CN104802849A

CN104802849A - 用于控制电机的装置和方法

Info

Publication number: CN104802849A
Application number: CN201510081801.XA
Authority: CN
Inventors: 崔基英
Original assignee: LS Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-07-29
Also published as: EP2903151B1; JP6027152B2; JP2015139368A; EP2903151A1; ES2806555T3; US20150214881A1; KR20150088541A; US9705444B2; KR101840084B1

Abstract

本发明提供了一种用于控制电机的装置。该装置包括：逆变器，其为电机提供电流；电流传感器，其感测从所述逆变器提供给所述电机的电流；以及控制单元，其使电流能够从所述逆变器提供给所述电机，在多个时间获取由所述电流传感器感测的第一偏移值和第二偏移值，比较获取的多个偏移值，并根据偏移值的比较结果将所述第一偏移值更新为所述第二偏移值。

Description

用于控制电机的装置和方法

技术领域

本公开涉及一种用于控制电机的装置和方法。

背景技术

通常，汽车中使用液能转向装置或电能转向装置(EPS)，其中液能转向装置使用液压泵的油压，电能转向装置(EPS)使用电机。

由于作为电源而参与到动力中的液压泵是由发动机驱动的，因此不管转向轮的旋转，液能转向装置总是消耗能量。

然而，在EPS的情况中，当转向轮旋转时，用电能驱动的电机提供转向助力并因此产生转矩。

因此，当使用EPS时，与液能转向装置相比，可提高能量效率。

EPS使用产生的转矩、车辆速度、或者转向角度来识别驾驶员的转向意图以及车辆的操作位置，通过考虑它们来产生转向助力，然后将该力传送到驾驶杆、齿条、齿条-齿轮，从而使驾驶员能更安全地驾驶。

EPS可由电子控制单元(ECU)控制。

ECU检查电机中流动的电流以精确地控制由转向装置驱动的电机，并计算电机中产生的转矩和由于该转矩引起的脉动，即，转矩脉动。该转矩脉动是由以下因素产生的：在被电流传感器检测到的电流所流动的路径中的误差、施加至电流传感器的电压中的误差，或者电流传感器自身的DC偏移，由此，其限制在于降低了电机的控制性能。

DC偏移是用于操作电流传感器的小量的DC电流。为了使电流传感器测量电机中流动的电流，需要小量的电流来操作电流传感器。电流传感器的电流输出是被实际发现在电机中流动的电流与操作电流传感器所需的小量的电流的和。在这种情况下，将被测量的实际在电机中流动的电流值由于该小量的电流而失真。

图1是示出了典型的电机控制装置如何施加DC偏移的流程图。

参考图1，用于操作电机的ECU在步骤S10被初始化，电流传感器在步骤S20测量每相中流动的电流偏移值。

当电流偏移值的测量完成时，施加电流偏移值，使得在步骤S30执行ECU的用于操作电机的操作模式。PWM的施加，即，电机的操作状态不断在ECU的操作期间被检查，当电机未处于操作状态时，预先测量的偏移值被重新测量。而且，在步骤S50，不管偏移值的变化，电机根据ECU的驱动模式连续操作。

因此，当电机连续操作时，ECU难以测量新的偏移值，即使在偏移值变化之后，ECU不会使用新的偏移值进行补偿操作。因此，当ECU控制电机时，其连续操作电机而不补偿偏移。

发明内容

实施例提供了用于控制电机的装置和方法，其感测施加至电机的电流的偏移，并执行相应的补偿。

在一个实施例中，一种用于控制电机的装置包括：逆变器，其为电机提供电流；电流传感器，其感测从所述逆变器提供给所述电机的电流；以及控制单元，其使电流从所述逆变器提供给所述电机，在多个时间获取由电流传感器感测的第一偏移值和第二偏移值，比较获取的多个偏移值，并根据偏移值的比较结果将所述第一偏移值更新为所述第二偏移值。

结合附图和下面的说明阐明一个或多个实施例的细节。根据说明和附图及权利要求，其它特征也将是显而易见的。

附图说明

图1是典型的电机控制装置的操作流程图。

图2是实施例应用的电机控制装置的框图。

图3是根据实施例的电机控制操作的流程图。

具体实施方式

现在，将详细参照本公开的实施例，其实例在附图中示出。

图2是实施例应用的电机控制装置的框图。

参见图2，根据实施例的电机控制装置100包括逆变器110，电流传感器120，感测单元130，和控制单元140。

控制单元140被连接到转矩传感器(未示出)，其接收来自转矩传感器的电信号以检查产生的转矩，并根据该产生的转矩计算控制电流，从而控制逆变器110，使得对应于控制电流的供应电流被逆变器110提供给电机M。

根据实施例的控制单元140可存储实时补偿a-相电流传感器121和b-相电流传感器122的DC偏移的算法，其中a-相电流传感器121和b-相电流传感器122附接到逆变器110和电机M之间的导线。

而且，当没有执行对电机M的电流控制时，控制单元140可使用每个电流传感器120来测量a-相电流值和b-相电流值，并基于每相的电流值计算并存储每相的DC偏移，然后，当执行对电机M的电流控制时更新偏移。该偏移是从由每相的电流值乘以每相的电流传感器的等效电阻而获得的电压中减去参考电压而获得的电压。

尤其，根据实施例的控制单元140可包括存储器，其用来存储参考偏移值、测量的偏移值和更新的偏移值。该存储器(未示出)可集成于控制单元140中或者与控制单元140分离。

逆变器110是一个电源装置，其将直流转变成交流，以将电能提供给电机M。可基于控制单元140的控制将电流提供给电机M。即，当从控制单元140接收到控制电流时，逆变器110根据控制电流切换开关元件，以改变提供给电机M的电流，从而控制电机M的操作。

电流传感器120可被附接到逆变器的至少两条导线。例如，根据实施例的电流传感器120包括a-相电流传感器121和b-相电流传感器122。电流传感器120可感测每相的电流值。

感测单元130可感测从a至c相的至少两相获得的感测电流值，并将它们输出到控制单元140。

在下面，基于图1的结构，详细描述了电机控制装置的操作。

图3是根据实施例的电机控制操作的流程图。

参见图3，在步骤S302，根据实施例的电机控制装置100的控制单元140可执行用于操作电机的初始化操作模式。初始化操作模式可以是用于操作电机的初始化状态或者是先前状态。

在这种情况下，感测单元130可从a-相电流传感器121和b-相电流传感器122获得偏移值，而不执行电机M的电流控制，以基于控制单元140的控制来测量每相的电流值。

即，在电机M未操作的停止状态中感测的电流值为零，在这种情况下，电流传感器121和122感测的电流可以是偏移值。

在步骤S306，控制单元140可判定测量的偏移值(第一偏移值)是否在正常偏移值(下文称为参考偏移值)范围内。即，控制单元140可以为测量的偏移值固定参考偏移值(的范围)，并且在步骤S308，当测量的偏移值不在参考偏移值范围内时，认为是偏移误差。在步骤S310，当测量的偏移值在参考偏移值范围内时，控制单元140可以补偿测量的偏移值，并执行电机控制以控制施加至电机M的电流。

测量的偏移值可被存储在存储器(未示出)中。

在步骤S312，控制单元140可以在电机M操作期间始终地检查(等待)电机的操作状态，并判定电机M是否处于停止状态(非操作模式)。

在步骤S314，当电机M处于非操作模式时，控制单元140可以重新测量偏移值。当电机M在非操作模式时，即，当施加的电流为零时，控制单元140重新测量偏移。

在步骤S316，控制单元140可以判定重新测量的电流值，即偏移值(第二偏移值)是否在参考偏移值的预设范围内。

当重新测量的偏移值在参考偏移值的范围内时，控制单元140可基于下面的公式1将其与先前测量的偏移值(电流偏移值)进行比较：

<等式1>

|Sn-Sc|≥v，

其中，Sn是重新测量的偏移值，Sc是先前测量的偏移值(电流偏移值)，v是偏移值的有效参考值。

在步骤S316，控制单元140可以计算重新测量的偏移值sn与电流偏移值Sc之间的差值，并判定计算结果是否等于或大于偏移值的有效参考值。即，当重新测量的偏移值sn与电流偏移值Sc不在有效参考值范围内时，控制单元140可以判定重新测量的偏移值sn不是有效的。在这种情况下，电流偏移值Sc不被更新为重新测量的偏移值。

