CN112763793A - 一种电流信号检测方法、装置、存储介质和电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电流信号检测方法、装置、存储介质和电机控制器，将电机控制器的电压调节为不小于预设电压，触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值和交轴电流的电流值互不相同。基于直轴电流的电流值和交轴电流的电流值，计算得到相电流的预估电流值。获取电机的相电流的稳态电流值，并计算稳态电流值与预估电流值的差值。在确定稳态电流值与预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示电机的相电流信号无效。可见，利用本申请所述的方法，能够在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
Description
技术领域
本申请涉及电气控制领域，尤其涉及一种电流信号检测方法、装置、存储介质和电机控制器。
背景技术
矢量控制是当前永磁同步电机的主流控制方式，在现有的发展水平下，需要采集电机的三相电流，作为该控制策略的反馈信号形成闭环。在实际应用中，通常由传感器采集相电流信号(即相电流的电流值)，并向电机控制器发送相电流信号，而后电机控制器依据相电流信号，对电机进行控制管理。
然而，由传感器发送的相电流信号并不都是有效的，现有的电机控制器无法识别相电流信号的有效性，致使电机控制器对电机的控制效果降低。因此，如何检测相电流信号的有效性，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种电流信号检测方法、装置、存储介质和电机控制器，目的在于在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种电流信号检测方法，包括：
将电机控制器的电压调节为不小于预设电压；
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同；
基于所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值，计算得到所述相电流的预估电流值；
获取所述电机的相电流的稳态电流值，并计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
在确定所述稳态电流值与所述预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
可选的，所述触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同，包括：
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值等于第一数值、且所述交轴电流的电流值等于零；
或者，
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值等于零、且所述交轴电流的电流值等于第二数值。
可选的，所述预估电流值包括第一电流值；
所述第一电流值为基于所述第一数值计算得到的所述相电流的电流值。
可选的，所述预估电流值包括第二电流值；
所述第二电流值为基于所述第二数值计算得到的所述相电流的电流值。
可选的，所述计算所述稳态电流值与预估电流值的差值，包括：
在确定所述稳态电流值小于预设第二阈值的情况下，计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
所述方法还包括：
在确定所述稳态电流值小于所述预设第二阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
可选的，所述获取所述电机的相电流的稳态电流值，包括：
在所述电机扭矩的响应时间大于预设时间的情况下，确定所述电机的相电流处于稳态，并将处于稳态的所述相电流的电流值，作为稳态电流值。
可选的，还包括：
将所述电机控制器的电压调节为小于所述预设电压；
获取所述电机的相电流的电流值；
在确定所述相电流的电流值小于预设第二阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
一种电流信号检测装置，包括：
调节单元，用于将电机控制器的电压调节为不小于预设电压；
触发单元，用于触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同；
第一计算单元，用于基于所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值，计算得到所述相电流的预估电流值；
第二计算单元，用于获取所述电机的相电流的稳态电流值，并计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
第一提示单元，用于在确定所述稳态电流值与所述预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行所述的电流信号检测方法。
一种电机控制器，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；
所述存储器用于存储程序，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的电流信号检测方法。
本申请提供的技术方案，将电机控制器的电压调节为不小于预设电压，触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值和交轴电流的电流值互不相同。基于直轴电流的电流值和交轴电流的电流值，计算得到相电流的预估电流值。获取电机的相电流的稳态电流值，并计算稳态电流值与预估电流值的差值。在确定稳态电流值与预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示电机的相电流信号无效。可见，利用本申请所述的方法，能够在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电流信号检测方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种电流信号检测方法的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电流信号检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请所述的流程应用于电机系统中，具体的，可由电机控制器执行，用于在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
如图1所示，以电机控制器应用于整车为例，为本申请实施例提供的一种电流信号检测方法的示意图，包括如下步骤：
S101：将电机控制器的电压调节为小于预设电压，并触发电机控制器调节电机的转速，使得电机的转速小于预设转速。
其中，当电机控制器的电压小于预设电压时，确定电机控制器处于低压状态。当电机的转速小于预设转速时，确定电机处于堵转状态(也可以理解整车处于原地静止的状态中)。
需要说明的是，整车包括电机系统，电机系统由电机和电机控制器组成。具体的，电机控制器用于控制电机的工作，整车的运动由电机提供，即电机和电机控制器共同组成整车的运动控制系统。
S102：获取电机的相电流的电流值，并判断相电流的电流值是否小于预设第二阈值。
若相电流的电流值小于预设第二阈值，则执行S103，否则确定电机的相电流信号无效，执行S112。
其中，相电流包括U相电流ia、V相电流ib、以及W相电流ic。在实际应用中，通常利用电流传感器采集电机上的相电流的电流值。
需要说明的是，受电流传感器的精度、零漂等不良影响，相电流的电流值会产生误差，但是误差是在预设范围内的，当误差超过预设范围，则确定电流传感器失真，此时，利用电流传感器采集到的相电流信号是无效的。因此，若相电流的电流值不小于预设第二阈值，则可以确定误差超过预设范围，电机的相电流信号是无效的。
S103：将电机控制器的电压调节为不小于预设电压，并触发电机控制器调节电机的转速，使得电机的转速小于预设转速。
其中，当电机控制器的电压不小于预设电压时，确定电机控制器处于高压状态。
S104：触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值等于第一数值、且交轴电流的电流值等于零。
其中，直轴也叫d轴，交轴也叫q轴，它们实际上是坐标轴，而不是实际的轴。在永磁同步电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直与转子磁场方向为q轴，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现d轴电流和q轴电流的解耦，从而得到良好的控制特性。
需要说明的是，当直轴电流的电流值等于第一数值、且交轴电流的电流值等于零时，电机的转速并不会发生任何变化，即电机依旧处于堵转状态。
S105：获取相电流的稳态电流值，并计算稳态电流值与第一电流值的差值。
其中，第一电流值为，基于直轴电流的电流值(即第一数值)计算得到的相电流的电流值。在本申请实施例中，基于直轴电流的电流值计算得到的相电流的电流值的过程，如公式(1)所示。
在公式(1)中，id代表电机的直轴电流，θ代表电机的转子位置(可以理解为一个常量，在现有技术中，通常利用测控软件解析转子的旋变信号，得到转子位置)。
需要说明的是，上述公式(1)是基于电机的相电流幅值不变约束条件所推导得到的。根据电机的相电流幅值不变约束条件，可以得到同步旋转坐标系与自然坐标系中的电流变换关系，如公式(2)所示，对公式(2)进行解析，便可得到公式(1)。
在公式(2)中，iq代表电机的交轴电流。
可选的，在电机扭矩的响应时间大于预设时间的情况下，确定电机的相电流处于稳态，并将处于稳态的相电流的电流值，作为稳态电流值。具体的，整车的电机扭矩的响应时间，通常为毫秒级别的，当响应时间大于1s时，确定电机的相电流进入稳态。
S106：判断稳态电流值与第一电流值的差值，是否小于预设第一阈值。
若稳态电流值与第一电流值的差值小于预设第一阈值，则执行S107，否则执行S112。
需要说明的是，无论电压控制器是否处于高压状态，第一电流值都不会受到任何影响，并且，判断稳态电流值与第一电流值的差值是否小于预设第一阈值，实质上是将稳态电流值与第一电流值进行比较，若稳态电流值与第一电流值的差值小于预设第一阈值，则确定稳态电流值为真实有效的，即相电流信号有效，若差值不小于预设第一阈值，则确定稳态电流值非真实有效的，即相电流信号无效。由此可见，本实施例能够辅助电机控制器识别无效相电流信号。
S107：判断稳态电流值是否小于预设第二阈值。
若稳态电流值小于预设第二阈值，则执行S108，否则执行S112。
需要说明的是，受电流传感器的精度、零漂等不良影响，相电流的电流值会产生误差，但是误差是在预设范围内的，当误差超过预设范围，则确定电流传感器失真，此时，利用电流传感器采集到的相电流信号是无效的。因此，在电机处于高压状态下时，若相电流的稳态电流值不小于预设第二阈值，则可以确定误差超过预设范围，电机的相电流信号是无效的，从而辅助电机控制器识别无效相电流信号。
S108：触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值等于零、且交轴电流的电流值等于第二数值。
在执行S108之后，继续执行S109。
需要说明的是，当直轴电流的电流值等于零、且交轴电流的电流值等于第二数值时，电机的转速并不会发生任何变化，即电机依旧处于堵转状态。
S109：获取相电流的稳态电流值，并计算稳态电流值与第二电流值的差值。
