[发明专利]控制系统以及控制电动马达的方法

说明书

本公开涉及马达控制系统中的延迟补偿用的电流预测，能够补偿马达控制期间的测量延迟。控制系统的一个实施例包括脉冲调制模块，配置为生成控制电动马达的电压施加的调制信号，所述调制信号具有对应于一个控制周期的一系列的一个或多个连续脉冲。所述系统还包括电流预测模块，配置为从所述电动马达接收采样电流值，所述采样电流值是在第一控制周期n期间的采样时间采集的，基于所述采样电流值和在所述第一控制周期n期间施加到所述马达的电压来预测与紧随其后的控制周期n+1有关的随后时间的电流值，并将所预测的电流值输出到所述脉冲调制模块。所述系统还包括转换器模块，配置为接收所述调制信号，并且基于所述调制信号将电压信号输出到所述马达。

技术领域

本发明涉及用于控制或管理数字控制系统的方法和系统，更具体地涉及用于补偿在电动马达控制期间执行的传感器测量中的测量延迟的方法和系统。

背景技术

车辆中的电动助力转向(EPS)系统使用连接到转向齿轮或转向柱的电动马达，其被电子控制以提供转矩以帮助驾驶员让车辆转向。EPS系统通常包括电动马达和控制器，控制器接收来自转矩传感器的转向转矩信息，并且控制马达例如通过将转矩施加到转向柱以将辅助转矩传递到车轮。一种类型的马达是永磁(PM)无刷马达。

控制器通常通过为每个马达相位生成占空比(duty cycle)信号来控制EPS马达，例如使用脉冲宽度调制(PWM)，其用于向马达提供相位电压信号。例如，控制器接收马达的测量结果，例如马达位置和马达电流，用于调节占空比信号。这样的测量中的延迟会导致误差和降低马达控制系统的稳定性。

发明内容

控制系统的实施例包括：电流命令模块，配置为接收转矩命令并输出电流命令，以及脉冲调制模块，配置为基于电流命令生成调制信号，所述调制信号控制对电动马达的电压施加，调制信号具有一系列连续的脉冲，一个或多个连续的脉冲对应于控制周期。该系统还包括电流预测模块，配置为从电动马达接收采样电流值，所述采样电流值是在第一控制周期n期间的采样时间采集的，电流预测模块基于所述采样电流值和在第一控制周期n期间施加到马达的电压来预测与紧随其后的控制周期n+1有关的随后时间的电流值，并将预测电流值输出到脉冲调制模块，所述脉冲调制模块配置为基于预测电流值来控制调制信号。该系统还包括转换器模块，配置为接收对于控制周期n+1的调制信号，并且基于调制信号针对控制周期n+1将电压信号输出到马达。

控制电动马达的方法的一个实施例包括通过电流命令模块接收转矩命令并输出电流命令，并且通过脉冲调制模块基于电流命令生成调制信号，调制信号控制对电动马达的电压施加，所述调制信号具有一系列连续的脉冲，一个或多个连续的脉冲对应于一个控制周期。该方法还包括通过电流预测模块从电动马达接收采样电流值，采样电流值是在第一控制周期n期间的采样时间取得的，基于采样电流值和在第一控制周期n期间施加到马达的电压来预测与紧跟其后的控制周期n+1相关的随后时间的电流值，基于预测电流值来控制调制信号，并且基于调制信号针对控制周期n+1将电压信号输出到马达。

从以下结合附图的描述中，这些和其它优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书所附的权利要求书中特别指出并明确地要求保护被认为是本发明的主题。从以下结合附图的详细描述中，本发明的前述和其它特征以及优点是显而易见的，在附图中：

图1是示出根据本发明的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是示出根据本发明的实施例的马达控制系统的组件、模块和功能的示意图；

图3是示出对应于脉冲调制信号的示例的控制周期的时序图；

图4是示出对应于脉冲调制信号的示例的控制周期的时序图；

图5是示出对应于脉冲调制信号的示例的控制周期的时序图；以及

图6示出了调制信号的一部分的示例以及基于电流的斜率来预测电流值的方法的实施例的方案。