电机驱动动力转向系统的控制装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电机驱动动力转向系统的控制装置和控制方法。MDPS系统的控制装置可包括：电流供应单元，被配置为通过向电机注入预设频率和幅值的电流来驱动电机；转矩传感器，被配置为感测转向轴的转矩；霍尔传感器故障确定单元，被配置为确定霍尔传感器中是否已经发生故障；转矩信号处理单元，被配置为处理从转矩传感器输出的信号，并计算转矩信号的幅值；编码器故障确定单元，被配置为使用从转矩信号处理单元输出的转矩信号来确定编码器中是否已经发生故障；以及电机控制单元，被配置为根据霍尔传感器故障确定单元和编码器故障确定单元的确定结果来获取电机的转子的位置，并且控制电机的运转。

Control device and control method of motor driven power steering system

The invention relates to a control device and a control method of a motor driven power steering system. The control device of MDPS system can include the current supply unit is configured to drive the motor through the injection current preset frequency and amplitude to the motor; torque sensor is configured to sense the steering shaft torque; Holzer sensor failure determination unit configured to determine whether the Holzer sensor failure has occurred; the torque signal processing unit that is configured for processing the output signal from the torque sensor, and calculating the amplitude of torque signal; encoder fault determination unit is configured to use the torque signal output torque signal processing unit to determine whether the encoder failure has occurred; and the motor control unit configured to Holzer sensor fault determination unit and encoder fault determination the determination result of the unit to obtain the rotor position and motor control.

