DC电机的电源电流限制制造技术

控制系统的实施例包括：电流指令模块，被配置为接收转矩指令并输出用于控制直流(DC)马达的电流指令；以及电源电流限制模块，被配置为接收电源电流限制作为输入，并且基于所述电源电流限制主动地计算马达电流限制，所述电源电流限制模块被配置为基于所述马达电流限制来限制所述电流指令。

Power current limit of DC motor

Including the implementation of control system: current command module is configured for receiving a torque command and output is used to control the DC motor current instruction (DC); and the power supply current limiting module is configured to receive power limiting current as the input, and the power flow calculation of motor current limiting active limit based on the power supply current limiting module is configured to limit the current instruction based on the motor current limit.

【技术实现步骤摘要】
DC电机的电源电流限制相关申请的交叉引用本专利申请要求于2016年5月25日提交的美国临时专利申请序列号62/341,349的优先权，其通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及一种用于控制或管理DC电机的方法和系统，特别地，涉及一种用于限制DC电机的电源电流的方法和系统。
技术介绍
电动助力转向(Electricalpowersteering，EPS)系统使用电动马达作为致动器，以在驾驶员驾驶车辆时提供对驾驶员的帮助和/或提供车辆控制。有刷DC电机广泛应用于电动转向(EPS)行业，用于低成本应用和平台。使用这种机器的电力驱动系统需要更少的传感器和低成本的电子电路，并且能够通过整个操作空间实现良好的性能。为了保护马达控制系统的电压源(例如，汽车电池)，通常施加电压与电源电流限制。这可以是离线校准的表格的形式，或者是被发送到马达控制系统的在线限制的形式。在给定该电源电流限制的情况下，必须修改马达电流指令，从而以降低转矩容量为代价确保系统不会抽取超过指定电流的电流，由此保护电压源。
技术实现思路
一种控制系统的实施例包括：电流指令模块，被配置为接收转矩指令并输出用于控制直流(DC)马达的电流指令；以及电源电流限制模块，被配置为接收电源电流限制作为输入，并且基于所述电源电流限制主动地计算马达电流限制，所述电源电流限制模块被配置为基于所述马达电流限制来限制所述电流指令。一种控制直流(DC)马达的方法包括：接收转矩指令并输出用于控制直流(DC)马达的电流指令；接收电源电流限制作为输入；由电源电流限制模块基于所述电源电流限制主动地计算马达电流限制；以及基于所述马达电流限制来限制所述电流指令。根据结合附图的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加明显。附图说明在说明书结尾处的权利要求中特别指出并明确地要求保护被认为是本专利技术的主题。根据结合附图的以下详细描述，本专利技术的前述和其它特征以及优点是清楚的，在附图中：图1是示出根据本专利技术实施例的包括转向控制和/或辅助系统的车辆的功能框图；图2是示出根据本专利技术实施例的DC马达控制系统的组件、模块和功能的示意图；图3示出可以由图2的马达控制系统执行的电流容量(capability)限制方法的方面；图4示出DC马达控制系统和由电源和DC马达限定的电压回路的示例；图5示出可以由图2的马达控制系统执行的电源电流限制方法的方面；图6示出可以由图2的马达控制系统执行的电流容量限制方法的方面；图7示出根据本文所述实施例的基于DC马达电流控制的仿真结果的示例；以及图8示出根据本文所述实施例的基于DC马达电流控制的仿真结果的另一示例。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。现在参考图1，其参考具体实施例对本专利技术进行描述，但不限于此，示出了包括转向系统12(诸如，电动助力转向(EPS)和/或驾驶员辅助系统)的车辆10的实施例。在各种实施例中，转向系统12包括耦接到转向轴16的方向盘14。在所示实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其还包括辅助单元18，该辅助单元18耦接到转向系统12的转向轴16和耦接到车辆10的连结杆20、22。例如，转向辅助单元18包括转向致动器马达19(例如，电动马达)和齿条与齿轮转向机构(未示出)，该齿条与齿轮转向机构可以通过转向轴16耦接到转向致动器马达和传动装置。在操作期间，当车辆操作者转动方向盘14时，转向辅助单元18的马达提供帮助以移动连结杆20、22，进而又分别移动被分别耦接到车辆10的道路车轮28、30的转向节24、26。致动器马达19是直流(DC)电机或马达。在一个实施例中，马达19是有刷DC马达。有刷DC马达包括定子和转子。定子包括具有围绕换向器布置的周向间隔开的多个电刷的电刷壳体，每个电刷具有与换向器电接触的接触面。虽然这里描述的实施例被应用于永磁式有刷DC马达，但是它们不限于此并且可以被应用于任何合适的DC电机。如图1所示，车辆10还包括各种传感器，用于检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测条件。传感器基于可观测条件生成传感器信号。在所示示例中，传感器31和32分别是感测车轮28和30的转速的车轮速度传感器。传感器31、32基于此产生车轮速度信号。在其它示例中，除传感器31和32之外或代替传感器31和32，可以提供其它车轮速度传感器。其它车轮速度传感器可以感测后轮34、36的转速并基于此生成传感器信号。可以理解，可以使用感测车轮运动的其它车轮传感器，诸如车轮位置传感器，来代替车轮速度传感器。在这种情况下，可以基于车轮传感器信号来计算车轮速率和/或车速率或速度。在另一示例中，传感器33是感测置于方向盘14上的转矩的转矩传感器。传感器33基于此产生转矩信号。其它传感器包括用于检测与转向辅助单元18相关联的转向致动器马达或其它马达的位置(马达位置)和转速(马达速率或马达速度)的传感器。控制模块40基于一个或多个传感器信号并且还基于本公开的转向控制系统和方法来控制转向系统12的操作。控制模块可以用作EPS系统的一部分，以提供转向辅助转矩和/或可以用作可控制车辆转向的驾驶员辅助系统(例如，用于停车辅助、紧急转向控制和/或自主或半自主转向控制)。可以由任何合适的控制系统和/或处理装置(诸如马达辅助单元18和/或控制模块40)执行本文描述的实施例的方面。在一个实施例中，控制模块40是或被包括为自主驾驶系统的一部分。处理或控制装置，诸如控制模块40，被配置为根据控制方法来控制诸如有刷DC马达(例如，马达19)的DC马达。控制方法的方面包括基于DC马达和/或包括DC马达的系统(例如，EPS系统)的其它组件的操作条件来执行用于主动地限制电源电流抽取的算法。通过求解由马达控制系统和DC马达限定的电压回路的功率方程，将电源电流限制转化为等效马达电流限制值或曲线。此后，使用马达电流限制的算法，将马达电流限制额外地施加于系统上。控制方法提供了主动的电源电流限制的额外功能，这确定了用于确保满足电源电流限制的马达电流限制。由该算法产生的马达电流限制可以作为目前用于DC电机的其它限制方案的额外限制。现在参考图2，数据流程图示出用于控制DC马达(例如，有刷DC马达)的控制装置或系统50的示例性实施例。在一个实施例中，控制系统50是或包括EPS控制系统，诸如图1的控制模块40。在各种实施例中，控制装置或系统(例如，模块40)可以包括一个或多个子模块和数据存储。如本文所使用的，术语模块和子模块指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适组件。可以从诸如车辆10(图1)的传感器31、32、33(图1)的传感器生成控制模块40的输入，可以从车辆10(图1)内的其它控制模块(未示出)接收这些输入，并且这些输入可以被建模，和/或可以被预定义。在图2的示例中，控制系统50包括各种模块或子模块，诸如电流指令模块52，其接收转矩指令(Tc)，并将电流指令输出到用于控制有刷DC马达56的电流调节器54。电流指令模块52包括转矩包络限制模块58，其将包络的转矩指令(Tenv)输出到电流指令计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，包括：电流指令模块，被配置为接收转矩指令并输出用于控制直流DC马达的电流指令；以及电源电流限制模块，被配置为接收电源电流限制作为输入，并且基于所述电源电流限制主动地计算马达电流限制，所述电源电流限制模块被配置为基于所述马达电流限制来限制所述电流指令。

【技术特征摘要】
2016.05.25 US 62/341,3491.一种控制系统，包括：电流指令模块，被配置为接收转矩指令并输出用于控制直流DC马达的电流指令；以及电源电流限制模块，被配置为接收电源电流限制作为输入，并且基于所述电源电流限制主动地计算马达电流限制，所述电源电流限制模块被配置为基于所述马达电流限制来限制所述电流指令。2.根据权利要求1所述的系统，还包括电流调节器，被配置为基于所限制的电流指令向所述DC马达施加电压。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源电流限制模块被配置为基于由马达控制系统和所述DC马达限定的电压回路来计算马达电流指令。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源电流限制模块被配置为使用基于所述DC马达的操作条件的功率方程式来计算马达电流指令。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述功率方程式由下式表示：其中VECU是输入到马达控制系统的电压，Is是所述DC马达的电源电流，Rc是所述马达控制系统的输入电阻，以及Pe是输入到马达控制系统的电功率。6.根据权利要求5所述的系统，其中由下式表示电功率输入Pe：其中vm是马达电压，im是马达电流，Rm是所述DC马达的电阻，ωm是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·普拉莫德，K·M·P·南博里，J·A·克莱瑙，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国,US