电流估算制造技术

本发明专利技术涉及用于估算在包括可通过换向装置（2）驱动的至少一个绕组（1）的类型的电动马达（M）的绕组（1）中流动的估算电流（Iest）的方法，其包括以下步骤：测量在绕组（1）的输入端处的测得电压（Umes），校正测得电压（Umes）以便产生校正电压（UcorA、UcorB），确定换向装置（2）的电阻（RdsOn），通过将用于控制换向装置（2）的控制电压（Ucmd）与校正电压（UcorA、UcorB）之差除以电阻（RdsOn）来估算在绕组（1）中流动的估算电流（Iest）。本发明专利技术还涉及将这样的估算方法应用于电流传感器（11）的诊断。本发明专利技术还涉及将这样的估算方法应用于电动马达（M）的降级模式的控制。

Current estimation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流估算
本专利技术总体上涉及电动马达控制领域。本专利技术尤其涉及用于估算在马达绕组中流动的电流的方法。该电流估算然后可以用于诊断电流传感器的故障。该电流估算还可以用于在电流传感器故障的情况下控制马达。
技术介绍
已知借助于换向装置来控制包括至少一个绕组的电动马达。图1和图2示出了借助于例示性换向装置2的这种控制的实施例。马达M包括至少一个绕组1。为了使马达M旋转，需要使交变电流I在所述绕组1中流动。为此，换向装置2连接到这种绕组1的输入端。换向装置2接收以控制电压Ucmd形式的控制作为输入，并将其转换为施加到绕组1的输入端的电压。根据图1和图2的例证性实施例，控制电压Ucmd是交变电压。PWM单元4将控制电压Ucmd转换为脉宽调制电压Upwm（英语为PuiseWidthModulated（脉冲宽度调制），PWM），其占空比等于控制电压Ucmd的值。施加该电压Upwm以使连接在绕组1与基本恒定的电位Ubat之间的第一换向器MOS1换向，而施加相反的电压-Upwm以使连接在绕组1与地之间的第二换向器MOS2换向。这样，这两个控制基本上是相位相反的，并且两个换向器MOS1、MOS2的断开状态使得这两个换向器MOS1、MOS2中的至多一个在给定的时刻被换向/接通，在同一时刻，另一个未换向/断开。如图1所示，当第一换向器MOS1被换向时，绕组1连接到电位Ubat。同时，第二换向器MOS2断开。电流于是沿第一方向流动。相反，如图2所示，第二换向器MOS2换向，绕组1连接到地。同时，第一换向器MOS1断开。电流于是沿与第一方向相反的第二方向流动。于是，第一换向器MOS1和第二换向器MOS2的控制交替使得能够在绕组1中产生交变电流。为了确保控制安全，并确保两个换向器MOS1、MOS2不能同时接通——同时接通会在电位Ubat与地之间造成短路，即使在有断开延迟的情况下也是如此——模块GDU5修改Upwm和-Upwm中的一个信号或这两个信号。如图4所示，该模块5在这两个信号之间应用死区时间14，以产生信号15和信号16，信号15得自Upwm，用于控制第一换向器POS1，并且信号16得自-Upwm，用于控制第二换向器POS2。有利地以居中方式应用的死区时间14延迟了在一个换向器断开之后的另一换向器的换向/闭合，从而降低了两个换向器MOS1、MOS2同时被换向为导通的风险。死区时间14通常约为500ns至2μs。如图3的框17所示，马达M包括多个、例如3个绕组1。每个绕组1由控制电压Ucmd1、Ucmd2、Ucmd3来控制，并且包括其自己的换向装置2。计算机3确定控制电压Ucmd1-3。这些控制由换向装置2来转换，以便在每个绕组1中产生电流I1、I2、I3，从而使电动马达M旋转。用于测量每个绕组1中的电流的部件11用于分别确定每个绕组中流动的电流的测量值Imes1、Imes2、Imes3。该电流测量值由计算机3用于适配其控制和控制电压Ucmd1-3。根据一个实施例，部件11包括用于每个绕组1的电流传感器11。根据一个实施例，在电流之间存在代数关系，例如，它们的和为零（节点电流定律）。部件11还可以节省一个电流传感器11，于是可以根据其他测得的电流通过计算来替换该传感器。测量在每个绕组1中流动的电流Imes对于控制电动马达M来说是必需的。于是能够诊断电流传感器11的故障也同样重要。已知使用每个绕组1一个电流传感器来诊断电流传感器的故障。电流之间的关系（节点电流定律）于是给出了冗余信息，该冗余信息使得能够验证测量值的一致性。这种诊断原理的缺点是需要额外的电流传感器，此外，检测到不一致指示至少一个传感器故障，但无法确定哪个（哪些）传感器故障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于估算在每个绕组中流动的电流的方法。通过估算在换向装置中流动的电流来实现该估算，这是通过计算换向装置两端的电压降与其电阻之比。有利地，该估算可以通过仅使用现有组件在不增加组件的情况下获得。可以将针对每个绕组单独获得的该电流估算与在所述绕组中测得的电流进行比较，以便对与所述绕组相关联的电流传感器进行诊断，该诊断也是针对个体进行的。通过在传感器故障的情况下提供至少两个降级模式，诊断的个体化使得能够改善控制方法。该目的借助于用于估算在包括可通过换向装置驱动的至少一个绕组的类型的电动马达的绕组中流动的估算电流的方法来实现，所述方法包括以下步骤：测量在所述绕组的输入端处的测得电压，校正所述测得电压以便产生校正电压，确定所述换向装置的电阻，通过将用于控制所述换向装置的控制电压与所述校正电压之差除以所述电阻来估算在所述绕组中流动的估算电流。因此，该解决方案通过在不增加组件的情况下给出在每个绕组中流动的电流的个体化估算而使得能够实现上述目的。根据另一特征，所述换向装置包括：第一换向器，其连接在所述绕组的输入端与基本恒定的电位之间；第二换向器，其连接在所述绕组的输入端与地之间；以及转换模块，其能够接收控制电压，并且能够根据所述控制电压来分离地控制两个换向器的断开。根据另一特征，校正步骤包括以下步骤：由滤波器对所述测得电压进行滤波以产生正弦电压，通过能够补偿所述滤波器的衰减效应的补偿器来补偿所述正弦电压以产生第一校正电压。根据另一特征，所述滤波器是低通滤波器，优选地为至少二阶的滤波器。根据另一特征，所述补偿使用根据马达转速的插值表。根据另一特征，所述换向装置引入死区时间，从而产生电压变化，并且所述校正步骤还包括以下步骤：将按照所述估算电流的符号加了符号的电压变化与第一校正电压相加，以产生第二校正电压。根据另一特征，基于对在所述绕组中流动的测得电流的测量来确定所述估算电流的符号。根据另一特征，确定电阻的步骤包括根据以下公式的热补偿步骤：，其中RdsOn是所述换向装置的经补偿的电阻，RdsOnTyp是所述换向装置在20°C时的典型电阻，并且Tmos是所述换向装置的温度。根据另一特征，估算所述估算电流的步骤还包括以下步骤：当所述控制电压与第一校正电压之差的绝对值小于所述电压变化时，使所述估算电流归零。本专利技术还涉及一种用于诊断传感器的方法，所述传感器能够测量在包括可由换向装置驱动的至少一个绕组的类型的电动马达的绕组中流动的测得电流，所述方法包括以下步骤：借助于所述传感器测量在所述绕组中流动的测得电流，借助于这种估算方法来确定在所述绕组中流动的估算电流，将所述估算电流与所述测得电流进行比较，负的比较指示所述传感器故障。根据另一特征，比较步骤包括以下步骤：计算所述测得电流与所述估算电流之差在滑动水平上的二次平均值，如果所述二次平均值小于阈值则所述比较为正，否则所述比较为负。本专利技术还涉及一种用于控制电动马达的方法，所述电动马达是包括可各自由换向装置驱动的多个绕组的类型的电动马达，每个绕组包括能够测量在所述绕组中流动的测得电流的传感器，所述控制方法接收所述测得电流作为输入并将其用于确定马达控制电压，所述方法包括以下步骤：借助于这种诊断方法来对所述传感器中的每一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于估算在包括可通过换向装置（2）驱动的至少一个绕组（1）的类型的电动马达（M）的绕组（1）中流动的估算电流（Iest）的估算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n• 测量在所述绕组（1）的输入端处的测得电压（Umes），/n• 校正所述测得电压（Umes）以便产生校正电压（UcorA、UcorB），/n• 确定所述换向装置（2）的电阻（RdsOn），/n• 通过将用于控制所述换向装置（2）的控制电压（Ucmd）与所述校正电压（UcorA、UcorB）之差除以所述电阻（RdsOn）来估算在所述绕组（1）中流动的估算电流（Iest）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170707 FR 17564231.用于估算在包括可通过换向装置（2）驱动的至少一个绕组（1）的类型的电动马达（M）的绕组（1）中流动的估算电流（Iest）的估算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
•测量在所述绕组（1）的输入端处的测得电压（Umes），
•校正所述测得电压（Umes）以便产生校正电压（UcorA、UcorB），
•确定所述换向装置（2）的电阻（RdsOn），
•通过将用于控制所述换向装置（2）的控制电压（Ucmd）与所述校正电压（UcorA、UcorB）之差除以所述电阻（RdsOn）来估算在所述绕组（1）中流动的估算电流（Iest）。


