CN106199419A - 用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，包括：对车辆采取紧急制动的步骤；检测在紧急制动的所述步骤下以超过电流测定范围的电流工作的电机的各相中至少两个相的电流值的步骤；比较检测的所述步骤中检测的电流值与临界值的步骤；比较的所述步骤中判断出检测到的所述电流值中的一个电流值在所述临界值以上时，去除在所述临界值以上的电流值，并从预先定义的查找表获取所述电机的其余一个相的电流值的步骤；以及利用通过比较的所述步骤中检测到的小于所述临界值的电流值与通过获取的所述步骤获取的电流值确定去除的所述电流值的步骤。本发明能够提高电子制动系统的制动性能。

Description

用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法
技术领域
本发明涉及三相电机控制方法，尤其涉及一种用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法。
背景技术
通常，车辆用制动装置通过刹车片从两侧压迫随车轮旋转的圆盘形制动盘，利用所产生的摩擦力制动车辆。这种情况下，一般通过液压装置给车轮提供的压力产生所需制动力，而目前又开发出了一种通过电机的旋转力产生制动力的电子制动装置。
电子制动装置因电机响应速度快，能够通过电流传感器准确获知电机的扭矩，因此能够控制各车轮的制动力，并且适用于防抱死系统(Anti-lock Brake System；ABS)、牵引力控制系统(Traction controlSystem；TCS)、车辆稳定控制系统(Electronic Stability Program；ESP)时准确度高，因此这方面的技术开发非常普遍。
这种电子制动装置采用三相绕组永磁同步电机的情况下，需要通过检测三个相的电流控制三相电机。可以通过基尔霍夫电流公式和两个一般电流传感器检测三相电流。即，通过两个电流传感器检测两个相的电流，并通过计算方式获得另一个相的电流。由于受到电流传感器容量(例如150A)的限制，因此电流传感器对三相电机中一个相的电流的检测范围有限。例如三相电机中一个相的电流为150A以上，此时电流传感器对电流值为150A以上的电流进行检测得到的结果均为150A，即检测结果为饱和电流值。因此，电子制动装置只能在-150A至150A电流范围内进行控制，当施加到三相电机的电流超过电流范围时电流传感器输出值饱和，因此电子制动装置无法正常控制三相电机。
现有韩国公开专利第2012-0003529号公开了一种汽车电子制动装置控制方法，其特征在于为了最小化由于电子制动装置的工作而发生的噪音，当车辆处于无需快速制动响应的状态时将电子制动装置的工作速度限制在预定值以下，以最小化电子制动装置工作时发生的噪音。这种现有技术与发生紧急制动时感测放大电流并控制三相电机的本发明相比，其目的及效果均有差异。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用三相电机的电子制动系统因发生紧急制动等高速控制时短暂造成三相电机的电流达到电流传感器的电流检测范围以上的情况下，能够根据三相电机的电角度检测三相电机各相的电流的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法。
技术方案
为达成上述目的，根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法包括：对车辆采取紧急制动的步骤；检测在紧急制动的所述步骤下以超过电流测定范围的电流工作的电机的各相中至少两个相的电流值的步骤；比较检测的所述步骤中检测的电流值与临界值的步骤；比较的所述步骤中判断出检测到的所述电流值中的一个电流值在所述临界值以上时，去除在所述临界值以上的电流值，并从预先定义的查找表获取所述电机的其余一个相的电流值的步骤；以及利用通过比较的所述步骤中检测到的小于所述临界值的电流值与通过获取的所述步骤获取的电流值确定的步骤。
本发明的特征在于确定的所述步骤具体是，根据基尔霍夫电流定律确定去除的所述电流值。
本发明的特征在于还包括：比较的所述步骤中判断出检测到的所述电流值均为所述临界值以上的情况下，在检测到的所述电流值上分别加上之前周期的电流值的平均值，并将所述电机的其余一个相的电流值设为0的步骤。
本发明的特征在于还包括：在判断出检测的所述步骤中检测到的电流值均小于临界值的情况下，根据基尔霍夫电流定律确定所述三相电机的其余一个相的电流值的步骤。
本发明的特征在于检测的所述步骤具体是，根据所述电机的转子的电角度检测所述电机的各相的电流值。
本发明的特征在于所述查找表具有根据所述电机的转子的电角度预先定义的所述电机的各相的电流值。
本发明的特征在于还包括：检查所述三相电机的电流与压力的错误的步骤。
本发明的特征在于所述超过电流测定范围的电流是在紧急制动的所述步骤中通过用户所要求的制动力生成的，无法通过检测所述电流的电流传感器检测到。
技术效果
根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，能够在紧急制动等需要快速响应的区间通过更高电流短暂控制三相电机，因此能够提高电子制动系统的制动性能。
并且，只需简单变更软件即可检测超出电流传感器的可检测范围的电流，并且能够用该电流控制三相电机，因此还能够带来经济方面的益处。
附图说明
图1为概括显示根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法的流程图；
图2A及图2B为显示根据本发明实施例的对应于制动状况的三相电机的电流的示意图；
图3A至图3F为显示根据本发明实施例的对应于电机转换的电流的示意图；
图4为概括显示根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测装置的框图。
附图标记说明
410：制动器行程传感器 420：电子制动控制单元
421：电流传感器 422：压力传感器
423：查找表 424：编码器及霍尔传感器
430：三相电机 440：制动器
具体实施方式
通过参照示出本发明优选实施例的附图及附图中所记载的内容，能够充分理解本发明及本发明工作上的有益效果及本发明实施例所达到的目的。
以下通过参照附图说明本发明的优选实施例来详细说明本发明。但是本发明可以通过多种不同的形态实现，不限于所说明的实施例。并且，为了明确说明本发明而省略与说明无关的部分，附图中相同的附图标记表示相同的构件。
说明书全文提到某一部分“包括”某构成要素时，在没有特殊相反记载的情况下不排除其他构成要素，而是表示还可以包括其他构成要素。并且，说明书中记载的“…部”、“…器”、“模块”、“块”等术语表示处理至少一种功能或动作的单元，可以通过硬件或软件又或结合硬件及软件实现。
图1为概括显示根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法的流程图，图2A及图2B为显示根据本发明实施例的对应于制动状况的三相电机的电流的示意图，图3A至图3F为显示根据本发明实施例的对应于电机转换的电流的示意图，图4为概括显示根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测装置的框图。
以下参照图1至图4说明根据本发明实施例的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法。首先，用户因需要紧急制动而紧急踩制动踏板的情况下，电子制动控制单元420可以通过制动器行程传感器(Brake Travel Sensor)410获得用户所要求的制动力。其中，在步骤S101中，制动器行程传感器410将用户所要求的制动力转换(生成)为压力值并发送到电子制动控制单元420。
在步骤S103中，电子制动控制单元420接收到压力值时可以根据紧急制动检测算法比较基准压力值与从制动器行程传感器410接收的压力值并根据比较结果判断是否为紧急制动状态。其中，可以根据发生紧急状况时用户识别该状况并紧急踩制动踏板的速度及压力设定基准压力值。上述基准压力值包含用于应对用户未充分踩制动踏板的情况的辅助压力值。
上述电子制动控制单元420通过比较从制动器行程传感器410获取的压力值与基准压力值判断出不是紧急制动状态的情况下，可以按照一般车辆制动模式(额定电流控制)进行控制。