【技术实现步骤摘要】
电机驱动动力转向系统的控制装置和控制方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月25日提交的韩国申请号10-2016-0108903的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种电机驱动动力转向(MDPS)系统的控制装置，更具体而言，涉及一种MDPS系统的控制装置，该控制装置确定用于感测电机的转子的位置的霍尔传感器或编码器中是否已经发生故障，并根据确定结果来控制电机。
技术介绍
与现有的液压动力转向系统相比，MDPS系统具有相对较轻的重量，占据相对较小的空间，并且不需要换油。MDPS系统提供转向转矩的一部分，驾驶员需要在转向操作期间使用辅助动力单元将该转向转矩的一部分施加到方向盘，从而促进转向操作。也就是说，MDPS系统通过连接到方向盘的转矩传感器感测驾驶员的转向意图，并且驱动电机以在考虑当前车辆速度等的情况下来提供适当的力，从而加力转向力。当车辆停止/停车或低速行驶时，MDPS系统提供较大的力以减小驾驶员的力。当车辆高速行驶时，MDPS系统只提供较小的力以保持车体的稳定性。在2015年6月16日公布的名称为“Electroniccontrolunitfordetectingbreakdownofmotorpositionsensor”的韩国专利公布No.10-2015-0065986中公开了本专利技术的相关技术。当在用于感测电机转子的位置的霍尔传感器或编码器中发生故障时，传统的MDPS系统不能控制电机的运转。因此，也不能正常操作MDPS系统。当车辆被驱动的同时在霍尔传感器或编码器中发生故障时，MDPS系统不能正常加力转向力。在这种情况下，车辆可能会招致事故的危险。因此，存在一种对能够确定霍尔传感器或编码器中是否发生故障，并且即使在霍尔传感器和编码器中发生故障也正常控制电机的运转的系统的需求。
技术实现思路
本专利技术的各种实施方式涉及一种MDPS系统的控制装置，其能够确定在用于感测电机转子的位置的霍尔传感器或编码器中是否发生了故障，并且通过根据确定结果估算电机转子的位置来正常控制电机。此外，本专利技术的各种实施方式涉及一种MDPS系统的控制装置，其能够在霍尔传感器和编码器中已经发生故障时通过估算电机转子的位置来控制电机，从而提高MDPS系统的故障安全性。在一个实施方式中，MDPS系统的控制装置可包括：转矩传感器，被配置为感测转向轴的转矩；以及霍尔传感器故障确定单元，被配置为根据由所述转矩传感器感测的一个或多个转矩和霍尔传感器的状态值来确定霍尔传感器中是否已经发生故障。当霍尔传感器的状态值对应于预设的故障确定值时，霍尔传感器故障确定单元可确定在霍尔传感器中已经发生故障。当霍尔传感器的状态值未改变并且由转矩传感器感测到的转矩与预设正常范围相比大了预设值或更多时，霍尔传感器故障确定单元可确定在霍尔传感器中已经发生故障。在另一个实施方式中，一种MDPS系统的控制装置可包括：电流供应单元，被配置为通过将预设频率和幅值的电流注入电机来驱动电机；转矩传感器，被配置为感测由电机旋转的转向轴的转矩；转矩信号处理单元，被配置为处理从转矩传感器输出的信号，并计算通过由电流供应单元施加的电流产生的转矩信号的幅值；以及编码器故障确定单元，被配置为使用从转矩信号处理单元输出的转矩信号的幅值来确定编码器中是否已经发生故障。电流供应单元可包括：电流频率注入单元，被配置为将预设频率和幅值的电流注入电机的d轴；以及电机电流控制单元，被配置为将由电流频率注入单元注入的电流耦合到被施加到电机的d轴的电流，并且执行电流矢量控制以将电流施加到电机的d轴和q轴。由电流供应单元供应的电流的频率可高于由驾驶员的转向力产生的频率。编码器故障确定单元可将存储的针对编码器故障的转矩脉动的幅值与从转矩信号处理单元输入的转矩信号的幅值进行比较，并且当在转矩脉动和转矩信号之间的编码器幅值误差等于或大于预设误差时，确定所述编码器中已经发生故障。在另一个实施方式中，一种MDPS系统的控制装置可包括：电流供应单元，被配置为通过向电机注入预设频率和幅值的电流来驱动电机；转矩传感器，被配置为感测由电机旋转的转向轴的转矩；霍尔传感器故障确定单元，被配置为根据由转矩传感器感测的一个或多个转矩和霍尔传感器的状态值确定霍尔传感器中是否已经发生故障；转矩信号处理单元，被配置为处理从转矩传感器输出的信号，并计算通过由电流供应单元施加的电流产生的转矩信号的幅值；编码器故障确定单元，被配置为使用从转矩信号处理单元输出的转矩信号来确定编码器中是否已经发生故障；以及电机控制单元，被配置为根据霍尔传感器故障确定单元和编码器故障确定单元的确定结果来获取电机转子的位置，并且控制电机的运转。当霍尔传感器故障确定单元确定在霍尔传感器中已经发生故障并且编码器故障确定单元确定编码器正常时，电机控制单元可基于由编码器测量的电机转子位置来控制电机，并且当霍尔传感器故障确定单元确定霍尔传感器正常并且编码器故障确定单元确定编码器中已经发生故障时，电机控制单元可基于由霍尔传感器测量的电机转子位置来控制电机。当霍尔传感器故障确定单元确定霍尔传感器中已经发生故障并且编码器故障确定单元确定编码器中已经发生故障时，电机控制单元可估算电机转子的位置，并且根据估算的电机转子位置控制电机。电机控制单元可检测与从转矩信号处理单元输入的转矩信号的幅值对应的位置值，并通过将检测到的位置值应用于电机转子的最终检测位置来估算电机转子的位置。当霍尔传感器的状态值对应于预设的故障确定值时，霍尔传感器故障确定单元可确定在霍尔传感器中已经发生故障。当霍尔传感器的状态值未改变并且由转矩传感器感测到的转矩相比预设正常范围大了预设值时，霍尔传感器故障确定单元可确定霍尔传感器中已经发生故障。电流供应单元可包括：电流频率注入单元，被配置为将预设频率和幅值的电流注入电机的d轴；以及电机电流控制单元，被配置为将由电流频率注入单元注入的电流耦合到被施加到电机的d轴的电流，并且执行电流矢量控制以将电流施加到电机的d轴和q轴。由电流供应单元提供的电流的频率可高于由驾驶员的转向力产生的频率。编码器故障确定单元可将存储的针对编码器故障的转矩脉动的幅值与从转矩信号处理单元输入的转矩信号的幅值进行比较，并且当转矩脉动与转矩信号之间的编码器幅值误差等于或大于预设误差时，确定所述编码器中已经发生故障。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施方式的MDPS系统的控制装置的框图。图2示出了根据本专利技术的实施方式的电机电流矢量控制期间取决于d轴和q轴电流的幅值(magnitude，大小)的转矩。图3示出了根据本专利技术实施方式的施加d轴电流频率时取决于位置误差的转矩传感器输出信号。图4概念性地示出了根据本专利技术的实施方式的针对霍尔传感器的故障检测处理。图5是用于描述根据本专利技术的实施方式的MDPS系统的控制方法的流程图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本专利技术的实施方式。应注意，附图不一定按精确比例绘制，并且可以在线的粗度或部件的尺寸上被夸大，以便于描述方便和清晰。另外，如本文使用的术语通过考虑本专利技术的功能来定义，并且可根据用户或操作员的习惯或意图来改变。因此，应根据本文阐述的整个公开内容定义术语。图1是示出根据本专利技术的实施方式的MDPS系统的控制装置的框图，图2示出了根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动动力转向系统的控制装置，包括：电流供应单元，被配置为通过将预设频率和幅值的电流注入电机来驱动电机；转矩传感器，被配置为感测由所述电机旋转的转向轴的转矩；转矩信号处理单元，被配置为处理从所述转矩传感器输出的信号，并且计算通过由所述电流供应单元施加的所述电流生成的转矩信号的幅值；以及编码器故障确定单元，被配置为使用从所述转矩信号处理单元输出的所述转矩信号的幅值来确定编码器中是否发生了故障。

【技术特征摘要】
2016.08.25 KR 10-2016-01089031.一种电机驱动动力转向系统的控制装置，包括：电流供应单元，被配置为通过将预设频率和幅值的电流注入电机来驱动电机；转矩传感器，被配置为感测由所述电机旋转的转向轴的转矩；转矩信号处理单元，被配置为处理从所述转矩传感器输出的信号，并且计算通过由所述电流供应单元施加的所述电流生成的转矩信号的幅值；以及编码器故障确定单元，被配置为使用从所述转矩信号处理单元输出的所述转矩信号的幅值来确定编码器中是否发生了故障。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述电流供应单元包括：电流频率注入单元，被配置为向电机的d轴注入预设频率和幅值的电流；以及电机电流控制单元，被配置为将由所述电流频率注入单元注入的所述电流耦合到被施加到所述电机的d轴的电流，并且执行电流矢量控制以将电流施加至所述电机的d轴和q轴。3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述编码器故障确定单元将存储的针对编码器故障的转矩脉动的幅值与从所述转矩信号处理单元输入的所述转矩信号的幅值进行比较，并且当所述转矩脉动与所述转矩信号之间的编码器幅值误差等于或大于预设误差时，确定所述编码器中发生了故障。4.一种电机驱动动力转向系统的控制装置，包括：电流供应单元，被配置为通过向电机注入预设频率和幅值的电流来驱动所述电机；转矩传感器，被配置为感测由所述电机旋转的转向轴的转矩；霍尔传感器故障确定单元，被配置为根据由所述转矩传感器感测的一个或多个所述转矩以及霍尔传感器的状态值来确定所述霍尔传感器中是否发生了故障；转矩信号处理单元，被配置为处理从所述转矩传感器输出的信号，并且计算通过由所述电流供应单元施加的所述电流生成的转矩信号的幅值；编码器故障确定单元，被配置为使用从所述转矩信号处理单元输出的所述转矩信号来确定编码器中是否发生了故障；以及电机控制单元，被配置为根据所述霍尔传感器故障确定单元和所述编码器故障确定单元的确定结果来获取电机转子的位置，并且控制所述电机的运转。5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，当所述霍尔传感器故障确定单元确定所述霍尔传感器中发生了故障并且所述编码器故障确定单元确定所述编码器正常时，所述电机控制单元基于由所述编码器测量的电机转子的位置来控制所述电机，并且当所述霍尔传感器故障确定单元确定所述霍尔传...

【专利技术属性】
技术研发人员：金纹秀，柳志勋，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR