用于增加多相马达系统中的电流传感范围的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于增加多相马达系统中的电流传感范围的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 在多相电马达中，三相或更多相引线以相同频率和振幅传送交流电（AC)电压波 形，但在不同相之间具有时间偏差或相移。在使用这样的马达的车辆或其他系统中，AC电 压波形应用于马达的各定子绕组感应出变化的磁场。该磁场导致发生转子的旋转，其转而 提供马达输出扭矩。马达输出扭矩可以被按照需要被管理和引导，以执行有用的工作，例如 推进车辆。
[0003] 特别地在车辆变速器中，一个或多个电牵引马达可独立或与内燃发动机结合地用 作马达驱动系统的一部分。共同地，原动机提供输入扭矩给变速器。为了确保电牵引马达 (一个或多个）的适当操作，控制器可进行相电流和其他电参数的周期测量。
【发明内容】
[0004] 在此披露一种车辆，其具有多相马达系统，例如，三相AC电牵引马达。伴随的用于 与这种系统使用的方法也被披露。本方法扩展了在具有一个马达或多个马达的多相马达系 统内的各相电流传感器的电流传感范围。这样的传感器测量流动到马达绕组中的各相电流 的相应幅度。在此意识到，由于典型地现成相电流传感器的有限电流传感范围，现有马达控 制和诊断方法可被限制。由此，一旦给定相电流超过传感器测量容量，控制和健康状态马达 诊断可不总是适当地运行，或可都不可获得。这样的条件在此称为"传感器饱和"。因此， "饱和传感器"是读取了幅度超过传感器的预定饱和极限（即专用于特定传感器的校准极 限）的各相电流的相电流传感器。
[0005] 在一些情况下，诸如在高温操作期间，在给定马达中的电流可超过用于测量传送 至马达绕组的相电流的相电流传感器的测量范围。如本领域技术人员已知的，去磁化是一 种过程，通过该过程，磁场通过热应力随时间消失，极端变化磁场等。在这些情况下，健康状 态诊断可不检测潜在的去磁化事件。本方法因此意图增加马达健康状态诊断的操作范围， 同时还提供检查转子去磁化的改善的能力，同时在正常车辆操作期间对控制器使用具有最 小的影响。附加地，在一些情况下，本方法可在牵引马达（一个或多个）的总体控制中用于 反馈和控制目的。
[0006] 通常，在三相系统中，本方法通过连续地评价三个不同相电流传感器中的哪一个 当前饱和而操作。当仅一个传感器是饱和的时，本方法继续。在这样的情况下，控制器使用 其余的、即非饱和相电流传感器的实际电流测量外推（extrapolate) /估计饱和传感器的 相电流，并执行对外推的相电流的特定有效性检查，以确保外推相电流值在合理界限内，例 如以在绝缘损失期间避免错误的故障诊断。在一些操作区域中，其以下称为连续外推区域， 电流传感范围被扩展其饱和的极限的15%，以提供用于反馈和控制目的的有用信息。
[0007] 特定地，增加具有多相电马达的系统中的电流传感范围的方法包括经由具有校准 饱和极限的多个相电流传感器测量被传送至马达的多个相电流的每一个。本方法还包括 经由控制器计算每一个被测量的相电流的绝对值，且然后将被计算的绝对值与饱和极限比 较，以确定是否仅一个传感器是饱和的。附加地，本方法包括使用非饱和传感器的被测量的 相电流外推所述一个饱和传感器的相电流值。
[0008] 外推相电流值可包括计算作为非饱和传感器的相电流函数的瞬时相电流值，并确 定被计算瞬时相电流的绝对值是否超过用于所述一个饱和传感器的被测量的值。外推可还 包括确定被计算瞬时相电流的符号是否与用于所述一个饱和传感器的被测量的值的符号 匹配，并使用被计算的瞬时相电流作为用于饱和传感器的外推相电流值。本方法可包括，当 符号匹配，且被计算的瞬时相电流值超过用于饱和传感器的被测量的值时，经由控制器使 用外推相电流值相对于马达执行控制动作。