其中，第二电流值为，基于交轴电流的电流值(即第二数值)计算得到的相电流的电流值。在本申请实施例中，基于交轴电流的电流值计算得到的相电流的电流值的过程，如公式(3)所示。
需要说明的是，上述公式(3)是基于电机的相电流幅值不变约束条件所推导得到的。根据电机的相电流幅值不变约束条件，可以得到同步旋转坐标系与自然坐标系中的电流变换关系，如公式(2)所示，对公式(2)进行解析，便可得到公式(3)。
S110：判断稳态电流值与第二电流值的差值，是否小于预设第一阈值。
若稳态电流值与第二电流值的差值小于预设第一阈值，则执行S111，否则执行S112。
需要说明的是，无论电压控制器是否处于高压状态，第二电流值都不会受到任何影响，并且，判断稳态电流值与第二电流值的差值是否小于预设第一阈值，实质上是将稳态电流值与第二电流值进行比较，若稳态电流值与第二电流值的差值小于预设第一阈值，则确定稳态电流值为真实有效的，即相电流信号有效，若差值不小于预设第一阈值，则确定稳态电流值非真实有效的，即相电流信号无效。由此可见，本实施例能够辅助电机控制器识别无效相电流信号。
S111：确定电机的相电流信号有效。
S112：提示电机的相电流信号无效。
综上所述，利用本实施例所述的方法，能够在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
需要说明的是，上述实施例中提及的S101和S102，用于针对电压状态下的电压控制器，对电机的相电流信号进行校验，由于电压控制器为高低压共存的功率器件，因此，S101和S102可以视为本申请所述电流信号检测方法的一种可选的实现方式。此外，上述实施例提及的S104和S108，也为本申请所述电流信号检测方法的一种可选的实现方式。为此，上述实施例提及的流程，可以概括为图2所示的方法。
如图2所示，为本申请实施例提供的另一种电流信号检测方法的示意图，包括如下步骤：
S201：将电机控制器的电压调节为不小于预设电压。
S202：触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值和交轴电流的电流值互不相同。
S203：基于直轴电流的电流值和交轴电流的电流值，计算得到相电流的预估电流值。
其中，上述实施例提及的第一电流值和第二电流值，均为预估电流值的一种具体实现方式。
S204：获取电机的相电流的稳态电流值，并计算稳态电流值与预估电流值的差值。
S205：在确定稳态电流值与预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示电机的相电流信号无效。
综上所述，利用本实施例所述的方法，能够在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
与上述本申请实施例提供的电流信号检测方法相对应，本申请还提供了一种电流信号检测装置。
如图3所示，为本申请实施例提供的一种电流信号检测装置的结构示意图，包括：
调节单元100，用于将电机控制器的电压调节为不小于预设电压。
触发单元200，用于触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值和交轴电流的电流值互不相同。
其中，触发单元200具体用于：触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值等于第一数值、且交轴电流的电流值等于零；或者，触发电机控制器调节电机的直轴电流和交轴电流，使得直轴电流的电流值等于零、且交轴电流的电流值等于第二数值。
第一计算单元300，用于基于直轴电流的电流值和交轴电流的电流值，计算得到相电流的预估电流值。预估电流值包括第一电流值和第二电流值，第一电流值为基于第一数值计算得到的相电流的电流值，第二电流值为基于第二数值计算得到的相电流的电流值。
第二计算单元400，用于获取电机的相电流的稳态电流值，并计算稳态电流值与预估电流值的差值。
其中，第二计算单元400用于获取电机的相电流的稳态电流值的具体过程包括：在电机扭矩的响应时间大于预设时间的情况下，确定电机的相电流处于稳态，并将处于稳态的相电流的电流值，作为稳态电流值。
第二计算单元400具体用于：在确定稳态电流值小于预设第二阈值的情况下，计算稳态电流值与预估电流值的差值。
第一提示单元500，用于在确定稳态电流值与预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示电机的相电流信号无效。
第二提示单元600，用于在确定稳态电流值小于预设第二阈值的情况下，提示电机的相电流信号无效。
第三提示单元700，用于将电机控制器的电压调节为小于预设电压，获取电机的相电流的电流值，在确定相电流的电流值小于预设第二阈值的情况下，提示电机的相电流信号无效。
综上，利用本实施例的方法，能够在不对电机控制器进行改造的情况下，辅助电机控制器识别无效相电流信号。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述本申请提供的电流信号检测方法。
本申请还提供了一种电机控制器，包括：处理器、存储器和总线。处理器与存储器通过总线连接，存储器用于存储程序，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述本申请提供的电流信号检测方法，包括如下步骤：
将电机控制器的电压调节为不小于预设电压；
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同；
基于所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值，计算得到所述相电流的预估电流值；
获取所述电机的相电流的稳态电流值，并计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
