DE102018127247A1 - Fehlertolerante Strommessung in Motorsteuerungssystemen - Google Patents

Abstract

Es werden technische Lösungen beschrieben, um einen Sensorfehler in einem Motorsteuerungssystem mit mindestens drei Phasenstrommessungen festzustellen. Ein beispielhaftes System enthält einen Stromcontroller zum Erzeugen eines Eingabespannungsbefehls für einen Motor unter Verwendung einer Vorsteuerung. Das System umfasst ferner ein Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren, das in Ansprechen darauf, dass der Stromcontroller unter Verwendung der Vorsteuerung betrieben wird, feststellt, dass ein Stromversatzfehler einen Fehler eines Stromsensors anzeigt, wobei der Stromversatzfehler auf der Grundlage einer Amplitude und einer Phase eines Diagnosestroms bestimmt wird. Das Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren erkennt in Ansprechen auf den Fehler ferner den Stromsensor, der den Fehler aufweist, auf der Grundlage eines Phasenwerts des Diagnosestroms.

Description

• HINTERGRUND
• Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein fehlertolerante Strommessungen in Motorsteuerungssystemen, etwa im Fall eines Stromsensorfehlers.
• Typischerweise steuert ein Motorsteuerungssystem, etwa in einem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) einen Elektromotor durch Anlegen einer Spannung an den Elektromotor. Beispielsweise verwendet ein EPS-System den Elektromotor, um Lenkungsunterstützung für einen Bediener eines Lenkrads eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Verfahrens zur Drehmomentregelung bereitzustellen. Wenn eine synchrone Permanentmagnetmaschine (PMSM) verwendet wird, wird die feldorientierte Regelung (FOC) genutzt, um zu ermöglichen, dass die Spannungs- und Stromsignale eines dreiphasigen Wechselstrommotors (AC-Motors) in einen synchron rotierenden Referenzrahmen transformiert werden, der üblicherweise als der d/q-Achsen-Referenzrahmen bezeichnet wird. In einem d/q-Achsen-Referenzrahmen werden die Motorspannungen und -ströme zu Gleichstromgrößen (DC-Größen). Die Drehmomentregelungstechnik mit FOC wird gewöhnlich entweder unter Verwendung von Vorsteuerungsverfahren oder einer Regelung mit Stromrückkopplung implementiert.
• Wenn die Drehmomentregelung mit FOC durch eine Stromregelung implementiert wird, verwendet die Implementierung Hochleistungs-Stromregler, die den Fehler zwischen befohlenen und gemessenen Strömen minimieren, um eine perfekte Stromnachführung zu erreichen. Die Stromregelung erfordert daher, dass die Motorströme gemessen werden, was typischerweise erreicht wird, indem die Phasenströme der elektrischen Maschine gemessen werden, welche dann mit Hilfe der Park-Transformation in den synchronen Rahmen transformiert werden, um die Regelung im synchronen Referenzrahmen auszuführen.
• Es ist daher wünschenswert, über Motorsteuerungssysteme zu verfügen, die fehlertolerante Strommessstrategien aufweisen für den Fall eines Fehlers/Ausfalls eines oder mehrerer Strommesssensoren oder anderer Geräte, die zum Messen der Stromwerte verwendet werden.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Es werden eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben, um einen Sensorfehler in einem Motorsteuerungssystem mit mindestens drei Phasenstrommessungen zu ermitteln. Ein beispielhaftes System enthält einen Stromcontroller zum Erzeugen eines Eingabespannungsbefehls für einen Motor unter Verwendung einer Vorsteuerung. Das System enthält ferner ein Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren, das in Ansprechen darauf, dass der Stromcontroller unter Verwendung der Vorsteuerung betrieben wird, feststellt, dass ein Stromversatzfehler einen Fehler eines Stromsensors anzeigt, wobei der Stromversatzfehler auf der Grundlage einer Amplitude und einer Phase eines Diagnosestroms ermittelt wird. Ferner erkennt das Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren den Stromsensor, der den Fehler aufweist, in Ansprechen auf den Fehler auf der Grundlage eines Phasenwerts des Diagnosestroms.
• Ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen eines Sensorfehlers in einem Motorsteuerungssystem mit mindestens drei Phasenstrommessungen umfasst, dass von einem Stromcontrollermodul ein Eingabespannungsbefehl für einen Motor unter Verwendung einer Vorsteuerung auf der Grundlage eines gemessenen Motorstroms erzeugt wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass von einem Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren ein spezieller Stromsensor erkannt wird, der einen Fehler zeigt, während das Motorsteuerungssystem unter Verwendung der Vorsteuerung betrieben wird. Das Erkennen umfasst, dass auf der Grundlage der Amplitude eines Diagnosestroms festgestellt wird, dass der Stromversatzfehler den Fehler anzeigt. Das Erkennen umfasst ferner, dass der Stromsensor, der den Fehler aufweist, in Ansprechen auf den Einzelpunktfehler auf der Grundlage eines Phasenwerts des Diagnosestroms erkannt wird.
• Ein beispielhaftes Motorsteuerungssystem enthält einen Motor und ein Stromcontrollermodul, das einen Eingabespannungsbefehl für den Motor unter Verwendung einer Regelung beruhend auf einem gemessenen Motorstrom erzeugt. Das Motorsteuerungssystem enthält ferner ein Modul zur Strommessung und Diagnoseberechnung, das einen Versatzfehler detektiert. Das Motorsteuerungssystem enthält ferner ein Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren, das in Ansprechen auf den Versatzfehler das Stromcontrollermodul umschaltet, so dass es unter Verwendung einer Vorsteuerung betrieben wird. Das Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren ermittelt bei einem Betrieb mit Vorsteuerung ferner einen Fehler auf der Grundlage dessen, dass eine Amplitude eines Diagnosestroms über einem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt, und erkennt in Ansprechen darauf einen Stromsensor, der den Fehler zeigt, auf der Grundlage eines Phasenwerts des Diagnosestroms.
• Diese und andere Vorteile und Merkmale werden sich aus der folgenden Beschreibung besser ergeben, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird.
• Figurenliste
• Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird speziell dargelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden genauen Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
• 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Lenkungssystems ist;
• 2 ein Blockdiagramm eines Drehmomentregelungsmoduls 100 einer mehrphasigen synchronen Permanentmagnetmaschine (PMSM) unter Verwendung von Phasenstrommessungen in einem Regelkreis mit Stromrückkopplung in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsform darstellt;
• 3 ein Beispiel für eine Inline-Strommessung für Motorsteuerungssysteme in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen zeigt;
• 4 ein Blockdiagramm eines Moduls zur Strommessung, Berechnung und Diagnose in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
• 5 ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Stromcontrollers darstellt, der zwischen einem Betriebsmodus mit Rückkopplung und mit Vorsteuerung in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen wählt;
• 6 ein Blockdiagramm eines Erkennungsmoduls für fehlerhafte Sensoren in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
• 7 ein Blockdiagramm zum Implementieren eines Fehlersignatur-Extraktionsmoduls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht;
• 8 ein Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen der speziellen fehlerhaften Strommesskomponente in einem Betriebsmodus mit Vorsteuerung in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht; und
• 9 ein Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren für eine fehlertolerante Strommessung in einem Motorsteuerungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht.
• GENAUE BESCHREIBUNG
• Die Begriffe Modul und Teilmodul bezeichnen, so wie sie hier verwendet werden, eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen, etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Wie festzustellen ist, können die nachstehend beschriebenen Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.
• Mit Bezug nun auf die Figuren, bei denen die technischen Lösungen mit Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben werden, ohne sie einzuschränken, ist 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Servolenkungssystems (EPS-Systems) 40, das zur Implementierung der offenbarten Ausführungsformen geeignet ist. Der Lenkungsmechanismus 36 ist ein System mit einer Zahnstange und einem Ritzelzahnrad und er enthält eine (nicht gezeigte) mit Zähnen versehene Stange in einem Gehäuse 50 und ein (ebenfalls nicht gezeigtes) Ritzelzahnrad, das unter einem Getriebegehäuse 52 angeordnet ist. Wenn die Bedienereingabe, die hier im Nachstehenden als Lenkrad 26 (z.B. ein Handrad und dergleichen) bezeichnet wird, gedreht wird, dreht sich die obere Lenkwelle 29 und die untere Lenkwelle 51, die mit der oberen Lenkwelle 29 durch ein Universalgelenk 34 verbunden ist, dreht das Ritzelzahnrad. Eine Drehung des Ritzelzahnrads bewegt die Zahnstange, welche Spurstangen 38 (nur eine ist gezeigt) bewegt, wodurch wiederum die Lenkungsachsschenkel 39 (nur einer ist gezeigt) bewegt werden, welche ein oder mehrere lenkbare Räder 44 (nur eines ist gezeigt) drehen bzw. einschlagen.
• Eine elektrische Servolenkungsunterstützung wird durch die Steuerungsvorrichtung bereitgestellt, die allgemein mit Bezugszeichen 24 bezeichnet ist und den Controller 16 und eine elektrische Maschine 46 enthält, welche ein synchroner Permanentmagnetmotor, ein Gleichstrom-Permanentmagnetmotor, ein Motor mit geschalteter Reluktanz oder ein beliebiger anderer Motortyp sein kann und hier im Nachstehenden als Motor 46 bezeichnet wird. Der Controller 16 wird durch eine Leitung 12 von der Fahrzeugstromversorgung 10 mit Leistung versorgt. Der Controller 16 empfängt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 14, das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17. Ein Lenkwinkel wird durch einen Positionssensor 32 gemessen, welcher ein Sensor mit optischer Codierung, ein Sensor mit variablem Widerstandswert oder irgendein anderer geeigneter Typ von Positionssensor sein kann, und dieser liefert dem Controller 16 ein Positionssignal 20. Eine Motorgeschwindigkeit kann mit einem Tachometer oder einer anderen Vorrichtung gemessen werden und an den Controller 16 als Motorgeschwindigkeitssignal 21 übertragen werden. Eine als ω_m bezeichnete Motorgeschwindigkeit kann gemessen, berechnet oder durch eine Kombination daraus bestimmt werden. Beispielsweise kann die Motorgeschwindigkeit ω_m als die Änderung bei der Motorposition θ, die von einem Positionssensor 32 über ein vorgegebenes Zeitintervall gemessen wird, berechnet werden. Beispielsweise kann die Motorgeschwindigkeit ω_m als die Ableitung der Motorposition θ aus der Gleichung ω_m = Δθ/Δt ermittelt werden, wobei Δt die Abtastzeit ist und Δθ die Positionsänderung während des Abtastintervalls ist. Alternativ kann die Motorgeschwindigkeit aus der Motorposition als die zeitliche Änderungsrate der Position abgeleitet werden. Es ist festzustellen, dass es zahlreiche gut bekannte Methodiken zum Ausführen der Funktion einer Ableitung gibt.
