DE102019213164A1

DE102019213164A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen des versagens eines stromsensors eines motors

Info

Publication number: DE102019213164A1
Application number: DE102019213164.6A
Authority: DE
Inventors: Jong Hoon Lee
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-03-05
Also published as: US10972032B2; KR102150872B1; US20200076342A1; KR20200026454A

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst. Eine Berechnungsvorrichtung für einen erforderlichen Strom berechnet eine Phase und eine Größe eines für einen Motor erforderlichen Stroms gemäß einem für den Motor erforderlichen Drehmoment. Eine Berechnungsvorrichtung für einen geschätzten Strom berechnet einen geschätzten Strom gemäß der Phase und der Größe des erforderlichen Stroms. Ein Versagensdetektor erfasst ein Versagen eines Stromsensors durch Vergleichen des geschätzten Stroms mit einem von dem Stromsensor gemessenen Strom.

Description

Querverweis auf bezogene Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0104402 , die am 3. September 2018 eingereicht wurde und die hier für alle Zwecke so einbezogen wird, als ob sie hier vollständig offenbart wäre.
Hintergrund
Gebiet
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst. Genauer gesagt, Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors durch Berechnen eines geschätzten Stroms unter Verwendung von Informationen, betreffend die Position eines Motors und eines berechneten Stroms, der für den Motor erforderlich ist, und dann Vergleichen des berechneten geschätzten Stroms mit einem Wert des von dem Stromsensor gemessenen Stroms.
Beschreibung des Standes der Technik
In jüngerer Zeit wurden Fahrzeuge mit einer großen Verschiedenheit von elektronischen Funktionen zur Verfügung gestellt und als Antwort hierauf ist eine größere Verschiedenheit von elektronischen Vorrichtungen in Fahrzeugen angeordnet und wird in diesen verwendet.
In Fahrzeugen angeordnete elektronische Vorrichtungen können eine elektronische Vorrichtung zum Steuern des Antriebsmaschine, eine elektronische Vorrichtung zum Steuern der Energieübertragung, eine elektronische Vorrichtung zum Steuern des Bremsens, eine elektronische Vorrichtung zum Steuern eines Aufhängungssystems, eine elektronische Vorrichtung zum Steuern von Instrumenten, eine elektronische Vorrichtung zum Steuern der Informationskommunikation, eine elektronische Vorrichtung zum Steuern von Energie/Verdrahtungskabelbäumen und dergleichen.
Zum Steuern derartiger elektronischer Vorrichtungen ist ein Fahrzeug typischerweise mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) versehen, die elektrische Signale von verschiedenen Eingangssensoren empfängt und digitale Steuersignale ausgibt, um verschiedene Aktuatoren auf der Ausgabeseite anzutreiben.
Ein elektrischer Servolenksystem (EPS-System), das eine derartige ECU zum Steuern der Lenkkraft eines Lenksystems in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs verwendet, unterstützt die Fahrerbetätigung des Lenkrads durch Steuern der Größe des Unterstützungsdrehmoments durch Antreiben des Motors. Das EPS-System sendet einen Befehl zu dem Motor durch Berechnen eines optimalen Betrags der Kraft durch die ECU auf der Grundlage von Informationen eines Drehwinkelsensors, der auch als ein Lenkwinkelsensor bezeichnet wird, anderen die Geschwindigkeit betreffenden Informationen und dergleichen.
Zusätzlich besteht ein zunehmendes Bedürfnis nach Zuverlässigkeit in in Fahrzeugen angeordneten elektronischen Vorrichtungen, In dieser Hinsicht wurden Untersuchungen für auf ein Redundanzsystem und ein Unterstützungsverlustverringerungsverfahren (LOAM-Verfahren) bezogene Lösungen unternommen.
Als ein Verfahren zum Verwenden des LOAM-Verfahrens in dem vorbeschriebenen EPS-System wurden sensorlose Steuersysteme, die in der Lage sind, eine Lenkkraft für einen Fahrer bereitzustellen, selbst wenn ein Stromsensor, der die Größe eines Stroms misst, durch den der Motor angetrieben wird, vorhanden ist, entwickelt. Für effektive Anwendungen solcher sensorlosen Steuerverfahren sollten ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den der Motor angetrieben wird, erfasst, zur Verfügung gestellt werden.
