[發明專利]扭矩波動補償裝置和方法

有效

• 申請號: 202010107431.3
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111591340B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 金仁赫;金奎河;鄭賢熙;徐正薰
• 申請（專利權）人: 現代摩比斯株式會社
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李艷;臧建明

一種扭矩波動補償裝置可以包括：扭矩測量單元，被配置為輸出通過MDPS系統的扭矩傳感器測量的扭矩；馬達速度測量單元，被配置為輸出通過MDPS馬達的位置傳感器測量的馬達速度；控制單元，被配置為基于所述馬達速度信息和測量的扭矩信息分別輸出偏移信號和扭矩波動信號；和扭矩波動補償單元，其被配置為合成從控制單元輸出的多個扭矩波動信號，并且將扭矩波動補償信號作為馬達控制信號輸出到所述MDPS馬達，所述扭矩波動補償信號用于補償合成的扭矩波動信號。所述扭矩波動補償裝置能減小在驅動車輛的MDPS(馬達驅動動力轉向)系統的馬達時出現的扭矩波動。

相關申請的交叉引用

本申請要求根據于2019年2月21日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2019-0020285號的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開的實施方式涉及扭矩波動(torque ripple)補償裝置和方法，更具體地，涉及一種用于減小在驅動車輛的MDPS(馬達驅動動力轉向)系統的馬達時出現的扭矩波動的扭矩波動補償裝置和方法。

背景技術

車輛的MDPS系統使用輔助動力源提供一部分轉向扭矩，駕駛員在轉向車輛時需要將該部分轉向扭矩施加于方向盤，從而使駕駛員能夠容易地進行轉向。

MDPS系統通過下述確定車輛的行駛條件：柱扭矩傳感器，其配置為測量輸入到方向盤的駕駛員的柱扭矩；轉向角傳感器，其配置為測量方向盤的轉向角或轉向角速度；以及車速傳感器，其配置為測量車速；并且MDPS系統在駕駛員操作方向盤時基于應用到轉向軸的柱扭矩通過電動馬達(MDPS馬達)提供輔助扭矩。

通常，MDPS馬達作為3相AC馬達而被實現，并且MDPS系統的電子控制單元(ECU)接收通過反饋輸出到MDPS馬達的三相中的電流，并通過比例積分(PI)控制來控制逆變器輸出3相AC電流，以控制MDPS馬達的驅動。但是，當驅動MDPS馬達時，由于基于轉子磁極數或定子槽數的機械結構，可能會發生扭矩波動或機械振動。由于這種馬達扭矩波動降低了MDPS系統的NVH(噪聲，振動，苛刻性(Harshness))性能，因此需要改進。

作為防止這種扭矩波動的方法，通常使用基于查找表補償扭矩波動、使用系統傳遞函數和濾波器來補償扭矩波動，或基于扭矩傳感器補償扭矩波動的方法。

但是，基于查找表的馬達(MDPS馬達)控制方法——其中通過特定離線實驗提取的參數用于馬達控制——可以輕松應用于MDPS馬達控制，但是，存在這樣的問題：參數提取可能需要單獨的測試時間，并且由于系統分布而可能出現性能偏差。

此外，主動干擾補償方法使用干擾觀測器來估計和補償在MDPS系統中發生的扭矩波動(機械振動)。干擾觀測器使用濾波器和正常系統的逆傳遞函數來估計系統的集總干擾，并且干擾觀測器的性能根據濾波器的設計而決定。此時，當將濾波器設計為低通濾波器來估計以三角函數形式生成的扭矩波動時，可能會發生幅度減小和相位延遲。

當如基于扭矩傳感器的扭矩波動補償方法中那樣使用高通濾波器去除扭矩傳感器的偏移時，需要額外的操作以校正高頻信號的失真。此外，盡管執行了信號校正，但是可能難以恢復原始信號。此外，通過積分進行參數估計需要較長的收斂時間，并且需要附加的算法來阻止積分信號的發散。

因此，需要一種能夠減少扭矩波動而不會引起上述問題的方法。

本公開的相關技術在2016年8月19日公開的標題為“用于車輛的MDPS系統和方法”的韓國專利申請公開號10-2016-0098890中公開。

發明內容

各種實施方式涉及一種扭矩波動補償裝置和方法，用于減小在驅動車輛的MDPS(馬達驅動動力轉向)系統的馬達時出現的扭矩波動。