[發(fā)明專利]通過使用電壓指令誤差對(duì)電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電流傳感器故障的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410427631.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN104422918B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王長(zhǎng)江;邁克爾·德格內(nèi)爾;瑞馬·艾沙耶弗;徐利文;丹尼爾·R·利德基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): G01R35/00
• 分類號(hào): G01R35/00
• 代理公司: 11278 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊帆

檢測(cè)FOC電機(jī)系統(tǒng)中電流傳感器誤差的系統(tǒng)、裝置和方法。監(jiān)測(cè)電壓指令以檢測(cè)ac分量的存在，ac分量的存在可以指示在電流傳感器中出現(xiàn)的誤差。舉例來(lái)說(shuō)，傳感器故障檢測(cè)模塊可以配置為確定實(shí)際電壓指令和理想電壓指令之間的偏差以提供復(fù)合偏差向量。通過將偏差向量變換為以指令電壓的基礎(chǔ)頻率旋轉(zhuǎn)的參考系，可以濾除正序和負(fù)序的dc分量以及確定他們的振幅。誤差檢測(cè)可以基于基波分量的總振幅進(jìn)行并通過正和負(fù)分量振幅確定。本發(fā)明使FOC系統(tǒng)能夠以兩個(gè)而不是三個(gè)電流傳感器運(yùn)行，并提供了用于電流傳感器的專用誤差診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)診斷，并尤其涉及用于磁場(chǎng)定向機(jī)器控制的電流傳感器的故障檢測(cè)。

背景技術(shù)

電機(jī)可以用來(lái)向各種類型的系統(tǒng)提供扭矩，這些系統(tǒng)諸如但不限于用于電氣化車輛的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中機(jī)器產(chǎn)生的扭矩用于車輛推進(jìn)。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常依賴于磁場(chǎng)定向技術(shù)來(lái)控制機(jī)器運(yùn)行和扭矩輸出。磁場(chǎng)定向控制需要反饋電流提供給機(jī)器控制器以便可以做出關(guān)于是否需要調(diào)整扭矩輸出的確定以及可以執(zhí)行的任何所需要的調(diào)整。相應(yīng)地，設(shè)置多個(gè)電流傳感器來(lái)檢測(cè)電流并提供必要的反饋。在典型的布置中，兩個(gè)電流傳感器專門用于扭矩控制，以及第三個(gè)電流傳感器用于檢測(cè)非有意的扭矩傳遞。可以設(shè)計(jì)診斷算法對(duì)所有三個(gè)傳感器的讀數(shù)求和并將總和與預(yù)設(shè)的閾值比較以檢測(cè)扭矩傳遞故障。當(dāng)設(shè)計(jì)校驗(yàn)和算法來(lái)檢測(cè)導(dǎo)致非有意的扭矩傳遞的扭矩控制中的誤差時(shí)，在許多情況下，該校驗(yàn)和算法依賴于作為檢測(cè)電流傳感器故障的手段，因?yàn)榧幢悴皇侨浚蠖鄶?shù)磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)缺乏用于電流傳感器的專用故障診斷。

然而，多個(gè)不確定的問題與用于傳感器故障檢測(cè)的校驗(yàn)和方法的使用相互聯(lián)系。例如，沒有確定用于校驗(yàn)和比較的閾值的一致途徑。多個(gè)因素會(huì)影響閾值的確定，包括傳感器精確度、信號(hào)噪聲水平和傳感器電流范圍，所以閾值可以是特定于傳感器和應(yīng)用的，并且對(duì)閾值的確定會(huì)需要耗時(shí)的校準(zhǔn)過程。另外，包含用來(lái)使校驗(yàn)和算法可執(zhí)行的第三傳感器增加了系統(tǒng)組件的數(shù)量。當(dāng)車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括牽引電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)時(shí)，則增加了兩個(gè)附加的組件，每個(gè)附加的組件增加系統(tǒng)成本的同時(shí)降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

示例系統(tǒng)可以包括電機(jī)(EM)、配置用來(lái)與電機(jī)進(jìn)行能量交換的能量轉(zhuǎn)換模塊(ECM)、配置為檢測(cè)ECM和電機(jī)之間的相電流的一個(gè)或多個(gè)傳感器、配置為提供電壓指令——該電壓指令配置為影響EM產(chǎn)生的所需扭矩——的控制器，以及配置為使用所述電壓指令檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)傳感器的誤差的傳感器故障檢測(cè)模塊(SFDM)。在示例實(shí)施例中，SFDM可以配置為監(jiān)測(cè)電壓指令的ac分量，并將分量的屬性與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較以檢測(cè)傳感器故障的存在。舉例來(lái)說(shuō)，該SFDM可以配置為將電壓指令的基波分量的振幅與預(yù)設(shè)閾值相比較。在示例實(shí)施例中，SFDM可以配置為確定控制器提供的電壓指令和理想的電壓指令之間的偏差，并使用該偏差檢測(cè)傳感器誤差的存在。

示例的SFDM可以包括配置為監(jiān)測(cè)電壓指令信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)ac分量的ac分量監(jiān)測(cè)模塊(ACMM)，以及配置為基于一個(gè)或多個(gè)ac分量進(jìn)行故障確定的誤差確定模塊(EDM)。在示例實(shí)施例中，ACMM可以配置為隔離指令電壓的基波分量，并且EDM可以配置為將基波分量的振幅與預(yù)設(shè)閾值相比較。

示例的SFDM可以包括配置為基于指令扭矩提供用于電機(jī)的理想的電壓指令的電壓映射模塊(VMM)，以及配置為確定所述理想的電壓指令和為電機(jī)提供的實(shí)際電壓指令之間的偏差的偏差確定模塊(DDM)。舉例來(lái)說(shuō)，基于理想的和實(shí)際的電壓指令之間的d-軸和q-軸上的偏差可以提供偏差向量。

用于檢測(cè)傳感器誤差的存在的示例方法可以包括：接收用于電機(jī)的電壓指令、監(jiān)測(cè)電壓指令的ac分量，以及使用ac分量確定是否存在傳感器誤差。舉例來(lái)說(shuō)，監(jiān)測(cè)ac分量可以包含：濾除或隔離ac分量的基波分量，并將基波分量的振幅與預(yù)設(shè)的閾值相比較以確定是否存在傳感器故障。方法可以進(jìn)一步包括當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)給故障狀態(tài)設(shè)置故障標(biāo)記。