用于控制动力传动系的方法以及相应的控制系统的制作方法
【专利摘要】用于控制动力传动系的方法以及相应的控制系统一种用于控制动力传动系的方法，该动力传动系用于装备一台机动车辆并包括一个电动机，该电动机配备有一个转子和一个定子，所述方法包括对该转子和该定子的电流进行调节从而将多个控制信号传送给该电动机，所述有待调节的电流以及所述控制信号被表示在包括多个轴的一个旋转参照系之中。该方法包括：对该定子和该转子的电流值进行测量(E00)、将所述测量结果转换(E12)到所述旋转参照系之中、基于所述控制信号对这些电流中的每一个来确定(E11)最小和最大边界、并且将这些测量的信号与所述最小和最大边界进行比较(E30)。
【专利说明】用于控制动力传动系的方法以及相应的控制系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电动机的控制，并且特别是绕线转子同步型电动机的控制。
【背景技术】
[0002] 绕线转子同步型电动机包括一个称作定子的固定部件和一个称作转子的运动部 件。定子包括三个线圈，这些线圈偏离120并且被供以交流电流。转子包括被供以直流电 流的一个线圈。定子的这些相电流取决于该转子的和该定子的电阻和电感以及该转子与该 定子之间的互感。
[0003] 常规地，使用多个控制信号来控制该定子和该转子的电流。以这种方式，根据这些 电流的测量值来实施调节。
[0004] 如果提供这些测量值的这些传感器之一是有故障的，例如一直显示为零的电流 值，则这种调节将增大这些控制信号的值以便增大该电流的值。出于此原因，这些控制信 号的值可以发散直至达到最大值，这导致出现特别高的、或者甚至具破坏性的电流。举例而 言，这些控制信号值能够高达400伏，这导致出现高达40 000安的电流。当然，此类电流对 于用于控制的晶体管来说是具破坏性的，例如绝缘栅双极型晶体管（IGBT)。
[0005] 注意，日本专利申请JP 200 1 268980和文件US 5047699已经提出借助于一个电 机模型来调节这些直流电流。
[0006] 读者还可参考文件US 2002 0008492,该文件描述了一种用于检测传感器故障的 方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是改进电动机的调节，尤其是在出现传感器故障的情况下。
[0008] 根据一种实施方式，提出了一种用于控制动力传动系的方法，该动力传动系用于 装备一台机动车辆并包括一个电动机，该电动机配备有一个转子和一个定子，所述方法包 括对该转子和该定子的电流进行调节从而将多个控制信号传送给该电动机，所述有待调节 的电流以及所述控制信号被表示在包括多个轴的一个旋转参照系之中。
[0009] 根据一般性特征，该方法包括：对该定子和该转子的电流值进行测量，例如是由一 组传感器供应的；将这些测量结果转换到所述旋转参照系之中；根据所述控制信号对这些 电流中的每一个来确定最小和最大边界；并且将这些测量的信号与所述最小和最大边界进 行比较。
[0010] 因此最小和最大边界是独立于在传感器故障情况下可能出错的测量值进行确定 的。这些边界具体指示了在应用这些控制信号时电流必须位于的范围。如果在比较过程中 这些测量信号在这些边界之外，则可以认为一个或更多个传感器是有故障的并且优选的是 限制该电动机的使用。因此获得更安全的操作和经改进的调节。
[0011] 该最小和最大边界的确定可以借助于该电动机的一个模型来完成。该模型可包括 将这些控制信号与这些电流相联系的一组方程式。这些方程式适用于控制信号并且适用于 被投影到派克参照系中的电流，并且它们可以取决于一些参数，例如派克参照系中的电阻 和电感的值、互感值或是正弦电信号的频率。
[0012] 该方法可以包括：在确定这些最小和最大边界的步骤之前，在稳态下解算该电动 机模型的多个方程式，该解算包括一个校准步骤。
[0013] 在多个校准步骤之后，能够确定这些方程式的所有参数，具体是其最小和最大值， 以获得每一电流的所述最小和最大边界（它们仅取决于这些控制信号）。
[0014] 在一个变体中，该方法可以包括：在确定这些最小和最大边界的步骤之前，确定为 每个控制信号设定电流值的传递函数，并且根据多个参数来确定包络所述传递函数的多个 函数，所述参数是通过校准来确定的。
[0015] 包络这些传递函数的所述函数使得有可能对这些电流值提供最小和最大边界，这 些边界具体取决于电频率。因此，与在稳态下进行的前一变体相比，获得了更好的确定。
[0016] 根据一个实施例，提出了一种用于控制动力传动系的系统，该动力传动系用于装 备一台机动车辆并包括：一个电动机，该电动机配备有一个转子和一个定子；用于调节该 转子和该定子的电流的装置，从而将多个控制信号传送给该电动机，所述有待调节的电流 以及所述控制信号被表示在包括多个轴的一个旋转参照系之中。
