CN111052592B - 电流估算 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

电流估算
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。
已知使用每个绕组1一个电流传感器来诊断电流传感器的故障。电流之间的关系（节点电流定律）于是给出了冗余信息，该冗余信息使得能够验证测量值的一致性。这种诊断原理的缺点是需要额外的电流传感器，此外，检测到不一致指示至少一个传感器故障，但无法确定哪个（哪些）传感器故障。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于估算在每个绕组中流动的电流的方法。通过估算在换向装置中流动的电流来实现该估算，这是通过计算换向装置两端的电压降与其电阻之比。有利地，该估算可以通过仅使用现有组件在不增加组件的情况下获得。可以将针对每个绕组单独获得的该电流估算与在所述绕组中测得的电流进行比较，以便对与所述绕组相关联的电流传感器进行诊断，该诊断也是针对个体进行的。通过在传感器故障的情况下提供至少两个降级模式，诊断的个体化使得能够改善控制方法。
该目的借助于用于估算在包括可通过换向装置驱动的至少一个绕组的类型的电动马达的绕组中流动的估算电流的方法来实现，所述方法包括以下步骤：测量在所述绕组的输入端处的测得电压，校正所述测得电压以便产生校正电压，确定所述换向装置的电阻，通过将用于控制所述换向装置的控制电压与所述校正电压之差除以所述电阻来估算在所述绕组中流动的估算电流。
因此，该解决方案通过在不增加组件的情况下给出在每个绕组中流动的电流的个体化估算而使得能够实现上述目的。
根据另一特征，所述换向装置包括：第一换向器，其连接在所述绕组的输入端与基本恒定的电位之间；第二换向器，其连接在所述绕组的输入端与地之间；以及转换模块，其能够接收控制电压，并且能够根据所述控制电压来分离地控制两个换向器的断开。
根据另一特征，校正步骤包括以下步骤：由滤波器对所述测得电压进行滤波以产生正弦电压，通过能够补偿所述滤波器的衰减效应的补偿器来补偿所述正弦电压以产生第一校正电压。
根据另一特征，所述滤波器是低通滤波器，优选地为至少二阶的滤波器。
根据另一特征，所述补偿使用根据马达转速的插值表。
根据另一特征，所述换向装置引入死区时间，从而产生电压变化，并且所述校正步骤还包括以下步骤：将按照所述估算电流的符号加了符号的电压变化与第一校正电压相加，以产生第二校正电压。
根据另一特征，基于对在所述绕组中流动的测得电流的测量来确定所述估算电流的符号。
根据另一特征，确定电阻的步骤包括根据以下公式的热补偿步骤：，其中RdsOn是所述换向装置的经补偿的电阻，RdsOnTyp是所述换向装置在20°C时的典型电阻，并且Tmos是所述换向装置的温度。
根据另一特征，估算所述估算电流的步骤还包括以下步骤：当所述控制电压与第一校正电压之差的绝对值小于所述电压变化时，使所述估算电流归零。
本发明还涉及一种用于诊断传感器的方法，所述传感器能够测量在包括可由换向装置驱动的至少一个绕组的类型的电动马达的绕组中流动的测得电流，所述方法包括以下步骤：借助于所述传感器测量在所述绕组中流动的测得电流，借助于这种估算方法来确定在所述绕组中流动的估算电流，将所述估算电流与所述测得电流进行比较，负的比较指示所述传感器故障。
根据另一特征，比较步骤包括以下步骤：计算所述测得电流与所述估算电流之差在滑动水平上的二次平均值，如果所述二次平均值小于阈值则所述比较为正，否则所述比较为负。
本发明还涉及一种用于控制电动马达的方法，所述电动马达是包括可各自由换向装置驱动的多个绕组的类型的电动马达，每个绕组包括能够测量在所述绕组中流动的测得电流的传感器，所述控制方法接收所述测得电流作为输入并将其用于确定马达控制电压，所述方法包括以下步骤：借助于这种诊断方法来对所述传感器中的每一个进行诊断。
根据另一特征，当针对一个绕组的传感器被诊断为有故障时，通过针对所述绕组用所述估算电流代替所述测得电流来继续进行对马达控制的确定。
根据另一特征，当针对一个绕组的传感器被诊断为有故障时，通过排除其传感器故障的所述绕组来继续在绕组上进行对马达控制的确定。
附图说明
通过阅读下面的描述，本发明的其他新颖特征和优点将变得显然，该描述是参考附图以指示性而绝非限制性的名义给出的，在附图中：
- 已经描述过的图1和图2示出了两个换向状态和绕组中所得到的电流方向，
- 图3示出了应用于三相马达的根据本发明的整个方法，
- 已经描述过的图4示出了居中对齐的两个信号，其包括死区时间，并用于驱动换向器，
- 图5示出了在校正步骤中应用的滤波器的示例，
- 图6示出了在校正步骤中在图5的滤波之后应用的补偿，
- 图7示出了死区时间对信号的影响。
- 为了更加清楚，在所有附图中，用相同的附图标记标出相同或相似的元件。
具体实施方式
本发明的第一主题是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中流动的电流Iest的方法。该估算的原理在于通过将换向装置2的输出端与输入端之间的电压降除以其电阻来估算在换向装置2中流动的电流。为此，根据以下步骤来进行：测量在绕组1的输入端处的测得电压Umes，对该测得电压Umes进行校正以产生校正电压UcorA、UcorB，确定换向装置2的电阻RdsOn。用于估算在绕组1中流动的电流Iest的最后步骤是计算用于控制换向装置2的控制电压Ucmd与校正电压UcorA、UcorB之差，并将该差除以电阻RdsOn。可以注意到，控制电压Ucmd是施加在换向装置2的输入端处的电压，并且校正电压UcorA、UcorB再现了换向装置2的输出端处的电压。
控制电压Ucmd由确保对马达M的控制的计算机3来确定。通常，控制电压Ucmd由产生它的计算机3直接传输给估算方法。
换向装置2包括：第一换向器MOS1，其连接在绕组1的输入端与基本恒定的电位Ubat之间；第二换向器MOS2，其连接在绕组1的输入端与地之间；以及转换模块4、5，其能够接收控制电压Ucmd并根据控制电压Ucmd来分离地控制两个换向器MOS1、MOS2的断开。如上所述，控制电压Ucmd是交变电压。PWM模块4将控制电压Ucmd转换为两个脉宽调制电压Upwm和-Upwm，这两个电压的占空比等于Ucmd的幅度，能够使换向器MOS1、MOS2换向。可选的GDU模块5引入了死区时间14，并将电压Upwm和-Upwm修改为居中对齐的电压15和16。
校正步骤的目的是获得能够与控制电压Ucmd进行比较的校正电压UcorA、UcorB。因此，校正步骤旨在向测得电压Umes应用与由换向装置2——更特别地，由PWM单元4以及在适当的情况下的GDU单元5——应用于控制电压Ucmd的转换相反的转换。于是校正电压UcorA或UcorB可与控制电压Ucmd进行比较。
为此，校正步骤实现解调操作，其旨在消除幅宽调制的频率。根据该操作的一个可能实施例，校正步骤包括由滤波器6对测得电压Umes进行滤波的第一步骤，从而产生正弦电压Usin。
根据有利特征，滤波器6是低通滤波器，优选地为至少二阶的滤波器。这使得能够从测得电压Umes中提取出接近初始的交变控制电压Ucmd的正弦电压。
为了消除调制频率，将截止频率适当地选择为显著低于调制频率但是显著大于马达M的最大旋转频率的值。于是作为示例，对于20 kHz的调制频率以及能够以4000 tr/mn旋转的马达，即针对具有四对磁极的马达M的267 Hz的电频率和67 Hz的机械频率，800 Hz的截止频率较为恰当。
低通滤波是为了提取正弦电压而实现的一种简单手段。然而，如在图5中可见，随着频率越来越高，低通滤波还实现了不利的幅度衰减，并且马达M的转速ω也因此越来越高。
增加正弦电压Usin的补偿步骤也是有利的。该步骤通常由补偿器7来应用。该补偿器7被构造为在幅度上补偿滤波器6的衰减效应。它基于电压Usin产生第一校正电压UcorA。
图6示出了补偿器7，其被构造为补偿图5的滤波器6。纵坐标表示应用于得自滤波器6的电压Usin的大于1的增益，横坐标表示马达M的转速ω。