• Wenn das Lenkrad 26 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 28 das Drehmoment, das von dem Fahrzeugbediener auf das Lenkrad 26 aufgebracht wird. Der Drehmomentsensor 28 kann einen (nicht gezeigten) Torsionsstab und einen (ebenfalls nicht gezeigten) Sensor mit variablem Widerstand enthalten, welcher ein variables Drehmomentsignal 18 an dem Controller 16 in Relation zu dem Betrag der Verdrehung am Torsionsstab ausgibt. Dies ist zwar ein Typ von Drehmomentsensor, jedoch wird jede andere geeignete Drehmomenterfassungsvorrichtung genügen, die mit bekannten Signalverarbeitungstechniken verwendet wird. In Ansprechen auf die verschiedenen Eingaben sendet der Controller einen Befehl 22 an den Elektromotor 46, welcher Drehmomentunterstützung für das Lenkungssystem durch eine Schnecke 47 und ein Schneckenrad 48 liefert, wodurch Drehmomentunterstützung für die Fahrzeuglenkung bereitgestellt wird.
• Es soll darauf hingewiesen werden, dass die offenbarten Ausführungsformen zwar mit Bezugnahme auf eine Motorsteuerung für Anwendungen mit elektrischer Lenkung beschrieben sind, es jedoch festzustellen ist, dass diese Bezugnahmen nur zur Veranschaulichung dienen und dass die offenbarten Ausführungsformen auf jede Motorsteuerungsanwendung angewendet werden können, welche einen Elektromotor verwendet, z.B. Lenkung, Ventilsteuerung und dergleichen. Darüber hinaus können die Bezugnahmen und Beschreibungen hierin auf viele Formen von Parametersensoren zutreffen, welche ohne Einschränkung Drehmoment, Position, Geschwindigkeit/Drehzahl und dergleichen umfassen. Außerdem soll erwähnt werden, dass eine Bezugnahme auf elektrische Maschinen hierin ohne Beschränkung Motoren umfasst, wobei hier im Nachstehenden der Kürze und Einfachheit halber ohne Einschränkung nur auf Motoren Bezug genommen wird.
• Wie dargestellt, verwendet der Controller 16 im Steuerungssystem 24 das Drehmoment, die Position, die Geschwindigkeit und dergleichen, um einen oder mehrere Befehle zur Lieferung der benötigten Ausgabeleistung zu berechnen. Der Controller 16 ist in Kommunikation mit den verschiedenen Systemen und Sensoren des Motorsteuerungssystems angeordnet. Der Controller 16 empfängt Signale von jedem der Systemsensoren, quantifiziert die empfangenen Informationen und stellt in Ansprechen darauf ein oder mehrere Ausgabebefehlssignale bereit, in diesem Fall beispielsweise für den Motor 46. Der Controller 16 ist ausgestaltet, um mit einem (nicht gezeigten) Umrichter die notwendigen Spannungen zu entwickeln, welcher optional in den Controller 16 integriert sein kann und hier als Controller 16 bezeichnet wird, so dass, wenn sie an den Motor 46 angelegt werden, das gewünschte Drehmoment oder die gewünschte Position erzeugt wird. Da diese Spannungen mit der Position und der Geschwindigkeit des Motors 46 und dem gewünschten Drehmoment in Beziehung stehen, werden die Position und/oder die Geschwindigkeit des Rotors und das Drehmoment, das von einem Bediener aufgebracht wird, ermittelt. Ein Positionscodierer ist mit der Lenkwelle 51 verbunden, um die Winkelposition θ zu detektieren. Der Codierer kann die Drehposition auf der Grundlage einer optischen Detektion, von Magnetfeldschwankungen oder von anderen Methoden erfassen. Typische Positionssensoren umfassen Potentiometer, Resolver, Synchros, Codierer und dergleichen sowie Kombinationen, die mindestens eines/einen der Vorstehenden umfassen. Der Positionscodierer gibt ein Positionssignal 20 aus, das die Winkelposition der Lenkwelle 51 und damit diejenige des Motors 46 anzeigt.
• Ein gewünschtes Drehmoment kann durch einen oder mehrere Drehmomentsensoren 28 ermittelt werden, welche Drehmomentsignale 18 übertragen, die ein aufgebrachtes Drehmoment anzeigen. Ein oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen enthalten einen derartigen Drehmomentsensor 28 und die Drehmomentsignale 18 davon, die auf einen nachgiebigen Torsionsstab, T-Stab, eine Feder oder eine ähnliche (nicht gezeigte) Vorrichtung ansprechen können, sind ausgestaltet, um eine Antwort bereitzustellen, die das aufgebrachte Drehmoment anzeigt.
• In einem oder mehreren Beispielen ist ein oder sind mehrere Temperatursensoren 23 an der elektrischen Maschine 46 angeordnet. Der Temperatursensor 23 ist vorzugsweise ausgestaltet, um die Temperatur des Erfassungsabschnitts des Motors 46 direkt zu messen. Der Temperatursensor 23 überträgt ein Temperatursignal 25 an den Controller 16, um die hier beschriebene Verarbeitung und eine Kompensation zu ermöglichen. Typische Temperatursensoren umfassen Thermoelemente, Thermistoren, Thermostate und dergleichen sowie Kombinationen, die mindestens einen der vorstehenden Sensoren umfassen, welche, wenn sie geeignet platziert sind, ein kalibrierbares Signal bereitstellen, das proportional zu der speziellen Temperatur ist.
• Neben anderen werden das Positionssignal 20, das Geschwindigkeitssignal 21 und ein oder mehrere Drehmomentsignale 18 an den Controller 16 angelegt. Der Controller 16 verarbeitet alle Eingabesignale, um Werte zu erzeugen, die jedem der Signale entsprechen, was dazu führt, dass ein Rotorpositionswert, ein Motorgeschwindigkeitswert und ein Drehmomentwert für die Verarbeitung in den Algorithmen zur Verfügung stehen, die hier beschrieben sind. Messsignale wie etwa die vorstehend erwähnten werden außerdem für gewöhnlich je nach Wunsch linearisiert, kompensiert und gefiltert, um die Eigenschaften zu verbessern oder ungewünschte Eigenschaften des beschafften Signals zu beseitigen. Beispielsweise können die Signale linearisiert werden, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern oder um einen großen Dynamikbereich des Signals anzusprechen. Zudem kann eine frequenzbasierte oder zeitbasierte Kompensation und Filterung verwendet werden, um Rauschen zu beseitigen oder ungewünschte Spektraleigenschaften zu vermeiden.
• Um die vorgeschriebenen Funktionen und die gewünschte Verarbeitung sowie die Berechnungen dafür auszuführen (z.B. die Erkennung von Motorparametern, Steuerungsalgorithmen und dergleichen), kann der Controller 16 ohne Einschränkung Prozessoren, Computer, DSPs, Arbeitsspeicher, Massenspeicher, Register, Zeitgeber, Interrupts, Kommunikationsschnittstellen und Eingabe/Ausgabe-Signalschnittstellen und dergleichen sowie Kombinationen, die mindestens eines/einen der Vorstehenden umfassen, enthalten. Zum Beispiel kann der Controller 16 eine Verarbeitung und Filterung von Eingabesignalen umfassen, um eine genaue Abtastung und Umsetzung oder Beschaffung von derartigen Signalen aus Kommunikationsschnittstellen zu ermöglichen. Zusätzliche Merkmale des Controllers 16 und bestimmter Prozesse darin werden hier zu einem späteren Zeitpunkt gründlich erörtert.
• 2 stellt ein Blockdiagramm eines Drehmomentregelungsmoduls 100 einer mehrphasigen synchronen Permanentmagnetmaschine (PMSM) unter Verwendung von Phasenstrommessungen in einem Regelkreis mit Stromrückkopplung in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen dar. Wie gezeigt, enthält das Drehmomentregelungsmodul 100 einen Stromgenerator 102, der einen Motorreferenzstrombefehl erzeugt, ein Stromreglermodul 104 und ein Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose. 2 stellt außerdem einen Motor 110 und ein Strommessmodul 108 dar, das einen Rückkopplungsstrom vom Motor 110 misst.
• Der Begriff „Modul“ oder „Teilmodul“ bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Bei einer Softwareimplementierung kann ein Modul oder Teilmodul im Arbeitsspeicher als einem nicht vorübergehenden maschinenlesbaren Speichermedium ausgeführt sein, das durch eine Verarbeitungsschaltung lesbar ist und Anweisungen zur Ausführung durch die Verarbeitungsschaltung speichert, um ein Verfahren auszuführen. Darüber hinaus können die in den Figuren gezeigten Module und Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.
• Der Motorreferenzstromgenerator 102 erzeugt einen Vorsteuerungs-Spannungsbefehl 120 und einen Strombefehl 122 auf der Grundlage der Eingabesignale. Die Eingabesignale können einen Motordrehmomentbefehl 114, eine Motorgeschwindigkeit 116, ein Quellenspannungssignal 118 und Motorparameter 112 umfassen. Der Motordrehmomentbefehl 114 repräsentiert einen befohlenen Drehmomentwert und kann aus einem anderen (nicht gezeigten) Drehmomentregelungsmodul hergeleitet werden, etwa aus einer EPS, aus einer Steuerungseinheit zum autonomen Lenken oder semiautonomen Lenken, oder er kann einem Drehmomentwert entsprechen, der von einem Bediener erzeugt wird. Die Motorgeschwindigkeit 116 ist eine Winkelgeschwindigkeit des Motors 110, die von einem (nicht gezeigten) Geschwindigkeitssensor gemessen wird. Der Geschwindigkeitssensor kann beispielsweise einen Codierer und eine Geschwindigkeitsberechnungsschaltung zum Berechnen der Winkelgeschwindigkeit eines Rotors des Motors 110 beruhend auf einem Signal, das von dem Codierer empfangen wird, enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Motorgeschwindigkeit aus der Motorposition geschätzt werden. Das Quellenspannungssignal 118 repräsentiert eine Brückenspannung von einer (nicht gezeigten) DC-Stromquelle.
• Die Motorparameter 112 sind geschätzte Werte für den Motor 110, welche beispielsweise eine Motorkonstante K_e (Volt/rad/s), einen Motorschaltungswiderstand R (Ohm), eine Direktachsen-Induktivität L_d (Henry) und eine Quadraturachsen-Induktivität L_q (Henry) umfassen.
• In einigen Ausführungsformen umfasst der von dem Motorreferenzstromgenerator 102 erzeugte Strombefehl 122 einen d-Achsen-Referenzstrombefehl und einen q-Achsen-Referenzstrombefehl, die auf der Grundlage des Motordrehmomentbefehls 114, des Quellenspannungssignals 118 und der Winkelgeschwindigkeit erzeugt werden. Außerdem berechnet der Motorreferenzstromgenerator 102 den Vorsteuerungs-Spannungsbefehl 120, der einen d-Achsen-Vorsteuerungs-Spannungsbefehl und einen q-Achsen-Vorsteuerungs-Spannungsbefehl umfassen kann. Der Strombefehl 122 erfüllt den Motordrehmomentbefehl 114 und das Quellenspannungssignal 118.
• Das Stromreglermodul 104 bestimmt einen endgültigen Spannungsbefehl 126 auf der Grundlage des Vorsteuerungs-Spannungsbefehls 120, des Strombefehls 122 und der gemessenen Motorströme 124. Die gemessenen Motorströme 124 umfassen einen gemessenen d-Achsen-Strom und einen gemessenen q-Achsen-Strom, welche aus den Strommesssignalen in den Statorreferenzrahmen transformiert werden.
• Das Stromreglermodul 104 sendet den endgültigen Spannungsbefehl 126 an den Motor 110, um den Motor 110 zu regeln. In einigen Ausführungsformen empfängt ein (nicht gezeigter) Polarumwandlungscontroller den d-Achsen-Spannungsbefehl und den q-Achsen-Spannungsbefehl als Eingaben. Beruhend auf den Eingaben ermittelt der Polarumwandlungscontroller einen Spannungsbefehl und einen Phasenvoreilwinkel. Ein (nicht gezeigtes) Impulsbreitenmodulations-Erzeugungsmodul (PWM-Erzeugungsmodul) empfängt dann als Eingabesignale den Spannungsbefehl und den Phasenvoreilwinkel von dem Polarumwandlungscontroller. Das PWM-Erzeugungsmodul empfängt außerdem einen Motorpositions- oder Rotorwinkelwert des Motors 110, der von einem (nicht gezeigten) Motorpositionssensor gemessen wird, und erzeugt mehrphasige Tastverhältniswerte. In einigen Ausführungsformen kann das PWM-Erzeugungsmodul eine Übermodulations-Raumvektor-PWM-Einheit enthalten, die drei jeweilige Tastverhältniswerte erzeugt. Die Tastverhältniswerte werden zum Ansteuern von Gatetreiberschaltungen eines (nicht gezeigten) Umrichters verwendet, um Phasen des Motors 110 zu erregen.
