[发明专利]一种用于EPS控制器母线电流估算方法及系统

说明书

一种用于EPS控制器母线电流估算方法及系统，其中发明系统包括FOC控制模块、电机转子位置检测模块、ADC采样模块和电机、母线电流计算模块，电机转子位置检测模块的输入端通过转子位置传感器检测电机中转子的位置，电机转子位置检测模块的输出端与FOC控制模块的第一输入端相连，FOC控制模块经电机驱动电路驱动电机转动，ADC采样模块经电流检测电路分别检测电机三相绕组相电流，母线电流计算模块利用ADC实时采集的相电流以及FOC中间控制变量，获取电流计算的关键条件，并进行计算。本发明系统及方法利用原有的检测电路并配合一部分MCU资源得以实现，在不增加硬件成本的基础上可以对母线电流估算，且估算过程简单方便。

技术领域

本发明涉及电动助力转向系统，具体涉及一种用于EPS控制器母线电流估算方法及系统。

背景技术

电动助力转向系统(EPS)是一种直接依靠电机提供辅助转矩的动力转向系统，主要由传感器助力电机、电机减速机构、控制器、控制策略等关键要素组成。其中电机控制为EPS控制中最重要控制部分，决定了EPS的基本性能及可靠性。无刷永磁同步电机具备有噪音小、转矩波动小、效率高、寿命长等特点，因此基于无刷电机设计的ECU(电子控制单元)成为EPS的发展方向。

FOC控制(磁场定向控制系统，又称为矢量控制系统)中运用SPVWM进行电机控制，其中UVW三项电压调制波形式见图1，电压调制波通过三相逆变驱动桥进行驱动。电机三项相电流为正弦波形式，见图2，通过采样电阻及检测电路可以实现对三项相电流的实时监控，构成电流反馈环节，形成电流的闭环控制。

通过母线电流不仅可以计算ECU消耗的总功率，也是完善电机控制故障诊断策略，进行冗余备份设计的关键环节，因此成为研究的方向。目前可以对电机的相电流进行较为准确的采集和计算，也可以对电机控制母线电流进行采集，由于电流波形不规则，采集时需要大量的采集仪表，成本较大，但对于控制回路的母线电流，缺少有效的计算方法，实际电流波形呈现无规律性，叠加了不同频率的信号，见图3；若通过ADC采样实现，无法准确选取采样点，而且随着调制波形式的变化，采样点也在变化，难于实现；若使用通过相电流估算，因为电机在不同转速下效率不同，不但实现困难且估算不准确，实时性较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于EPS控制器母线电流估算方法及系统。

一种用于EPS控制器母线电流估算方法，包括FOC控制模块，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：从所述FOC控制模块中获取下一个控制周期中U相、V相、W相的PWM的占空比，并分别减去50％，得到normalised_U_voltage、normalised_V_voltage、normalised_W_voltag；

步骤2：采集电机三相绕组相电流的U相、V相、W相的电流值，并分别减去基准偏差A、再乘以电流转换系数Coeff_current，并得到U_current_temp、V_current_temp、W_current_temp；所述A和Coeff_current均为正有理数；

步骤3：依据公式U_current_temp+V_current_temp+W_current_temp＝0，并根据U_current_temp、V_current_temp、W_current_temp中导通时间相对较长的两项值，获得另一项的当前电流的计算值phase_U_current或phase_V_current或phase_W_current；

其中，phase_U_current＝-V_current_temp-W_current_temp；

phase_V_current＝-U_current_temp-W_current_temp；

phase_W_current＝-U_current_temp-V_current_temp；