在某些情況 下的溫度反饋來控制功率電子器件。功率電子器件，例如集成柵雙極晶體管(IGBT)，可控制 地將直流(DC)電壓合成為供給電動機的交流(AC)電壓。上述控制方案作用產(chǎn)生的不期望的副產(chǎn)品是可能產(chǎn)生相當(dāng)大量的電磁干擾 (EMI)。這至少部分是由于功率電子器件所執(zhí)行的相對快速的開關(guān)操作。與反饋傳感器相 關(guān)聯(lián)的電纜由于它們位于電動機內(nèi)部，從而也會是EMI的重要來源。不幸的是，屏蔽這些電 纜會加劇EMI的傳播和/或降低電動機電纜的屏蔽效力。雖然策略上放置的過濾裝置(例 如電感器、電容器以及屏蔽的部件)可以降低EMI，但是這些部件會增加整個系統(tǒng)的重量、 成本、大小。因此，希望提供一種降低電動機控制系統(tǒng)內(nèi)EMI的發(fā)射、又不顯著增加整個系統(tǒng) 的重量、成本、大小的系統(tǒng)和方法。并且，本發(fā)明的其他期望的特征和特性將在結(jié)合附圖以 及前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)的情況下，從后面的詳細描述以及所附權(quán)利要求中變得顯而 易見。

發(fā)明內(nèi)容
一種電動機控制系統(tǒng)包括電動機殼體、電動機、旋轉(zhuǎn)傳感器、溫度傳感器、電光 (E/0)轉(zhuǎn)換器電路、以及光纖纜線。該電動機至少部分地布置在該電動機殼體內(nèi)，并被構(gòu)造 為選擇性地被供能，并在選擇性地被供能時作出響應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)傳感器被布置在電動 機殼體內(nèi)，并被構(gòu)造成感測電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并提供代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置 的旋轉(zhuǎn)傳感器信號。溫度傳感器布置在電動機殼體內(nèi)，并被構(gòu)造為感測電動機的溫度，并供 應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號。E/0轉(zhuǎn)換器電路布置在電動機殼體內(nèi)，并被耦接以 接收旋轉(zhuǎn)傳感器信號和溫度信號，并被構(gòu)造為在其接收到這些信號時將旋轉(zhuǎn)傳感器信號和 溫度信號分別轉(zhuǎn)換成光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號。光纖纜線被耦接以接收并傳播光旋 轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號。在另一個實施例中，一種汽車驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動軸及電驅(qū)動系統(tǒng)。該驅(qū)動軸被構(gòu) 造為接收驅(qū)動扭矩。電子驅(qū)動系統(tǒng)被耦接至驅(qū)動軸并被構(gòu)造為至少選擇性地向驅(qū)動軸供應(yīng) 驅(qū)動扭矩。電驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機殼體、電動機、旋轉(zhuǎn)傳感器、溫度傳感器、電光(E/0)轉(zhuǎn) 換器電路、以及光纖纜線。電動機至少部分地布置在該電動機殼體內(nèi)，并被構(gòu)成為選擇性地 被供能，并在選擇性地被供能時作出響應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)并供應(yīng)扭矩。旋轉(zhuǎn)傳感器被布置在電動機殼體內(nèi)，并被 構(gòu)造成感測電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并提供代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置 的旋轉(zhuǎn)傳感器信號。溫度傳感器布置在電動機殼體內(nèi)，并被構(gòu)造為感測電動機的溫度，并供 應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號。E/0轉(zhuǎn)換器電路布置在電動機殼體內(nèi)，并被耦接以 接收旋轉(zhuǎn)傳感器信號和溫度信號，并被構(gòu)造為在其接收到這些信號時將旋轉(zhuǎn)傳感器信號和 溫度信號分別轉(zhuǎn)換成光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號。光纖纜線被耦接以接收并傳播光旋 轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號。在又一個實施例中，一種控制至少部分地布置在電動機殼體內(nèi)的電動機的方法包 括利用布置在電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器感測電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置，并供應(yīng)代表感 測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號。利用布置在電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器感測電動 機的溫度，并供應(yīng)代表感測的電動機溫度的溫度信號。利用布置在電動機殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)換器 電路將旋轉(zhuǎn)傳感器信號和溫度信號分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號。在光纖纜 線中傳播光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號。至少部分地基于所傳播的光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和 所傳播的光溫度信號來控制電動機。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案方案1. 一種電動機控制系統(tǒng)，包括電動機殼體；至少部分地布置在所述電動機殼體內(nèi)的電動機，所述電動機被構(gòu)造為被選擇性地 供能并在被選擇性供能的情況下作出響應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)；布置在所述電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器，所述旋轉(zhuǎn)傳感器被構(gòu)造為感測所述電動 機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器，所述溫度傳感器被構(gòu)造為感測所述電動 機的溫度并供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的電光轉(zhuǎn)換器電路，所述電光轉(zhuǎn)換器電路被耦接以接收 所述旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號，所述電光轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為在接收到所述信號時將所 述旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號；以及光纖纜線，其被耦接以接收并傳播所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號。方案2.如方案1所述的系統(tǒng)，還包括電動機控制器，其耦接至所述光纖纜線以從所述光纖纜線接收所述光旋轉(zhuǎn)傳感器 信號和所述光溫度信號。方案3.如方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述電動機控制器包括控制器，其被耦接以接收所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號，并被構(gòu)造為 至少部分響應(yīng)于這些信號而產(chǎn)生逆變器控制信號；以及逆變器，其被耦接至所述電動機并接收所述逆變器控制信號，并被構(gòu)造為響應(yīng)于 所述逆變器控制信號而將直流電功率轉(zhuǎn)換為交流電功率并將所述交流電功率供應(yīng)給所述 電動機。方案4.如方案3所述的系統(tǒng)，還包括直流電源，所述直流電源耦接至所述逆變器， 用于向其供應(yīng)所述直流電功率。方案5.如方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器，被構(gòu)造為感測所述電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所述旋轉(zhuǎn)速度和位置的模擬速度和位置 信號；以及旋轉(zhuǎn)變壓器_數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路，其被耦接以從所述旋轉(zhuǎn)變壓器接收所述模擬速度 和位置信號并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為代表電動機位置和速度的數(shù)字旋轉(zhuǎn)變壓器信號，所述 旋轉(zhuǎn)傳感器信號包括所述數(shù)字旋轉(zhuǎn)變壓器信號。方案6.如方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度傳感器包括熱敏電阻。方案7.如方案6所述的系統(tǒng)，其中所述電動機包括轉(zhuǎn)子和多個定子繞組；以及所述熱敏電阻至少部分嵌入在所述定子繞組中的至少一個內(nèi)。方案8.如方案1所述的系統(tǒng)，還包括耦接至所述電動機并構(gòu)造成向所述電動機供 應(yīng)電功率的電源。方案9.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述電源還被耦接并被構(gòu)造為向(i)所述旋 轉(zhuǎn)傳感器、(ii)所述溫度傳感器、以及(iii)所述電光轉(zhuǎn)換器電路中的一個或多個供應(yīng)電功率。方案10. —種汽車驅(qū)動系統(tǒng)，包括驅(qū)動軸，被構(gòu)造為接收驅(qū)動扭矩；以及電驅(qū)動系統(tǒng)，被耦接至所述驅(qū)動軸并被構(gòu)造為至少選擇性地向所述驅(qū)動軸供應(yīng)驅(qū) 動扭矩，所述電驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機殼體；至少部分地布置在所述電動機殼體內(nèi)的電動機，所述電動機被構(gòu)造為被選擇性地 供能并在被選擇性供能的情況下作出響應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)并供應(yīng)所述驅(qū)動扭矩；布置在所述電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器，所述旋轉(zhuǎn)傳感器被構(gòu)造為感測所述電動 機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器，所述溫度傳感器被構(gòu)造為感測所述電動 機的溫度并供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的電光轉(zhuǎn)換器電路，所述電光轉(zhuǎn)換器電路被耦接以接收 所述旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號，所述電光轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為在接收到所述信號時將所 述旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號；以及光纖纜線，其被耦接以接收并傳播所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號。