[發明專利]基于向量的位置感測系統中的誤差校正

有效

• 申請號: 201711041467.0
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108063576B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: D·S·奧克斯;C·W·西克里斯特;Y·C·孫
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

一種系統包括旋轉裝置、基于向量的位置傳感器以及控制器，該基于向量的位置傳感器輸出表示旋轉裝置的角位置的原始正弦及余弦信號?？刂破魍ㄟ^以下方式執行方法：從傳感器接收原始正弦及余弦信號、通過使用第一預定三角關系將幅度誤差輸入信號應用至第一積分器塊來產生經校正的正弦及余弦信號，以及使用經校正的信號經由輸出信號執行針對旋轉裝置的控制動作。第一預定三角關系是S_C²?C_C²，其中S_C及C_C為相應的經校正的正弦及余弦信號S_C·C_C?？刂破骺墒褂玫诙A定三角關系以將正交性誤差輸入信號應用至第二積分器塊。

介紹

本公開涉及具有旋轉裝置的系統中的位置信號誤差的自動校正，該旋轉裝置的絕對角位置是使用基于向量的位置傳感器或方法學來確定。旋轉裝置可不同地體現為輪子、輪轂、齒輪元件或軸?？赡軙枰D裝置的角位置的知識，例如用于旋轉裝置的或使用該旋轉裝置的系統的精確控制及監測。編碼器及分解器是基于向量的位置傳感器的示例，其使用旋轉變換器對來確定角位置。其他類型的基于向量的位置傳感器包括磁阻傳感器以及某些“無傳感器”技術。

基于向量的位置傳感器輸出原始正弦及余弦信號。理想地，正弦及余弦信號相對于彼此正交并具有相同的幅度。然而，在感測及信號傳輸硬件中的缺陷可產生信號延遲、噪聲以及其他異常。因此，正弦及余弦信號可能不會相對于彼此具有正好90度的相位差及/或可能會具有不同的幅度。反過來，例如當旋轉裝置體現為電機的轉子時，由于電流波動及轉矩波動，此類正交性及/或幅度誤差可能會影響旋轉裝置的控制。

發明內容

本文公開了一種基于向量的位置感測系統以及用于此種系統的位置誤差校正方法。本方法為輸入信號驅動，即該方法直接對由基于向量的位置傳感器提供的所測量的原始正弦及余弦信號進行操作。更具體而言，與基于向量的位置傳感器通信的控制器應用預定三角關系來產生誤差信號，這些誤差信號進而驅動各種積分控制環路。在不同實施例中，積分控制環路針對幅度及/或正交性誤差對原始正弦/余弦信號進行校正。之后，控制器使用經校正的正弦/余弦信號來執行關于旋轉裝置的操作的控制動作。

在特定實施例中，該系統包括旋轉裝置、基于向量的位置傳感器以及控制器。位置傳感器被配置成輸出原始正弦及余弦信號，原始正弦及余弦信號表示旋轉裝置相對于旋轉軸的角位置。與第一積分器塊具有積分控制環路的控制器與位置傳感器通信并被配置成直接從位置傳感器接收原始正弦及余弦信號?？刂破鬟€被配置成通過應用第一預定三角關系而產生經校正的正弦及余弦信號。第一預定三角關系的應用將幅度誤差輸入信號提供至第一積分器塊。控制器使用經校正的原始正弦及余弦信號而經由一組輸出信號執行旋轉裝置的控制動作。第一預定三角關系可以表示為：

其中S_C及C_C分別表示經校正的正弦及余弦信號。

積分控制環路可包括第二積分器塊，在該情形中，控制器應用第二預定三角關系以便將正交性誤差輸入信號提供至第二積分器塊。第二預定三角關系可以表示為：

S_C·C_C

積分控制環路可被配置成使用第一及第二積分器來針對經校正的正弦及余弦信號中的相對正交性誤差進行校正，其中該實例中的經校正的余弦信號是C_C＝M_a,cA₂cos(θ-φ)-M_OA'₁sin(θ)并且經校正的正弦信號表示為S_C＝S_R。這里，θ是旋轉裝置的角位置，Mo是從第二積分器塊輸出的乘數、M_a,c是從第一積分器塊輸出的乘數、φ是原始正弦與余弦信號之間的正交性誤差、A₂是原始(即未補償的)余弦信號的幅度、A’₁是經校正的正弦信號的幅度，并且S_R表示原始正弦信號。