利用霍尔传感器计算电机位置的方法技术

本发明专利技术涉及利用霍尔传感器计算电机位置的方法。该方法可以包括响应于安装到电机的霍尔传感器的信号改变来确定电机位置，计算用于补偿由于霍尔传感器的信号测量延迟引起的电机位置误差的基本补偿值，确定是否满足用于电机的恒速工作的电流指令条件，计算第一向上补偿值和第一向下补偿值，计算d‑q轴电流指令之间的偏差的平均值，以及当平均值之间的差值小于参考平均值时，利用基本补偿值来校正电机位置。

【技术实现步骤摘要】
利用霍尔传感器计算电机位置的方法
本专利技术涉及一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法。
技术介绍
在燃料电池车辆中，安装了用于空气压缩机的电机，以用来供应用于燃料电池的发电的空气，并且利用用于检测电机的转子位置的传感器来精确地控制电机。可以利用分解器传感器、霍尔传感器等作为用于检测电机的转子位置的传感器。与霍尔传感器相比，在分解器传感器中可以进行精确的检测。但存在价格昂贵的缺点。与分解器传感器相比，霍尔传感器价格便宜，但存在检测精度低的缺点。同时，由于在电机的高速旋转时出现转矩振荡现象，所以在利用霍尔传感器检测电机的转子位置(以下称为“电机位置”)的情况下，存在相对于霍尔传感器的信号值测量的延迟。由于霍尔传感器的信号值测量的延迟，出现了电机位置的计算精度降低的问题，并且最终降低了电机速度的控制精度。在专利技术背景部分中所公开的上述信息仅仅是为了提高对本专利技术背景的理解，因此可以包含不形成本领域技术人员已知的现有技术的信息。韩国专利No.10-1655537涉及本说明书中公开的主题。
技术实现思路
本专利技术涉及一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法，并且在特定实施方案中，涉及一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法，以用于通过补偿当利用霍尔传感器计算电机位置时出现的误差元素来更精确地计算电机位置。本专利技术的实施方案可以用于帮助解决上述问题。例如，实施方案提供了一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法，该方法在利用霍尔传感器的信号值检测电机位置时，能够更精确地补偿并计算由于霍尔传感器的信号测量延迟而错误计算的电机位置值，因此提高了电机位置的计算精度，从而提高了电机控制器的电机电流控制性能和电机速度控制性能。相应地，本专利技术提供了一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其包括如果安装到电机的霍尔传感器的信号发生了改变，则计算电机位置(θHall)。计算基本补偿值(θHall_delay)以用于补偿由于霍尔传感器的信号测量延迟而引起的电机位置误差。确定是否满足用于电机的恒速工作的电流指令条件。所述方法包括：如果满足所述电流指令条件，则计算使基本补偿值(θHall_delay)增加附加补偿值(Δθ)的第一向上补偿值和使基本补偿值(θHall_delay)减小附加补偿值(Δθ)的第一向下补偿值。所述方法还包括：在利用第一向上补偿值校正电机位置(θHall)的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值(Err_1-1)；在利用第一向下补偿值校正电机位置(θHall)的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值(Err_2-1)；如果Err_1-1和Err_2-1之间的差值小于参考平均值(Iso)，则利用基本补偿值(θHall_delay)来校正电机位置(θHall)。在此，基本补偿值(θHall_delay)为θHall_delay＝(ωr/2π)×THall_delay×360°，ωr为电机角速度，并且THall_delay是相对于霍尔传感器的信号测量的延迟时间。此外，用于电机的恒速工作的电流指令条件是d轴电流指令为0并且q轴电流指令保持为恒定值。并且，计算电机位置的方法包括：增加补偿值，在Err_1-1和Err_2-1之间的差值等于或大于参考平均值(Iso)的情况下，如果Err_2-1小于Err_1-1，则计算第n向上补偿值，第n向上补偿值将基本补偿值(θHall_delay)增加“附加补偿值(Δθ)×n”；计算平均值，在利用所述第n向上补偿值校正电机位置(θHall)的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值(Err_1-n)；重复增加补偿值和计算平均值，直到Err_1-n和Err_2-1之间的差值变得小于参考平均值(Iso)；当Err_1-n和Err_2-1之间的差值变得小于参考平均值(Iso)时，利用n值在计算最终误差补偿值(θHall_delay’)之后，利用最终误差补偿值(θHall_delay’)来校正电机位置(θHall)。