Kurzfassung
Verschiedene Aspekte sehen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors vor durch Berechnen eines geschätzten Stroms unter Verwendung von Informationen, betreffend die Position eines Motors und eines berechneten Stroms, der für den Motor erforderlich ist, und dann Vergleichen des berechneten geschätzten Stroms mit einem Wert des von dem Stromsensor gemessenen Stroms.
Gemäß einem Aspekt ist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der eine Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst, vorgesehen. Die Vorrichtungen kann enthalten: eine Berechnungsvorrichtung für erforderlichen Strom, die eine Phase und eine Größe eines Stroms, der für einen Motor erforderlich ist, berechnet auf der Grundlage eines für den Motor erforderlichen Drehmoments; eine Berechnungsvorrichtung für geschätzten Strom, die einen geschätzten Strom berechnet auf der Grundlage der Phase und der Größe des erforderlichen Stroms und von Positionsinformationen über den Motor; und einen Fehlerdetektor, der ein Versagen eines Stromsensors durch Vergleichen des geschätzten Stroms mit einem von dem Stromsensor gemessenen Strom erfasst.
Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der eine Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst, vorgesehen. Das Verfahren kann enthalten: Berechnen einer Phase und einer Größe eines Stroms, der für einen Motor erforderlich ist, auf der Grundlage eines für den Motor erforderlichen Drehmoments; Berechnen eines geschätzten Stroms auf der Grundlage der Phase und der Größe des erforderlichen Stroms und von Positionsinformationen über den Motor; und Erfassen eines Versagens eines Stromsensors durch Vergleichen des geschätzten Stroms mit einem von dem Stromsensor gemessenen Strom.
Gemäß Ausführungsbeispielen ist es möglich, ein sensorloses Steuerverfahren durch effizientes Erfassen eines Versagens eines Stromsensors ohne Bereitstellen zusätzlicher Hardware oder Modifizieren existierender Hardware in Gesamtbetriebsbereichen eines Servolenksystemmotors (EPS-Motors) anzuwenden.
Figurenliste
Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verständlich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:

1 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Konfiguration eines Motors und eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den der Motor angetrieben wird, misst, illustriert;
2 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors nach dem Stand der Technik illustriert;
3 ein Blockschaltbild ist, das Komponenten einer Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung illustriert;
4 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für das Verfahren zum Berechnen der Phase und der Größe eines Stroms, der für den Motor erforderlich ist, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung illustriert; und
5 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung illustriert.

Detaillierte Beschreibung
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, in denen im Wege der Illustration spezifische Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die implementiert werden können, gezeigt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und Zeichen verwendet werden können, um die gleichen oder ähnliche Komponenten selbst dann zu bezeichnen, wenn sie in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Komponenten, die hierin enthalten sind, weggelassen, wenn bestimmt wird, dass die Beschreibung die Klarheit des Gegenstands einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigen könnte.
Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hier verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Jeder dieser Begriffe wird nicht zum Definieren des Wesens, der Reihenfolge, der Sequenz oder der Anzahl von Elementen usw. verwendet, vielmehr werden sie lediglich zum Abgrenzen der entsprechenden Elemente gegenüber anderen Elementen verwendet. Wenn erwähnt wird, dass ein erstes Element mit einem Element „verbunden oder gekoppelt ist“, „in Berührung ist oder es überlappt“ usw., ist dies so zu interpretieren, dass nicht allein das erste Element mit dem zweiten Element „direkt verbunden oder gekoppelt ist“ oder „direkt in Berührung ist oder es überlappt“, sondern dass auch ein drittes Element zwischen dem ersten und zweiten Element „eingefügt“ sein kann, oder dass das erste und das zweite Element über ein viertes Element miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, „in Berührung sind oder überlappen“ usw. Hier kann das zweite Element in mindestens einem der zwei oder mehr Elemente enthalten sein, die miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, „in Berührung sind oder überlappen“ usw.
1 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Konfiguration eines Motors und eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den der Motor angetrieben wird, misst, illustriert;
Gemäß 1 wird ein Motorstrom in der Form eines Wechselstroms (AC) in einen typischen Dreiphasenmotor 100 durch drei Anschlüsse des Motors 100, die als U-, V- und W-Anschlüsse werden, eingegeben. Der Motor 100 wird durch den eingegebenen Motorstrom betrieben.
