[发明专利]电流估算

说明书

本发明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。

技术领域

本发明总体上涉及电动马达控制领域。本发明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。

背景技术

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Puise Width Modulated（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GDU 5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。