• Zum Zweck der Steuerung mit Rückkopplung/Regelung misst das Strommessmodul 108 die tatsächlichen Motorströme 128 und sendet Werte der gemessenen Motorströme 124 an das Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose. In einigen Ausführungsformen enthält das Strommessmodul 108 Strommesssensoren, welche die gemessenen Motorströme 124 aus den tatsächlichen Strömen 128 des Motors 110 erzeugen. Die gemessenen Motorströme 124 repräsentieren daher die Werte von Phasenströmen (z.B. zwei Phasen, drei Phasen), die von dem Strommessmodul 108 gemessen werden.
• In 3-phasigen Strommesssystemen verursachen Stromsensorfehler typischerweise entweder einen Übergang in einen Modus zum Abschwächen des Verlusts der Unterstützung oder ein Abschalten. Wenn beispielsweise in einem Phasenstrommesswert ein großer Versatzfehler auftritt, justiert die Stromregelung, die in dem synchronen Referenzrahmen betrieben wird, die Motorspannung derart, dass der Messwert des Motorstroms mit dem Befehl übereinstimmt, aber da die Messung nicht korrekt ist, sind die tatsächlichen Motorströme nicht korrekt. Der Fehlermodus führt zu motorpositionsabhängigen Fehlern beim Motordrehmoment und Motorstrom, die als große Drehmomentwelligkeit an der Motorwelle wahrgenommen werden können und potentiell größer als (für die Hardwareentwicklung) klassifizierte Motorströme sind. Wenn die Drehmomentwelligkeit, die von dem Phasenstrommessungs-Versatzfehler verursacht wird, groß genug wird, kann sie ein Motordrehmoment in die zu dem Motordrehmomentbefehl entgegengesetzte Richtung erzeugen. Bei Verwendung in einem EPS-System 12 können Fehler, die ein Drehmoment in eine zu dem gewünschten Motordrehmomentbefehl entgegengesetzte Richtung erzeugen, zu einer Verletzung von Systemsicherheitszielen oder Fehlerverwaltungsanforderungen führen.
• Da bei einem Motor mit Y-Schaltung oder bei einem ausgeglichenen Motor die Summe aller drei Phasenströme immer gleich Null sein muss, verwenden die meisten Motorsteuerungssysteme typischerweise nur zwei Messwiderstände in 3-phasigen Inline-Strommesssystemen. Aufgrund variierender Systemanforderungen können auch Messsysteme mit drei Messwiderständen verwendet werden. Wenn in derartigen Systemen ein Versatzfehler an nur einer Phase auftritt, ist es möglich, den Betrieb des Systems in einem Modus mit Rückkopplungssteuerung/Regelung mit den zwei verbleibenden funktionierenden Messungen fortzusetzen, und dadurch die Fehlertoleranz und Zuverlässigkeit des Antriebsgesamtsystems zu verbessern. Dies ermöglicht, dass die Motorsteuerungssysteme den Betrieb in dem Modus mit Steuerungsrückkopplung (dem gewünschten Steuerungsmodus) fortsetzen, wenn ein Messwiderstand ausgefallen ist, und außerdem die Erkennung mehrerer gleichzeitiger Fehler, was die Fähigkeit zum Überführen des Systems in einen Vorsteuerungsmodus zum Abschwächen des Verlusts der Unterstützung bereitgestellt hat. Derartige Strommessungs-Fehlerdetektionsalgorithmen arbeiten im Modus mit Rückkopplungssteuerung/Regelung.
• Wenn jedoch in einigen Motorsteuerungssystemen wie etwa einem EPS-System 12 ein Einzelpunktfehler auftritt, d.h. eine einzige Strommesseinheit ausfällt, kann das resultierende Bremsdrehmoment für den Bediener (Fahrer) zu groß zur Bewältigung sein, wenn das System in der Rückkopplungssteuerung betrieben wird, und daher wird das System in den Vorsteuerungsmodus überführt, der Zustandsbeobachteralgorithmen verwendet. Wenn beispielsweise der erste Einzelpunktfehler auftritt, überprüft die primäre Diagnose eine Fehlerbedingung, und der Steuerungsmodus wird in eine Vorsteuerung verändert. Dies ermöglicht einen Systembetrieb (hinsichtlich beispielsweise eines Lenkungsgefühls für den Fahrer in einem EPS-System) mit relativ guter Leistung, speziell wenn eine dynamische Vorsteuerung verwendet wird. Bei dreiphasigen Strommesssystemen erfolgt die Diagnose unter Verwendung der Logik, dass die Summe der Ströme gleich Null sein muss, nahezu augenblicklich. Die Beobachteralgorithmen jedoch, die zur Detektion eines speziellen Messwiderstandsfehlers benötigt werden, sind jedoch typischerweise langsamer und hängen in einem gewissen Grad von den Betriebsbedingungen ab. Es kann daher wünschenswert sein, dass diese Systeme zum Detektieren des Fehlers in den Vorsteuerungsmodus wechseln und dann den speziellen Messwiderstand oder mehrere Fehler im Vorsteuerungsbetrieb detektieren. Die hier beschriebenen technischen Lösungen sprechen diese technischen Herausforderungen an, indem sie die Detektion eines Einzelpunktfehlers sowie von mehreren gleichzeitigen Fehlern in einem Strommesssystem ermöglichen. Ferner ermöglichen die technischen Lösungen eine fast nahtlose Fehlertoleranz im Fall von Strommessungssystemfehlern in Motorsteuerungssystemen.
• 3 zeigt ein Beispiel für Inline-Strommessungen für Motorsteuerungssysteme in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Motorsteuerungssystem 100 enthält ein Umrichtermodul oder eine Stromversorgung 301, Schalter 302, Strommessmodule 108 und einen 3-phasigen Motor 110. Es gibt typischerweise zwei Wege zum Messen von Phasenströmen des 3-phasigen Motors 110 - Inline-Strommessung und Strommessung an der niedrigen Seite. Die hier beschriebenen technischen Lösungen sind auf Inline-Strommesssysteme anwendbar. Bei einer Inline-Strommessung messen die Strommessmodule 108 die Phasenströme des Motors 110 direkt, wie in 3 gezeigt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass zum Messen der 3 Phasenströme eines Motors mit Y-Schaltung oder eines ausgeglichenen Motors zwei Inline-Strommessungen verwendet werden können und der dritte Phasenstrom berechnet werden kann. In Konfigurationen mit drei Inline-Strommesssystemen ermöglichen die hier beschriebenen technischen Lösungen das Detektieren eines Stromsensorfehlers im Vorsteuerungsmodus und erkennen außerdem, welcher Sensor fehlerhaft ist. Auf der Grundlage der Erkennung des fehlerhaften Sensors kann das Motorsteuerungssystem 500 zurück auf einen Steuerungsmodus mit Rückkopplung mit zwei Inline-Strommesssystemen umschalten.
• 4 stellt ein Blockdiagramm eines Strommesswertdiagnosemoduls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Im Normalbetrieb werden die drei gemessenen Ströme von einem Synchronrahmen-Stromberechnungsmodul 210 zusammen mit der elektrischen Motorposition verwendet, um Synchronrahmenströme (d/q-Ströme) zu beschaffen, welche dann zur Stromregelung mit dem Stromregler 104 genutzt werden. Ein primäres Strommessungsdiagnosemodul 205 detektiert, ob in den gemessenen Strömen ein Fehler existiert. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen das primäre Strommessungsdiagnosemodul 205 den Fehler beruhend auf der Annahme detektieren, dass die Summe der 3 Phasenströme in einem Motor mit Y-Schaltung oder einem ausgeglichenen Motor gleich Null ist. Wenn ein erster Einzelpunktfehler auftritt, ändert ein Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul 230 den Stromregler 104 so, dass er im Vorsteuerungsmodus arbeitet.
• Im Vorsteuerungsbetrieb erkennt das Erkennungsmodul 240 für fehlerhafte Sensoren die fehlerhafte Einheit in dem Strommesssystem. Es soll darauf hingewiesen werden, dass im Vorsteuerungsmodus Strommesswerte nicht zur Steuerung verwendet werden, und stattdessen ein inverses Maschinenmodell (statisch oder dynamisch) verwendet wird. Sobald die Erkennung des Einzelpunktfehlers abgeschlossen ist, d.h. die Feststellung der Tatsache, dass ein Einzelfehler aufgetreten ist, zusammen mit der Erkennung der speziellen Strommesseinheit (Sensor), die fehlerhaft ist, wird das Motorsteuerungssystem in den Modus mit Steuerungsrückkopplung/Regelung (bevorzugter Steuerungsmodus) durch das Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul 230 mit Hilfe des Stromreglers 104 überführt. Während des Rückkopplungsbetriebs verwendet das Arbitrierungsmodul 220 für funktionierende Messungen die Informationen über den fehlerhaften Sensor, um nur Daten von funktionierenden Sensoren zur Berechnung von Synchronrahmenströmen durch das Synchronrahmen-Stromberechnungsmodul 210 zu senden. Gleichzeitig wird das sekundäre Diagnosemodul 250 (vom Beobachtertyp) zur Detektion irgendwelcher anschließender Fehler aktiviert (und das primäre Diagnosemodul 205 wird deaktiviert). Wenn ein derartiger anschließender Fehler auftritt, den das sekundäre Diagnosemodul 250 detektiert, wird das Motorsteuerungssystem 200 permanent in den Vorsteuerungsbetrieb überführt. Im Fall, dass der erste Fehler selbst ein Mehrpunktfehler ist, d.h. mehrere Sensoren gleichzeitig ausfallen, detektiert das Erkennungsmodul 240 für fehlerhafte Sensoren dies, informiert das Arbitrierungsmodul 220 für funktionsfähige Messungen und das Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul 230 hält das System permanent im Vorsteuerungsmodus.
• In einem oder mehreren Beispielen erkennt das Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose einen speziellen fehlerhaften Sensor auf der Grundlage der Amplituden- und Phasenwerte und gibt geeignete Benachrichtigungsmerker an das Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul 230, das sekundäre (Beobachter-)Diagnosemodul 250 oder ein anderes geeignetes Modul aus, das ausgestaltet ist, um einzustellen oder zu steuern, wie der gemessene Motorstrom 124 bestimmt wird, wenn ein fehlerhafter Sensor erkannt wird. Ferner stellt das Modul 106 zur Strommessungsberechnung und Diagnose in einem oder mehreren Beispielen einen Diagnosemerker 130 und die Synchronrahmen-Strommessungen 132 für das Stromreglermodul 104 bereit. Auf der Grundlage dieser Eingaben bestimmt der Stromregler 104, ob die Vorsteuerung oder die Rückkopplungssteuerung zum Erzeugen von Spannungsbefehlen für den Motor verwendet werden soll.
• Es seid darauf hingewiesen, dass das vorstehende Beispiel zwar das primäre Diagnosemodul 205 unter Verwendung der Summe der Ströme beschreibt, in anderen Beispielen jedoch das primäre Diagnosemodul 205 eine beliebige andere Technik verwenden kann, um einen Stromversatzfehler zu detektieren, beispielsweise kann ein Beobachtermodell verwendet werden.
• Das Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose, speziell das Erkennungsmodul 240 für fehlerhafte Sensoren, detektiert einen speziellen Sensor, der fehlerhaft ist, auf der Grundlage der Amplitude ΔI₀ und der Phase ϕ des Diagnosestroms, die von dem Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose berechnet werden, wie hier weiter beschrieben ist. Die Amplitudenberechnung kann wie folgt ausgeführt werden $$\mathrm{\Delta }{I}_e=\frac{3}{2}\sqrt{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^2+\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^2}$$

  
• Die Phasenbewertung kann wie folgt ausgeführt werden: $$\varphi ={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }}{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }}\right)$$

  
• Wie festzustellen ist, wird in dem Diagnoseschema von 2 zuerst die Amplitude ausgewertet, und wenn diese größer als ein kalibrierbarer Schwellenwert ΔI_th ist, wird die Phase berechnet (alternativ könnte die Phase permanent berechnet werden, aber nur verwendet werden, wenn die Amplitude einen Schwellenwert überschreitet). Die Amplitude kann mit einem zweiten (z.B. einem kritischen) Schwellenwert ΔI_thc verglichen werden, dessen Wert höher als ΔI_th ist, um anzuzeigen, ob mehrere gleichzeitige Sensorfehler aufgetreten sind, wobei in diesem Fall das Diagnoseschema einen Abschaltmerker (oder einen Merker zur Abschwächung des Verlusts der Unterstützung) aussenden könnte. Jedoch kann auch ein Widerstandswertschätzfehler, der groß genug ist, bewirken, dass ΔI_e entweder niedriger als ΔI_th oder höher als ΔI_thc wird, was zu keiner Detektion bzw. einer falschen Detektion führt. Dies kann überwunden werden, indem die Schwellenwerte ΔI_th und ΔI_thc zu dynamischen Werten gemacht werden, die sich mit einer Anzeige verändern, welche den „Betrag“ des Parameterfehlers anzeigt. Eine derartige Anzeige kann beispielsweise aus den ΔI_dq-Werten nach einer Filterung mit einem programmierbaren Tiefpassfilter erhalten werden, da jeder Mittelwertinhalt das Vorhandensein eines Versatzfehlers impliziert. Es wird darauf hingewiesen, dass derart große Schätzfehler typischerweise in korrekt abgestimmten Systemen nicht auftreten und daher ist eine detaillierte Erörterung dieses Schemas hier nicht enthalten.
• Es wird angemerkt, dass eine Anzahl von Werten mit Bezug auf die vorstehend erörterten Stromdifferenzen als der Diagnosestrom verwendet werden können. Der Diagnosestrom kann als eine Differenz oder beruhend auf einer Differenz zwischen Strömen berechnet werden. Zum Beispiel kann der Diagnosestrom ΔI₀, ΔI_e oder $\sqrt{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^2+\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^2}.$

  

  sein.
• Der Wert der Phase kann gleich 0 oder -ϕ_x oder ϕ_x in Abhängigkeit davon sein, ob der Versatzfehler in Phase a, b, bzw. c liegt. Zur verbesserten Robustheit jedoch (erforderlich aufgrund von Bandbreitenbegrenzungen von Stromreglern) wird ein Detektionsfenster ϕ_w um die Nennphasenwerte für jeden der Fehler herum eingerichtet, und die berechnete Phase wird geprüft, um festzustellen, ob sie in dem Detektionsfenster eines speziellen Messwiderstands liegt. Wenn der Wert in keinem der Fenster liegt, impliziert dies mehrere gleichzeitige Fehler, und das Diagnoseschema sendet einen Abschaltmerker (oder einen Merker zur Abschwächung des Unterstützungsverlusts) aus.
• Die Phasenberechnungen können wie folgt zusammengefasst werden: $$F_s=\{\begin{array}{ll}a,\hfill & -{\varphi }_w\le \varphi \le {\varphi }_w\hfill \\ b,\hfill & -{\varphi }_x-{\varphi }_w\le \varphi \le -{\varphi }_x+{\varphi }_w\hfill \\ c,\hfill & {\varphi }_x-{\varphi }_w\le \varphi \le {\varphi }_x+{\varphi }_w\hfill \\ m,\hfill & sonst\hfill \end{array}$$

  
• F_S repräsentiert den Sensor, der fehlerhaft ist, und m impliziert mehrere gleichzeitige Sensorfehler. Es wird darauf hingewiesen, dass der Phasendetektionsmechanismus für Systeme mit negativer elektromechanischer Polarität konfiguriert werden kann, indem einfach die Logik für die Phasen b und c vertauscht wird.
• Die Fehlerphase wird ausgewertet, sobald die Amplitude den Schwellenwert überschreitet, um festzustellen, welcher Sensor fehlerhaft ist, und Identifikations- und andere Informationen hinsichtlich des bzw. der speziellen Sensoren, die fehlerhaft sind, können über ein Signal mit Informationen über fehlerhafte Sensoren an ein Stromberechnungs-Übergangsmodul 314 gesendet werden. Sobald der fehlerhafte Sensor detektiert wurde, wird die Strommessung von dem Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul 230 modifiziert, um die verbleibenden funktionsfähigen Sensoren zu verwenden, und das System ist in der Lage, im Modus mit Steuerungsrückkopplung zu arbeiten. Es wird darauf hingewiesen, dass, sobald das System mit dem Betrieb im Rückkopplungsmodus begonnen hat, nachdem der erste Einzelpunktfehler durch die primäre Diagnose zusammen mit dem Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren und der sekundären Diagnose aktiviert wurde, ein nachfolgender Strommessfehler dazu führen würde, dass der Diagnosemerker permanent verriegelt ist, um das System im Modus mit Stromvorsteuerung zu betreiben. Alternativ könnte das System einfach heruntergefahren werden, statt es im Vorsteuerungsmodus zu betreiben. Der Vorsteuerungsbetrieb kann eingeleitet werden, indem der Diagnosemerker 130 direkt für den Stromcontroller und/oder das Referenzerzeugungsmodul bereitgestellt wird, so dass die endgültigen Spannungen geeignet berechnet werden.
• 5 stellt ein beispielhaftes Blockdiagramm zur Wahl eines Betriebsmodus des Motorsteuerungssystems in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Die Steuerungswahlvorrichtung 430 empfängt den Diagnosemerker 130 von dem Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose. Beruhend auf dem Diagnosemerker wählt die Steuerungswahlvorrichtung 430 entweder den Vorsteuerungscontroller 410 für den Vorsteuerungs-Betriebsmodus des Motorsteuerungssystems, oder den Stromregler 104 zum Betrieb im Rückkopplungsmodus des Motorsteuerungssystems. Wie hier beschrieben ist, wählt die Steuerungswahlvorrichtung 430 nach einem ersten Einzelpunktfehler den Vorsteuerungscontroller 410, bis die fehlerhafte Komponente erkannt ist, und schaltet dann im Fall eines Einzelpunktfehlers zurück zum Rückkopplungsmodus. Der Stromregler 104 fährt mit dem Betrieb unter Verwendung des Rückkopplungsmodus beruhend auf den zu diesem Zeitpunkt funktionsfähigen Komponenten fort. Im Fall eines weiteren Komponentenfehlers schaltet die Steuerungswahlvorrichtung 430 permanent auf die Vorsteuerung 410 um. Alternativ oder zusätzlich kann im Falle weiterer Fehler das Motorsteuerungssystem 200 in einem oder mehreren Beispielen ausgeschaltet werden. 6 stellt ein Blockdiagramm eines Erkennungsmoduls für fehlerhafte Sensoren in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Das Erkennungsmodul 240 für fehlerhafte Sensoren enthält neben weiteren Komponenten ein Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510 und eine Erkennung 520 spezieller Fehler. Das Erkennungsmodul 240 für fehlerhafte Sensoren bestimmt Strommessungsversatzfehler. Die Strommessungen mit Versatzfehlern im stationären dreiphasigen abc-Referenzrahmen können mathematisch ausgedrückt werden als $$I_{am}=I_a+\mathrm{\Delta }{I}_a$$

  

  $$I_{bm}=I_b+\mathrm{\Delta }{I}_b$$

  

  $$I_{cm}=I_c+\mathrm{\Delta }{I}_c$$

  
• Die Transformation in den stationären, zweiphasigen αβ-Rahmen ergibt $$I_{\alpha m}=I_{\alpha }+\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }$$

  

  $$I_{\beta m}=I_{\beta }+\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }$$

  

  wobei $\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }=\frac{2\mathrm{\Delta }{I}_a-\mathrm{\Delta }{I}_b-\mathrm{\Delta }{I}_c}{3}\text{ und }\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }=\pm \frac{\mathrm{\Delta }{I}_b-\mathrm{\Delta }{I}_c}{\sqrt{3}}.$

  

  Die + und - Vorzeichen bei den Vorzeichen des ΔI_β-Ausdrucks sind jeweils für Systeme mit positiver und negativer elektromechanischer Polarität. Es ist wichtig, diesen Vorzeichenunterschied zu erwähnen, da er wesentlich für die Konfiguration des Detektionsalgorithmus für die beiden Systemkonfigurationen ist. Der Rest der Beschreibung hierin wird für ein System mit positiver elektromechanischer Polarität bereitgestellt, jedoch sollte es offensichtlich sein, wie das gleiche Schema für negative Systeme arbeiten wird. Die Transformationsmatrix zur Umwandlung zwischen den abc- und αβ-Stationärrahmen ist $$\left[\begin{array}{l}\alpha \\ \beta \\ 0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}\text{cos }0& \text{cos}\left(\frac{2\pi }{3}\right)& \text{cos}\left(-\frac{2\pi }{3}\right)\\ \text{sin }0& \text{sin}\left(\frac{2\pi }{3}\right)& \text{sin}\left(-\frac{2\pi }{3}\right)\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}a\\ b\\ c\end{array}\right].$$

  
• Bei einer Transformation in den synchronen Referenzrahmen werden die gemessenen dq-Ströme zu $$\begin{array}{l}{I}_{dm}=I_d+\mathrm{\Delta }{I}_d\\ =I_d+\mathrm{\Delta }{I}_0\text{cos}\left(\theta -\varphi \right)\end{array}$$

  

  $$\begin{array}{l}{I}_{qm}=I_q+\mathrm{\Delta }{I}_q\\ =I_q+\mathrm{\Delta }{I}_0\text{sin}\left(\theta -\varphi \right)\end{array}$$

  

  wobei die Amplitude und die Phase der Fehlerterme sind: $$\begin{array}{l}\mathrm{\Delta }{I}_0=\sqrt{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^2+\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^2}\\ =\frac{2}{3}\sqrt{\mathrm{\Delta }{I}_a^2+\mathrm{\Delta }{I}_b^2+\mathrm{\Delta }{I}_b^2-\mathrm{\Delta }{I}_a\mathrm{\Delta }{I}_b-\mathrm{\Delta }{I}_b\mathrm{\Delta }{I}_c-\mathrm{\Delta }{I}_c\mathrm{\Delta }{I}_a}\end{array}$$

  

  $$\begin{array}{l}\varphi ={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }}{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }}\right)\\ ={\text{tan}}^{-1}\left(\sqrt{3}\frac{\mathrm{\Delta }{I}_b-\mathrm{\Delta }{I}_c}{2\mathrm{\Delta }{I}_a-\mathrm{\Delta }{I}_b-\mathrm{\Delta }{I}_c}\right)\end{array}$$

  
• Es ist zu beachten, dass die Transformationsmatrixen sind $$\left[\begin{array}{l}d\\ q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos }\theta & \text{sin }\theta \\ \text{sin }\theta & -\text{cos }\theta \end{array}\right]\left[\begin{array}{l}\alpha \\ \beta \end{array}\right]$$

  

  $$\left[\begin{array}{l}\alpha \\ \beta \end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos }\theta & \text{sin }\theta \\ \text{sin }\theta & -\text{cos }\theta \end{array}\right]\left[\begin{array}{l}d\\ q\end{array}\right]$$

  
• Aus den Fehlergleichungen ist ersichtlich, dass, wenn es einen Versatzfehler in nur einer Phase zu einem Zeitpunkt gibt, sagen wir ΔI_e, die Amplitude des Fehlers ist $$\mathrm{\Delta }{I}_0=\frac{2}{3}\mathrm{\Delta }{I}_e$$

  
• Unabhängig von dem speziellen Messwiderstand ist der Fehler gleich. Die Phase des Fehlerterms trägt die Informationen über den speziellen Messwiderstand, der fehlerhaft ist, und der Wert ist für jeden Messwiderstand eindeutig. Die Werte der Phase für einen Fehler in den drei Phasen sind jeweils $${\varphi }_a=0$$

  

  $${\varphi }_b={\text{tan}}^{-1}\left(-\sqrt{3}\right)=-{\varphi }_x$$

  

  $${\varphi }_c={\text{tan}}^{-1}\left(\sqrt{3}\right)={\varphi }_x$$

  
• Da positive und negative Fehler in jedem Messwiderstand den gleichen Phasenwert erzeugen, ist die Signatur des Versatzfehlers im Phasenwert für jeden Messwiderstand unabhängig vom Vorzeichen des Fehlers eindeutig.
• Das Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510 bestimmt die Signatur im Vorsteuerungsmodus (umgeschaltet, nachdem der Fehler detektiert wurde). Daher verwendet das Modul 510 für die Signaturextraktion gemessene Ströme 124 direkt. Im Vorsteuerungsbetrieb werden die Spannungsbefehle unter Verwendung des inversen Maschinenmodells berechnet, wie nachstehend beschrieben. $$V_d={\tilde{L}}_d{\dot{I}}_{dr}+\tilde{R}{I}_{dr}+{\omega }_e{\tilde{L}}_q{I}_{qr}$$

  

  $$V_q={\tilde{L}}_d{\dot{I}}_{dr}+\tilde{R}{I}_{dr}-{\omega }_e{\tilde{L}}_q{I}_{dr}+{\tilde{K}}_e{\omega }_m$$

  

  wobei I_dqr befohlene oder Referenzströme sind, ω_m und ω_e die mechanische bzw. elektrische Geschwindigkeit des Motors sind, die über die Maschinenpole N_p durch ${\omega }_e=\frac{N_p}{2}{\omega }_m$

  

  in Beziehung stehen, und R̃, L̃_d, L̃_q und K̃_e jeweils der geschätzte Maschinenwiderstand, die d- und q-Achsen-Induktivität und eine Spannungskonstante sind.
• Unter der Annahme, dass die Maschinenparameterschätzwerte genau sind, kann angenommen werden, dass die tatsächlichen Phasenströme gleich den befohlenen Strömen 122 sind, d.h. I_dqr = I_dq. Da die gemessenen Ströme ungenau sind, kann die Stromdifferenz ΔI_dq wie nachstehend gezeigt berechnet werden (auch andere Techniken, die später beschrieben werden, können stattdessen verwendet werden). $$\begin{array}{c}\mathrm{\Delta }{I}_{dq}=I_{dqm}-I_{dq}\\ =I_{dqm}-I_{dqr}\end{array}$$

  
• Es sei erwähnt, dass die Stromfehler wie vorstehend erwähnt in Beziehung zu ΔI₀ und ϕ stehen, welche verwendet werden, um die Fehlersignaturinformationen zu extrahieren. Die Werte von ΔI₀ und ϕ werden beschafft, indem zuerst eine Demodulationsoperation ausgeführt wird. Ein Weg zum Ausführen der Demodulation ist das Anwenden der inversen Park-Transformation und das Beschaffen von Stromdifferenzen ΔI'_αβ in dem stationären Diagnosereferenzrahmen. Zum Beispiel: $$\begin{array}{c}\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^{\text{'}}=\mathrm{\Delta }{I}_{d}cos\left(\theta \right)+\mathrm{\Delta }{I}_{q}sin\left(\theta \right)\\ =\mathrm{\Delta }{I}_{0}cos\left(\theta -\varphi \right)cos\left(\theta \right)+\mathrm{\Delta }{I}_{0}sin\left(\theta -\varphi \right)sin\left(\theta \right)\\ =\mathrm{\Delta }{I}_{0}cos\left(\varphi \right)\end{array}$$

  

  $$\begin{array}{c}\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^{\text{'}}=\mathrm{\Delta }{I}_d\text{sin}\left(\theta \right)+\mathrm{\Delta }{I}_q\text{cos}\left(\theta \right)\\ =\mathrm{\Delta }{I}_0\text{cos}\left(\theta -\varphi \right)\text{sin}\left(\theta \right)-\mathrm{\Delta }{I}_0\text{sin}\left(\theta -\varphi \right)\text{cos}\left(\theta \right)\\ =\mathrm{\Delta }{I}_0\text{sin}\left(\varphi \right)\end{array}$$

  
• Im Fall, dass die Maschinenparameterschätzungen nicht genau sind, sind die tatsächlichen Ströme 128 nicht gleich den Referenzströmen 122. Die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Strom 128 und dem befohlenen Strom 122 bei Vorhandensein verschiedener Parameterfehler kann ausgedrückt werden, wie nachstehend gezeigt ist. $$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{l}{I}_d\\ I_q\end{array}\right]=\frac{1}{R^2+{\omega }_e^2{L}_d{L}_q}\left[\begin{array}{cc}{\omega }_e^2{L}_q{\tilde{L}}_d+R\tilde{R}& -{\omega }_e\left(R{\tilde{L}}_d-L_q\tilde{R}\right)\\ {\omega }_e\left(R{\tilde{L}}_d-L_d\tilde{R}\right)& {\omega }_e^2{L}_d{\tilde{L}}_d+R\tilde{R}\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}{I}_{dr}\\ I_{qr}\end{array}\right]\\ +\frac{{\omega }_m\left(K_e-{\tilde{K}}_e\right)}{R^2+{\omega }_d^2{L}_d{R}_q}\left[\begin{array}{c}-{\omega }_e{R}_q\\ R\end{array}\right]\end{array}$$

  

  wobei R, L_d, L_q und K_e jeweils der tatsächliche Maschinenwiderstand, die d- und q-Achsen-Induktivität und eine Spannungskonstante sind. Daher können die Stromfehler wie nachstehend gezeigt berechnet werden. $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{l}{I}_{dr}-I_d\\ I_{qr}-I_q\end{array}\right]\\ =\frac{1}{R^2+{\omega }_e^2{L}_d{L}_q}\left[\begin{array}{cc}{\omega }_e^2{L}_q\left(L_q-{\tilde{L}}_d\right)+R\left(R-\tilde{R}\right)& -{\omega }_e\left(R{\tilde{L}}_q-L_q\tilde{R}\right)\\ {\omega }_e^2\left(R{\tilde{L}}_q-L_d\tilde{R}\right)& {\omega }_e^2{L}_q\left(L_q-{\tilde{L}}_d\right)+R\left(R-\tilde{R}\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}{I}_{dr}\\ I_{qr}\end{array}\right]\\ +\frac{{\omega }_m\left(K_e-{\tilde{K}}_e\right)}{R^2+{\omega }_e^2{L}_d{L}_q}\left[\begin{array}{c}-{\omega }_e{L}_q\\ R\end{array}\right]\end{array}$$

  
• Aufgrund dieser nicht perfekten Stromnachführung weist die Stromdifferenz ΔI_dq im synchronen Rahmen einen zusätzlichen DC-Fehlerterm auf, der aus den oben gezeigten Berechnungen beschafft werden kann. Die Diskrepanz kann mathematisch wie nachstehend gezeigt ausgedrückt werden. $$\mathrm{\Delta }{I}_d=\mathrm{\Delta }{I}_0\text{cos}\left(\theta +\varphi \right)\mathrm{+\Delta }{I}_{de}$$

  

  $$\mathrm{\Delta }{I}_q=\mathrm{\Delta }{I}_0\text{sin}\left(\theta +\varphi \right)\mathrm{+\Delta }{I}_{qe}$$

  
• Wenn die Park-Transformation auf diese Signale angewendet wird, enthalten die resultierenden Stromdiagnose-Differenzsignale im stationären Rahmen ungewünschte sinusförmige Terme wie folgt. $$\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^{\text{'}}=\mathrm{\Delta }{I}_0\text{cos}\left(\varphi \right)\mathrm{+}\left(\mathrm{\Delta }{I}_{de}\text{cos}\left(\theta \right)+\mathrm{\Delta }{I}_{qe}\text{sin}\left(\theta \right)\right)$$

  

  $$\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^{\text{'}}=\mathrm{\Delta }{I}_0\text{sin}\left(\varphi \right)\mathrm{+}\left(\mathrm{\Delta }{I}_{de}\text{sin}\left(\theta \right)+\mathrm{\Delta }{I}_{qe}\text{cos}\left(\theta \right)\right)$$

  
• Hier beschriebene technische Lösungen sprechen die technischen Herausforderungen dieser ungewünschten sinusförmigen Terme auf mehrere Weisen an, um den Einfluss von Parameterschätzfehlern zu reduzieren, welche die Verwendung von adaptiven Bandpassfiltern in dem synchronen Rahmen vor der Demodulation oder von adaptiven Tiefpassfiltern in dem stationären Diagnoserahmen nach der Demodulation umfassen. Diese Techniken werden weiter beschrieben.
• 6 veranschaulicht Blockdiagramme zum Reduzieren der Auswirkungen von Parameterfehlern vor dem Extrahieren einer Fehlersignatur von Stromsensorversatzfehlern in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. 6 stellt verschiedene beispielhafte Implementierungen dar, ein erstes Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510A, ein zweites Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510B und ein drittes Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510C. Die Fehlersignatur-Extraktionsmodule 510A-B verwenden Synchronrahmensignale von dem gemessenen Strom 124 und die Strombefehle 122 als Eingabe.
• Das erste Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510A enthält ein Differenzberechnungsmodul 610 zum Berechnen einer Stromdifferenz 610 zwischen dem gemessenen Strom 124 und den Strombefehlen 122, wie vorstehend beschrieben wurde. Ferner enthält das erste Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510A ein programmierbares Bandpassfiltermodul 620 und ein Transformationsmodul 630.
• Das programmierbare Bandpassfiltermodul 620 kann eine kaskadierte Hochpass- und Tiefpass-Filterstruktur (ein Verstärkungs- und Phasenkompensationsmodul) mit einem programmierbaren Hochpassfiltermodul und einem programmierbaren Tiefpassfiltermodul umfassen. Das Bandpassfiltermodul 620 empfängt die Stromdifferenz 612 zwischen dem Strombefehl 122 und einem gemessenen Vorsteuerungsstrom 124. Das programmierbare Hochpassfiltermodul führt zur Entfernung von konstanten Komponenten aus der Stromdifferenz 612. Folglich kann das programmierbare Hochpassfiltermodul eine Grenzfrequenz aufweisen, die proportional zu einer synchronen Frequenz ω_e des Motors 110 (1) ist. Das programmierbare Hochpassfiltermodul kann auf der Grundlage eines kalibrierbaren konstanten Werts programmiert werden. Der kalibrierbare konstante Wert kann abgestimmt werden, um den Verstärkungs- und Phasenfehler in der sinusförmigen Stromkomponente zu verringern. Eine Übertragungsfunktion des programmierbaren Hochpassfiltermoduls kann wie folgt geschrieben werden: $$H\left(s\right)=\frac{s}{s+k{\omega }_e}$$

