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 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進行旋轉(zhuǎn)并供應扭矩。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進行旋轉(zhuǎn)并供應所述驅(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)明的應用和 使用。并且，無意受到前面技術(shù)領域、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)。正如本領域技 術(shù)人員理解的，每個電動機均包括定子組件(包括導電線圈)、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功率被供應給電動機124。正如本領域技術(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。現(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。控制器202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?？刂破?02響應于指 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供應的AC電功率，并且當 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，但是應該理解，存在大 量變型。還應該理解的是，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、應用或配置。相反地，前面的詳細描述向本領域技術(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進行旋轉(zhuǎn)并供應所述驅(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