具有增強(qiáng)擺動補(bǔ)償?shù)碾妱訖C(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有增強(qiáng)擺動（wobble)補(bǔ)償?shù)碾妱訖C(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋轉(zhuǎn)變壓器（resolver)是模擬式旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其測量電動機(jī)中旋轉(zhuǎn)軸的絕 對位置或角度。旋轉(zhuǎn)速度可以作為測量的軸位置的函數(shù)被計(jì)算，速度和位置是典型的電動 機(jī)反饋和控制值。實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)變壓器是具有三個繞組的旋轉(zhuǎn)式變換器：主參考繞組和一 對二次繞組，即，在電動機(jī)中以彼此90度角度地間隔開連接的正弦（SIN)和余弦（COS)繞 組。流動通過旋轉(zhuǎn)變壓器繞組的電流的幅值隨軸的旋轉(zhuǎn)正弦變化。在一次繞組被通電時， 在二次繞組中誘導(dǎo)出電壓。誘導(dǎo)電壓等于參考電壓和軸相對于校準(zhǔn)零點(diǎn)的被測量角度的相 應(yīng)SIN和COS值的乘積。
[0003] 在典型的電動機(jī)控制電路中，旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC)用于將從旋轉(zhuǎn)變壓 器而來的電輸出信號轉(zhuǎn)換為有用的數(shù)字輸出。兩個RDC輸出對應(yīng)于測量的軸位置/角度和 速度。但是，由于一些物理異常，從給定RDC而來的輸出信號不總是代表電動機(jī)軸的真實(shí)的 旋轉(zhuǎn)速度。代替地，周期性變化誤差會隨軸的每一次旋轉(zhuǎn)而重復(fù)。這種變差（其在本領(lǐng)域 被稱為位置誤差或角擺動）的模式可以具有的特征是，包含了電動機(jī)軸的基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)周期的 多諧波（multiple harmonics)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文公開一種車輛，其包括電驅(qū)動系統(tǒng)。電驅(qū)動系統(tǒng)包括牽引電動機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器 電路和電動機(jī)控制器。旋轉(zhuǎn)變壓器電路包括旋轉(zhuǎn)變壓器和旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC)， 且可以包括其他硬件裝置，例如線路濾波器、放大器、調(diào)制芯片、振蕩器、追蹤回路軟件等。
[0005] 在本發(fā)明的范圍中，相對于常規(guī)的擺動補(bǔ)償方法，控制器配置為對旋轉(zhuǎn)變壓器測 量的位置和速度輸出信號提供增強(qiáng)的誤差/擺動補(bǔ)償?？刂破骺梢酝ㄟ^以下實(shí)現(xiàn)目的結(jié) 果：（1)在對擺動進(jìn)行補(bǔ)償之前，執(zhí)行與RDC的動態(tài)特征相似的數(shù)字濾波器，這可以改善對 含有擺動頻率的任何旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號的相位和復(fù)制補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性，和（2)通過將用于 擺動補(bǔ)償?shù)囊粋€或多個查找表的索引變換，以便通過RDC模擬相位變換。兩種方法在下文 描述。
[0006] 如本領(lǐng)域已知的，測量的軸位置是連續(xù)輸出信號。擺動信息選擇性地從該輸出信 號以固定間隔記錄，以構(gòu)造一個或多個查找表，例如一個用于速度增益誤差而另一個用于 位置誤差。例如，誤差或擺動信息可以在轉(zhuǎn)子的可能的360度旋轉(zhuǎn)中每六度記錄一次，從而 用于查找表的索引的范圍是從〇值（對應(yīng)于〇度旋轉(zhuǎn)）到59的值（對應(yīng)于354度旋轉(zhuǎn)）。 用于位置或速度增益的示例性查找表可以包含用于一個位置旋轉(zhuǎn)的128個元件。由此，在 該例子中每2. 8125度記錄一次擺動信息。由于目前公開的方法，可以減小電驅(qū)動系統(tǒng)中的 扭矩波動和噪聲、振動、不順性（NVH)。
