CN109560731B - Dc电机的再生电流限制 - Google Patents

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Abstract

针对控制系统描述了技术方案，该控制系统包括：电流指令模块，被配置为接收转矩指令并输出用于控制直流(DC)马达的电流指令；以及再生电流限制模块，被配置为接收再生电流限制作为输入并基于再生电流限制主动计算马达电流限制，再生电流限制模块被配置为基于马达电流限制来限制电流指令。

Description

DC电机的再生电流限制
技术领域
本发明涉及用于控制或管理DC电机的方法和系统，并且更具体地涉及用于限制DC电机，尤其是永磁DC(PMDC)电机的再生电流的方法和系统。
背景技术
电动助力转向(EPS)系统使用电动马达作为致动器，以在驾驶车辆和/或提供车辆控制时向驾驶员提供辅助。有刷DC电机由于低成本应用和平台广泛用于电动助力转向(EPS)行业。采用这种机器的电驱动系统需要较少的传感器和低成本的电子电路，并且能够在整个操作空间内提供良好的性能。
为了保护马达控制系统的电压源(例如，汽车电池)，通常施加电压与电源电流限制。另外，可以提供回电池的最大供电电流，即再生电流，也受到限制。这可以是离线校准的表格或发送到马达控制系统的在线限制的形式。考虑到这种电源电流限制和再生电流限制，必须修改马达电流指令，以确保系统不会以降低的转矩能力为代价而吸收超过规定的电流，从而保护电压源。
发明内容
根据一个或多个实施例，一种控制系统包括：电流指令模块，被配置为接收转矩指令并输出用于控制直流(DC)马达的电流指令；以及再生电流限制模块，被配置为接收再生电流限制作为输入并基于再生电流限制主动计算马达电流限制，再生电流限制模块被配置为基于基于再生电流限制的马达电流限制来限制马达电流指令。
根据一个或多个实施例，一种用于控制直流(DC)马达的方法包括：接收转矩指令并且输出用于控制DC马达的电流指令。所述方法还包括接收再生电流限制作为输入。所述方法还包括通过再生电流限制模块基于再生电流限制主动计算马达电流限制。所述方法还包括基于马达电流限制来限制马达电流指令。
根据一个或多个实施例，一种电动助力转向系统包括：直流(DC)马达、接收转矩指令并且输出用于控制DC马达的电流指令的电流指令模块、以及再生电流限制模块。电流限制模块接收再生电流限制作为输入并且基于再生电流限制主动计算马达电流限制，并且进一步基于马达电流限制来限制马达电流指令。
从以下结合附图的描述，这些和其他优点和特征将变得更加清晰。
附图说明
在说明书结束处的权利要求中特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。通过以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点将变得清晰，其中：
图1是示出根据本发明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DC马达控制系统的组件、模块和功能的示意图；
图3描绘了可以由图2的马达控制系统执行的电流能力限制方法的各方面；以及
图4描绘了DC马达控制系统的功率流图的示例；
图5描绘了可以由马达控制系统执行的再生电流限制方法的各方面；
图6描绘了根据一个或多个实施例的再生电流限制值的示例曲线图；以及
图7描绘了根据一个或多个实施例的用于限制再生电流的示例系统。
图8描绘了根据一个或多个实施例的用于限制再生电流的示例系统。
图9描绘了根据一个或多个实施例的用于限制再生电流的示例系统。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
现在参考图1，其中将参考特定实施例描述本发明而不限制本发明，示出包括转向系统12(例如电动助力转向(EPS))和/或驾驶员辅助系统的车辆10的实施例。在各种实施例中，转向系统12包括联接到转向轴16的方向盘14。在所示的实施例中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其还包括联接到转向系统12的转向轴16和车辆10的拉杆20、22的转向辅助单元18。转向辅助单元18包括例如转向致动器马达19(例如，电动马达)和可以通过转向轴16联接到转向致动器马达和传动装置的齿条齿轮转向机构(未示出)。在操作期间，当车轮操作者转动方向盘14时，转向辅助单元18的马达提供帮助以移动拉杆20、22，拉杆20、22又分别移动分别联接到车辆10的道路轮28、30的转向节24、26。
致动器马达19是直流(DC)电机或马达。在一个实施例中，马达19是有刷DC马达。有刷DC马达包括定子和转子。定子包括电刷壳体，电刷壳体具有围绕换向器设置的多个周向隔开的电刷，每个电刷具有与换向器电接触的接触面。尽管这里描述的实施例应用于永磁有刷DC马达，但它们不限于此并且可以应用于任何合适的DC电机。