方案11.如方案10所述的系統(tǒng)，還包括電動機控制器，其被耦接至所述光纖纜線以從所述光纖纜線接收所述光旋轉(zhuǎn)傳感 器信號和所述光溫度信號。方案12.如方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述電動機控制器包括控制器，其被耦接以接收所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號，并被構(gòu)造為 至少部分響應(yīng)于這些信號而產(chǎn)生逆變器控制信號；以及逆變器，其被耦接至所述電動機并接收所述逆變器控制信號，并被構(gòu)造為響應(yīng)于 所述逆變器控制信號而將直流電功率轉(zhuǎn)換為交流電功率并將所述交流電功率供應(yīng)給所述 電動機。方案13.如方案12所述的系統(tǒng)，還包括直流電源，所述直流電源耦接至所述逆變 器，用于向其供應(yīng)直流電功率。
方案14.如方案10所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器，被構(gòu)造為感測所述電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所述旋轉(zhuǎn)速 度和位置的模擬速度和位置信號；以及旋轉(zhuǎn)變壓器_數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路，其被耦接以從所述旋轉(zhuǎn)變壓器接收所述模擬速度 和位置信號并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為代表電動機位置和速度的數(shù)字旋轉(zhuǎn)變壓器信號，所述 旋轉(zhuǎn)傳感器信號包括所述數(shù)字旋轉(zhuǎn)變壓器信號。方案15.如方案10所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度傳感器包括熱敏電阻。方案16.如方案15所述的系統(tǒng)，其中所述電動機包括轉(zhuǎn)子和多個定子繞組；以及所述熱敏電阻至少部分嵌入在所述定子繞組中的至少一個內(nèi)。方案17.如方案10所述的系統(tǒng)，還包括被耦接至所述電動機并構(gòu)造成向所述電動 機供應(yīng)電功率的電源。方案18.如方案17所述的系統(tǒng)，其中，所述電源還被耦接并被構(gòu)造為向(i)所述 旋轉(zhuǎn)傳感器、( )所述溫度傳感器、以及(iii)所述電光轉(zhuǎn)換器電路供應(yīng)電功率。方案19. 一種控制電動機的方法，所述電動機至少部分地布置在電動機殼體內(nèi)， 所述方法包括以下步驟
利用布置在所述電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器感測所述電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位 置；供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號；利用布置在所述電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器感測所述電動機的溫度；供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號；利用布置在所述電動機殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)換器電路將所述旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度 信號分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號；在光纖纜線內(nèi)傳播所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號；以及至少部分地根據(jù)所傳播的光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所傳播的光溫度信號來控制所述 電動機。方案20.如方案19所述的方法，還包括由同一個電源為所述電動機、所述旋轉(zhuǎn)傳感器、所述溫度傳感器、以及所述轉(zhuǎn)換器 電路供能。


下文中將結(jié)合下面的附圖來描述本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件， 其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性汽車的示意圖；并且圖2是可以在圖1的汽車中實施的電動機控制系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式下面的詳細描述本質(zhì)上只是示例性的，其并不意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和 使用。并且，無意受到前面技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或下面詳細描述中介紹的任何明示或暗示理論的限制?，F(xiàn)在參照圖1，描述了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的車輛100，或“汽車”，其包括底盤 102、車身104、四個車輪106以及電子控制系統(tǒng)(或電子控制單元(E⑶))108。車身104布 置在底盤102上并基本包圍汽車100的其他部件。車身104和底盤102可以共同構(gòu)成車架。 車輪106中的每個在車身104相應(yīng)角部的附近與底盤102可旋轉(zhuǎn)地耦接。