[发明专利]用于电动助力转向的故障容错场定向控制

说明书

监测电动马达操作的控制系统包括多个位置传感器，间接位置估计模块和错误监测模块。错误监测模块比较多个位置传感器的测量位置与传感器位置估计模块的估计位置，基于比较检测至少一个位置传感器的失灵；计算一个位置传感器的测量位置与另一个位置传感器的测量位置的差，基于差使间接位置估计模块启动马达位置估计。

技术领域

本发明涉及用于电动助力转向的故障容错场定向控制。

背景技术

电动助力转向(EPS)系统利用诸如永磁同步电机(PMSM)的电动马达来为驾驶员提供转向辅助。一种控制技术被称为场定向控制(Field Oriented Control，FOC)，其允许正弦三相马达电压和电流信号被变换为基于同步旋转参考系(通常称为直接正交(DQ)参考系)的信号，其中马达电压和电流成为直流(DC)量。DQ参考系变换需要机器的位置信息，这通常通过使用物理位置传感器来获得。作为一种替代方案，无传感器控制(SC)指的是在没有物理位置传感器的情况下控制马达的控制方案。与基于传感器的FOC方案相比，SC-FOC方案采用观测器或估计器来获得机器的位置，但是总体控制体系结构类似于基于传感器的FOC方案。

发明内容

在本发明的一个实施例中，用于监测电动马达的操作的控制系统包括被配置为测量电动马达的位置的多个位置传感器，被配置为间接估计马达的位置的间接位置估计模块和错误监测模块。所述错误监测模块被配置为执行以下中的至少一个：将来自所述多个位置传感器的测量位置与来自所述传感器位置估计模块的估计位置进行比较，并且基于比较检测所述一个或多个位置传感器中的至少一个的失灵；以及计算来自所述多个位置传感器中的一个位置传感器的测量位置与来自所述多个位置传感器中的另一个位置传感器的测量位置之间的差值，并且基于所述差值使得所述间接位置估计模块启动对所述马达的位置的估计。

在本发明的另一个实施例中，一种监测电动马达的操作的方法包括在场定向控制(FOC)操作模式期间通过多个位置传感器测量电动马达的位置。该方法还包括通过错误监测模块计算来自多个位置传感器中的一个的测量位置与来自多个位置传感器中的另一个的测量位置之间的差值，并且基于差值超过选定阈值使得间接位置估计模块启动对马达位置的间接估计。

从以下结合附图的描述中，这些和其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别指出并清楚地要求保护。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，其中：

图1是根据本公开的一个实施例的包括容错场定向控制系统的转向系统的功能框图；

图2是用于电动马达的场定向控制(FOC)系统的功能框图；

图3是根据本公开的一个实施例的位置错误监测和触发系统；

图4描绘了用于间接估计马达位置的观测器的示例；

图5描绘了位置错误监测和触发系统的示例；

图6描绘了根据本公开的一个实施例的时间不变检测器；

图7描绘了根据本公开的一个实施例的时变检测器；

图8是示出用于在物理位置传感器失灵之后继续操作电动马达控制系统的系统和方法的方面的功能框图；以及

图9描绘了根据本公开的一个实施例的方法。

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。应该理解的是，在整个附图中，对应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。