最终误差补偿值(θHall_delay’)为θHall_delay’＝基本补偿值(θHall_delay)+附加补偿值(Δθ)×(n-1)，并且n表示计算d-q轴电流指令之间的偏差的平均值(Err_1-n)的累计计数。此外，计算电机位置的方法包括：增加补偿值，在Err_1-1和Err_2-1之间的差值等于或大于参考平均值(Iso)的情况下，如果Err_2-1大于Err_1-1，则计算第n向下补偿值，第n向下补偿值将基本补偿值(θHall_delay)减小“附加补偿值(Δθ)×(n-1)”；计算平均值，在利用所述第n向下补偿值校正电机位置(θHall)的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值(Err_2-n)；重复增加补偿值和计算平均值，直到Err_1-1和Err_2-n之间的差值变得小于参考平均值(Iso)；在利用n值计算最终误差补偿值(θHall_delay’)之后，利用最终误差补偿值(θHall_delay’)来校正电机位置(θHall)，直到Err_1-1和Err_2-n之间的差值变得小于参考平均值(Iso)。最终误差补偿值(θHall_delay’)为θHall_delay’＝基本补偿值(θHall_delay)-附加补偿值(Δθ)×(n-1)，并且n表示计算d-q轴电流指令之间的偏差的平均值(Err_2-n)的累计计数。根据本专利技术，可以利用霍尔传感器准确地校正和计算以高速旋转的电机位置，从而提高电机位置的计算精度，因此提高了电机控制器的电机电流控制性能和电机速度控制性能，并且还可以利用相对便宜的霍尔传感器来获得对应于昂贵的分解器的性能的电机位置测量精度，由此实现了成本节约。以下讨论本专利技术的其他方面和优选实施方案。应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。以下讨论本专利技术的上述和其他特征。附图说明现在将参考附图所示的某些示例性实施方案来详细地描述本专利技术的以上和其它特征，附图仅在下文中仅通过示例的方式给出，并且因此不限制本专利技术，其中：图1是用于执行根据本专利技术的利用霍尔传感器计算电机位置的方法的系统的配置图。图2和图3是用于说明根据本专利技术的利用霍尔传感器计算电机位置的方法的流程图。图4是示出了作为一个示例的面装式永磁同步电机(SMPMSM)的截面结构的示意图。图5A是示出了一般的SMPMSM在定速工作区间中的最大转矩工作点(产生最大转矩的工作点)的示意图，而图5B是示出了在补偿由于霍尔传感器的信号测量延迟引起的误差之前和之后的最大转矩工作点的对比的示意图。应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种优选的特征以显示本专利技术的基本原理。本文所公开的本专利技术的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法，所述方法包括：响应于安装到电机的霍尔传感器的信号改变来确定电机位置；计算用于补偿由于霍尔传感器的信号测量延迟而引起的电机位置误差的基本补偿值；确定是否满足用于电机的恒速工作的电流指令条件；当满足所述电流指令条件时，计算使基本补偿值增加附加补偿值的第一向上补偿值和使基本补偿值减小附加补偿值的第一向下补偿值；在利用第一向上补偿值校正电机位置时，计算在设定时间期间产生的d‑q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_1‑1；在利用第一向下补偿值校正电机位置时，计算在设定时间期间产生的d‑q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_2‑1；当平均值Err_1‑1和平均值Err_2‑1之间的差值小于参考平均值时，利用基本补偿值来校正电机位置。

【技术特征摘要】