汽車100可以是多種不同類型汽車中的任何一種，例如轎車、貨車、卡車或運動 型多用途車(SUV)，并且可以是兩輪驅(qū)動(2WD)(即，后輪驅(qū)動或前輪驅(qū)動)、四輪驅(qū)動(4WD) 或全輪驅(qū)動(AWD)。汽車100還可以包括多種不同種類發(fā)動機(或致動器)中的任何一種 或其組合，例如，以汽油或柴油作為燃料的燃燒發(fā)動機、“柔性燃料車(FFV) ”發(fā)動機(即利 用汽油和酒精的混合物)、以氣體化合物(例如氫和/或天然氣)為燃料的發(fā)動機、或燃料 電池、燃燒/電動機混合動力發(fā)動機、以及電動機。在圖1所示的示例性實施例中，汽車100為混合動力車輛，進一步包括致動器組件 (或動力系)112、電池114、功率逆變器(或逆變器)116、以及散熱器118。致動器組件112 包括內(nèi)燃發(fā)動機122和電動機/發(fā)電機(或電動機)系統(tǒng)(或組件)124。在一個實施例 中，電動機系統(tǒng)124包括一個或多個正弦纏繞的三相交流(AC)電動機/發(fā)電機(或電動機) (例如永磁體)，例如機動車輛中通常使用的(例如牽引驅(qū)動控制系統(tǒng)等)。正如本領(lǐng)域技 術(shù)人員理解的，每個電動機均包括定子組件(包括導(dǎo)電線圈)、轉(zhuǎn)子組件(包括鐵磁芯)、以 及冷卻流體(即冷卻劑)。正如通常理解的，電動機內(nèi)的定子組件和/或轉(zhuǎn)子組件可以包括 多個(例如十六個)電磁極。燃燒發(fā)動機122和電動機系統(tǒng)124被集成，使得兩者都通過一個或多個驅(qū)動軸126 機械地耦接到至少一些車輪106。散熱器118在車架的外部連接至車架并耦接至發(fā)動機122 和逆變器116，雖然未詳細示出，但散熱器118包括多個貫穿其中的冷卻管道，這些冷卻管 道容納有諸如水和/或乙二醇(即“防凍液”)的冷卻流體(即冷卻劑)。在所示的實施例 中，逆變器116接收冷卻劑并與電動機124共享冷卻劑。散熱器118可以類似地連接至逆 變器116和/或電動機124。電子控制系統(tǒng)108可操作地與致動器組件112、電池114以及逆變器116通訊。雖 然圖1中未示出，但電子控制系統(tǒng)108可以包括各種傳感器、汽車控制模塊、電子控制單元 (ECU)和/或各種其他控制器，用于執(zhí)行各種控制程序和方法。 通過由燃燒發(fā)動機122和電動機124以交替的方式向車輪106提供動力和/或由 燃燒發(fā)動機122和電動機124同時向車輪106提供動力，汽車100得以工作。為了向電動 機124提供動力，電池114將DC功率供應(yīng)給逆變器116，逆變器116將DC功率轉(zhuǎn)換為AC功 率。然后AC功率被供應(yīng)給電動機124。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，逆變器116通過可控 制地操作逆變器116內(nèi)部未示出的功率電子器件而將DC功率轉(zhuǎn)換為AC功率?，F(xiàn)在參照圖2，示出了可以在圖1的車輛中實施的示例性電動機控制系統(tǒng)200的功 能框圖。系統(tǒng)200包括控制器202、逆變器116、以及電動機124。雖然圖2中未示出，但將 會理解的是，控制器202可以與圖1所示的電子控制系統(tǒng)108集成為一體?？刂破?02被 耦接從而接收指令信號(例如扭矩指令信號)以及來自多個反饋傳感器的反饋信號。正如 即刻將要描述的，反饋傳感器包括旋轉(zhuǎn)傳感器208和溫度傳感器212。控制器202響應(yīng)于指 令信號和反饋信號執(zhí)行合適的電動機控制方案，以產(chǎn)生逆變器控制信號。逆變器控制信號被供應(yīng)給 逆變器116。逆變器116被耦接以接收來自控制器202的逆變器控制信號。逆變器116被構(gòu)造 為響應(yīng)于逆變器控制信號將DC電功率轉(zhuǎn)換為AC電功率，并將AC電功率供應(yīng)給電動機124。 在優(yōu)選實施例中，值得提醒的是，控制器202所產(chǎn)生的逆變器控制信號為PWM信號，逆變器 116將該信號轉(zhuǎn)換為用于操作電動機124的調(diào)制電壓波形。電動機124可以以不同的方式實施，但是優(yōu)選地實施為三相AC同步電機，例如同 步磁阻電機或永磁電機。電動機124至少部分地布置在電動機殼體203內(nèi)，并包括轉(zhuǎn)子204 和多個定子繞組206。定子繞組206被耦接以接收由逆變器116供應(yīng)的AC電功率，并且當(dāng) 接收到AC電功率時，在轉(zhuǎn)子204中產(chǎn)生扭矩。如上所述，控制器202接收來自旋轉(zhuǎn)傳感器208和溫度傳感器212的反饋信號。旋 轉(zhuǎn)傳感器208布置在電動機殼體203內(nèi)部，并被構(gòu)造為感測電動機124的旋轉(zhuǎn)速度和位置， 并供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號。將理解的是，旋轉(zhuǎn)傳感器208可 以采用多種合適的傳感器和電路中的任何一種來實施。然而，在所示的實施例中，旋轉(zhuǎn)傳感 器208采用旋轉(zhuǎn)變壓器(reS0lver)214和旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(R/D)216來實施。旋 轉(zhuǎn)變壓器_數(shù)字轉(zhuǎn)換器216被耦接至旋轉(zhuǎn)變壓器214并向旋轉(zhuǎn)變壓器214供應(yīng)電激勵，并 且還從旋轉(zhuǎn)變壓器214接收模擬轉(zhuǎn)子位置和速度信號。此外，旋轉(zhuǎn)變壓器_數(shù)字轉(zhuǎn)換器216 將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。溫度傳感器212也布置在電動機殼體203內(nèi)部，并被構(gòu)造為感測電動機的溫度，并 供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號。