[發明專利]馬達控制系統中的容錯電流測量

有效

• 申請號: 201811313498.1
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109756171B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: P·普拉莫德;V·戈文杜
• 申請（專利權）人: 操縱技術IP控股公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P29/024;H02H7/085
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 石海霞;金鵬

描述了用于確定具有至少三個相電流測量的馬達控制系統中傳感器故障的技術方案。示例系統包括電流控制器，用于使用前饋控制產生用于馬達的輸入電壓命令。所述系統還包括故障傳感器識別模塊，其響應于電流控制器使用前饋控制操作，確定電流偏移誤差指示電流傳感器的故障，基于診斷電流的幅度和相位確定電流偏移誤差。此外，響應于故障，故障傳感器識別模塊基于診斷電流的相位值來識別發生故障的電流傳感器。

技術領域

本申請一般涉及例如在電流傳感器故障的情況下馬達控制系統中的容錯電流測量。

背景技術

通常，諸如電動助力轉向(EPS)系統中的馬達控制系統通過向電動馬達施加電壓來控制電動馬達。例如，EPS系統使用電動馬達使用轉矩控制方法向車輛方向盤的操作者提供轉向輔助。當使用永磁同步電機(PMSM)時，利用磁場定向控制(FOC)將交流(AC)三相馬達電壓和電流信號轉換為同步旋轉的參考系，通常稱為d/q軸參考系。在d/q軸參考系中，馬達電壓和電流變為直流(DC)量。通常使用前饋控制方法或閉環電流反饋控制來實現FOC轉矩控制技術。

當通過閉環電流控制實現FOC轉矩控制時，該實施方案采用高性能電流調節器，其最小化命令電流和測量電流之間的誤差以實現完美的電流跟蹤。因此，電流控制需要測量馬達電流，這通常通過測量電機的相電流來實現，然后通過Park變換將其轉換成同步系，以在同步參考系中執行控制。

因此，期望使馬達控制系統在一個或多個電流測量傳感器或用于測量電流值的其他設備的故障/報廢的情況下具有容錯電流測量策略。

發明內容

描述了一個或多個實施例，用于利用至少三個相電流測量來確定馬達控制系統中的傳感器故障。示例系統包括電流控制器，用于使用前饋控制產生用于馬達的輸入電壓命令。所述系統還包括故障傳感器識別模塊，其響應于電流控制器使用前饋控制操作，確定電流偏移誤差指示電流傳感器的故障，基于診斷電流的相位和幅度確定電流偏移誤差。此外，響應于故障，故障傳感器識別模塊基于診斷電流的相位值來識別發生故障的電流傳感器。

用于確定具有至少三個相電流測量的馬達控制系統中的傳感器故障的示例方法包括由電流控制器模塊基于測量的馬達電流使用前饋控制來產生用于馬達的輸入電壓命令。所述方法還包括在馬達控制系統使用前饋控制操作時，由故障傳感器識別模塊識別發生故障的特定電流傳感器。該識別包括基于診斷電流的幅度，確定電流偏移誤差指示故障。該識別還包括響應于單點故障，基于診斷電流的相位值來識別發生故障的電流傳感器。

本文所述的方法還包括：響應于檢測到電流偏移誤差，通過控制模式仲裁模塊切換所述電流控制器以使用反饋控制進行操作。

示例馬達控制系統包括馬達和電流控制器模塊，該電流控制器模塊基于測量的馬達電流使用反饋控制產生用于馬達的輸入電壓命令。馬達控制系統還包括檢測偏移誤差的電流測量和診斷計算模塊。馬達控制系統還包括故障傳感器識別模塊，其響應于偏移誤差，切換電流控制器模塊以使用前饋控制進行操作。當在前饋控制中操作時，故障傳感器識別模塊還基于診斷電流的幅度高于第一預定閾值來確定故障，并且作為響應基于診斷電流的相位值來識別發生故障的電流傳感器。

在一個實施例中，所述電流診斷模塊還被配置為：響應于識別發生故障的所述電流傳感器，將所述電流控制器模塊切換為使用反饋控制進行操作。

在一個實施例中，所述系統還包括電流計算轉換模塊，其基于識別發生故障的電流傳感器，來修改用于確定所測量馬達電流的測量的計算方案。

在一個實施例中，所述故障傳感器識別模塊還被配置為基于所述前饋控制中所述診斷電流的幅度高于所述第一預定閾值以及所述診斷電流的相位不在一組預定檢測窗口中來確定多點故障，并且作為響應發起系統關閉。

從以下結合附圖的描述，這些和其他優點和特征將變得更加明顯。

附圖說明