[发明专利]一种EPS电机相电流检测的硬件冗余方法

说明书

本发明涉及一种EPS电机相电流检测的硬件冗余方法，包括：1)在母线L1或L2放置一个电流传感器，共2种方式；2)在UVW或ABC或abc三组位置，每组内任意两个位置放置两个电流传感器，这些位置包括UV、UW、VW、AB、AC、BC、ab、ac、bc共9种组合；3)步骤1)中的2种方式和步骤2)中的9种这相互构成冗余，从而产生2×9种组合的冗余方式。与现有技术相比，本发明具有大大提高了可靠性等优点。

技术领域

本发明涉及一种EPS电机相电流检测技术，尤其是涉及一种实现故障诊断及容错控制的EPS电机相电流检测的硬件冗余方法。

背景技术

目前，电动助力转向系统(EPS)越来越多地采用无刷电机作为力量来源，通常是永磁同步电机(PMSM)。PMSM的驱动几乎都采用矢量控制，而矢量控制要求知道电机的相电流和转子旋转位置。

对于相电流的检测，有各种不同的方案。第一，有多种电流传感器类型：可采用互感、霍尔、电阻等。第二，电流传感器放置的位置也有多种方式：图1总结了电流传感器可以放置的位置。第三，电流传感器的个数也随放置位置而不同：在电机相线UVW任意两个位置上各使用一个电流传感器，或者三个位置都使用一个电流传感器；下桥臂ABC位置及上桥臂abc位置也如UVW位置一样，可任意两个也可三个电流传感器；在直流母线上，L1或L2的位置，则只需采用一个电流传感器。

通常，使用两个电流传感器，既照顾到三相电流重构的便利性，又比三传感器节省成本。图2(a)和图2(b)是两传感器的典型图示。如前所述，UVW或ABC或abc三组位置，每组内任意两个位置放置电流传感器都行。

一种最节省成本的相电流重构的方案是在图3的L1位置使用单电阻采样，进而重构三相电流。如前所述，L2位置也可使用单电流传感器。

但是在上述方案中，除了三电流传感器方案，其它方案都不具有硬件冗余，不方便对相电流传感器进行故障诊断和容错控制。

而EPS作为汽车转向的核心部件，事关人身财产安全，必须及时诊断出故障并采取措施。更进一步，容错控制则要求在出现故障的情况下能继续正常运行，如果没有冗余，实现容错是非常困难的。故障诊断和容错控制对于汽车的辅助驾驶以及完全自动驾驶具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种EPS电机相电流检测的硬件冗余方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种EPS电机相电流检测的硬件冗余方法，包括：

1)在母线L1或L2放置一个电流传感器，共2种方式；

2)在UVW或ABC或abc三组位置，每组内任意两个位置放置两个电流传感器，这些位置包括UV、UW、VW、AB、AC、BC、ab、ac、bc共9种组合；

3)步骤1)中的2种方式和步骤2)中的9种这相互构成冗余，从而产生2×9种组合的冗余方式。

优选地，所述的冗余方式采用：两个电流传感器检测2相加上一个电流传感器检测1项母线。

优选地，所述的母线L1上放置一个电流传感器，VW相上放置两个电流传感器，能正常工作的情况有：

L1、V、W均正常；

L1故障，V且W正常；

L1正常，V或W一路故障，或V且W同时故障；

将一个电流传感器可靠工作的概率记为未知数x，则该冗余设置正常工作的P₁(x)的函数具体：