Hier können Stromsensoren an zwei Anschlüssen der U-, V- und W-Anschlüsse des Motors 100 angeordnet sein, um die Größe des in den Motor 100 eingegebenen Stroms zu messen. Unter den zwei Stromsensoren kann der an einem Anschluss angeordnete Stromsensor als CS1 110 bezeichnet werden, während der an dem anderen Anschluss angeordnete Sensor als CS2 120 bezeichnet werden kann.
Die Stromsensoren sind nur an den zwei Anschlüssen der drei Anschlüsse angeordnet, da aufgrund der Eigenschaften des AC die Gesamtsummer der durch die drei Anschlüsse fließenden Stroms gleich null (0) ist. Das heißt, wenn nur zwei Ströme, die durch die zwei Anschlüsse fließen, gemessen werden, kann ein durch den verbleibenden einen Anschluss fließender Strom unter Verwendung der durch die zwei Anschlüsse fließenden Ströme berechnet werden.
Hier ist ein Verfahren des Bestimmens eines Versagens eines Stromsensors (nachfolgend auch als ein „Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren“ bezeichnet) erforderlich, um zu bestimmen, ob von den Stromsensoren, die an den zwei Anschlüssen der drei Anschlüsse des Motors angeordnet sind, genau sind oder nicht. Wenn ein Stromsensor erfasst wird, der versagt hat, kann der Motor durch ein sensorloses Steuerverfahren angetrieben werden, das im Stand der Technik entwickelt wurde, um einem Fahrer eine Lenkkraft bereitzustellen.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik illustriert.
Gemäß 2 enthält das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik den Schritt S210 des Erfassens eines Winkels eines Rotors eines Motors.
Zusätzlich enthält das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik den Schritt S220 des Berechnens der Größe eines Stromsummenvektors in Abhängigkeit von dem Winkel des Rotors des Motors, nachdem der Winkel des Rotors des Motors erfasst wurde.
Genauer gesagt, durch die Anschlüsse des Motors fließende Ströme können durch die folgenden Formeln erhalten werden: $Iu = Im \cdot cos (A),$
$Iv = Im \cdot cos (A - 2 / 3 pi)$
und $Iw = Im \cdot cos (A + 2 / 3 pi),$
wobei Im die Größe des Stromsummenvektors anzeigt, A den Winkel des Rotors des Motors anzeigt, lu den durch den Anschluss U des Motors fließenden Strom anzeigt, Iv den durch den Anschluss V des Motors fließenden Strom anzeigt und Iw den durch den Anschluss W des Motors fließenden Strom anzeigt.
Hier wird in dem Fall, in welchem A zwischen 330° und 30° und zwischen 150° und 210° beträgt, Im unter Verwendung von lu, d. h. Im = lu/cosA, berechnet.
In dem Fall, in welchem A zwischen 30° und 90° und zwischen 210° und 270° beträgt, wird Im unter Verwendung von Iw, d. h. Im = lu/cos(A+2/3pi) berechnet.
In dem Fall, in welchem A zwischen 90° und 150° und zwischen 270° und 330° beträgt, wird Im unter Verwendung von Iv, d. h. Iv = lu/cos(A-2/3pi) berechnet.
Zusätzlich enthält das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik den Schritt S230 des Berechnens einer Größe des Fehlers in jedem der Phasenströme, die durch die Anschlüsse U, V und W fließen, auf der Grundlage der Größe des in dem Schritt S220 berechneten Stromsummenvektors.
In dem Fall, in welchem A zwischen 330° und 30° und zwischen 150° und 210° beträgt, werden Ströme durch die folgenden Formeln bestimmt: $Du = 0,$
$Dv = Im \cdot cos (A - 2 / 3 pi) - Ivf$
und $Dw = Im \cdot cos (A + 2 / 3 pi) - Iwf,$
wobei Du die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss U fließenden Phasenstrom ist, Dw die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss V fließenden Phasenstrom ist und Dw die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss W fließenden Phasenstroms ist. Hier zeigt Ivf einen Wert des Stroms an, der tatsächlich in dem Anschluss V unter Verwendung eines Stromsensors erfasst wird, und Iwf zeigt einen Wert des Stroms an, der tatsächlich in dem Anschluss W unter Verwendung eines Stromsensors erfasst wird.