如图1所示，车辆10还包括各种传感器，其检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测状况。传感器基于可观测状况产生传感器信号。在所示的示例中，传感器31和32是轮速传感器，其分别感测车轮28和30的旋转速度。传感器31、32基于此产生轮速信号。在其他示例中，除了传感器31和32之外或者替代传感器31和32，可以提供其他轮速传感器。其他轮速传感器可以感测后轮34、36的旋转速度并基于此产生传感器信号。可以理解，可以使用感测车轮运动的其他车轮传感器，例如车轮位置传感器，来代替轮速传感器。在这种情况下，可以基于车轮传感器信号计算车轮速率和/或车辆速率或速度。在另一示例中，传感器33是转矩传感器，其感测置于方向盘14上的转矩。传感器33基于此产生转矩信号。其他传感器可包括用于检测转向致动器马达或与转向辅助单元18相关联的其他马达的位置(马达位置)和转速(马达速率或马达速度)的传感器。
控制模块40基于一个或多个传感器信号并且还基于本公开的转向控制系统和方法来控制转向系统12的操作。控制模块可以用作EPS系统的一部分以提供转向辅助转矩，和/或可以用作可以控制车辆转向(例如，用于停车辅助、紧急转向控制和/或自动或者半自动转向控制)的驾驶员辅助系统。
本文描述的实施例的各方面可以由任何合适的控制系统和/或处理设备执行，例如马达辅助单元18和/或控制模块40。在一个实施例中，控制模块40是或被包括为自动驾驶系统的一部分。
诸如控制模块40的处理或控制设备被配置为根据控制方法控制DC马达，诸如有刷DC马达(例如，马达19)。控制方法的各方面包括基于DC马达的操作条件和/或包括DC马达的系统(例如，EPS系统)的其他部件来执行用于主动限制再生电流消耗的算法。例如，为了保护马达控制系统的电压源，在EPS的情况下该电压源是汽车电池，通常施加电压与电源电流限制。另外，可以提供回电池的最大供电电流，即再生电流，也受到限制。这些限制可以以离线校准的表格的形式施加，或者在线确定，即基于以一个或多个控制信号的形式发送到马达控制系统的车辆操作条件动态地施加。给定再生电流限制，本文描述的技术方案修改马达电流指令以确保马达控制系统不向电源发送比指定更多的电流。在一个或多个示例中，这种限制是以降低转矩能力为代价的，从而保护电池。此外，在车辆的情况下，促进对再生电流的限制的马达控制系统使OEM能够管理来自从电源汲取电力的一个或多个车辆子系统的车辆动力流。因此，本文的技术方案有助于整合的主动电力管理功能，其可以确保用于所有操作条件下有刷DC电机的再生电流限制。电流限制可以是校准、连续变化的信号或其他信号(例如电池电压)的函数。
本文描述的技术方案有助于基于马达控制系统的操作条件主动限制提供回电压源的再生电流。通过求解电压回路的功率方程，将再生电流限制转换为等效马达电流限制曲线。由于由主动再生电流限制的独特挑战引起的数学复杂性，描述了确保限制算法的稳定操作的附加操作。用于约束再生电流的独立确定的马达电流限制可以与针对能力、外部马达电流以及供电电流限制计算的马达电流限制一起使用，以能够同时管理所有电力管理要求。此外，技术方案有助于限制用于简化的刷降模型的再生电流，这有利于降低实现吞吐量要求。
因此，在一个或多个示例中，通过求解由马达控制系统和DC马达限定的电压回路的功率方程，将再生电流限制转换为等效马达电流限制值或曲线。此后，使用用于马达电流限制的算法额外地对系统施加马达电流限制。所述控制方法为主动电源电流限制提供了附加功能，该功能决定了马达电流限制，以确保满足电源电流限制。由该算法产生的马达电流限制可以作为目前用于DC电机的其他限制方案的附加限制。
现在参考图2，数据流程图示出了用于控制DC马达(例如有刷DC马达)的控制设备或系统50的示例性实施例。在一个实施例中，控制系统50是或包括EPS控制系统，例如图1的控制模块40。在各种实施例中，控制设备或系统(例如，模块40)可包括一个或多个子模块和数据存储。如本文所使用的，术语模块和子模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的组件。控制模块40的输入可以从诸如车辆10(图1)的传感器31、32、33(图1)的传感器生成，可以从车辆10(图1)内的其他控制模块(未示出)接收，可以被建模，和/或可以被预定义。
在图2的示例中，控制系统50包括各种模块或子模块，例如电流指令模块52，其接收转矩指令(Tc)并将电流指令(ir)输出到用于控制有刷DC马达56的电流的电流调节器54。电流指令模块52包括转矩包络限制模块58，其向电流指令计算模块60输出包络转矩指令(Tenv)。电流指令(ir)从电流指令模块52发送到电流调节器54，电流调节器54基于电流指令将电压施加到DC马达56。例如，电流调节器54使用电流指令产生电压指令(v)，该指令可以转换为脉冲宽度调制(PWM)信号，该信号通过诸如H桥的功率转换器传输到DC马达。电流测量模块62测量由DC马达56产生的电流，即马达电流(ia)，并将测量的电流值(im)输出到电流调节器54。
在一个实施例中，控制系统50包括电流能力限制器或电流能力限制模块64，其接收外部马达电流限制(ilim)以及其他信号，并基于电流限制ilim限制包络转矩指令。电流限制模块64可以连接到或包括进一步将包络转矩指令限制到马达56的能力极限的功能。
图3示出了电流能力限制模块64的一个实施例。在该实施例中，电流能力限制模块64接收来自电流指令计算模块60的电流指令(ir*)和外部提供的电流限制(ilim)，并且如框66所示，首先将电流限制为第一限制电流值(irext)(例如，经由作为电流能力限制模块64的一部分或连接到电流能力限制模块64的电流限制模块)。根据以下逻辑，电流指令(ir*)可以首先被限制为外部提供的限制(ilim)，在某些情况下可以是校准：
Figure BDA0001811664630000061
然后将限制电流值(irext)与DC电机或马达的能力曲线进行比较，并进一步限制，如框68所示，以确保控制系统50基于机器的操作条件确定最佳电流指令。注意，稳态电压-电流方程用于能力计算。
在一个实施例中，电流能力模块64(或其他合适的处理器)被配置为使用基于控制系统50和马达56的电特性计算的马达电流限制来进一步限制电流指令。当对系统50施加额外的电源电流限制时，可在线确定用以确保所提供的电源电流(IS)不超过规定限制的相应马达电流限制。用于有刷DC马达(例如，马达56)控制系统的马达控制系统(例如，系统50)的功率流在图4中示出。系统50和马达56限定包括电池两端电压和马达56两端电压的电压回路。
对于给定的电池电压(VBATT)和对系统50的电压输入(VECU)的测量，可以求解功率方程以获得马达电流限制。供电电流Is与再生电流IB如下相关。
Ib＝-Is
此外，考虑电池的电压电路模型可以在数学上表达如下。
VECu＝VBATT-RBHIs
其中RBH表示电池线束电阻。该系统的功率平衡方程可以写成如下。
Figure BDA0001811664630000071
其中Rc是控制器输入电阻，Pe是马达控制系统的(或由马达控制系统吸取的)电源输入。Pe的表达式可表示如下：
Figure BDA0001811664630000072
其中vm是马达电压，im是马达电流，Rm是马达电路的电阻(例如，包括马达56和电力转换器电路，未示出)，ωm是马达56的转速，并且νB是电刷压降(brush drop voltage)。Ke是马达电压或转矩常数。
在上述等式中，电刷压降(νB)是电流(im)的非线性函数，并在数学上表示如下：
Figure BDA0001811664630000081
其中V0和I0分别表示电刷压降和电流变量。因此，扩展的功率方程可以写成如下。
Figure BDA0001811664630000082
Figure BDA0001811664630000083
因此，给定再生电流限制(Iblim)，可以确定上述等式的根。如果最终的马达电流保持在最终的根内，则再生电流低于规定的限制。因此，确定以下函数的根，以确定再生电流限制。
Figure BDA0001811664630000084
可以看出，如果马达电流im和马达速度ωm具有相同的符号，则上述等式没有解。这意味着可以在不改变电流速度平面的象限I和III中的马达电流的情况下实现再生电流限制。因此，仅当操作区域在象限II和IV中时(这也仅在特定的预定区域中)，该方程才有解。
图5示出了根据一个或多个实施例的用于限制马达控制系统的再生电流限制的示例方法的流程图。所述方法包括确定用于启用再生电流限制的马达速度阈值，如框510所示。在一个或多个示例中，阈值可以是预先配置的值。所述方法还包括检查当前马达速度是否超过马达速度阈值，如框520所示。如果当前马达速度超过阈值，则启用再生电流限制的计算，如框530所示。或者，如果当前马达速度在阈值内，则不执行用于确定限制马达控制系统的再生电流的再生电流限制的计算，如框530所示。注意速度与阈值的比较有助于减少计算负担。替代地或另外地，可以计算基于再生电流的马达电流限制，当存在无解区域时，可以将马达电流限制设置为非常高的值，使得不发生原始马达电流指令的修改。
将计算出的基于再生电流限制的马达电流限制与基本马达电流进行比较，如框550所示。此外，将仲裁的马达电流指令发送到电流能力限制模块64，其为电流调节器54产生电流指令ir。
