根据本发明专利技术的方法能够诊断(15、16)用于控制机动车辆的同步旋转电机的系统中的相电流传感器缺陷。根据本发明专利技术，该方法考虑了由传感器提供(14)的测量值和相电流(i，i，i)的标称值之间的差(Id，Iq)，以诊断缺陷。所述差在旋转Park参考系(17)中计算(18)，并且与电机的机电模型分离。如果差基本上不为零(19)，则该方法检测传感器缺陷，并且如果差的残余脉动(ωres)基本上等于所述控制系统的测量速度(ω)，则检测偏移传感器缺陷。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在用于控制机动车辆的同步旋转电机的系统中诊断相电流传感器缺陷的方法和装置
本专利技术涉及用于在用于控制机动车辆的同步旋转电机的系统中诊断相电流传感器缺陷的方法和装置。本专利技术还涉及包括这种装置的同步旋转电机，特别是诸如用于电气和混合机动车辆、电动助力转向系统、空调压缩机和风扇的应用中的永磁同步电机的机器。
技术介绍
在安装在车辆中的系统中的电子装置和电气功能的数量不断增加。这是由于它们使用的大的灵活性，它们的紧凑性和它们的低维护要求。然而，它们的可用性和它们的可靠性表现出挑战，因为它们可能容易失灵。由于从它们的设计阶段非常早期地设想该机制，使得有助于缺陷的检测、控制的诊断和适当的重新配置。在电气控制系统故障检测及它们的表征(characterization)方面进行了大量工作。永磁同步电动机的控制单元的电流传感器、角度位置传感器和DC传感器的情况是现有技术中已知的，并且获得了好的实验结果，但是在电流传感器的情况下隔离故障的问题上，很少的细节是可用的。对于本领域技术人员来说，最常用于故障检测和表征的方法(FDI：“故障检测与隔离”的英文缩写)是基于观察与理想模型相比的实际系统的行为。出现的差使得其能够决定系统是否引起故障或其他。然而，这种方法存在许多缺点。特别地，必须建立考虑到系统的所有可变状态的模型，并且例如由于不是故障的电阻转矩或速度变化而难以复制缺陷。为了克服这些缺点，基于源于关于有关测量的相电流和标称(nominal)相电流之间的差的原理的微分方程系统的估计值的替代方案在文献“CurrentSensorFaultDiagnosisinStationaryFrameforPMSMDriveinAutomotiveSystems”，S.Diaoetal.,2014NinthInternationalConferenceonEcologicalVehiclesandRenewableEnergies,(EVER)IEEE中提出。然而，所涉及的评估者利用不与机器分离的电参数，并且在不允许所有可能的方式以简化要使用的控制系统的静止参考系中计算。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是考虑控制系统的特性，以便简化这些差的计算。根据第一方面，本专利技术涉及用于在用于控制机动车辆的同步旋转电机的系统中诊断相电流传感器缺陷的方法。根据本专利技术，如果差基本上不为零，则该方法考虑由传感器提供的测量值与相电流的标称值之间差Id，Iq以诊断缺陷，这些差在旋转的Park参考系中被计算并与机器的机电模型分离，通过控制系统的测量电气角度θ与由公式定义的残余电气角度θres进行比较来识别传感器之中的故障传感器，其中Id和Iq是所述差。根据创造性的方法的特定特征，如果差的残余波动基本上等于控制系统的测量速度，则检测传感器中的至少一个传感器的偏移误差。根据另一特定特征，如果差的残余波动基本上等于控制系统的测量速度的两倍，则检测传感器中的至少一个传感器的增益误差。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还涉及能够实现上述简要描述的方法的、用于在用于控制机动车辆的同步旋转电机的系统中诊断相电流传感器缺陷的装置，包括：-获取由传感器提供的测量值和控制系统的电气角度的器件；-数字地处理测量值的器件；以及-生成指示传感器缺陷的标志的器件。根据本专利技术，处理的器件执行Park变换，并且包括分析在Park参考系中的相电流的波形的器件，该分析波形的器件包括用于计算时间加权移动平均的器件。根据创造性的诊断装置的特定特征，获取的器件还获取控制系统的速度，并且处理的器件还包括根据所述速度检测传感器中的至少一个传感器的偏移误差和/或增益误差的器件。根据另一特定特征，处理的器件还包括根据电气角度识别的传感器中的故障传感器的器件。根据其他方面，本专利技术还涉及包括如上简要描述的诊断装置的同步旋转电机，以及设计成集成在诊断装置中并包含代表本专利技术方法的计算机代码的半导体存储器。对于本领域技术人员显而易见的是，与现有技术相比，这些基本说明呈现了由用于在用于控制机动车辆的同步旋转电机的系统中诊断相电流传感器缺陷的方法和装置以及同步旋转电机和相关联的计算机存储器提供的优点。在以下结合附图的描述中给出了本专利技术的详细说明。应当注意，这些附图仅为了说明说明书的文本，没有其他目的，并不以任何方式构成对本专利技术范围的限制。附图说明图1是用于控制同步旋转电机的系统的一般示意图。