[0017] 根据一般性特征，该系统包括：用于测量该定子和该转子的电流值的装置、用于将 这些测量结果转换到所述旋转参照系之中的装置、用于根据所述控制信号来对这些电流中 的每一个确定最小和最大边界的装置、以及用于将这些测量的信号与所述最小和最大边界 进行比较的装置。
[0018] 该用于确定这些最小和最大边界的装置可以包括该电动机的一个模型。
[0019] 该系统可以包括用于在稳态下解算该模型的一组方程式的装置。
[0020] 在一个变体中，该系统可以包括：用于确定为每个控制信号设定电流值的传递函 数的装置、以及用于根据多个参数来确定包络所述传递函数的多个函数的装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 通过阅读仅借助非限制性实例并且参照附图所给出的以下说明，本发明的其他目 的、特征以及优点将会变得清楚，在这些附图中：
[0022] -图1展示了根据本发明的一种用于控制动力传动系的方法的步骤，
[0023] -图2展示了根据本发明的一种实施方法和实施例的第一变体的结果，
[0024] -图3至图5展示了根据本发明的一种实施方法和实施例的第二变体的结果。
【具体实施方式】
[0025] 图1示意性示出了一种用于控制动力传动系的方法的实施步骤，该动力传动系用 于装备一台机动车辆并包括一个电动机。该方法包括测量在该转子和该定子中流动的电流 的第一步骤（步骤E00)，该第一步骤使得有可能一方面获得这些电流的值并且另一方面获 得这些控制信号，即被施加以获得这些电流的电压。能够通过这些控制信号来用公式表示 电流值的最小和最大边界（步骤El 1)，例如借助于该电动机的或该电机的一个模型。此外 还能够对这些测量电流应用派克转换（步骤E12)。最后，在比较步骤E30中，执行检查以确 保这些测量的且经转换的值是在这些边界之内。如果是（步骤E40)，则能够判断这些传感 器没有故障且调节可以继续，否则可以按保护该电动机和增加安全性的方式来限制这种调 -K- T。
[0026] 现在将描述如何获得这些边界，具体是借助于该电动机的一个模型。
[0027] 在包括用d、q和f表示的三个轴的派克参照系中，包括一个同步电动机的一个动 力传动系受以下方程式控制：
[0028]
【权利要求】
1. 一种用于控制动力传动系的方法，该动力传动系用于装备一台机动车辆并包括一 个电动机，该电动机配备有一个转子和一个定子，所述方法包括对该转子和该定子的电流 (I a，I,，If)进行调节从而将多个控制信号（va，V,，Vf)传送给该电动机，所述有待调节的电 流以及所述控制信号被表示在包括多个轴（d，q，f)的一个旋转参照系之中， 其特征在于，该方法包括：对该定子和该转子的电流值进行测量（EOO)、将这些测量结 果转换（E12)到所述旋转参照系之中、根据所述控制信号对这些电流中的每一个来确定 (Ell)最小和最大边界、并且将这些测量的信号与所述最小和最大边界进行比较（E30)。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，确定这些最小和最大边界是借助该电动机的一个 模型来实现的。
3. 如权利要求1或2所述的方法，进一步包括：在确定这些最小和最大边界的步骤之 前，在稳态下解算该电动机模型的多个方程式，该解算包括一个校准步骤。
4. 如权利要求1或2所述的方法，进一步包括：在确定这些最小和最大边界的步骤之 前，确定为每个控制信号（Va，V q，Vf)设定电流值（Ia，Iq，If)的传递函数，并且根据参数（a， k)确定包络所述传递函数的多个函数，所述参数是通过校准来确定的。
5. -种用于控制动力传动系的系统，该动力传动系用于装备一台机动车辆并包括：一 个电动机，该电动机配备有一个转子和一个定子；用于调节该转子和该定子的电流（I a，I,， If)的装置，从而将多个控制信号（Va，Vq，Vf)传送给该电动机，所述有待调节的电流以及所 述控制信号被表示在包括多个轴（d，q，f)的一个旋转参照系之中， 其特征在于，该系统包括：用于测量该定子和该转子的电流值的装置、用于将这些测量 结果转换到所述旋转参照系之中的装置、用于根据所述控制信号来对这些电流中的每一个 确定最小和最大边界的装置、以及用于将这些测量的信号与所述最小和最大边界进行比较 的装置。
6. 如权利要求5所述的系统，其中，该用于确定这些最小和最大边界的装置包括该电 动机的一个模型。
7. 如权利要求5或6所述的系统，包括：用于在稳态下解算该电动机模型的一组方程 式的装置。
8. 如权利要求5或6所述的系统，进一步包括：用于确定为每个控制信号（Va，V,，Vf) 设定电流值（I a，I,，If)的传递函数的装置、以及用于根据多个参数（a，k)来确定包络所述 传递函数的多个函数的装置。
【文档编号】H02P21/14GK104520130SQ201380041819
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】L·梅里耶纳 申请人:雷诺股份公司