  

  wobei k die kalibrierbare Konstante ist, welche abgestimmt werden kann, um den Verstärkungs- und Phasenfehler in der sinusförmigen Komponente zu verringern. Das programmierbare Hochpassfiltermodul kann die synchrone Frequenz ω_e verwenden, und der Verstärkungs- und Phasenfehler, der durch das Filter eingebracht wird, ist statisch. Außerdem kann bei dem programmierbaren Hochpassfiltermodul die kalibrierbare Konstante k unabhängig abgestimmt werden, um eine minimale Verzerrung des Eingabesignals sicherzustellen. Das programmierbare Hochpassfiltermodul ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel kann ein Filter höherer Ordnung verwendet werden, sofern das programmierbare Filter die konstante Komponente der Stromdifferenz 612 entfernt.
• Das Hochpassfiltermodul erzeugt eine hochpassgefilterte Stromdifferenz, die an das programmierbare Tiefpassfiltermodul gesendet wird. Das programmierbare Hochpassfiltermodul kann Amplituden- und Phasenfehler in die gefilterte Stromdifferenz 622 einbringen, die erfordern, dass von dem Tiefpassfiltermodul (das hier auch als Verstärkungs- und Phasenkompensationsmodul bezeichnet wird) eine Kompensation ausgeführt wird. In einigen Ausführungsformen enthält das Verstärkungs- und Phasenkompensationsmodul ein programmierbares Tiefpassfilter (PLPF) erster Ordnung mit Einheitsverstärkung mit folgender Übertragungsfunktion: $$L\left(s\right)=\frac{k\text{'}{\omega }_e}{s+k\text{'}{\omega }_e}$$

  
• Das programmierbare Tiefpassfilter erster Ordnung mit Einheitsverstärkung kann die gefilterte Stromdifferenz 622 kompensieren, um die Verstärkung und die Phase des endgültigen Strombefehls 122 wiederherzustellen. Die Kompensation kann in Übereinstimmung mit Beschränkungsgleichungen durchgeführt werden, die geschrieben werden als: $$\angle H\left(j{\omega }_e\right)-\angle L\left(j{\omega }_e\right)=0$$

  

  $$\left|H\left(j{\omega }_e\right)L\left(j{\omega }_e\right)\right|=1$$

  
• In anderen Ausführungsformen kann das Verstärkungs- und Phasenkompensationsmodul ein Tiefpassfilter zweiter Ordnung mit einer Übertragungsfunktion verwenden, die nachstehend gezeigt ist. $$L\left(s\right)=\frac{k{\text{'}}^2{\omega }_e^2}{s^2+2\zeta k\text{'}{\omega }_{e}s+k{\text{'}}^2{\omega }_e^2}$$

  
• Das vorstehend gezeigte Tiefpassfilter zweiter Ordnung kann speziellere transiente Antworten ermöglichen, indem es zwei Abstimmparameter k' und ζ verwendet. Die Verstärkungs- und Phasenkompensation kann jeweils verschiedene k' und ζ erfordern, um die stationären Spezifikationen zu erfüllen, welche auf geeignete Weise mit dem vorstehend präsentierten Verfahren berechnet werden müssen.
• Bei der vorstehend erwähnten kaskadierten Filterstruktur weist das programmierbare Bandpassfiltermodul 620 eine Übertragungsfunktion der Form $$B\left(s\right)=H\left(s\right)L\left(s\right),$$

  

  auf, wobei: $$\angle H\left(j{\omega }_e\right)-\angle L\left(j{\omega }_e\right)=0$$

  

  $$\left|H\left(j{\omega }_e\right)L\left(j{\omega }_e\right)\right|=1$$

  
• Das programmierbare Bandpassfiltermodul 620 erzeugt eine gefilterte, kompensierte Stromdifferenz 622, die zur Verarbeitung an ein Transformationsmodul 630 gesendet wird. Bei einem oder mehreren Beispielen verwendet das Transformationsmodul 630 eine inverse Park-Transformation oder eine ähnliche mathematische Transformation zum Umwandeln der in dem DC-Rahmen (Rotorreferenzrahmen oder d/q-Referenzrahmen) gemessenen Phasenströme in den AC-Rahmen (Statorreferenzrahmen), wodurch die Analyse der Fehlerbestimmung vereinfacht wird. Die Ausgabe des Transformationsmoduls 630, eine gefilterte Stromdifferenz im stationären Rahmen (Statorrahmen) 632 wird an das Fehlererkennungsmodul 520 gesendet. In einem oder mehreren Beispielen wird eine Amplitude des Diagnosestroms mit einem Schwellenwert beispielsweise in einem Statorreferenzrahmen verglichen und festgestellt, ob ein Strommessungsversatzfehler vorhanden ist, z.B. wenn die Amplitude den Schwellenwert überschreitet.
• Das programmierbare Bandpassfiltermodul 620 kann digital implementiert sein, um eine Differenz zwischen Amplitude und Phase eines zeitkontinuierlichen Filters abzuschwächen. Die digitale Implementierung des Filtermoduls 620 kann auf der synchronen Frequenz beruhen, aber in einem diskreten Bereich implementiert werden, wie in der folgenden Gleichung gezeigt ist, wobei ω_e eine synchrone Frequenz des Motors 110 ist, zum Beispiel eines Servolenkungssystems 12, oder einer beliebigen anderen Anwendung, wie etwa eines Elektrowerkzeugs. Ferner ist T_s eine Abtastzeit der Steuerschleife, in welcher das Filtermodul 620 implementiert ist. $$s=\frac{{\omega }_e}{\text{tan}\left(\frac{{\omega }_e{T}_s}{2}\right)}\frac{1-z^{-1}}{1+z^{-1}}$$

  
• Obwohl das Bandpassfiltermodul 620 im vorstehenden Beispiel ein programmierbares Hochpassfiltermodul und ein programmierbares Tiefpassfiltermodul enthält, wird weiter in Betracht gezogen und versteht es sich, dass das Filter ein direktes Bandpassfilter mit imaginären Polen sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Filtermodul 620 von höherer Ordnung sein, beispielsweise ein Filter vierter oder fünfter Ordnung. Ferner kann in einem oder mehreren Beispielen das Differenzberechnungsmodul 610 beseitigt werden, und statt die Stromdifferenz 612 zu verarbeiten, kann der endgültige Strombefehl 122 anstelle der Stromdifferenz 612 direkt als Eingabe in das Bandpassfiltermodul 620 verwendet werden.
• Unter Bezugnahme nun auf das zweite Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510B enthält auch das zweite Modul 510B das Differenzberechnungsmodul 610 zum Berechnen einer Stromdifferenz 610 zwischen dem gemessenen Strom 124 und den Strombefehlen 122, wie vorstehend beschrieben ist, und das Transformationsmodul 630 zum Ausführen einer inversen Park-Transformation oder dergleichen. In dem zweiten Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510B wird die Stromdifferenz 612 vor dem Filtern demoduliert, um eine Stromdifferenz 634 in dem stationären Rahmen (Statorrahmen) zu erzeugen, wie in 6 gezeigt ist. Die Stromdifferenz 634 im stationären Rahmen (Statorrahmen) wird an ein programmierbares Tiefpassfilter 640 bereitgestellt. Das Tiefpassfilter 640 ist ein PLPF, wie vorstehend beschrieben ist, mit der Übertragungsfunktion L(s), zur Wiederherstellung der Verstärkung und der Phase des endgültigen Strombefehls 122. Das Tiefpassfilter 640 kann ein Filter erster Ordnung, zweiter Ordnung oder einer beliebigen höheren Ordnung sein. Das Tiefpassfilter 640 erzeugt die gefilterte Stromdifferenz 632 in dem stationären Rahmen zur weiteren Verwendung wie hier beschrieben.
• Wie hier beschrieben und in 6 veranschaulicht ist, verwenden das erste und zweite Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510A-B eine Stromdifferenz und einen befohlenen Strom im synchronen Rahmen als Eingaben. In noch einem weiteren Beispiel kann das dritte Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510C statt einer indirekten Technik des Verwendens von Synchronrahmenströmen und dann des Ausführens der Demodulation, die im stationären Rahmen gemessenen Ströme unter der Annahme direkt verwenden, dass die befohlenen Ströme I_αβr 122 im stationären Rahmen (aus Strombefehlen im synchronen Rahmen transformiert) gleich den tatsächlichen Strömen 128 sind, wie folgt. $$\begin{array}{l}\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha \beta }^{\text{'}}=I_{\alpha \beta m}-I_{\alpha \beta }\\ =I_{\alpha \beta m}-I_{\alpha \beta r}\end{array}$$

  

  wobei befohlene Ströme I_αβr im stationären Rahmen wie folgt beschafft werden. $$\left[\begin{array}{l}{I}_{\alpha r}\\ I_{\beta r}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\text{cos }\theta & \text{sin }\theta \\ \text{sin }\theta & -\text{cos }\theta \end{array}\right]\left[\begin{array}{l}{I}_{dr}\\ I_{qr}\end{array}\right]$$

  
• Das dritte Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510C enthält folglich ein Differenzberechnungsmodul 610', das die Stromdifferenz 612' in dem stationären Rahmen wie vorstehend beschrieben unter Verwendung eines im stationären Rahmen gemessenen Stroms 124' und eines Strombefehls 122' im stationären Rahmen berechnet.
• Aufgrund dieser nicht perfekten Stromnachführung, die aus Parameterschätzfehlern resultiert, weist die Stromdifferenz ΔI'_αβ im stationären Rahmen einen zusätzlichen sinusförmigen Fehlerterm auf, der aus den oben gezeigten Berechnungen beschafft werden kann. Diese Diskrepanz kann mathematisch wie nachstehend beschrieben ausgedrückt werden. $$\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^{\text{'}}=\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }+\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha e}$$

  

  $$\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^{\text{'}}=\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }+\mathrm{\Delta }{I}_{\beta e}$$