[0009] 在此还披露了一种系统，其包括三相电马达、功率逆变器模块（PM)、相电流传感 器，和上述控制器。PM提供第一、第二和第三相电流至马达的相应第一、第二和第三相引 线。传感器每一个连接至相应相引线，并测量相应一个相电流。
[0010] 附加地，车辆包括变速器和多相马达系统。变速器包括齿轮组和输出构件。多相 马达系统将马达扭矩传送至齿轮组，用于为输出构件提供动力，且包括多相电牵引马达，所 述马达具有定子，定子具有第一、第二和第三相引线。系统还包括PM，其将第一、第二和第 三相电流分别传送至第一、第二和第三相引线。
[0011] 根据一【具体实施方式】，提供一种增加具有多相马达的系统中的电流传感范围的方 法，该方法包括：
[0012] 经由具有校准饱和极限的多个相电流传感器测量被传送至多相马达的多个相电 流的每一个，
[0013] 经由控制器计算每一个被测量的相电流的绝对值；
[0014] 将每一个被计算的绝对值与校准饱和极限比较，以确定是否仅其中一个相电流传 感器是饱和的；
[0015] 使用非饱和传感器的被测量的相电流，外推一个饱和传感器的相电流值，包括：
[0016] 计算作为非饱和传感器的相电流函数的瞬时相电流值；
[0017] 确定被计算的瞬时相电流的绝对值是否超过用于所述一个饱和传感器的被测量 的值；
[0018] 确定被计算的瞬时相电流的符号是否匹配所述一个饱和传感器的被测量值的符 号；和
[0019] 使用被计算的瞬时相电流作为用于饱和传感器的外推的相电流值；和
[0020] 仅当符号匹配且被计算的瞬时相电流值超过用于饱和传感器的被测量的值时，经 由控制器使用外推相电流值执行多相马达的控制动作，所述控制动作包括控制多相马达功 能和记录表示多相马达健康状态的诊断代码的至少一个。
[0021] 优选地，系统包括功率逆变器模块（PM)，并且其中，测量每一个相电流在PM和 多相马达之间发生。
[0022] 优选地，测量相电流使用霍尔效应传感器实现。
[0023] 优选地，测量相电流使用分路电阻器实现。
[0024] 优选地，计算作为非饱和传感器相电流的函数的瞬时相电流值包括在不连续外推 范围中计算瞬时相电流，其中用于饱和传感器的电流幅度范围为饱和传感器的传感器测量 范围 1. 155 倍（I. 155X)至 2 倍（2X)。
[0025] 优选地，计算作为非饱和相电流的函数的瞬时相电流值包括在连续外推范围中计 算瞬时相电流，其中用于饱和传感器的电流幅度范围小于饱和传感器的传感器测量范围的 L 155 倍。
[0026] 根据另一【具体实施方式】，提供一种系统，包括：
[0027] 多相马达，具有第一、第二和第三相引线；
[0028] 功率逆变器模块，其提供第一、第二和第三相电流至相应第一、第二和第三相引 线.
[0029] 多个相电流传感器，其每一个连接至第一、第二和第三相引线的相应一个，并可操 作以测量第一、第二和第三相电流的相应一个；和
[0030] 控制器，与所述多个相电流传感器通信，其中，控制器包括处理器和有形非瞬态存 储器，其上记录有用于增加相电流传感器的电流传感范围的指令，其中，指令通过处理器的 执行导致控制器：
[0031] 经由相电流传感器测量所述多个相电流的每一个；
[0032] 计算每一个被测量的相电流的绝对值；
[0033] 将每一个被计算的绝对值与饱和极限单独地比较，以确定是否仅一个传感器相对 于饱和极限是饱和的而其余传感器是非饱和传感器；
[0034] 通过以下，由非饱和传感器的被测量的相电流外推用于所述一个饱和传感器的相 电流：
[0035] 计算作为非饱和传感器的相电流函数的瞬时相电流值；
[0036] 确定是否被计算瞬时相电流的绝对值超过所述饱和传感器的被测量的值；
[0037] 确定被计算瞬时相电流值的符号是否匹配所述