2.根据权利要求1所述的估算方法，其中，所述换向装置（2）包括：
•第一换向器（MOS1），其连接在所述绕组（1）的输入端与基本恒定的电位（Ubat）之间；
•第二换向器（MOS2），其连接在所述绕组（1）的输入端与地之间；以及
•转换模块（4、5），其能够接收控制电压（Ucmd），并且能够根据所述控制电压（Ucmd）来分离地控制两个换向器（MOS1、MOS2）的断开。


3.根据权利要求1或2中的任一项所述的估算方法，其中，所述校正步骤包括以下步骤：
•由滤波器（6）对所述测得电压（Umes）进行滤波以产生正弦电压（Usin），
•通过能够补偿所述滤波器（6）的衰减效应的补偿器（7）来补偿所述正弦电压（Usin）以产生第一校正电压（UcorA）。


4.根据权利要求3所述的估算方法，其中，所述滤波器（6）是低通滤波器，优选地为至少二阶的滤波器。


5.根据权利要求3或4中的任一项所述的估算方法，其中，所述补偿使用根据马达（M）的转速（ω）的插值表（8）。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的估算方法，其中，所述换向装置（2）引入死区时间（14）以产生电压变化（ΔU），并且其中，所述校正步骤还包括以下步骤：将按照所述估算电流（Iest）的符号（S）加了符号的电压变化（ΔU）与第一校正电压（UcorA）相加，以产生第二校正电压（UcorB）。


7.根据权利要求6所述的估算方法，其中，基于对在所述绕组（1）中流动的测得电流（Imes）的测量来确定所述估算电流（Iest）的符号（S）。


8.根据权利要求1至7中的任一项所述的估算方法，其中，确定电阻（RdsOn）的步骤包括根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M帕雷特，
申请(专利权)人：法国大陆汽车公司，大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR