[發明專利]馬達位置校準

在審

• 申請號: 202011335856.6
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112865632A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: C·D·狄克遜;P·G·斯科特森;C·B·威廉姆斯;P·特威
• 申請（專利權）人: ZF汽車英國有限公司;ZF主動安全和電子美國有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14;H02P21/18;H02P6/08;H02P6/16;H02P25/022
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

一種確定安裝在多相電動馬達上的馬達位置傳感器的電角度偏移的方法，該方法包括：使用外部驅動系統使該多相電動馬達的轉子以馬達速度旋轉；測量該多相電動馬達的每個相的馬達相電壓，該馬達相電壓包括該馬達的旋轉產生的反電動勢；將該馬達相電壓轉換到DQ參考系中以形成DQ馬達相電壓；以及從這些DQ馬達相電壓計算該電角度偏移。

技術領域

本發明涉及一種確定馬達位置傳感器的電角度偏移的方法，尤其但不一定排他地在車載電動馬達(諸如電動動力輔助轉向(EPAS)系統馬達)中使用的馬達位置傳感器的電角度偏移的方法。

背景技術

永磁同步馬達(也稱為多相電動馬達)眾所周知地在廣泛的應用中使用。已經證明，這些永磁同步馬達尤其適于在電動動力輔助轉向(EPAS)系統中使用，這是因為它們能夠精確地在廣的轉矩范圍內操作并且魯棒且成本有效。在EPAS系統中，響應于轉矩需求信號而驅動馬達，向轉向軸或轉向機構的其他部分施加轉矩，以幫助駕駛員轉動方向盤。

為了確保馬達產生最佳轉矩，必須準確知道馬達相對于馬達的反電動勢的過零的電學位置。由于制造公差，無法很容易地以高精度將位置傳感器系統裝配到此系統中，并且因此位置傳感器的零位置(物理)與馬達的零位置(電學)之間留有對準誤差。位置傳感器與馬達的更準確對準將是昂貴且耗時的，并且因此通常不適于在這種情況下使用。目前的制造技術和時間安排允許對準準確度約為相對于馬達的電學零位置的±15°。

在已知的系統中，對于每個馬達，必須在下線(EOL)校準過程中去除剩余的對準誤差。一個這種方法是禁用馬達的電流控制，并且后續依次在每個旋轉方向上向馬達供應Q軸電壓，測量馬達在每個方向上的作為結果的速度。然后可以調整位置偏移，以在兩個旋轉方向上產生針對給定電壓需求的相同速度。這種情況是高耗時的。

作為一種省時措施，可以針對每個馬達變體產生映射，以便旋轉速度中的任何不對稱情況都可以快速確定為特定角偏移。以這種方式，這些速度僅需要檢查一次，然后通過將不對稱速度映射到存儲在映射中的相應角偏移來施加校正。這種情況的缺點是：產生該映射是耗時的過程并且對于每個馬達變體以及更新任何單個變體的磁設計的情況都是必須的。電磁還能導致映射失真，使得不存在針對每個位置偏移的清晰直接映射。

因此，期望一種確定電角度偏移的改善方法。

發明內容

根據第一方面，提供了一種確定安裝在多相電動馬達上的馬達位置傳感器的電角度偏移的方法，所述方法包括：

使用外部驅動系統使所述多相電動馬達的轉子以馬達速度旋轉；

測量所述多相電動馬達的每個相的馬達相電壓，所述馬達相電壓包括所述馬達的旋轉產生的反電動勢；

將所述馬達相電壓轉換到DQ參考系中以形成DQ馬達相電壓；

從所述DQ馬達相電壓計算所述電角度偏移。

以這種方式，可以以比以前更快的方式為每個電動馬達單獨地確定電角度偏移。該方法無需校準補償表，并且需要的時間和精力減少。馬達的反電動勢還可以作為此過程的副產品來測量，該過程的副產品可以在其他計算中使用。

可以在將所述馬達相電壓轉換到所述DQ參考系中之前，首先轉換到αβ參考系中。

所述方法可以進一步包括：在轉換成所述DQ馬達相電壓之前將所述馬達相電壓與所述馬達速度歸一化以形成歸一化的馬達相電壓的步驟。

這確保了所述方法對于馬達的速度變化是不變的，例如使得所述馬達不需要以穩定速度旋轉或者使得所述馬達可以在任一方向上旋轉而無需對所述方法的參數進行任何改變。

從所述DQ馬達相電壓計算所述電角度偏移的步驟可以通過以下操作來執行：調節位置偏移直到所述DQ馬達相電壓的D軸分量為零，此時能夠確定所述位置偏移等于所述電角度偏移。