补偿器7可以按照理论根据滤波器6来确定，或者按照经验来确定。一旦确定了，补偿器7通常由插值函数或由插值表8来实现。该插值表8具有马达M的转速ω作为输入，并提供要应用的校正增益作为输出。
马达M的转速ω例如由传感器8来测量以提供给估算方法。
在换向装置6包括引入死区时间14的可选的GDU模块5的情况下，该死区时间14的引入产生了电压变化ΔU。由于死区时间14具有恒定的持续时间，因此所产生的电压ΔU的变化本身也是恒定的，并且因此可以按照理论或按照经验来确定。死区时间14的影响是“拉长”电压信号的形状，如图7所示，其示出了死区时间14对正弦电压的影响，量ΔU被“拉长”。
为了校正这种影响，校正步骤还包括加上电压变化ΔU的步骤，该电压变化受到在绕组1中流动的电流的符号S、即估算电流Iest的符号S或者其等价于测得电流Imes的符号S的影响。此外，用按照电流的符号S加了符号的电压变化ΔU来校正得自滤波/补偿的第一校正电压UcorA。这产生第二校正电压UcorB。
在前一步骤中使用的在绕组1中流动的电流的符号S例如是基于由布置在绕组1上的电流传感器11实现的测量而测得（或计算出）的。可以采用从测得电流Imes提取符号S的部件10。
取决于校正步骤是包括一个操作：滤波/补偿还是包括两个操作：滤波/补偿以及死区时间影响的校正，估算步骤将控制电压Ucmd分别与第一校正电压UcorA或与第二校正电压UcorB进行比较。
在来自计算机3的控制电压Ucmd和校正电压UcorA、UcorB之后，第三个必要参数是换向装置2的电阻RdsOn，并且特别是换向器MOS1或MOS2的电阻。可以直接考虑换向器的典型电阻作为第一近似，即RdsOn = RdsOnTyp，其中RdsOn是用于估算的电阻，并且RdsOnTyp是换向装置2在20°C时的典型电阻。
然而，换向装置2的有效电阻随着温度大幅变化，并且这种变化会导致对电流估算Iest的很大误差（主要是当所述温度以大幅度变化时）。
这样，根据优选实施例，确定电阻RdsOn的步骤包括根据以下公式的热补偿步骤：，其中RdsOn是换向装置2的经补偿的电阻，RdsOnTyp是换向装置2在20°C时的典型电阻，并且Tmos是换向装置2的温度。
可以通过任何方法来确定温度Tmos，例如借助于温度传感器9。
根据另一有利特征，估算电流Iest的步骤还包括以下操作。将控制电压Ucmd与第一校正电压UcorA进行比较。如果这两个电压之差的绝对值小于由死区时间14产生的电压变化ΔU，则取估算电流Iest等于零。
到目前为止，描述了针对单个绕组1的估算方法。该估算方法适用于绕组1的事实有利地使得能够实现个体化。在如图3所示的其中电动马达M包括多个绕组1（例如3个绕组）的情况下，可以针对每个绕组实现电流估算Iest1、Iest2、Iest3，并且这有利地是独立实现的。
一个或多个估算方法的实施可以借助于处理单元12来完成。
现在将描述可以如何将估算电流Iest有利地用于实现电流传感器11的诊断。
仍然在包括可通过换向装置2来驱动的至少一个绕组1的类型的电动马达M的背景下，马达控制装置17需要测量在绕组1中流动的测得电流Imes。
借助于测量部件11来测量该电流Imes。该测量部件11可以是实际的电流传感器11。已经看到，由于各绕组的电流之间的关系（节点电流定律），该测量部件11可以是通过计算而实现的虚拟电流传感器11。这样，术语传感器11在当前无区别地表示实际或虚拟类型中的任一种的电流传感器11。
上述估算方法的任何实施例都使得能够掌握绕组1中的估算电流Iest。
有利地可以针对同一个绕组1比较估算电流Iest和测得电流Imes。负的比较于是指示与该绕组1相关联的电流传感器11的故障。该比较例如在处理单元13中实施。
为了避免错误警报，有利地使该比较步骤进行时间过滤。为此，根据优选实施例，比较步骤有利地包括计算测得电流Imes与估算电流Iest之差在滑动水平上的二次平均值Imq。
通常由公式给出这种二次平均值，其中Imq为二次平均值，Imes为测得电流，Iest为估算电流，并且N为样本数，其关于采样频率定义了水平范围。如果二次平均值Imq小于给定阈值ImqSeuil，则比较为正，否则比较为负。
阈值ImqSeuil的值通过虑及整个测量链和所有可能的漂移（热学、采样器、馈电、校准等）而虑及了最坏情况下的测量误差。
通常将样本数参数N选择为使其确定大于最小值并小于最大值的持续时间的水平，所述最小值足够大以实现一定的滤波并避免错误警报，所述最大值使得在传感器11存在故障的情况下继续控制马达M会显现出风险。因此，根据一个实施例，该水平包括在10至15 ms之间。在指示性采样周期的情况下，这得到样本数N在20到30之间。
这样的电流传感器11的诊断工具可以有利地个体化地应用于马达M的所有绕组1，或者至少应用于包括实际传感器11的所有绕组1。实际上，虚拟传感器11具有较小的故障风险，并且对其诊断不太感兴趣。利用该诊断工具，可以在传感器11故障的情况下修改马达M的控制策略。
除非特别指出，否则根据本发明的控制马达M的方法在所有方面都与根据现有技术的控制方法相同。仅在检测到电流传感器11的故障之后才出现差异。因此，如已知的那样，控制方法接收测得电流Imes作为输入，并使用它们来根据伺服系统（asservissement）确定控制电压Ucmd。
此外，本发明还涉及一种用于控制电动马达M的方法，电动马达M是包括可各自由换向装置2驱动的多个绕组1的类型的电动马达M，每个绕组1包括能够测量在绕组1中流动的测得电流Imes的传感器11，控制方法接收测得电流Imes作为输入并将其用于确定马达M的控制电压Ucmd。根据本发明，该控制方法被修改以包括附加的诊断步骤，其中借助于根据前述实施例中的一个的诊断方法来诊断传感器11中的每一个，或至少诊断实际传感器。
在检测到传感器11的故障的情况下，相对于现有技术演变了策略。可以设想至少两种可能的降级模式。
根据第一降级模式，当针对绕组1的传感器11被诊断为故障时，通过控制马达M的所有绕组1来继续进行对马达M的控制。该控制方法还确定马达M的每个绕组/相的控制电压Ucmd。然而，根据一个重要特征，通过将通常得自作为输入的故障的传感器11（并且因此很可能具有不正确的值）的测得电流Imes替换为得自估算方法的估算电流Iest来进行针对其传感器11故障的绕组1的控制电压Ucmd的确定。这样的实施例得益于本发明有利地提供的使得能够确定哪个传感器有故障的可能性来确定哪个电流被替换。
根据第二降级模式，当针对绕组1的传感器11被诊断为故障时，通过仅控制马达M的确实可获得其有效的电流测量Imes的绕组1（即，除了其传感器11故障的绕组1之外的那些绕组）来继续进行对马达M的控制。其传感器11故障的绕组1被置于断开状态，并且被控制方法所忽略。通过使电流仅在n-1个绕组/相中流动来控制包括n个绕组/相的电动马达是已知的。因此，可以通过仅控制两相来使三相马达运转。这样的实施例得益于本发明有利地提供的使得能够确定哪个绕组有故障的可能性来确定哪个绕组被忽略。
应当注意，根据本发明的估算和诊断方法在降级模式中仍然适用。因此，在检测到传感器11故障并切换为这两个降级模式中的一个或另一个之后，仍然可以估算与包括仍在运转的传感器11的另一绕组相对应的电流Iest，并且可以诊断该传感器11的故障。
仍有利地，根据本发明的估算和诊断方法可以应用于运转的马达M，但也可以应用于停止的马达M。
以上通过示例的方式描述了本发明。应当理解，本领域技术人员能够例如通过结合上文单独采用或组合地采用的各种特征来实现本发明的各种实施变型，但是这不脱离本发明的范围。

Claims (14)

1.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)的估算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
测量在所述绕组(1)的输入端处的测得电压(Umes)，
校正所述测得电压(Umes)以便产生校正电压(UcorA、UcorB)，
确定所述换向装置(2)的电阻(RdsOn)，
通过将用于控制所述换向装置(2)的控制电压(Ucmd)与所述校正电压(UcorA、UcorB)之差除以所述电阻(RdsOn)来估算在所述绕组(1)中流动的估算电流(Iest)；
