[发明专利]用于窗调节器无刷马达的转矩电流限制矢量控制系统和方法

说明书

提供了一种马达控制系统以及操作该控制系统的方法，该马达控制系统用于控制车辆的闭合面板的动力操作的致动器的无刷电动马达。该控制系统包括矢量控制系统，该矢量控制系统被配置成接收基于马达的测量的角速度的转矩电流和每个相的电流，并且确定相应的静止参考系电压。矢量控制系统将脉冲宽度调制信号输出到马达。矢量转矩电流限制器耦接至矢量控制系统和马达，并且被配置成：确定汲取的转矩电流，接收测量的角速度，以及确定是否存在测量的角速度的减小，以及响应于确定存在无刷电动马达的测量的角速度的减小来检测夹持事件并减小转矩电流。

相关申请的交叉引用

本发明申请要求于2018年7月24日提交的美国临时申请No.62/702,496的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容一般地涉及用于汽车动力操作的致动器的马达控制系统，并且更具体地涉及用于在动力操作的致动器中使用的无刷马达的转矩电流限制矢量控制系统。本公开内容还涉及操作控制系统的方法。

背景技术

该部分提供与本公开内容相关的背景信息，其不一定是现有技术。

窗调节器和其他动力操作的致动器通常存在于机动车辆上。这种动力操作的致动器可以设计成满足严格的安全要求和标准，以确保致动器的操作者的安全。例如，一种这样的安全标准是联邦机动车辆安全标准(FMVSS)标准号118或简称FMVSS118，其阐述了动力操作的窗调节器以及其他动力操作的闭合构件或面板的要求。例如，FMVSS118在第五部分(S5)中包括自动反转系统的标准，其要求窗调节器机构在它们遇到障碍物(例如，人的手指、手臂或手)时停止和反转方向。因此，需要提供用于窗调节器的控制系统，例如实现FMVSS118的S5合规性。更具体地，挑战在于产生一种包括智能马达和/或马达控制系统的系统，该系统能够在窗关闭事件期间足够快地检测和做出反应以满足这种严格的防夹标准。

许多已知的窗调节器采用有刷直流(DC)马达来操作用于移动窗的相应机构。这种有刷电动马达通常具有质量较大的旋转组件，这导致窗调节器系统具有相对较高的惯性；然而，例如，窗调节器系统的高惯性会导致对夹持事件的减少的反应时间。系统反应越慢，可能导致的峰值夹持力越大，因此使用有刷DC马达难以满足FMVSS118S5的要求。而一种解决方案是使用轻重量有刷DC马达来减少系统惯性并增加响应(例如马达停止)时间。尽管如此，即使使用弱有刷马达也可以实现FMVSS118S5合规性，但是这种弱轻重量马达可能仅限于用于小型、低质量窗的窗调节器，其可能不适合所有车辆应用。

因此，仍然需要克服这些缺点的在动力操作的致动器中使用的改进的马达控制系统及其操作方法。

发明内容

本部分提供了本公开内容的总体概述，并不是其全部范围或其所有特征和优点的全面的公开内容。

本公开内容的目的是提供一种马达控制系统和操作该控制系统的方法，解决和克服上述缺点。

因此，本公开内容的一个方面是提供一种用于控制车辆的闭合面板的动力操作的致动器的无刷马达的控制系统。该控制系统包括矢量控制系统，该矢量控制系统被配置成：接收基于无刷马达的测量的角速度的转矩电流以及来自无刷马达的第一相电流、第二相电流和第三相电流，以及基于转矩电流来确定α静止参考系电压和β静止参考系电压。矢量控制系统还被配置成基于α静止参考系电压和β静止参考系电压来维持第一相电流、第二相电流和第三相电流。矢量控制系统将第一相脉冲宽度调制信号、第二相脉冲宽度调制信号和第三相脉冲宽度调制信号输出到无刷马达。矢量转矩电流限制器被耦接至矢量控制系统和无刷马达，并且被配置成：确定汲取的转矩电流，接收无刷电动马达的测量的角速度，以及确定是否存在相对于预定速度限制的测量的角速度的减小。矢量转矩电流限制器还被配置成响应于确定存在无刷电动马达的测量的角速度的减小检测闭合面板的夹持事件并且限制并且例如可以减小转矩电流。