[發明專利]在角位置傳感器中矯正誤差的系統和方法

有效

• 申請號: 201380043176.9
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104583043B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 詹姆斯·E·沃爾特斯;羅納德·J·克萊塔
• 申請（專利權）人: 艾里遜變速箱公司
• 主分類號: B60L3/12
• 分類號: B60L3/12;B60L15/20;H02P6/16;B60W20/50
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯

相關申請的交叉引用

本申請要求享有于2012年8月21日提交的申請號為61/691,482的美國臨時專利申請的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明大體上涉及旋轉機械的監控和控制，并且更特別地涉及一種用于在從角位置傳感器、例如解角器接收的轉子位置信號中實施誤差校正的系統和方法。

背景技術

許多車輛驅動系統(例如電動和混合動力車輛中的那些系統)使用旋轉電機、例如永磁(PM)機，以將能量傳遞到車輛變速器和輪子。為了精確和高效地實施旋轉電機的動態轉矩控制，典型地使用角位置傳感器來確定轉子的角位置。位置傳感器通常包括稱作解角器的旋轉電變壓器裝置，其容易受到多種誤差源的影響，后者會降低整體系統性能。例如，當在裝配期間使解角器的轉子相對于解角器定子居中時，會引入機械誤差。除了機械公差，在處理位置傳感器輸出信號的期間，例如當模擬-數字轉換器的有限的帶寬改變了信號的頻譜行為時，也會引入誤差。

在特定的應用中，系統設計成接受這樣的誤差并且可接受所導致的性能降低。如果不允許性能降低，那么可使用數字濾波技術來嘗試過濾掉誤差。但是，現有的濾波技術通常還不充分并且會導致額外的不需要的相位移以及滯后效應。

因此需要一種改進的技術用以修正位置傳感器的輸出中的誤差，當該系統用于其預期的用途時，其會動態地獲知與位置傳感器相關聯的位置誤差并且改正這樣的誤差。

發明內容

根據本發明的一個方面，提出了一種系統，所述系統用于控制旋轉電機以及用于矯正與所述電機操作性相連并且與傳感器數字轉換器結合使用的角位置傳感器所輸出的旋轉位置信號。對于每個所關注的運行角速度，采用了一系列作為位置的函數的信號，從而可確定與位置傳感器相關的諧波(或次諧波)，并將該諧波與相關的數字轉換器所導致的誤差分離。由該信息可確定位置傳感器諧波的幅值和相位。因此可確定并考慮傳感器數字轉換器(或其他信號處理裝置)的影響，允許控制系統將總位置誤差信號應用于位置傳感器輸出信號，來確定用于控制電機的矯正的位置傳感器信號。

根據本發明的另一個方面，提供了一種用于控制車輛動力傳動系統的系統，該系統包括：旋轉電機，其與車輛動力傳動系統操作性地相連；角位置傳感器，其與旋轉電機操作性地相連并且產生傳感器輸出信號；傳感器數字轉換器，其與角位置傳感器操作性地相連，該傳感器數字轉換器接收所述傳感器輸出信號并且產生轉換器輸出信號；以及控制器，其與傳感器數字轉換器操作性地相連。控制器使電機以第一角速度運行，補償轉換器輸出信號中的第一誤差，所述第一誤差由角位置傳感器導致，并且還補償轉換器輸出信號中的第二誤差，該第二誤差由傳感器數字轉換器導致。

根據另一個方面，提出了一種用于控制車輛動力傳動系統的方法，該方法包括：使電機旋轉，該電機與角位置傳感器操作性地相連；測量與電機操作性地相連的角位置傳感器所產生的第一信號，至少在一次電周期中存儲表示該第一信號的數據；針對由角位置傳感器所導致的第一誤差以及由與角位置傳感器操作性地相連的傳感器數字轉換器的影響所導致的第二誤差兩者的影響而補償輸出信號。

從本文所提供的詳細的說明書和附圖中，可明白本發明的進一步的形式、目的、特征、方面、益處、優點，以及實施方式。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個實施方式的混合動力驅動控制系統的示意圖。

圖2是顯示了根據本發明的一個實施方式的解角器到數字轉換器的傳遞函數的增益分量的示圖。

圖3是顯示了根據本發明的一個實施方式的解角器到數字轉換器的傳遞函數的相位移分量的示圖。

圖4是顯示了馬達速度和速度的多種諧波的速度誤差之間的關系的示圖。

圖5是顯示了在根據一個實施方式的圖1的系統中矯正位置傳感器的誤差所涉及的階段的示圖。

具體實施方式

為了促進對本發明的原理的理解，現在將參照附圖中所描述的實施方式，并且將使用特定的語言來描述這些實施方式。然而應當理解的是，并不意在因此對本發明的范圍進行限制。所描述的實施方式的任何改變和進一步的修改以及對本文所描述的本發明的原理的任何進一步的應用都應理解為本發明所涉及的領域的技術人員通常可以想到的。非常詳細地顯示了本發明的一個實施方式，但是相關領域的技術人員清楚地知道，為了清晰起見并未顯示與本發明不相關的一些特征。