In dem Fall, in welchem A zwischen 30° und 90° und zwischen 210° und 270° beträgt, werden Ströme durch die folgenden Formeln bestimmt: $Dw = 0,$
$Dv = Im \cdot cos (A - 2 / 3 pi) - Ivf$
und $Du = Im \cdot cos (A) - Iuf,$
wobei Dw die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss W fließenden Phasenstrom ist, Dv die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss V fließenden Phasenstrom ist und Du die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss U fließenden Phasenstroms ist. Hier zeigt Ivf den Wert des Stroms an, der in dem Anschluss V unter Verwendung eines Stromsensors erfasst wird, und luf zeigt den Wert des Stroms an, der in dem Anschluss U unter Verwendung eines Stromsensors erfasst wird.
In dem Fall, in welchem A zwischen 90° und 150° und zwischen 270° und 330° beträgt, werden Ströme durch die folgenden Formeln bestimmt: $Dv = 0,$
$Du = Im \cdot cos (A) - Iuf$
und $Dw = Im \cdot cos (A + 2 / 3 pi) - Iwf,$
wobei Dv die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss V fließenden Phasenstrom ist, Du die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss U fließenden Phasenstrom ist und Dw die Größe des Fehlers in dem durch den Anschluss W fließenden Phasenstroms ist. Hier zeigt luf den Wert des Stroms an, der in dem Anschluss U unter Verwendung eines Stromsensors erfasst wird, und Iwf zeigt den Wert des Stroms an, der in dem Anschluss W unter Verwendung eines Stromsensors erfasst wird.
Zusätzlich enthält das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik den Schritt S240 des Akkumulierens einer Fehleranzahl in Abhängigkeit von der in dem Schritt S230 berechneten Größe des Fehlers.
Zusätzlich enthält das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik den Schritt S250 des Erfassens eines Versagens in Abhängigkeit von der akkumulierten Fehleranzahl.
Jedoch ist die Verwendung des Stromsensorversagens-Erfassungsverfahrens nach dem Stand der Technik begrenzt auf einen Fall, in welchem der d-Achsenstrom des Rotors des Motors gleich 0 ist, wodurch die gesamten Betriebsbereiche des Motors nicht abgedeckt werden können, was problematisch ist.
Zusätzlich hat das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren nach dem Stand der Technik einen komplizierten Fehlerberechnungsprozess, da ein Fehler in jedem Phasenstrom in jedem Fall in Abhängigkeit von der Position des Motors erfasst wird. Genauer gesagt, in dem vorbeschriebenen Beispiel werden verschiedene Verfahren des Berechnens der Größe des Fehlers oder der Phasenströme in Abhängigkeit von den drei Phasen verwendet (in dem Fall, in welchem A zwischen 330° und 30° und zwischen 150° und 210° beträgt, in dem Fall, in welchem A zwischen 30° und 90° und zwischen 210° und 270° beträgt, und in dem Fall, in welchem A zwischen 90° und 150° und zwischen 270° und 330° beträgt).
Zusätzlich kann in jedem Fall die Genauigkeit der Größe des erfassten Fehlers problematisch sein, da die Größe des Fehlers des durch einen Anschluss der drei Anschlüsse fließenden Phasenstroms als 0 angenommen wird und die Größe der Fehler von Phasenströmen, die durch die verbleibenden Anschlüsse fließen, unter Verwendung der angenommenen Größe des Fehlers in dem Phasenstrom erfasst werden. Die Größe des Fehlers von einem Fehler unter den drei Anschlüssen kann nicht als konstant 0 garantiert werden.
Demgemäß sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors erforderlich, in denen die Probleme des gegenwärtigen Stromsensorversagens-Erfassungsverfahrens nach dem Stand der Technik überwunden sind.
3 ist ein Blockschaltbild, das Komponenten einer Vorrichtung zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den Motor angetrieben wird, misst, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung illustriert.
Gemäß 3 kann die Vorrichtung 300 zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors (nachfolgend auch als die „Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300“ bezeichnet) eine Berechnungsvorrichtung 310 für einen erforderlichen Strom, eine Berechnungsvorrichtung 320 für einen geschätzten Strom und einen Versagensdetektor 330 enthalten.
Die Berechnungsvorrichtung 310 für einen erforderlichen Strom berechnet eine Phase β und eine Größe Ia^* eines für einen Motor erforderlichen Stroms auf der Grundlage eines für den Motor erforderlichen Drehmoments.
Hier bedeutet das für den Motor erforderliche Drehmoment ein Drehmoment, das der Motor zu erzeugen hat. Ein erforderlicher Strom Id^* d-Achsenrichtung eines magnetischen Flusses des Rotors des Motors und ein erforderlicher Strom Iq^* in der q-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors werden bestimmt in Abhängigkeit von dem für den Motor erforderlichen Drehmoment. Die direct-Achse (d-Achse) des magnetischen Flusses ist in derselben Richtung wie der magnetische Fluss, während die quadrate-Achse (q-Achse) des magnetischen Flusses in der Richtung senkrecht zu dem magnetischen Fluss ist.
In einem Beispiel, in welchem die Phase β des für den Motor erforderlichen Stroms erhalten wird, kann β auf der Grundlage des erforderlichen Stroms Id^* in der d-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors und des erforderlichen Stroms Iq^* in der q-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors bestimmt werden.
In einem Beispiel, in welchem die Größe des erforderlichen Stroms Ia^* erhalten wird, kann Ia^* auf der Grundlage des erforderlichen Stroms Id^* in der d-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors und des erforderlichen Stroms Iq^* in der q-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors bestimmt werden, wie dargestellt ist durch $\sqrt {(I d *)}^{2} + {(I q *)}^{2} .$
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Erhalten von β und Ia^* unter Verwendung von Id^* und Iq^* mit Bezug auf 4 beschrieben.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Verfahren zum Berechnen der Phase und der Größe eines für den Motor erforderlichen Stroms gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung illustriert.
In dem Diagramm zeigt die d-Achse eine Richtung des magnetischen Flusses an, während die q-Achse eine Richtung senkrecht zu dem magnetischen Fluss anzeigt. Unterschiedliche Symbole „-/+“ zeigen entgegengesetzte Richtungen an. Beispielsweise haben in einem Fall, in welchem erforderliche Ströme in der d-Achsenrichtung -30 A und 30 A sind, die Ströme die gleiche Größe von 30 A und sind in entgegengesetzten Richtungen (haben eine Phasendifferenz von 180°).
Da die d-Achse in der gleichen Richtung wie der magnetische Fluss ist und die q-Achse in der Richtung senkrecht zu dem magnetischen Fluss ist, weisen Id^* und Iq^* 90° mit Bezug aufeinander auf. Da der für den Motor erforderliche Strom als eine Vektorsumme von Id^* und Iq^* berechnet wird, ist die Größe der Vektorsumme von Id^* und Iq^* gleich Ia^* . Zusätzlich ist der Winkel zwischen dem für den Motor erforderlichen Strom und der q-Achse die Phase β des für den Motor erforderlichen Stroms.
In einem Beispiel werden in dem Fall, in welchem Id^* gleich 0 A ist und Iq^* gleich 100 A ist, Ia^* = √(100)² + (0)² = 100A und β = 0° erhalten.
In einem anderen Beispiel werden in dem Fall, in welchem Id^* gleich - 64 A ist und Iq^* gleich 76 A ist, Ia^* = √(64)² + (76)² ≈ 100A und β ≈ 40° erhalten.
Wie vorstehend beschrieben ist, können, wenn Id^* und Iq^* bekannt sind, die Phase β und die Größe Ia^* des für den Motor erforderlichen Stroms berechnet werden.
Die Berechnungsvorrichtung 320 für den geschätzten Strom berechnet einen geschätzten Strom auf der Grundlage der Phase β und der Größe Ia^* des für den Motor erforderlichen Stroms, der von der Berechnungsvorrichtung 310 für den erforderlichen Strom berechnet wurde, und von Informationen, betreffend die Position des Motors.
Hier wird die Information, betreffend die Position des Motors durch θ, das heißt den Drehwinkel des Motors, angezeigt. Obgleich Werte der Information, betreffend die Position des Motors, allgemein von dem Motorpositionssensor 11 gesammelt werden können, können Werte der Information, betreffend die Position des Motors, über andere Routen erhalten werden.
Wenn die Phase und die Größe des für den Motor erforderlichen Stroms und die Informationen, betreffend die Positionen des Motors, bekannt sind, kann die Wellenform eines Stroms, von dem erwartet, dass er in den Motor einzugeben ist, abgeleitet werden.
Hier ist der geschätzte Strom einer von dem durch den Anschluss U des Motors fließenden Phasenstrom, dem durch den Anschluss V des Motors fließenden Phasenstrom und dem durch den Anschluss W des Motors fließenden Phasenstrom. Die durch die Anschlüsse fließenden Phasenströme haben eine gegenseitige Phasendifferenz von 120° und eine Summe der durch die Anschlüsse fließenden Phasenströme ist gleich 0. Demgemäß kann der geschätzte Strom jedes der Anschlüsse U, V und W berechnet werden.
Der Versagensdetektor 330 erfasst ein Versagen eines Stromsensors durch Vergleichen eines Werts des geschätzten Stroms, der von der Berechnungsvorrichtung 320 für einen geschätzten Strom berechnet wurde, mit einem Wert des von dem Stromsensor 10 gemessenen tatsächlichen Stroms. Wenn der Stromsensor mit dem Anschluss U des Motors verbunden ist, kann ein geschätzter Strom des Anschlusses U mit einem Strom des Anschlusses V, der von dem Stromsensor gemessen wurde, verglichen werden. In gleicher Weise kann, wenn der Stromsensor mit dem Anschluss V des Sensors verbunden ist, ein geschätzter Strom des Anschlusses V mit dem Strom des Anschlusses V, der von dem Stromsensor gemessen wurde, verglichen werden. Wenn der Stromsensor mit dem Anschluss W des Motors verbunden ist, kann ein geschätzter Strom des Anschlusses W mit dem Strom des Anschlusses W, der von dem Stromsensor gemessen wurde, verglichen werden.
Hier kann ein Zeitpunkt, zu dem der Versagensdetektor 330 den Wert des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms wie folgt bestimmt werden.
In einem Beispiel kann der Versagensdetektor 330 den Wert des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms an einer Position des Motors vergleichen, an der die Größe eines der Phasenströme des geschätzten Stroms am größten ist, das heißt an der Spitze des Phasenstroms.
Bei einem anderen Beispiel kann der Versagensdetektor 330 den Wert des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms bei jeder vorbestimmten Periode der Berechnung vergleichen.
Der Versagensdetektor 330 kann ein Versagen durch Vergleichen des Werts des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms durch verschiedene Verfahren erfassen.
Bei einem Beispiel kann der Versagensdetektor 330 erfassen, dass der Stromsensor versagt hat, wenn eine Differenz zwischen dem Wert des geschätzten Stroms und dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Bei einem anderen Beispiel kann der Versagensdetektor 330 eine Fehleranzahl jedes Mal erhöhen, wenn die Differenz zwischen dem Wert des geschätzten Stroms und dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms gleich dem oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und wenn die Fehleranzahl gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert ist, erfassen, dass der Stromsensor versagt hat.
Bei einem anderen Beispiel kann der Versagensdetektor 330 erfassen, dass der gegenwärtige Sensor versagt hat, wenn ein Fall, in welchem die Differenz zwischen dem Wert des geschätzten Stroms und dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms gleich dem oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, kontinuierlich eine vorbestimmte oder größere Anzahl von Malen aufgetreten ist.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors, der die Größe eines Stroms, durch den ein Motor angetrieben wird, misst, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung illustriert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Verfahren durch die in 3 illustrierte Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung durchgeführt wird, beispielhaft beschrieben.
Gemäß 5 kann das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren einen Berechnungsschritt S510 für einen erforderlichen Strom des Berechnens der Phase β und der Größe Ia^* eines für den Motor erforderlichen Stroms auf der Grundlage eines für den Motor erforderlichen Drehmoments enthalten.
In einem Beispiel kann die Berechnungsvorrichtung 310 für den erforderlichen Strom der Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300 die Phase β und die Größe Ia^* des für den Motor erforderlichen Stroms berechnen auf der Grundlage des für den Motor erforderlichen Stroms.