应当注意，在一个或多个示例中，所述方法包括计算期望的马达电流限制值，而与马达速度无关(例如，通过设置值来仲裁电流指令限制，以在马达速度在阈值内时有效地禁用再生电流限制结果)。
图6描绘了通过在多个示例场景中求解最终马达电流指令f(im)＝0而获得的基于再生电流限制的马达电流限制值的示例曲线图。应当注意，所描绘的曲线图是示例，并且在一个或多个示例中，利用马达控制系统的变化的操作设置和/或参数，解可以与所描绘的不同。在图6中，曲线图610示出了针对多个再生电流限制值的f(im)＝0对ωm的解。较大的曲线对应于较小的Iblim值。如610中的曲线图所示，仅在特定马达速度阈值ωm0之上确定f(im)＝0的解。
此外，曲线图620描绘了在多个马达速度下针对给定Iblim的f(im)对im的曲线图(仅在图示中考虑象限2)。可以看出，仅对于某些电流值，高于速度阈值，f(im)是负的。例如，在620中的曲线图中，f(im)＝0在阈值马达速度ωm0处仅具有一个有效根。因此，首先计算ωm0的值并将其与马达56的操作速度ωm进行比较，以便确定是否要进行任何限制。或者，在一个或多个示例中，可以在im值的整个范围的运行速度ωm处计算f(im,ωm)的值，并且如果结果总是正的，则不执行进一步的计算，从而不执行进一步的限制。
尽管上述解决方案通过限制再生电流来改善马达控制系统的性能，但是获得上述等式的精确解的计算可能在计算上是复杂的，并且在一个或多个示例中，可能不是实时执行的。本文的技术方案通过使用近似来动态地确定基于再生电流限制的马达电流限制，有助于改善马达控制系统的性能。
例如，为了确定基于再生电流限制的马达电流限制，马达控制系统使用以下表达式来表示电刷压降。
vB＝gV0
其中g为0、+1或-1。因此，f(im)变为伪二次方程，其根由下式给出。
Figure BDA0001811664630000101
仅当D＞0时，上述等式才有有效根。但是，由于D取决于Iblim的值和马达速度ωm，因此D＞0可能并非总是如此。D＝0时的速度值是阈值速度ωm0，因此可以通过如下的反向求解来获得。
D(ωm0)＝0
Figure BDA0001811664630000102
必须确保近似阈值速度ωm0的幅度大于真值(精确解)，因为对于相同的Iblim值，根存在于更高的速率大小处，而不是更低的值处(见曲线图610)。因此，对于正和负马达速度，g的值分别设定为+1和-1。最终阈值马达速度计算如下。
Figure BDA0001811664630000103
或者，在一个或多个示例中，近似可以是计算基本马达速度阈值幅度，然后人为地膨胀(inflate)该值以确保f(im)＝0的有效根。这可以在数学上表达如下。
Figure BDA0001811664630000104
其中k是0和1之间的可校准标量，用于使马达速度阈值膨胀。
接下来，将操作马达速度的值与阈值马达速度进行比较，并且如前所述确定是否要计算基于再生电流限制的马达电流限制(图5)。如果要计算马达电流限制，因为基于上述检查解得以保证，则通过使用不同技术求解上述等式来计算马达电流限制值。例如，如所描述的那样，如果需要最准确的解，则使用诸如二分法的迭代求解器来计算当前运行的马达速度下f(im)＝0的四个根。对于二分法，确定保证根存在的端点(马达电流值)。负速度(象限2)区域中的两个根将位于+∞和0之间。在运行速度ωm处，中间点ixn可以被选择为位于通过原点和速度阈值-ωm0的直线上的电流值。这在下面以数学方式表示，用于计算ixn值。
Figure BDA0001811664630000111
因此，两个负速度根将位于(0，ixn]和[ixn，+∞)之间。类似地，正速度区域中的两个根将位于[ixp，0)和(-∞，ixp]之间，其中ixp在下面给出。
Figure BDA0001811664630000112
在一个或多个示例中，可以通过选择较小的端点来更快地实现收敛。例如，代替使用±∞，可以反而使用Iblim所需的马达电流的值(或甚至0)。此外，ixn/ixp的值可以被人为地膨胀并且分别适当地减小到i′xn/i′xp，并且通过使用0和1之间的比例因子h用于端点，如下所示。
i′xp＝(1±h)ixp
i′xn＝(1±h)ixn
此外，如前所述，在一个或多个示例中，代替使用(计算复杂的)迭代求解器，可以求解二次方程以确定f(im)的根。例如，对于负速度，可以如下获得两个根irnu和irnl(分别为上限值和下限值)。
Figure BDA0001811664630000113
Figure BDA0001811664630000114
其中在再生电流限制中，an可以分别设置为+1或-1。注意，在其他示例中，可以将an设置为不同的值以更多/更少的保守，以便考虑到OEM的限制而促使更多/更少地违反再生电流限制。
类似地，对于正速度，可以如下获得两个根irpu和irpl(分别为上限值和下限值)。
Figure BDA0001811664630000121
Figure BDA0001811664630000122
其中ap被选择为-1和+1或基于OEM限制具有更多/更少保守的其他预定值。
在已确定基于再生电流限制的马达电流限制值之后，将这些值与其他电力管理要求限制(例如电源电流限制)进行比较(仲裁)并最终限制为机器能力，以计算最终马达电流指令ir，然后将其发送到电流调节器54。
图7描绘了根据一个或多个实施例的用于限制基于再生电流限制的马达电流限制的示例系统50。除了前面描述的组件(图2)之外，该图示描绘了电流指令仲裁模块82和再生电流限制模块70。再生电流限制模块70使用本文描述的一种或多种技术计算用于限制再生电流的马达电流限制。在马达控制方法中，再生电流限制模块70接收再生电流限制值(iblim)并如上所述计算马达电流限制irpu、irpl、irnu和irnl。再生电流限制模块70可以使用本文描述的迭代求解器或近似技术来计算结果。基于再生电流限制的马达电流限制被转发到电流指令仲裁模块82。
电流指令仲裁模块82比较所接收的基于再生电流限制的马达电流限制并仲裁要为电流指令ir *设置的限制。电流指令仲裁模块82基于用于再生电流限制的仲裁将限制电流指令ir’转发到电流能力限制模块64。
电流能力限制模块64产生电流调节器54使用的电流指令(ir)，以向马达56提供电压指令。在一个或多个示例中，来自再生限制模块70和电源电流限制模块90的马达电流限制作为预限制，输入到电流指令仲裁模块82。电流能力模块64还可以基于马达能力，将马达电流指令限制为由电流能力限制模块64计算的电流值(未示出)。
在一个或多个示例中，再生电流限制模块70实现上述等式，以获得马达电流限制irpu、irpl、irnu和irnl值。在一个或多个示例中，在可以满足马达控制系统的功率流方程的区域中，例如在正象限和负象限中，计算值。计算出的值被输入到电流指令仲裁模块82或其他合适的组件或模块。
在一个实施例中，控制器输入电阻(Rc)的估计用于产生电流限制信号(ir’)。通过估计控制系统的适当部分中的电阻可以获得准确的估计。然而，如果不需要非常精确的电源电流限制，则为了保守起见，可以选择高估的Rc的高固定值。
应注意，如本文所述施加的限制(诸如再生电流限制)可以是校准、连续或周期性变化的信号或其他信号(例如，电压)的函数。还应注意，本文描述的算法和方法可以实现为由诸如控制模块40的处理器执行的软件解决方案。
应当注意，尽管电流能力模块64被示出为使用所有外部提供的限制、马达电流限制和马达能力限制，但是本文描述的实施例不限于此。电流能力模块64或其他合适的处理器可以基于一个或多个上述限制来限制或调整电流指令。
图8描绘了根据一个或多个实施例的用于限制基于再生电流限制的马达电流限制的示例系统50。在一个或多个示例中，再生电流限制模块70包括速率阈值子模块72，其确定在计算期间要使用的马达阈值ωm0值。此外，再生电流限制模块70包括马达电流限制计算子模块74，其计算如上所述的irpu、irpl、irnu和irnl值。马达电流限制计算子模块74可以使用本文描述的迭代求解器或近似技术来计算结果。基于再生电流限制的马达电流限制被转发到电流指令仲裁模块82。其他组件以与本文描述的相同的方式操作(参见图7)。
图9描绘了根据一个或多个实施例的用于限制基于再生电流限制的马达电流限制的示例系统50。除了前面描述的组件(图7)之外，该图示描绘了电源电流限制模块90和外部电流限制模块95。除了来自再生电流限制模块70的马达电流限制irpu、irpl、irnu和irnl值，电流指令仲裁模块82还接收其他动态计算的电流指令限制。例如，电流指令仲裁模块82从电源电流限制模块90接收电源电流限制。例如，电源电流限制可以包括被设置为保护电源(例如电池)的限制。电流指令仲裁模块82还从外部电流限制模块95接收外部电流限制。
电流指令仲裁模块82比较所接收的各种电流指令限制并仲裁要为电流指令ir *设置的限制。电流指令仲裁模块82基于用于再生电流限制和电源电流限制等的仲裁，将有限电流指令ir’转发到电流能力限制模块64。电流能力限制模块64产生电流指令(ir)，其由电流调节器54使用以向马达56提供电压指令。在一个或多个示例中，将来自再生限制模块70和电源电流限制模块90的马达电流限制作为预限制，输入到电流指令仲裁模块82。电流能力模块64还可以基于马达能力，将马达电流指令限制为由电流能力限制模块64计算的电流值(未示出)。其他组件以与本文所述相同的方式操作(参见图7)。
本文描述的实施例提供许多益处和技术效果。实施例提供了用于确定再生电流消耗的限制的有效技术，并且对利用DC马达的EPS或其他系统施加限制，这对于保护电池或其他电源是重要的。
虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了技术方案，但应容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。相反，可以修改本发明以包含此前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变型、改变、替换或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是应该理解，本发明的各方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为受前述描述的限制。

Claims (14)

1.一种控制系统，包括：
电流指令模块，被配置为接收转矩指令并且输出用于控制有刷直流DC马达的电流指令；以及
再生电流限制模块，被配置为接收再生电流限制作为输入并且基于所述再生电流限制的非线性函数主动计算马达电流限制的分别对于正马达速度和负马达速度的上限值和下限值，所述再生电流限制模块被配置为基于所述马达电流限制的上限值和下限值来限制马达电流指令。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括电流调节器，所述电流调节器被配置为基于受限的电流指令将电压施加到所述有刷DC马达。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述再生电流限制模块被配置为基于由马达控制系统和所述有刷DC马达限定的电压回路来计算所述马达电流指令。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述再生电流限制模块被配置为使用基于所述有刷DC马达的操作条件的功率方程来计算所述马达电流指令。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述功率方程由下式表示：
Figure FDF0000019724580000011
其中VECU是输入到马达控制系统的电压，Ib是再生电流限制，Rc是输入电阻，并且Pe是到马达控制系统的电功率输入。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述电功率输入Pe由以下表示：
Figure FDF0000019724580000021
其中vm是马达电压，im是马达电流，Rm是所述有刷DC马达的电阻，ωm是所述有刷DC马达的转速，vB是电刷压降，并且Ke是马达电压(或转矩)常数。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述再生电流限制模块还被配置为确定所述有刷DC马达的马达速度，并且响应于所述马达速度不在特定范围内来计算所述马达电流限制。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述再生电流限制模块是车辆的电动转向系统的一部分。
9.一种控制有刷直流DC马达的方法，包括：
接收转矩指令并且输出用于控制有刷直流DC马达的电流指令；
接收再生电流限制作为输入；
通过再生电流限制模块基于所述再生电流限制的非线性函数主动计算马达电流限制的分别对于正马达速度和负马达速度的上限值和下限值；以及
基于所述马达电流限制的上限值和下限值来限制马达电流指令。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：基于受限的电流指令，通过电流调节器将电压施加到所述有刷DC马达。
11.根据权利要求9所述的方法，其中基于马达控制系统的功率流方程计算所述马达电流指令。
12.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述有刷DC马达的操作条件，使用马达控制系统的功率流方程来计算所述马达电流指令。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述功率流方程由下式表示：
Figure FDF0000019724580000031
其中VECU是输入到马达控制系统的电压，IB是所述有刷DC马达的再生电流，Rc是所述马达控制系统的输入电阻，并且Pe是到马达控制系统的电功率输入。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电功率输入Pe由以下表示：
Figure FDF0000019724580000032
其中vm是马达电压，im是马达电流，Rm是所述有刷DC马达的电阻，ωm是所述有刷DC马达的转速，vB是电刷压降，并且Ke是马达电压(或转矩)常数。
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