與旋轉(zhuǎn)傳感器208相同，溫度傳感器212也可 以采用多種合適的傳感器和電路中的任何一種來實施。然而，在所示的實施例中，溫度傳感 器212采用熱敏電阻來實施，該熱敏電阻優(yōu)選地嵌入在多個定子繞組206中的至少一個內(nèi)。 在一個具體的實施方式中，感測電阻(未示出)與熱敏電阻212以串聯(lián)方式電耦接。向熱 敏電阻212供應(yīng)已知的電壓，并且測量感測電阻上的壓降。由于熱敏電阻212的電阻作為 溫度的函數(shù)而變化，因此，感測電阻上的壓降作為溫度的函數(shù)而變化。如圖2進一步所示，電動機控制系統(tǒng)200還包括電光(E/0)轉(zhuǎn)換器電路218以及 光電(0/E)轉(zhuǎn)換器電路222。正如通常所知的，E/0轉(zhuǎn)換器電路被構(gòu)造為將電信號轉(zhuǎn)換為光 信號，0/E轉(zhuǎn)換器電路被構(gòu)造為將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。所示的E/0轉(zhuǎn)換器電路218布置 在電動機殼體203內(nèi)部，優(yōu)選地鄰近旋轉(zhuǎn)傳感器208和溫度傳感器212，并被耦接以接收來 自旋轉(zhuǎn)傳感器208的旋轉(zhuǎn)傳感器信號以及來自溫度傳感器212的溫度信號。E/0轉(zhuǎn)換器電 路218將旋轉(zhuǎn)傳感器信號轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號，并將溫度信號轉(zhuǎn)換為光溫度信號。光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號通過光纖纜線224供應(yīng)給0/E轉(zhuǎn)換器電路222。 更具體地，光纖纜線224被耦接以從E/0轉(zhuǎn)換器218接收光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號， 并將這些光信號傳播給0/E轉(zhuǎn)換器電路222。0/E轉(zhuǎn)換器電路222優(yōu)選地布置在控制器202 內(nèi)，并將光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號轉(zhuǎn)換回控制器202所用的電信號。旋轉(zhuǎn)傳感器電路208、溫度傳感器212 (至少在一些實施例中)、和/或E/0轉(zhuǎn)換器 電路218為依賴電功率運行的電裝置。供應(yīng)給這些裝置中的一個或多個的電功率可以來自 一個或多個未示出的電源。替代性地，這些裝置中的一個或多個可以被電耦接以從電動機 124的一個或多個端子接收電功率。后一種配置提供這些裝置的一些自主操作。通過本文所述的配置，沿傳感器電纜傳播的EMI被排除，或者至少基本被排除。此外，與多根電線和連接相關(guān)聯(lián)的假設(shè)性機械失效的可能性被顯著降低，并且光信號更不易 受噪聲的影響，從而提高了信號的可靠性。 雖然在前面的詳細描述中呈現(xiàn)了至少一個示例性實施例，但是應(yīng)該理解，存在大 量變型。還應(yīng)該理解的是，該示例性實施例或多個示例性實施例都僅是示例，其意不在用任 何方式來限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或配置。相反地，前面的詳細描述向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供 了一種實施該示例性實施例或多個示例性實施例的便捷路線圖。應(yīng)該明白的是，在不脫離 由所附權(quán)利要求及其法律等效物所限定的本發(fā)明范圍的情況下，可以對元件的功能和布置 進行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種電動機控制系統(tǒng)，包括 電動機殼體；至少部分地布置在所述電動機殼體內(nèi)的電動機，所述電動機被構(gòu)造為被選擇性地供能 并在被選擇性供能的情況下作出響應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)；布置在所述電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器，所述旋轉(zhuǎn)傳感器被構(gòu)造為感測所述電動機的 旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器，所述溫度傳感器被構(gòu)造為感測所述電動機的 溫度并供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的電光轉(zhuǎn)換器電路，所述電光轉(zhuǎn)換器電路被耦接以接收所述 旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號，所述電光轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為在接收到所述信號時將所述旋 轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號；以及 光纖纜線，其被耦接以接收并傳播所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括電動機控制器，其耦接至所述光纖纜線以從所述光纖纜線接收所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號 和所述光溫度信號。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述電動機控制器包括控制器，其被耦接以接收所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號，并被構(gòu)造為至少 部分響應(yīng)于這些信號而產(chǎn)生逆變器控制信號；以及逆變器，其被耦接至所述電動機并接收所述逆變器控制信號，并被構(gòu)造為響應(yīng)于所述 逆變器控制信號而將直流電功率轉(zhuǎn)換為交流電功率并將所述交流電功率供應(yīng)給所述電動 機。