  
• Folglich können vorstehend erwähnte Filtertechniken verwendet werden, um die Auswirkung von Parameterschätzfehlern auch in diesem Fall zu verringern. Das dritte Fehlersignatur-Extraktionsmodul 510C enthält ein programmierbares Tiefpassfilter 640', das die Stromdifferenz in dem stationären Rahmen 612' filtert, um die gefilterte Stromdifferenz in dem stationären Rahmen 632 ohne Demodulation zu erzeugen.
• In einem oder mehreren Beispielen wird die gefilterte Stromdifferenz 632 im stationären Rahmen von einem Modul 650 zur Amplitudenberechnung und Phasenextraktion empfangen. Das Modul 650 ermittelt eine Amplitude und Phase der empfangenen Eingabe. Die ermittelte Amplitude und Phase werden gemeinsam als Signatur benutzt, um den Fehler zu erkennen, d.h. ob der Fehler ein Einzelpunktfehler oder ein Mehrpunktfehler ist, und wenn er ein Einzelpunktfehler ist, welche Komponente fehlerhaft ist, wie hier vorstehend beschrieben ist.
• Es soll erwähnt werden, dass in einem oder mehreren Beispielen die gemessenen Ströme 124 im synchronen Rahmen direkt verwendet werden können (ohne eine Differenzberechnung). Die Module für das adaptive Bandpassfilter 620, die Demodulation 630 und das adaptive Tiefpassfilter 640' empfangen die gemessenen Ströme 124 im synchronen Rahmen zur weiteren Verarbeitung, wie hier beschrieben ist (entsprechend stellt 7 die Stromdifferenz-Berechnungsmodule und die befohlenen Eingabeströme unter Verwendung gestrichelter Linien dar). Die Differenzberechnung entfernt niederfrequente Komponenten (aufgrund schwankender Betriebsbedingungen) vor der Transformation der Ströme in den stationären Rahmen.
• Die hier beschriebenen Fehlersignatur-Extraktionsmodule stellen eine Robustheit der Diagnose für hohe synchrone Frequenzen sowie für ein vollständiges Spektrum von synchronen Frequenzen bereit. Ein beliebiges dieser Fehlersignatur-Extraktionsmodule wird in dem Erkennungsmodul 240 für fehlerhafte Sensoren verwendet. Die verschiedenen Implementierungen weisen verschiedene Genauigkeiten in verschiedenen Eingabereichen auf und folglich wird das Fehlersignatur-Extraktionsmodul in Abhängigkeit von der Anwendung gewählt, für welche das Motorsteuerungssystem 200 genutzt wird.
• Wieder mit Bezug auf 6 wird die Ausgabe des Fehlersignatur-Extraktionsmoduls an das Erkennungsmodul 520 für spezielle Fehler weitergeleitet. Das Erkennungsmodul 520 für spezielle Fehler erkennt die spezielle fehlerhafte Strommessungskomponente unter Verwendung der Eingabewerte der extrahierten Phase und der extrahierten Amplitude.
• 8 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen der speziellen fehlerhaften Strommessungskomponente im Vorsteuerungsbetriebsmodus in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst das Betreiben des Motorsteuerungssystems 200 unter Verwendung des Modus mit Rückkopplung, wie bei 701 gezeigt ist. Der Betrieb des Motorsteuerungssystems 200 dauert an, bis das Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose einen Strommessfehler detektiert, wie bei 702 gezeigt ist. Der Strommessfehler wird auf der Grundlage der gemessenen Stromwerte 124 und der beruhend auf den Strombefehlen 122 geschätzten Stromwerte von dem primären Diagnosemodul 205 detektiert. Wenn ein Strommessfehler detektiert wird, wird das Motorsteuerungssystem 200 auf den Vorsteuerungs-Betriebsmodus umgeschaltet, wie bei 705 gezeigt ist. Das primäre Diagnosemodul 205 kann einen Stromversatzfehler in dem Strommesswert auf der Grundlage dessen diagnostizieren, dass eine Summe von Strommesswerten in mehreren Phasen nicht gleich einem vorbestimmten Wert wie etwa Null ist. Alternativ oder zusätzlich detektiert das primäre Diagnosemodul 205 den Stromversatzfehler unter Verwendung eines Beobachters oder einer beliebigen anderen Technik. Das Verfahren umfasst ferner, dass die fehlerhafte Komponente, welche den Strommessfehler verursacht hat, bei einem Betrieb im Vorsteuerungsmodus unter Verwendung des sekundären Diagnosemoduls 250 ermittelt wird, wie hier beschrieben ist.
• Das spezielle Fehlererkennungsmodul 520 ermittelt den Wert der Amplitude (ΔI₀) der endgültigen Stromdifferenzen 632 im stationären Diagnoserahmen ΔI'_αβ, wie bei 710 gezeigt ist. Beispielsweise kann die Berechnung ausgedrückt werden als: $$\mathrm{\Delta }{I}_0=\sqrt{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^{\text{'}2}+\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^{\text{'}2}}$$

  
• In einem oder mehreren Beispielen wird die Amplitude der Stromdifferenz ausgewertet, indem sie mit einem kalibrierbaren Schwellenwert ΔI_th verglichen wird, wie bei 715 gezeigt ist. Wenn die Amplitude größer als der Schwellenwert ist, wird die Amplitude mit einem zweiten, „kritischen“ Schwellenwert ΔI_thc verglichen, dessen Wert höher als ΔI_th ist, um anzuzeigen, ob mehrere gleichzeitige Sensorfehler aufgetreten sind, wobei das Diagnoseschema in diesem Fall einen Abschaltmerker (oder einen Merker zur Abschwächung des Verlusts der Unterstützung) aussendet, wie bei 720 und 725 gezeigt ist.
• Wenn die Amplitude größer als der erste Schwellenwert, aber kleiner als der zweite Schwellenwert ist, ist ein Einzelpunktfehler aufgetreten, und eine Phase (ϕ) der gefilterten Stromdifferenz in dem stationären Rahmen 632 wird berechnet, wie bei 730 gezeigt ist. Zum Beispiel: $$\varphi ={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{\mathrm{\Delta }{I}_{\beta }^{\text{'}}}{\mathrm{\Delta }{I}_{\alpha }^{\text{'}}}\right)$$

  
• Der Wert der Phase der Stromdifferenz wird im Idealfall, wie vorstehend erwähnt wurde, 0, -ϕ_x oder ϕ_x in Abhängigkeit davon sein, ob der Versatzfehler in Phase a, b oder c liegt. Zur verbesserten Robustheit jedoch wird ein kleines Detektionsfenster von ϕ_w um die Phasennennwerte von jedem der Fehler herum eingerichtet und die berechnete Phase wird geprüft, um festzustellen, ob sie in dem Detektionsfenster eines speziellen Messwiderstands liegt, wie bei 740 gezeigt ist. Die Phasenberechnungen für jede der Phasen können wie folgt ausgedrückt werden: $$F_s=\{\begin{array}{ll}a,\hfill & -{\varphi }_w\le \varphi \le {\varphi }_w\hfill \\ b,\hfill & -{\varphi }_x-{\varphi }_w\le \varphi \le -{\varphi }_x+{\varphi }_w\hfill \\ c,\hfill & {\varphi }_x-{\varphi }_w\le \varphi \le {\varphi }_x+{\varphi }_w\hfill \\ m,\hfill & sonst\hfill \end{array}$$

  

  wobei F_S den Sensor repräsentiert, der fehlerhaft ist, und m mehrere gleichzeitige Sensorfehler repräsentiert.
• In einem oder mehreren Beispielen kann der Phasendetektionsmechanismus für Systeme mit negativer elektromechanischer Polarität konfiguriert werden, indem die Logik für die Phasen b und c vertauscht wird. Wenn im Vorstehenden die Phase der Stromdifferenz in einem beliebigen der Detektionsfenster liegt, wird der Sensor, der der speziellen Phase (a, b oder c) zugeordnet ist, als die fehlerhafte Komponente erkannt. Folglich findet die Detektion des Fehlers und/oder des fehlerhaften Sensors im Vorsteuerungsmodus statt. Nach der Detektion wird das Motorsteuerungssystem 200 zurück in den Modus mit Rückkopplung umgeschaltet, für einen Betrieb unter Verwendung der verfügbaren funktionierenden Strommesswerte, wie bei 750 gezeigt ist. Wenn der Wert nicht innerhalb eines der Fenster liegt, impliziert dies mehrere gleichzeitige Fehler, und das Diagnoseschema sendet einen Abschaltmerker (oder einen Merker zur Abschwächung des Verlusts der Unterstützung) aus, wie bei 725 gezeigt ist.
• Folglich wird ein Detektionsfensterwert aus den Phasennennwerten berechnet und ein erster Sensorfehler wird ermittelt, wenn der Phasenwert zwischen einen negativen Detektionsfensterwert und einen positiven Detektionsfensterwert fällt. Ferner wird ein zweiter Sensorfehler ermittelt, indem der Phasenwert, der in das Detektionsfenster fällt, von einem von Null verschiedenen Phasenfehlerwert (ϕ_x) subtrahiert wird und das Detektionsfenster zu dem von Null verschiedenen Phasenfehlerwert addiert wird.
• 9 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren für eine fehlertolerante Strommessung in einem Motorsteuerungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst, dass das Motorsteuerungssystem 200 unter Verwendung des Modus mit Rückkopplung betrieben wird, wie bei 801 gezeigt ist. Der Betrieb des Motorsteuerungssystems 200 wird fortgesetzt, bis das Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose einen Strommessfehler detektiert, wie bei 805 gezeigt ist. Der Strommessfehler wird beruhend auf den gemessenen Stromwerten 124 und den auf der Grundlage der Strombefehle 122 geschätzten Stromwerten detektiert. Wenn ein Strommessfehler detektiert wird, wird das Motorsteuerungssystem 200 in den Vorsteuerungs-Betriebsmodus umgeschaltet, wie bei 810 gezeigt ist. Zum Beispiel zeigt das Modul 106 zur Strommesswertberechnung und Diagnose das Umschalten unter Verwendung des Diagnosemerkers 130 für den Stromregler 104 an, um das Umschalten des Betriebsmodus auszuführen.
• Das Verfahren umfasst ferner, dass festgestellt wird, ob das Motorsteuerungssystem 200 eine Inline-Strommessung zum Messen der tatsächlichen Motorströme 128 verwendet, wie bei 820 gezeigt ist. In einem oder mehreren Beispielen ist in dem Controller 26 ein Merker eingerichtet, um anzuzeigen, ob eine Inline-Strommessung verwendet wird. Wenn keine Inline-Strommessung verwendet wird, fährt das Motorsteuerungssystem 200 mit dem Betrieb im Vorsteuerungsmodus fort, wie bei 810 gezeigt ist. Wenn eine Inline-Messung verwendet wird, umfasst das Verfahren, dass eine Fehlersignatur für den detektierten Strommesswertfehler in dem Modus mit Rückkopplung extrahiert wird, wie bei 830 gezeigt ist. Die Fehlersignaturextraktion umfasst das Berechnen der Phase und der Amplitude des Fehlers (der Differenzen) in den gemessenen Stromwerten 124 und den geschätzten Stromwerten, die auf den Strombefehlen 122 beruhen.
• Das Verfahren umfasst ferner, dass die fehlerhafte Komponente bei einem Betrieb im Vorsteuerungsmodus ermittelt wird, wie weiter beschrieben wird. Das Verfahren fährt weiter fort, indem das Steuerungsdiagnosemodul feststellt, ob der Fehler ein Einzelpunktfehler oder ein Mehrpunktfehler ist, wie bei 840 gezeigt ist. Die Feststellung wird im Vorsteuerungsmodus durchgeführt. Beispielsweise wird in dem Lenkungssystem die Feststellung unter Verwendung eines Eingabestrombefehls im Vorsteuerungsbefehl durchgeführt, der von dem Stromregler 104 auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls erzeugt wird, und der endgültige Strombefehl ist zum Senden an den Motor 110 ausgestaltet und er beruht auf der Messung des Motorstroms. Ein Einzelpunktfehler umfasst einen Fehler bei einer einzelnen Strommesskomponente, und ein Mehrpunktfehler umfasst mehrere fehlerhafte Komponenten. In einem oder mehreren Beispielen beruht die Feststellung auf einer Phase der Stromdifferenz 632.
• Wenn der Fehler ein Mehrpunktfehler ist, fährt das Verfahren fort, indem es anzeigt, dass mehrere Komponenten einen Fehler aufweisen, wie bei 850 gezeigt ist.
• In diesem Fall umfasst das Verfahren, dass der Vorsteuerungs-Betriebsmodus permanent eingestellt wird, wie bei 852 gezeigt ist. Ferner umfasst das Verfahren in einem oder mehreren Beispielen, dass ein Signal zum Abschalten des Systems gesendet wird, wie bei 854 gezeigt ist. Alternativ umfasst das Verfahren zum Beispiel in Anwendungen wie etwa dem Lenkungssystem 12, dass ein Signal gesendet wird, das eine Abschwächung des Verlusts der Unterstützung anzeigt, um dem Bediener anzuzeigen, dass die Drehmomentunterstützung nicht mehr zur Verfügung steht.
• Wenn der Fehler ein Einzelpunktfehler ist, fährt das Verfahren fort, indem angezeigt wird, dass eine einzelne Komponente einen Fehler aufweist, wie bei 860 gezeigt ist. Das Verfahren fährt ferner fort, die fehlerhafte Komponente bei einem Betrieb im Vorsteuerungsmodus zu erkennen, wie hier beschrieben und bei 862 gezeigt ist. Nach dem Erkennen der fehlerhaften Komponente umfasst das Verfahren ferner, dass auf den Betriebsmodus mit Rückkopplung zurückgeschaltet wird, wie bei 864 gezeigt ist. Beispielsweise wird das Umschalten ausgeführt, indem der Wert des Diagnosemerkers 130 gesendet wird, um zu bewirken, dass der Stromregler 104 die Steuerung mit Rückkopplung wählt. Zudem umfasst das Verfahren, dass eine Arbitrierung so eingerichtet wird, dass nur funktionierende Signale verwendet werden und keine Strommesswerte von der fehlerhaften Komponente für die Steuerung mit Rückkopplung verwendet werden, wie bei 866 gezeigt ist. Es soll darauf hingewiesen werden, dass, wenn dies ein zweiter (oder späterer) Einzelpunktfehler ist, das Verfahren gemäß dem hier beschriebenen Mehrpunktfehler (850) fortfährt.
• Die hier beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen das Detektieren des Vorhandenseins eines Versatzfehlers aus der Amplitude einer Stromdifferenz und auch das Detektieren des speziellen fehlerhaften Sensors aus der Phase der Stromdifferenz. Die hier beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen das Bestimmen der fehlerhaften Komponente in einem Vorsteuerungs-Betriebsmodus des Motorsteuerungssystems, wobei das Motorsteuerungssystem aus dem Modus mit Rückkopplung, in dem der Fehler detektiert wird, auf den Vorsteuerungsmodus umgeschaltet wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der spezielle Wert der Kennung des fehlerhaften Sensors einen Fehler in einer speziellen Phase des Motorsteuerungssystems anzeigt, zum Beispiel einer Phase a, einer Phase b oder einer beliebigen weiteren Phase. Die technischen Lösungen ermöglichen das Detektieren, ob die Strommessungshardware einen Einzelpunktfehler oder einen Mehrpunktfehler aufweist. Im Fall eines Einzelpunktfehlers ermöglichen die technischen Lösungen die Verwendung der funktionierenden Komponenten, um den Betrieb im Steuerungsmodus mit Rückkopplung fortzusetzen. Im Fall eines Mehrpunktfehlers setzen die technischen Lösungen den Betrieb im Vorsteuerungsmodus fort, der eine langsamere dynamische Reaktion als der Modus mit Rückkopplung aufweist. Im Fall eines Mehrpunktfehlers können die technischen Lösungen ferner veranlassen, dass ein Motorsteuerungssystem abgeschaltet wird. Im Fall, dass das Motorsteuerungssystem zum Bereitstellen eines Unterstützungsdrehmoments oder einer beliebigen anderen derartigen Anwendung genutzt wird, ermöglichen die technischen Lösungen das Bereitstellen eines Signals, das anzeigt, dass dieses Unterstützungsdrehmoment von dem Motor nicht mehr zur Verfügung steht, welches verwendet werden kann, um eine Anzeige (visuell/akustisch) für einen Bediener bereitzustellen.
• Die hier beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen das Detektieren von Strommessfehlern in einem Vorsteuerungsmodus unter Verwendung von Stromwerten und das Erkennen spezieller Sensoren, die fehlerhaft sind, einschließlich der Fähigkeit zum Detektieren mehrerer gleichzeitiger Fehler. Die technischen Lösungen ermöglichen ferner die Verwendung funktionierender Sensoren (in Abhängigkeit von der Natur des Teilsystems zur Strommessung) nach der Erkennung eines Fehlers. Ferner ermöglichen die technischen Lösungen das Überführen eines Motorsteuerungssystems in den Steuerungsmodus mit Rückkopplung nach der Detektion von fehlerhaften Sensoren in Systemen mit Inline-Phasenstrommessungen. Des Weiteren verwenden die technischen Lösungen Algorithmen wie etwa das Lernen von Maschinenparametern, um das Systemverhalten in Systemen mit Strommessung an der niedrigen Seite zu verbessern.
• Die vorliegenden technischen Lösungen können ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt auf jeder möglichen technischen Detailebene der Integration sein. Das Computerprogrammprodukt kann ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien enthalten, die darauf computerlesbare Programmanweisungen aufweisen, um zu veranlassen, dass ein Prozessor Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen ausführt.
• Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen sind hier mit Bezugnahme auf Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder auf Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder der Blockdiagramme und Kombinationen aus Blöcken in den Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmanweisungen implementiert sein können.
• Die Flussdiagramme und Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden technischen Lösungen. Diesbezüglich kann jeder Block in dem Flussdiagramm oder den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt von Anweisungen repräsentieren, welcher eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der beschriebenen logischen Funktionen umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in den Blöcken beschriebenen Funktionen außerhalb der Reihenfolge auftreten, die in den Figuren beschrieben ist. Beispielsweise können zwei aufeinanderfolgend gezeigte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in Abhängigkeit von der betroffenen Funktionalität in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Flussdiagrammveranschaulichung und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Flussdiagrammveranschaulichung durch spezialisierte hardwarebasierte Systeme implementiert werden können, welche die beschriebenen Funktionen oder Handlungen ausführen oder Kombinationen aus spezialisierter Hardware und Computeranweisungen ausführen.
• Außerdem ist festzustellen, dass alle Module, Einheiten, Komponenten, Server, Computer, Endgeräte oder Vorrichtungen, die hier als Beispiel dargestellt sind, welche Anweisungen ausführen, computerlesbare Medien enthalten oder anderweitig darauf Zugriff haben können, wie etwa Speichermedien, Computerspeichermedien oder Datenspeichervorrichtungen (entfernbar und/oder nicht entfernbar), wie zum Beispiel Magnetplatten, optische Platten oder Bänder. Computerspeichermedien können flüchtige und nichtflüchtige, entfernbare und nicht entfernbare Medien enthalten, die mit einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zum Speichern von Informationen implementiert sind, wie etwa von computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten. Diese Computerspeichermedien können Teil der Vorrichtung sein oder für diese zugänglich oder damit verbindbar. Alle hier beschriebenen Anwendungen oder Module können unter Verwendung computerlesbarer/ausführbarer Anweisungen implementiert werden, welche durch diese computerlesbaren Medien gespeichert oder anderweitig vorgehalten werden.
• Obwohl die technischen Lösungen im Detail in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurden, sollte es leicht zu verstehen sein, dass die technischen Lösungen nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt sind. Stattdessen können die technischen Lösungen modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier im Vorstehenden nicht beschrieben wurden, welche aber mit dem Geist und Umfang der technischen Lösungen übereinstimmen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben wurden, ist es außerdem zu verstehen, dass Aspekte der technischen Lösungen nur einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Folglich dürfen die technischen Lösungen nicht so aufgefasst werden, dass sie auf die vorstehende Beschreibung begrenzt sind.