[0007] 具體說，在一個可行實(shí)施例中的車輛包括電動機(jī)、具有直接或選擇性地連接到電 動機(jī)的齒輪組的變速器、具有旋轉(zhuǎn)變壓器和旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC)的旋轉(zhuǎn)變壓器 電路，所述旋轉(zhuǎn)變壓器測量轉(zhuǎn)子軸的位置。RDC接收作為輸入的測量位置且經(jīng)由RDC的追蹤 回路產(chǎn)生作為輸出信號的原始位置信號。車輛還包括與電動機(jī)和RDC通信的控制器。控制 器可以包括處理器和有形非瞬時存儲器，在存儲器上記錄了旋轉(zhuǎn)變壓器電路的預(yù)定頻率特 征和一組指令。
[0008] 指令被處理器選擇性地執(zhí)行，以使得控制器（具有描述了原始位置信號中的位置 擺動的查找表）接收來自RDC的輸出信號?？刂破骺梢栽谵D(zhuǎn)子軸的所有旋轉(zhuǎn)速度下通過將 預(yù)定頻率特征應(yīng)用于位置擺動而對查找表中的位置擺動進(jìn)行補(bǔ)償，以由此獲得經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈?置信號?？刂破麟S后使用經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘柨刂齐妱訖C(jī)的運(yùn)行。
[0009] 預(yù)定頻率特征可以實(shí)施為描述RDC的已知位置動態(tài)特征的傳遞函數(shù)。這些動態(tài)特 征可以應(yīng)用于位置擺動，以由此獲得經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘枴＜矗琑DC的頻率響應(yīng)對擺動的效果 (其可以脫機(jī)確定以作為用于給定RDC的校準(zhǔn)值）可以提前被計(jì)入考量，即在所有電動機(jī)速 度下被預(yù)先確定，且隨后從任何原始位置信號撤出?？刂破骺梢酝ㄟ^將位置動態(tài)特征從原 始位置信號減去而對位置擺動自動補(bǔ)償，以獲得經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘?。根?jù)輸入位置的函數(shù)， 查找表中的信息被控制器讀取，即通過找出用于原始位置的相應(yīng)數(shù)據(jù)。取決于該方法，查找 表可被首先讀取而隨后應(yīng)用頻率特征，或查找表的索引可根據(jù)電動機(jī)速度變換而隨后讀取 經(jīng)索引變換的查找表。
[0010] RDC可以經(jīng)由追蹤回路產(chǎn)生作為另一輸出信號的原始速度信號?？刂破鲝奈恢脛?態(tài)特征獲得速度動態(tài)特征且通過從原始速度信號減去獲得的速度動態(tài)特征而計(jì)算經(jīng)補(bǔ)償 的速度信號?？刂破骺梢詫υ妓俣刃盘枒?yīng)用可選的低通濾波器，以產(chǎn)生經(jīng)濾波的原始位 置速度信號，且根據(jù)經(jīng)濾波的原始位置速度信號自動變換查找表的索引，以由此模擬預(yù)定 頻率響應(yīng)的相位變換。
[0011] 本文還公開一種方法，其包括經(jīng)由旋轉(zhuǎn)變壓器測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的絕對位置， 且經(jīng)由具有追蹤回路的RDC接收作為輸入信號的所述絕對位置。方法進(jìn)一步包括從絕對位 置經(jīng)由RDC的追蹤回路產(chǎn)生作為輸出信號的原始位置信號，且將輸出信號傳遞到控制器。 作為方法的一部分，控制器參照描述原始位置信號中位置擺動的查找表，且通過將RDC的 預(yù)定頻率特征應(yīng)用于位置擺動而在轉(zhuǎn)子軸的所有旋轉(zhuǎn)速度下自動補(bǔ)償或調(diào)整位置擺動，以 由此獲得經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘枴Ｊ褂媒?jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘栯S后控制電動機(jī)的運(yùn)行。
[0012] 在一【具體實(shí)施方式】中，本發(fā)明提供的方法包括：經(jīng)由旋轉(zhuǎn)變壓器測量電動機(jī)的轉(zhuǎn) 子軸的絕對位置；經(jīng)由旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC)接收作為輸入信號的絕對位置；從 所述絕對位置經(jīng)由RDC產(chǎn)生作為輸出信號的原始位置信號；將RDC的輸出信號傳遞到具有 查找表的控制器，所述查找表含有位置擺動信息；和經(jīng)由控制器進(jìn)行：
[0013] 根據(jù)原始位置的函數(shù)變換查找表的索引；
[0014] 在變換索引之后從查找表獲取位置擺動信息，由此獲得經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘?；?br>[0015] 使用經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢眯盘柨刂齐妱訖C(jī)的運(yùn)行。