在确定所述稳态电流值与所述预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
可选的，所述触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同，包括：
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值等于第一数值、且所述交轴电流的电流值等于零；
或者，
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值等于零、且所述交轴电流的电流值等于第二数值。
可选的，所述预估电流值包括第一电流值；
所述第一电流值为基于所述第一数值计算得到的所述相电流的电流值。
可选的，所述预估电流值包括第二电流值；
所述第二电流值为基于所述第二数值计算得到的所述相电流的电流值。
可选的，所述计算所述稳态电流值与预估电流值的差值，包括：
在确定所述稳态电流值小于预设第二阈值的情况下，计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
所述方法还包括：
在确定所述稳态电流值小于所述预设第二阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
可选的，所述获取所述电机的相电流的稳态电流值，包括：
在所述电机扭矩的响应时间大于预设时间的情况下，确定所述电机的相电流处于稳态，并将处于稳态的所述相电流的电流值，作为稳态电流值。
可选的，还包括：
将所述电机控制器的电压调节为小于所述预设电压；
获取所述电机的相电流的电流值；
在确定所述相电流的电流值小于预设第二阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电流信号检测方法，其特征在于，包括：
将电机控制器的电压调节为不小于预设电压；
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同；
基于所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值，计算得到所述相电流的预估电流值；
获取所述电机的相电流的稳态电流值，并计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
在确定所述稳态电流值与所述预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同，包括：
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值等于第一数值、且所述交轴电流的电流值等于零；
或者，
触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值等于零、且所述交轴电流的电流值等于第二数值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预估电流值包括第一电流值；
所述第一电流值为基于所述第一数值计算得到的所述相电流的电流值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预估电流值包括第二电流值；
所述第二电流值为基于所述第二数值计算得到的所述相电流的电流值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述稳态电流值与预估电流值的差值，包括：
在确定所述稳态电流值小于预设第二阈值的情况下，计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
所述方法还包括：
在确定所述稳态电流值小于所述预设第二阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述电机的相电流的稳态电流值，包括：
在所述电机扭矩的响应时间大于预设时间的情况下，确定所述电机的相电流处于稳态，并将处于稳态的所述相电流的电流值，作为稳态电流值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述电机控制器的电压调节为小于所述预设电压；
获取所述电机的相电流的电流值；
在确定所述相电流的电流值小于预设第二阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
8.一种电流信号检测装置，其特征在于，包括：
调节单元，用于将电机控制器的电压调节为不小于预设电压；
触发单元，用于触发所述电机控制器调节所述电机的直轴电流和交轴电流，使得所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值互不相同；
第一计算单元，用于基于所述直轴电流的电流值和所述交轴电流的电流值，计算得到所述相电流的预估电流值；
第二计算单元，用于获取所述电机的相电流的稳态电流值，并计算所述稳态电流值与预估电流值的差值；
第一提示单元，用于在确定所述稳态电流值与所述预估电流值的差值，不小于预设第一阈值的情况下，提示所述电机的相电流信号无效。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1-7任一所述的电流信号检测方法。
10.一种电机控制器，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器与所述存储器通过所述总线连接；
所述存储器用于存储程序，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1-7任一所述的电流信号检测方法。
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