Claims (15)

1. System zum Bestimmen eines Sensorfehlers in einem Motorsteuerungssystem mit mindestens drei Phasenstrommessungen, wobei das System umfasst: einen Stromcontroller, der ausgestaltet ist, um einen Eingabespannungsbefehl für einen Motor unter Verwendung einer Vorsteuerung zu erzeugen; ein Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren, das ausgestaltet ist, um in Ansprechen darauf, dass der Stromcontroller unter Verwendung der Vorsteuerung betrieben wird: festzustellen, dass ein Stromversatzfehler einen Fehler eines Stromsensors anzeigt, wobei der Stromversatzfehler auf der Grundlage einer Amplitude und einer Phase eines Diagnosestroms ermittelt wird; und den Stromsensor, der den Fehler aufweist, auf der Grundlage eines Phasenwerts des Diagnosestroms in Ansprechen auf den Fehler zu erkennen.
2. System nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul, das ausgestaltet ist, um den Stromcontroller in Ansprechen auf die Erkennung des Stromsensors, der den Fehler aufweist, in den Betrieb unter Verwendung einer Steuerung mit Rückkopplung umzuschalten.
3. System nach Anspruch 2, das ferner ein Stromberechnungs-Übergangsmodul umfasst, das ein Berechnungsschema zur Bestimmung eines gemessenen Motorstroms auf der Grundlage der Erkennung des Stromsensors, der den Fehler aufweist, modifiziert.
4. System nach Anspruch 2, wobei das Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul ferner ausgestaltet ist, um in Ansprechen auf die Detektion des Stromversatzfehlers den Stromcontroller zum Betrieb in der Vorsteuerung umzuschalten.
5. System nach Anspruch 1, wobei das Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren in der Vorsteuerung ferner ausgestaltet ist, um auf der Grundlage der Amplitude des Diagnosestroms festzustellen, dass der Stromversatzfehler einen Mehrpunktfehler anzeigt.
6. System nach Anspruch 5, wobei der Stromversatzfehler den Mehrpunktfehler in Ansprechen darauf anzeigt, dass die Amplitude des Diagnosestroms über einem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt, und einen Einzelpunktfehler in Ansprechen darauf anzeigt, dass die Amplitude zwischen einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert und dem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt.
7. System nach Anspruch 5, wobei ein Stromdiagnosemodul ausgestaltet ist, um in Ansprechen auf den Mehrpunktfehler ein Signal zum Abschalten des Systems zu senden.
8. System nach Anspruch 5, wobei ein Stromdiagnosemodul in Ansprechen auf den Mehrpunktfehler den Stromcontroller so konfiguriert, dass er permanent im Vorsteuerungsmodus betrieben wird.
9. System nach Anspruch 1, wobei das Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren ferner ausgestaltet ist, um: für jede Phase in dem Motorsteuerungssystem jeweils Detektionsfenster zu berechnen; und den Stromsensor, der den Fehler aufweist, auf der Grundlage dessen zu erkennen, dass der Phasenwert des Diagnosestroms in einem der Detektionsfenster liegt.
10. Verfahren zur Bestimmung eines Sensorfehlers in einem Motorsteuerungssystem mit mindestens drei Phasenstrommessungen, wobei das Verfahren umfasst, dass: von einem Stromcontrollermodul ein Eingabespannungsbefehl für einen Motor unter Verwendung einer Vorsteuerung beruhend auf einem gemessenen Motorstrom erzeugt wird; und von einem Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren ein spezieller Stromsensor erkannt wird, der einen Fehler aufweist, während das Motorsteuerungssystem unter Verwendung der Vorsteuerung betrieben wird, wobei das Erkennen umfasst, dass: auf der Grundlage der Amplitude eines Diagnosestroms festgestellt wird, dass der Stromversatzfehler den Fehler anzeigt; und der Stromsensor, der den Fehler aufweist, auf der Grundlage eines Phasenwerts des Diagnosestroms in Ansprechen auf den Einzelpunktfehler erkannt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass von einem Steuerungsmodus-Arbitrierungsmodul der Stromcontroller in Ansprechen auf das Erkennen, dass der Stromsensor den Fehler aufweist, zum Betrieb in einer Steuerung mit Rückkopplung umgeschaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass von einem Stromberechnungs-Übergangsmodul ein Berechnungsschema zum Bestimmen eines Messwerts des gemessenen Motorstroms beruhend darauf modifiziert wird, dass der Stromsensor den Fehler aufweist, wobei das modifizierte Berechnungsschema keine Messwerte von dem Stromsensor, der den Fehler aufweist, zur Steuerung mit Rückkopplung verwendet.
13. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst, dass von dem Erkennungsmodul für fehlerhafte Sensoren beruhend auf der Amplitude des Diagnosestroms festgestellt wird, dass der Stromversatzfehler einen Mehrpunktfehler anzeigt, wobei die Feststellung vorgenommen wird, während das Motorsteuerungssystem unter Verwendung der Vorsteuerung betrieben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Stromversatzfehler den Mehrpunktfehler in Ansprechen darauf anzeigt, dass die Amplitude des Diagnosestroms über einem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt, und den Einzelpunktfehler in Ansprechen darauf anzeigt, dass die Amplitude zwischen einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert und dem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, das ferner umfasst, dass in Ansprechen auf den Mehrpunktfehler ein Signal zum Abschalten des Systems gesendet wird.

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