其中，所述换向装置(2)引入死区时间(14)以产生电压变化(ΔU)，并且其中，所述校正步骤还包括以下步骤：将按照所述估算电流(Iest)的符号(S)加了符号的电压变化(ΔU)与第一校正电压(UcorA)相加，以产生第二校正电压(UcorB)。
2.根据权利要求1所述的估算方法，其中，所述换向装置(2)包括：
第一换向器(MOS1)，其连接在所述绕组(1)的输入端与基本恒定的电位(Ubat)之间；
第二换向器(MOS2)，其连接在所述绕组(1)的输入端与地之间；以及
转换模块(4、5)，其能够接收控制电压(Ucmd)，并且能够根据所述控制电压(Ucmd)来分离地控制两个换向器(MOS1、MOS2)的断开。
3.根据权利要求1或2所述的估算方法，其中，所述校正步骤包括以下步骤：
由滤波器(6)对所述测得电压(Umes)进行滤波以产生正弦电压(Usin)，
通过能够补偿所述滤波器(6)的衰减效应的补偿器(7)来补偿所述正弦电压(Usin)以产生第一校正电压(UcorA)。
4.根据权利要求3所述的估算方法，其中，所述滤波器(6)是低通滤波器。
5.根据权利要求3所述的估算方法，其中，所述补偿使用根据马达(M)的转速(ω)的插值表(8)。
6.根据权利要求1所述的估算方法，其中，基于对在所述绕组(1)中流动的测得电流(Imes)的测量来确定所述估算电流(Iest)的符号(S)。
7.根据权利要求1或2所述的估算方法，其中，确定电阻(RdsOn)的步骤包括根据以下公式的热补偿步骤：RdsOn＝RdsOnTyp＊(1+0，004＊(Tmos-20℃))，其中RdsOn是所述换向装置(2)的经补偿的电阻，RdsOnTyp是所述换向装置(2)在20℃时的典型电阻，并且Tmos是所述换向装置(2)的温度。
8.根据权利要求1或2所述的估算方法，其中，估算所述估算电流(Iest)的步骤还包括以下步骤：当所述控制电压(Ucmd)与第一校正电压(UcorA)之差的绝对值小于所述电压变化(ΔU)时，使所述估算电流(Iest)归零。
9.根据权利要求3所述的估算方法，其中，所述滤波器(6)为至少二阶的低通滤波器。
10.用于诊断能够测量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)中流动的测得电流(Imes)的传感器(11)的诊断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
借助于所述传感器(11)测量在所述绕组(1)中流动的测得电流(Imes)，
借助于根据权利要求1-9中的任一项所述的估算方法来确定在所述绕组(1)中流动的估算电流(Iest)，
比较所述估算电流(Iest)与所述测得电流(Imes)，
负的比较指示传感器(11)故障。
11.根据权利要求10所述的诊断方法，其中，所述比较步骤包括以下步骤：
计算所述测得电流(Imes)与所述估算电流(Iest)之差在滑动水平上的二次平均值(Imq)，
如果所述二次平均值(Imq)小于给定阈值(ImqSeuil)，则所述比较为正，否则所述比较为负。
12.用于控制电动马达(M)的控制方法，所述电动马达(M)是包括可各自由换向装置(2)驱动的多个绕组(1)的类型的电动马达(M)，每个绕组(1)包括能够测量在所述绕组(1)中流动的测得电流(Imes)的传感器(11)，所述控制方法接收所述测得电流(Imes)作为输入并将其用于确定马达(M)的控制电压(Ucmd)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
借助于根据权利要求10-11中的任一项所述的诊断方法来对所述传感器(11)中的每一个进行诊断。
13.根据权利要求12所述的控制方法，还包括以下步骤：
当针对一个绕组(1)的传感器(11)被诊断为有故障时，通过针对所述绕组(1)用所述估算电流(Iest)代替所述测得电流(Imes)来继续进行对马达(M)控制的确定。
14.根据权利要求12所述的控制方法，还包括以下步骤：