当电机在非操作模式时，控制单元140可使用电流偏移值Sc进行电机的控制，重新测量偏移值特定次数，并判定有效性。在这种情况下，当特定次数或更多次确认偏移值不是有效的时，可停止对电机的控制(关闭电机)，并发出关于偏移值误差的警报。

相反，在步骤S320，当重新测量的偏移值sn与电流偏移值Sc在参考值v的有效范围内时，能够将电流偏移值更新为重新测量的偏移值sn，并补偿电机控制所需的电流。

上述描述仅仅是本发明的技术精神的实例，因此，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可实施各种修改和变化。

因此，此处公开的实施例不是旨在限制，而是描述本发明的技术精神，本发明的技术精神的范围不仅限于这些实施例。

本发明的范围由所附权利要求限定，等价范围内的所有技术精神被解释为包括在本发明的权利范围内。

该说明书中的任何语句“一个实施例”、“实施例”、“实例实施例”等表示结合该实施例描述的特定特征、结构、或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中不同地方出现的这种语句不是必须都指代相同的实施例。进一步，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其他实施例对这种特征、结构或特性的影响是在本领域技术人员的范围内的。

虽然已经参考大量说明性实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域技术人员可设计出大量其他改进和实施例，它们将落在本公开的原理的精神和范围内。尤其，在本公开、附图和所附权利要求的范围内的组件部分和/或主题结合布置的配置中的各种变化和改进是可能的。除了组件部分和/或配置中的变化和改进之外，所使用的替代物对本领域技术人员也是显而易见的。

Claims

1.一种用于控制电机的装置，所述装置包括：

逆变器，其为电机提供电流；

电流传感器，其感测从所述逆变器提供给所述电机的电流；以及

控制单元，其使电流能够从所述逆变器提供给所述电机，在多个时间获取由电流传感器感测的第一偏移值和第二偏移值，比较获取的多个偏移值，并根据偏移值的比较结果将所述第一偏移值更新为所述第二偏移值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中在多个时间由控制单元获取的所述第一偏移值和所述第二偏移值分别是在所述电机不操作的每个非操作模式下测量的偏移值。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元判定由所述电流传感器获取的所述第二偏移值是否在参考偏移值的范围内，并且当所述第二偏移值超出参考偏移值的范围时，发出关于偏移误差的警报。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元比较所述第一偏移值和所述第二偏移值，并且当所述第一偏移值和所述第二偏移值之间的差值小于有效参考值时，将所述第一偏移值更新为所述第二偏移值。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述控制单元基于通过更新获取的所述第二偏移值来补偿施加至所述电机的电流值。

6.根据权利要求4所述的装置，其中当所述第一偏移值和所述第二偏移值之间的差值等于或大于有效参考值时，所述控制单元不将所述第一偏移值更新为所述第二偏移值，而是重新测量特定次数的偏移值。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制单元将测量的偏移值作为所述第二偏移值，当通过重新测量而获取的所述第二偏移值和所述第一偏移值之间的差值等于或大于有效参考值时，所述控制单元关闭电机，并发出关于偏移误差的警报。

8.根据权利要求1所述的装置，其中控制单元进一步包括存储器，其存储所述第一偏移值和所述第二偏移值。

9.根据权利要求1所述的装置，进一步包括感测单元，其感测来自所述电流传感器的输出值，其中所述感测单元将来自电流传感器的输出值提供给控制单元。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述感测单元感测从所述逆变器向所述电机提供的电流的a至c相中的至少两相获取的电流值。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元被连接到电能转向装置(EPS)的转矩传感器。