并且，电子制动控制单元430通过比较从制动器行程传感器410获取的压力值与基准压力值判断出是紧急制动时，可以在步骤S105中将压力值提高预定水平以上生成目标压力值。在此，生成目标压力值的目的在于遇到紧急制动状态时使车辆暂时快速停止。
之后在步骤S107中，电子制动控制单元420控制制动器440的压力使得能够达到目标压力值。其中，电子制动控制单元420向三相电机430输出对应于目标压力值的电流，利用通过电流产生的三相电机430的旋转力控制制动器440的压力使得达到目标压力值。其中，对应于目标压力值的电流是不损坏电流传感器的元件的范围内的电流，电流传感器实际能够承受的电流都有上限值，因此优选的是将不损坏电流传感器的元件的范围内的电流作为可最大放大电流。
之后在步骤S109中，电子制动控制单元430为通过控制三相电机的电流控制三相电机的扭矩。其中，电子制动控制单元420可以检测三相电机各相的电流值并利用检测的电流值控制三相电机的电流。在此，电机的三个相采用Y型连线，一个相的电流分流到其余两个相或两个相的电流汇流到一个相，这是以下说明的基尔霍夫电流定律的基础。
其中，为了使三相电机430持续旋转且不发生不规则旋转，电子制动控制单元420应检测转子的电旋转角度(电角度)的位置并需要施加与该位置相匹配的电流。在此，可以通过霍尔传感器(Hall Sensor)及编码器(Encoder)获取转子的位置。霍尔传感器可以获取转子的绝对位置范围，但分解性低，编码器的分解性高，但是无法获取转子的初始绝对位置。因此，优选的是通过霍尔传感器与编码器的组合获取转子的位置。
以下说明如何检测根据本发明实施例的检测三相电机的电流值。首先，紧急制动状态为开启(On)状态时，编码器及霍尔传感器424感测三相电机430的电角度。编码器及霍尔传感器424在制动器440的压力准确收敛到之前生成的目标压力值并稳定时，可以测定对应于0～360度整个范围的电角度的值。其中，三相电机430的电角度是指三相电机转子的电角度。
电流传感器421从三相电机430的至少两个相检测对应于三相电机430的电角度的位置的电流值。以图2B与图3A为例，三相电机430的对应于电角度30度的位置的A相、B相、C相电流值分别为100A、-200A、100A。其中，负值表示电流的方向。电流传感器A与电流传感器B位于A相与B相，可以分别从各相检测电流值。但是，根据本发明实施例的电流传感器A与电流传感器B的检测范围被设定为-150A至150A，因此检测不到B相的电流值-200A。故B相电流值被检测成临界值-150A，因此电子制动控制单元420检测不到上述放大的电流值，无法正常控制三相电机。为防止这种问题，根据本发明实施例的方法在控制三相电机时不使用检测结果相当于临界值-150A的B相电流值。
电子制动控制单元420比较从三相电机的A相及B相检测到的电流值与临界值，在从B相检测到的电流值为临界值以上的情况下，从预先定义的查找表423获取三相电机430的其余一个相即C相的电流值，根据该电流值确定电流值为临界值以上的B相电流值。其中，预先定义的查找表423具有根据三相电机A、B、C相的百分比计算的对应于各电角度的电流值。存储器存储该查找表。
可以根据基尔霍夫电流定律确定B相的电流值，例如A相的电流值为100A、C相的电流值为100A，则B相的电流值可以是使所有相的电流值之和为0的电流值-200A。
相反，参照图2B及图3C，图3C显示三相电机430的电角度为150度时的电流，此时的电流传感器A与电流传感器B能够检测出在正常电流检测范围内的电流值100A。电子制动控制单元420通过比较从A相与B相检测的电流值与临界值判断出从A相与B相检测到的电流值均小于临界值的情况下，可以根据基尔霍夫电流定律确定C相的电流值。由于A相与B相的电流值之和为200A，因此将C相的电流值确定为-200A，电子制动控制单元420可以如上获取三相电机的所有相的电流值。
以图2B为例，电子制动控制单元420通过比较从三相电机的A相与B相检测到的电流值与临界值判断出从A相与B相检测到的电流值均为临界值以上的情况下，可以分别在检测到的A相与B相的电流值上加之前周期的电流值的平均值，并强制将其余一个C相的电流值设为0。此时，C相的电角度也被强制设成60度。