Bei einem Beispiel zum Erhalten der Phase β des für den Motor erforderlichen Stroms kann β auf der Grundlage des erforderlichen Stroms β Ia^* in der d-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors und des erforderlichen Stroms Iq^* in der q-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors bestimmt werden.
In einem Beispiel für das Erhalten der Größe Ia^* des für den Motor erforderlichen Stroms kann Ia^* auf der Grundlage des erforderlichen Stroms Id^* in der d-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors und des erforderlichen Stroms Iq^* in der q-Achsenrichtung des magnetischen Flusses des Rotors des Motors bestimmt werden, wie durch √(Id*)² + (Iq*)² dargestellt wird.
Zusätzlich kann das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren einen Versagenserfassungsschritt S520 des Erfassens eines Versagens des Stromsensors durch Vergleichen des in dem Schritt S510 berechneten geschätzten Stroms und eines von dem Stromsensor gemessenen Stroms enthalten.
Zusätzlich kann das Stromsensorversagens-Erfassungsverfahren einen Versagenserfassungsschritt S530 des Erfassens eines Versagens des Stromsensors durch Vergleichen des in dem Schritt S520 berechneten geschätzten Stroms und eines von dem Stromsensor gemessenen Stroms enthalten.
In einem Beispiel, betreffend einen Zeitpunkt, zu dem der geschätzte Strom mit dem von dem Stromsensor gemessenen Strom verglichen wird, kann der Versagensdetektor 330 der Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300 den Wert des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Strom an einer Position des Motors, in der die Größe eines der Phasenströme des geschätzten Stroms am größten ist, das heißt an der Spitze des Phasenstroms, vergleichen. Dies ergibt sich daraus, dass es möglich ist, an dieser Position die Größe des geschätzten Stroms am genauesten zu bestimmen.
Bei einem anderen Beispiel kann der Versagensdetektor 330 der Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300 den Wert des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms bei jeder vorbestimmten Periode der Berechnung vergleichen.
Bei einem Beispiel, betreffend das Verfahren des Bestimmens eines Versagens durch Vergleichen des geschätzten Stroms mit dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen Stroms, kann der Versagensdetektor 330 der Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300 erfassen, dass der Stromsensor versagt hat, wenn eine Differenz zwischen dem Wert des geschätzten Stroms und dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Bei einem anderen Beispiel kann der Versagensdetektor 330 der Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300 eine Fehleranzahl jedes Mal erhöhen, wenn die Differenz zwischen dem Wert des geschätzten Stroms und dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms gleich dem oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und wenn die Fehleranzahl gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert ist, erfassen, dass der Stromsensor versagt hat.
Bei einem anderen Beispiel kann der Versagensdetektor 330 der Stromsensorversagens-Erfassungsvorrichtung 300 erfassen, dass der Sensor versagt hat, wenn ein Fall, in welchem die Differenz zwischen dem Wert des geschätzten Stroms und dem Wert des von dem Stromsensor gemessenen tatsächlichen Stroms gleich dem oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, kontinuierlich eine vorbestimmte oder größere Anzahl von Malen aufgetreten ist.
Obgleich alle Komponenten, die Ausführungsbeispiele bilden, als miteinander kombiniert oder als im Zusammenwirken miteinander betrieben beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise hierauf beschränkt. Stattdessen können eine oder mehrere Komponenten aus den gesamten Komponenten ausgewählt werden, um miteinander kombiniert zu werden und in einer kombinierten Form innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung betrieben zu werden.