[0016] 優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括：從原始位置信號獲得原始速度信號；對原始速度 信號應(yīng)用低通濾波器，以產(chǎn)生經(jīng)濾波的原始位置速度信號；和根據(jù)經(jīng)濾波的原始位置速度 信號的函數(shù)，自動變換索引，以由此模擬預(yù)定頻率響應(yīng)的相位變換。
[0017] 優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括，產(chǎn)生使用經(jīng)變換的索引的、速度擺動增益信息的查 找表，且通過將原始速度信號除以適度擺動增益信息而計(jì)算經(jīng)補(bǔ)償?shù)乃俣刃盘枴?br>[0018] 在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理 解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1是車輛的示意圖，車輛具有牽引電動機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器電路和控制器，所述控制 器使用本文所述方法對旋轉(zhuǎn)變壓器電路的輸出信號中的誤差或擺動進(jìn)行補(bǔ)償。
[0020] 圖2是圖1的車輛中可用的示例性旋轉(zhuǎn)變壓器電路的示意性電路圖。
[0021] 圖2A是圖1和2所示的來自RDC的原始輸出信號中的速度和位置擺動的圖示，原 始輸出信號繪制在水平軸線上且相應(yīng)的擺動分量繪制在垂直軸線上。
[0022] 圖2B是圖2所示的RDC的追蹤回路示例性頻率響應(yīng)的顯示。
[0023] 圖3是電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中擺動補(bǔ)償?shù)氖纠苑椒ǖ倪壿嬃鞒虉D，例如在圖1所示 的車輛上。
[0024] 圖3A是描述位置和速度擺動的映射的示意圖。
[0025] 圖4是描述電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中擺動補(bǔ)償?shù)牧硪皇纠苑椒ǖ倪壿嬃鞒虉D，例如在 圖1所示的車輛上。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 參見附圖，其中在幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件，示例性車輛 10在圖1中被示意性示出。車輛10包括控制器（C)50和電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)11，所述電動機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng)具有牽引電動機(jī)20和22,即分別為電動機(jī)1和M b。電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)11也可以包 括功率逆變模塊（P頂)24和可充電能量存儲系統(tǒng)（ESS) 26,例如多單元鋰離子或鎳金屬氫 化物電池。牽引電動機(jī)20、22可以經(jīng)由AC電壓總線23供電，而從ESS26而來的DC功率經(jīng) 由分開的DC電壓總線25提供到PM 24。
[0027] 每一個牽引電動機(jī)20、22包括旋轉(zhuǎn)變壓器電路40，其例子顯示在圖2中，該旋轉(zhuǎn)變 壓器電路將原始位置和速度信號（ωρ Θ J輸出到控制器50。作為本發(fā)明控制方法的一部 分，控制器50在任何電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度下自動對位置和速度信號中的角擺動進(jìn)行補(bǔ)償，如在 下文參考圖3和3Α詳細(xì)描述，經(jīng)由圖3的方法100或圖4的方法200實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)?？刂破?50最終在方法100或200執(zhí)行過程中獲得經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢煤退俣刃盘枺é?。，Θ。）?？刂破?0 隨后可使用經(jīng)補(bǔ)償?shù)奈恢煤退俣刃盘枺é卅?Θ J經(jīng)由控制信號（箭頭51)控制牽引電動機(jī) 20和/或22的動作。
[0028] 圖1的車輛10顯示在混合動力車輛的非限制性的示例性實(shí)施例中，所述混合動力 車輛具有發(fā)動機(jī)（E) 12、牽引電動機(jī)20和22、和至少一個齒輪組30,所述至少一個齒輪組具 有一組節(jié)點(diǎn)/齒輪元件32、34