具有增強擺動補償?shù)碾妱訖C控制器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有增強擺動（wobble)補償?shù)碾妱訖C控制器。
【背景技術】
[0002] 旋轉變壓器（resolver)是模擬式旋轉位置傳感器，其測量電動機中旋轉軸的絕 對位置或角度。旋轉速度可以作為測量的軸位置的函數(shù)被計算，速度和位置是典型的電動 機反饋和控制值。實際上，旋轉變壓器是具有三個繞組的旋轉式變換器：主參考繞組和一 對二次繞組，即，在電動機中以彼此90度角度地間隔開連接的正弦（SIN)和余弦（COS)繞 組。流動通過旋轉變壓器繞組的電流的幅值隨軸的旋轉正弦變化。在一次繞組被通電時， 在二次繞組中誘導出電壓。誘導電壓等于參考電壓和軸相對于校準零點的被測量角度的相 應SIN和COS值的乘積。
[0003] 在典型的電動機控制電路中，旋轉變壓器-數(shù)字轉換器（RDC)用于將從旋轉變壓 器而來的電輸出信號轉換為有用的數(shù)字輸出。兩個RDC輸出對應于測量的軸位置/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軸的真實的 旋轉速度。代替地，周期性變化誤差會隨軸的每一次旋轉而重復。這種變差（其在本領域 被稱為位置誤差或角擺動）的模式可以具有的特征是，包含了電動機軸的基礎旋轉周期的 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、旋轉變壓器 電路和電動機控制器。旋轉變壓器電路包括旋轉變壓器和旋轉變壓器-數(shù)字轉換器（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)的擺動補償方法，控制器配置為對旋轉變壓器測 量的位置和速度輸出信號提供增強的誤差/擺動補償?？刂破骺梢酝ㄟ^以下實現(xiàn)目的結 果：（1)在對擺動進行補償之前，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變壓器輸出信號的相位和復制補償?shù)臏蚀_性，和（2)通過將用于 擺動補償?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子的可能的360度旋轉中每六度記錄一次，從而 用于查找表的索引的范圍是從〇值（對應于〇度旋轉）到59的值（對應于354度旋轉）。 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，在一個可行實施例中的車輛包括電動機、具有直接或選擇性地連接到電 動機的齒輪組的變速器、具有旋轉變壓器和旋轉變壓器-數(shù)字轉換器（RDC)的旋轉變壓器 電路，所述旋轉變壓器測量轉子軸的位置。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和RDC通信的控制器?？刂?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變壓器電路的預定頻率特 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子軸的所有旋轉速度下通過將 預定頻率特征應用于位置擺動而對查找表中的位置擺動進行補償，以由此獲得經(jīng)補償?shù)奈?置信號?？刂破麟S后使用經(jīng)補償?shù)奈恢眯盘柨刂齐妱訖C的運行。
[0009] 預定頻率特征可以實施為描述RDC的已知位置動態(tài)特征的傳遞函數(shù)。這些動態(tài)特 征可以應用于位置擺動，以由此獲得經(jīng)補償?shù)奈恢眯盘枴＜?，RDC的頻率響應對擺動的效果 (其可以脫機確定以作為用于給定RDC的校準值）可以提前被計入考量，即在所有電動機速 度下被預先確定，且隨后從任何原始位置信號撤出。控制器可以通過將位置動態(tài)特征從原 始位置信號減去而對位置擺動自動補償，以獲得經(jīng)補償?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數(shù)據(jù)。取決于該方法，查找 表可被首先讀取而隨后應用頻率特征，或查找表的索引可根據(jù)電動機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)特征而計算經(jīng)補償 的速度信號?？刂破骺梢詫υ妓俣刃盘枒每蛇x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，以由此模擬預定 頻率響應的相位變換。
[0011] 本文還公開一種方法，其包括經(jīng)由旋轉變壓器測量電動機的轉子軸的絕對位置， 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 預定頻率特征應用于位置擺動而在轉子軸的所有旋轉速度下自動補償或調(diào)整位置擺動，以 由此獲得經(jīng)補償?shù)奈恢眯盘?。使用?jīng)補償?shù)奈恢眯盘栯S后控制電動機的運行。
[0012] 在一【具體實施方式】中，本發(fā)明提供的方法包括：經(jīng)由旋轉變壓器測量電動機的轉 子軸的絕對位置；經(jīng)由旋轉變壓器-數(shù)字轉換器（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)補償?shù)奈恢眯盘?；?br>[0015] 使用經(jīng)補償?shù)奈恢眯盘柨刂齐妱訖C的運行。
[0016] 優(yōu)選地，所述方法進一步包括：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，以由此模擬預定頻率響應的相位變換。
[0017] 優(yōu)選地，所述方法進一步包括，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算經(jīng)補償?shù)乃俣刃盘枴?br>[0018] 在下文結合附圖進行的對實施本發(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)點以及其他的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0019] 圖1是車輛的示意圖，車輛具有牽引電動機、旋轉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變壓器電路的輸出信號中的誤差或擺動進行補償。
[0020] 圖2是圖1的車輛中可用的示例性旋轉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的顯示。
[0023] 圖3是電動機驅(qū)動系統(tǒng)中擺動補償?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是描述電動機驅(qū)動系統(tǒng)中擺動補償?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。
【具體實施方式】
[0026] 參見附圖，其中在幾幅圖中相同的附圖標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和電動機驅(qū)動系統(tǒng)11，所述電動機 驅(qū)動系統(tǒng)具有牽引電動機20和22,即分別為電動機1和M b。電動機驅(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20、22包括旋轉變壓器電路40，其例子顯示在圖2中，該旋轉變 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在任何電動機旋轉速度下自動對位置和速度信號中的角擺動進行補償，如在 下文參考圖3和3Α詳細描述，經(jīng)由圖3的方法100或圖4的方法200實現(xiàn)這一點?？刂破?50最終在方法100或200執(zhí)行過程中獲得經(jīng)補償?shù)奈恢煤退俣刃盘枺é?。，Θ。）?？刂破?0 隨后可使用經(jīng)補償?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 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施例中，所述混合動力 車輛具有發(fā)動機（E) 12、牽引電動機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/齒輪元件32、34