当针对一个绕组(1)的传感器(11)被诊断为有故障时，通过排除其传感器(11)故障的所述绕组(1)来继续在绕组上进行对马达(M)控制的确定。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101515764A (zh) * 2009-04-08 2009-08-26 宁波德斯科电子科技有限公司 一种用于变频器的电流采样电路及其采样方法
EP2176886A1 (en) * 2007-08-08 2010-04-21 Advanced Analogic Technologies, Inc. Cascode current sensor for discrete power semiconductor devices
CN101820231A (zh) * 2010-04-15 2010-09-01 浙江大学 用于变频器的电流过零检测及死区补偿方法
CN202533565U (zh) * 2012-02-29 2012-11-14 何毓宁 “rrvit”多电池综合传感模块
CN104620090A (zh) * 2012-09-20 2015-05-13 法国大陆汽车公司 处理内燃发动机内压力测量装置的信号的方法
CN106370912A (zh) * 2016-08-18 2017-02-01 李鹏 提高mosfet管电流采样精度的方法、系统和电机驱动系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3291390B2 (ja) * 1994-02-07 2002-06-10 三菱電機株式会社 インバータの故障検出方式
ITVA20070011A1 (it) * 2007-01-17 2008-07-18 St Microelectronics Srl Metodo e dispositivo di stima dei valori di due correnti circolanti in uno stesso istante in rispettive fasi di un carico polifase pilotato in modalita swm
GB201416011D0 (en) * 2014-09-10 2014-10-22 Trw Ltd Motor drive circuitry
JP2017184329A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 株式会社豊田自動織機 インバータ制御装置及び車載流体機械

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2176886A1 (en) * 2007-08-08 2010-04-21 Advanced Analogic Technologies, Inc. Cascode current sensor for discrete power semiconductor devices
CN101515764A (zh) * 2009-04-08 2009-08-26 宁波德斯科电子科技有限公司 一种用于变频器的电流采样电路及其采样方法
CN101820231A (zh) * 2010-04-15 2010-09-01 浙江大学 用于变频器的电流过零检测及死区补偿方法
CN202533565U (zh) * 2012-02-29 2012-11-14 何毓宁 “rrvit”多电池综合传感模块
CN104620090A (zh) * 2012-09-20 2015-05-13 法国大陆汽车公司 处理内燃发动机内压力测量装置的信号的方法
CN106370912A (zh) * 2016-08-18 2017-02-01 李鹏 提高mosfet管电流采样精度的方法、系统和电机驱动系统

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