根据另一个实施例，电子制动控制单元420在从三相电机的A相与B相检测到的电流值位于所述电机转子的电角度范围中预先定义的盲区(dead zone)(图2B中的45度至60度及225度至240度之间)内时，即使从三相电机的A相与B相检测到的电流值在临界值以上也不予以忽略，而是分别在从A相与B相检测到的电流值上相加之前周期的电流值的平均值，并将三相电机的其余一个C相的电流值设为0，如上获取所有相的电流值。
在步骤S111中，电子制动控制单元420可以在放大电流模式利用如上检测的电流值控制三相电机直至车辆停止。
上述电子制动控制单元420在以放大电流模式工作的过程中必须确认电流及压力错误。其目的在于防止因电流传感器421故障而造成检测错误。其中，可以通过三相电机生成的压力、制动器行程传感器410的压力值及三相电机的电角度确认电流传感器421是否发生故障。
检查三相电机的电流错误的步骤S113及检查三相电机的压力错误的步骤S115是确认对应于目标压力值的电流值与从三相电机检测的电流值的差值是否为0，确认目标压力值与三相电机的压力值的差值是否为0。
本发明的方法可通过计算机可读存储介质上的编码实现。计算机可读存储介质包括存储有计算机系统可读数据的任意种类的存储介质。存储介质例如可以是ROM、RAM、CD-ROM、磁盘、软盘、光盘等，另外也可以采用载波(例如通过因特网传输)实现。并且，计算机可读存储介质可以分散在通过网络连接的计算机网络上，以分散方式存储和执行计算机可读编码。
本发明参照附图所示实施例进行了说明，但这只是举例说明，本发明所属领域的普通技术人员可在此基础上做多种变更，得到其他等同实施例。
因此，本发明的真正技术保护范围以本发明所记载的技术方案为准。

Claims (8)

1.一种用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于，包括：
对车辆采取紧急制动的步骤；
检测在紧急制动的所述步骤下以超过电流测定范围的电流工作的电机的各相中至少两个相的电流值的步骤；
比较检测的所述步骤中检测的电流值与临界值的步骤；
比较的所述步骤中判断出检测到的所述电流值中的一个电流值在所述临界值以上时，去除在所述临界值以上的电流值，并从预先定义的查找表获取所述电机的其余一个相的电流值的步骤；以及
利用通过比较的所述步骤中检测到的小于所述临界值的电流值与通过获取的所述步骤获取的电流值确定去除的所述电流值的步骤。
2.根据权利要求1所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于：
确定的所述步骤具体是，根据基尔霍夫电流定律确定去除的所述电流值。
3.根据权利要求1所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于，还包括：
比较的所述步骤中判断出检测到的所述电流值均为所述临界值以上的情况下，在检测到的所述电流值上分别加上之前周期的电流值的平均值，并将所述电机的其余一个相的电流值设为0的步骤。
4.根据权利要求3所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于，还包括：
在判断出检测的所述步骤中检测到的电流值均小于临界值的情况下，根据基尔霍夫电流定律确定所述三相电机的其余一个相的电流值的步骤。
5.根据权利要求1所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于：
检测的所述步骤具体是，根据所述电机的转子的电角度检测所述电机的各相的电流值。
6.根据权利要求5所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于：
所述查找表具有根据所述电机的转子的电角度预先定义的所述电机的各相的电流值。
7.根据权利要求1所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于，还包括：
检查所述三相电机的电流与压力的错误的步骤。
8.根据权利要求1所述的用于发生紧急制动时控制三相电机的放大电流检测方法，其特征在于：
所述超过电流测定范围的电流是在紧急制动的所述步骤中通过用户所要求的制动力生成的，无法通过检测所述电流的电流传感器检测到。
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