Die vorstehende Beschreibung wurde dargestellt, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die technische Idee der vorliegenden Offenbarung zu erfassen und zu verwenden, und sie wurde in dem Kontext einer bestimmten Anmeldung und ihrer Anforderungen bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind für den Fachmann leicht ersichtlich und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewendet werden, ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Die vorstehende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen liefern ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung lediglich zu veranschaulichenden Zwecken. Das heißt, die offenbarten Ausführungsbeispiele sollen den Bereich der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung illustrieren. Somit ist der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ihm ist der weiteste Bereich zuzuerkennen, der mit den Ansprüchen in Einklang ist. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage der folgenden Ansprüche auszulegen und alle technischen Ideen innerhalb des Bereichs von Äquivalenten hiervon sollten so ausgelegt werden, dass sie in dem Bereich der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020180104402 [0001]

Claims

Vorrichtung (300) zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors (10), der eine Größe eines Stroms, durch den ein Motor (100) angetrieben wird, misst, welche Vorrichtung (300) aufweist: eine Berechnungsvorrichtung (310) für einen erforderlichen Strom, die eine Phase und eine Größe eines Stroms, der für einen Motor (100) erforderlich ist, gemäß einem für den Motor (100) erforderlichen Drehmoment berechnet; eine Berechnungsvorrichtung (320) für einen geschätzten Strom, die einen geschätzten Strom auf der Grundlage der Phase und der Größe des erforderlichen Stroms und von Positionsinformationen des Motors (100) berechnet; und einen Versagensdetektor (330), der ein Versagen eines Stromsensors (10) durch Vergleichen des geschätzten Stroms mit einem von dem Stromsensor (10) gemessenen Strom erfasst.
Vorrichtung (300) nach Anspruch 1, bei der die Phase des erforderlichen Stroms gemäß einem erforderlichen Strom in einer d-Achsenrichtung und einem erforderlichen Strom in einer q-Achsenrichtung eines magnetischen Flusses eines Rotors des Motors (100) bestimmt wird.
Vorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Größe des erforderlichen Stroms gemäß einem erforderlichen Strom in einer d-Achsenrichtung und einem erforderlichen Strom in einer q-Achsenrichtung eines magnetischen Flusses eines Rotors des Motors (100) bestimmt wird.
Vorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Versagensdetektor (330) den geschätzten Strom mit dem von dem Stromsensor (10) gemessenen Strom an einer Position des Motors (100), in der die Größe eines der Phasenströme des geschätzten Stroms am größten ist, vergleicht.
Vorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Versagensdetektor (330) den geschätzten Strom mit dem von dem Stromsensor (10) gemessenen Strom bei jeder vorbestimmten Periode der Berechnung vergleicht.
Vorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Versagensdetektor (330) erfasst, dass der Stromsensor (10) versagt hat, wenn eine Differenz zwischen einem Wert des geschätzten Stroms und einem Wert des von dem Stromsensor (10) gemessenen Stroms gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verfahren zum Erfassen eines Versagens eines Stromsensors (10), der eine Größe eines Stroms, durch den ein Motor (100) angetrieben wird, misst, welches Verfahren aufweist: Berechnen einer Phase und einer Größe eines für einen Motor (100) erforderlichen Stroms gemäß einem für den Motor (100) erforderlichen Drehmoment; Berechnen eines geschätzten Stroms auf der Grundlage der Phase und der Größe des erforderlichen Stroms und von Positionsinformationen über den Motor (100); und Erfassen eines Versagens eines Stromsensors (10) durch Vergleichen des geschätzten Stroms mit einem von dem Stromsensor (10) gemessenen Strom.
Verfahren nach Anspruch 7, bei der die Phase des erforderlichen Stroms gemäß einem erforderlichen Strom in einer d-Achsenrichtung und einem erforderlichen Strom in einer q-Achsenrichtung eines magnetischen Flusses eines Rotors des Motors (100) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem die Größe des erforderlichen Stroms gemäß einem erforderlichen Strom in einer d-Achsenrichtung und einem erforderlichen Strom in einer q-Achsenrichtung eines magnetischen Flusses eines Rotors des Motors (100) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Erfassung des Versagens des Stromsensors (10) das Vergleichen des geschätzten Stroms mit dem von dem Stromsensor (10) gemessenen Strom an einer Position des Motors (100), in der die Größe eines der Phasenströme des geschätzten Stroms am größten ist, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Erfassung des Versagens des Stromsensors (10) das Vergleichen des geschätzten Stroms mit dem von dem Stromsensor (10) gemessenen Strom bei jeder vorbestimmten Periode der Berechnung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die Erfassung des Versagens des Stromsensors (10) die Erfassung, dass der Stromsensor (10) versagt hat, wenn eine Differenz zwischen einem Wert des geschätzten Stroms und einem Wert des von dem Stromsensor (10) gemessenen Stroms gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, aufweist.