图2是结合用于诊断相电流传感器缺陷的创造性的装置的用于图1所示的同步旋转电机的控制系统的控制单元的示意图。图3是示出用于在用于控制同步旋转电机的系统中诊断相电流传感器缺陷的创造性的方法的流程图。具体实施方式诸如图1所示的同步旋转电机的同步旋转电机2的控制系统1通常包括控制逆变器4的控制单元3，所述逆变器4基于DC源5运行来供应同步电机2。来自DC源5的直流电压Vbat、对应于电气角度θ的三个相A，B，C的相电流Ia，Ib，Ic以及与转矩Iref和速度ωref设定点相关联的速度ω的测量值是控制单元3的常规输入。该控制单元3生产逆变器4的控制信号U，V，W，使得同步电机2以特定的速度ωref提供必要的转矩Iref，其为通常经由总线6传送的参数。图2示出了控制单元3的主要部件。控制系统1的电气角度θ由旋转同步电机2的转子8的位置传感器7提供给控制单元3。速度ω由速度传感器9或通过基于电气角度θ的计算来提供。相电流Ia，Ib，Ic的测量值由相电流传感器10提供。其正是那些相可能呈现缺陷(偏移误差或者增益误差)的电流传感器10。这些缺陷明显地不利于同步旋转电机2的控制系统1的良好性能，并且检测它们并识别故障传感器是可取的。控制单元3的目的是允许在转矩和速度的大范围内控制系统1的有效运行。为了该目的，需要闭环控制回路11。闭环控制回路11是确保基于参考电流Iref测量的相电流的良好控制的校正模块。参考电流计算模块12基于转矩Iref或速度ωref参考和旋转电机2的电气参数来提供该参考电流Iref。该参考电流计算模块12将机械参考转换为电气参考。在由闭环控制回路11已经计算出参考电压Vref之后，脉宽调制控制单元13生成逆变器4的脉宽调制控制信号U，V，W(或PWM：“脉宽调制”的英文缩写)。关于闭环控制回路11，由于其涉及控制系统1，所以能够在各种参考系中实现控制。众所周知的Clarke变换是在两个固定轴线(α，β)上的相位变量的投影。然后，接着Clarke变换的可以是旋转，所述旋转将参考系(α，β)的替代分量转换为直轴和交轴(参考系(d，q))上的连续分量。Clarke变换以及参考系(α，β)与参考系(d，q)的旋转的组合通常被称为Park变换。这些变换的主要优点是减少系统的阶数(从3到2)和控制变量的去耦合。电气控制系统1的有效控制要求瞬时电流Ia，Ib，Ic是已知的。为了电气控制系统1的可靠运行，控制策略必须容忍传感器10的缺陷。然后确保运行的连续性并满足安全要求。目前，在最苛刻的应用中，硬件的冗余被用于克服传感器10的失灵。该解决方案使得电气控制系统1的设计更加复杂并且增加其成本。另一方面，软件的冗余更令人关注，除了其低成本之外，还由于其发展潜力。为了该目的，阐述了基于分析旋转参考系(参考系(d，q))中的电流的波形的诊断的方法。如图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在机动车辆的同步旋转电机(2)的控制系统(1)中诊断相电流传感器(10)的缺陷的方法(15、16)，其特征在于，所述方法考虑了由所述传感器(10)提供(14)的测量值和所述相电流(Ia，Ib，Ic)的标称值之间的差Id，Iq，以诊断缺陷，如果所述差Id，Iq基本上非零(19)，则所述差Id，Iq在旋转Park参考系(17)中计算(18)并且与所述机器(2)的机电模型分离，所述传感器(10)中的故障传感器通过比较所述控制系统(1)的测量的电气角度θ与由公式：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 FR 14587921.一种用于在机动车辆的同步旋转电机(2)的控制系统(1)中诊断相电流传感器(10)的缺陷的方法(15、16)，其特征在于，所述方法考虑了由所述传感器(10)提供(14)的测量值和所述相电流(Ia，Ib，Ic)的标称值之间的差Id，Iq，以诊断缺陷，如果所述差Id，Iq基本上非零(19)，则所述差Id，Iq在旋转Park参考系(17)中计算(18)并且与所述机器(2)的机电模型分离，所述传感器(10)中的故障传感器通过比较所述控制系统(1)的测量的电气角度θ与由公式：定义的残余电气角度θres来识别，其中Id，Iq为所述差。2.根据权利要求1所述的用于在机动车辆的同步旋转电机(2)的控制系统(1)中诊断相电流传感器(10)的缺陷的方法(15、16)，其特征在于，如果所述差(Id，Iq)的残余波动(ωres)基本上等于所述控制系统(1)的测量速度(ω)，则检测(21、22)所述传感器(10)中的至少一个的偏移误差。3.根据权利要求1所述的用于在机动车辆的同步旋转电机(2)的控制系统(1)中诊断相电流传感器(10)的缺陷的方法(15、16)，其特征在于，如果所述差(Id，Iq)的残余波动(ωres)基本上等于所述控制系统(1)的测量速度(ω)的两倍，则检测(21、22)所述传感器(10)中的至少一个的增益误差。4.一种用于在机动车辆的同步旋转电机(2)的控制系统(1)中诊断相电流传感器(10)的缺陷的装置(25...
【专利技术属性】
技术研发人员：S迪奥，Z马克尼，D迪阿洛，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。