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括直流電源，所述直流電源耦接至所述逆變器，用于 向其供應(yīng)所述直流電功率。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)傳感器包括旋轉(zhuǎn)變壓器，被構(gòu)造為感測所述電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所述旋轉(zhuǎn)速度和 位置的模擬速度和位置信號；以及旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路，其被耦接以從所述旋轉(zhuǎn)變壓器接收所述模擬速度和位 置信號并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為代表電動機位置和速度的數(shù)字旋轉(zhuǎn)變壓器信號，所述旋轉(zhuǎn) 傳感器信號包括所述數(shù)字旋轉(zhuǎn)變壓器信號。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述溫度傳感器包括熱敏電阻。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述電動機包括轉(zhuǎn)子和多個定子繞組；以及所述熱敏電阻至少部分嵌入在所述定子繞組中的至少一個內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括耦接至所述電動機并構(gòu)造成向所述電動機供應(yīng)電 功率的電源。
9.一種汽車驅(qū)動系統(tǒng)，包括驅(qū)動軸，被構(gòu)造為接收驅(qū)動扭矩；以及電驅(qū)動系統(tǒng)，被耦接至所述驅(qū)動軸并被構(gòu)造為至少選擇性地向所述驅(qū)動軸供應(yīng)驅(qū)動扭 矩，所述電驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機殼體；至少部分地布置在所述電動機殼體內(nèi)的電動機，所述電動機被構(gòu)造為被選擇性地供能 并在被選擇性供能的情況下作出響應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)并供應(yīng)所述驅(qū)動扭矩；布置在所述電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器，所述旋轉(zhuǎn)傳感器被構(gòu)造為感測所述電動機的 旋轉(zhuǎn)速度和位置并供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器，所述溫度傳感器被構(gòu)造為感測所述電動機的 溫度并供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號；布置在所述電動機殼體內(nèi)的電光轉(zhuǎn)換器電路，所述電光轉(zhuǎn)換器電路被耦接以接收所述 旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號，所述電光轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造為在接收到所述信號時將所述旋 轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號；以及 光纖纜線，其被耦接以接收并傳播所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號。
10. 一種控制電動機的方法，所述電動機至少部分地布置在電動機殼體內(nèi)，所述方法包 括以下步驟利用布置在所述電動機殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)傳感器感測所述電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置； 供應(yīng)代表所感測的旋轉(zhuǎn)速度和位置的旋轉(zhuǎn)傳感器信號； 利用布置在所述電動機殼體內(nèi)的溫度傳感器感測所述電動機的溫度； 供應(yīng)代表所感測的電動機溫度的溫度信號；利用布置在所述電動機殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)換器電路將所述旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述溫度信號 分別轉(zhuǎn)換為光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和光溫度信號；在光纖纜線內(nèi)傳播所述光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所述光溫度信號；以及至少部分地根據(jù)所傳播的光旋轉(zhuǎn)傳感器信號和所傳播的光溫度信號來控制所述電動
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖傳送的電動機溫度和位置信號，具體提供了用于控制至少部分地布置在電動機殼體內(nèi)的電動機的方法和設(shè)備。感測電動機的旋轉(zhuǎn)速度和位置，并感測電動機的溫度。將這些傳感器信號轉(zhuǎn)換為光信號并在光纖纜線中傳播。至少部分地根據(jù)所傳播的光信號來控制該電動機。
文檔編號H02P6/16GK102055386SQ201010545500
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者J·B·坎貝爾, J·R·斯維策爾, S·E·舒爾茨 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司