2017.11.28 KR 10-2017-01603781.一种利用霍尔传感器计算电机位置的方法，所述方法包括：响应于安装到电机的霍尔传感器的信号改变来确定电机位置；计算用于补偿由于霍尔传感器的信号测量延迟而引起的电机位置误差的基本补偿值；确定是否满足用于电机的恒速工作的电流指令条件；当满足所述电流指令条件时，计算使基本补偿值增加附加补偿值的第一向上补偿值和使基本补偿值减小附加补偿值的第一向下补偿值；在利用第一向上补偿值校正电机位置时，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_1-1；在利用第一向下补偿值校正电机位置时，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_2-1；当平均值Err_1-1和平均值Err_2-1之间的差值小于参考平均值时，利用基本补偿值来校正电机位置。2.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其中，所述基本补偿值为θHall_delay＝(ωr/2π)×THall_delay×360°，其中，ωr是电机角速度，THall_delay是相对于霍尔传感器的信号测量的延迟时间。3.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其进一步包括：增加补偿值，当平均值Err_1-1和平均值Err_2-1之间的差值等于或大于参考平均值时，如果平均值Err_2-1小于平均值Err_1-1，则计算第n向上补偿值，第n向上补偿值将基本补偿值增加附加补偿值×n；计算平均值，在利用所述第n向上补偿值校正电机位置的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_1-n；重复增加补偿值和计算平均值，直到平均值Err_1-n和平均值Err_2-1之间的差值变得小于参考平均值；当平均值Err_1-n和平均值Err_2-1之间的差值变得小于参考平均值时，利用n值在计算最终误差补偿值之后利用最终误差补偿值来校正电机位置，其中，n是计算d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_1-n的累计计数。4.根据权利要求3所述的利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其中，所述最终误差补偿值是θHall_delay’＝基本补偿值+附加补偿值×(n-1)。5.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其包括：增加补偿值，当平均值Err_1-1和平均值Err_2-1之间的差值等于或大于参考平均值时，如果平均值Err_2-1大于平均值Err_1-1，则计算第n向下补偿值，第n向下补偿值将基本补偿值减小附加补偿值×(n-1)；计算平均值，在利用所述第n向下补偿值校正电机位置的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_2-n；重复增加补偿值和计算平均值，直到平均值Err_1-1和平均值Err_2-n之间的差值变得小于参考平均值；当平均值Err_1-1和平均值Err_2-n之间的差值变得小于参考平均值时，利用n值在计算最终误差补偿值之后，利用最终误差补偿值来校正电机位置，其中，n是计算d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_2-n的累计计数。6.根据权利要求5所述的利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其中，所述最终误差补偿值是θHall_delay’＝基本补偿值-附加补偿值×(n-1)。7.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器计算电机位置的方法，其中，用于电机的恒速工作的电流指令条件是d轴电流指令为0并且q轴电流指令保持为恒定值。8.一种操作车辆的方法，所述方法包括：测量安装到车辆的电机的霍尔传感器的信号改变；响应于安装到电机的霍尔传感器的信号改变来计算电机位置；计算用于补偿由于霍尔传感器的信号测量延迟而引起的电机位置误差的基本补偿值；确定是否满足用于电机的恒速工作的电流指令条件；当满足所述电流指令条件时，计算使基本补偿值增加附加补偿值的第一向上补偿值和使基本补偿值减小附加补偿值的第一向下补偿值；在利用第一向上补偿值校正电机位置时，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_1-1；在利用第一向下补偿值校正电机位置时，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值Err_2-1；当平均值Err_1-1和平均值Err_2-1之间的差值小于参考平均值时，利用基本补偿值来校正电机位置；根据经校正的电机位置来控制电机。9.根据权利要求8所述的操作车辆的方法，其中，所述基本补偿值为θHall_delay＝(ωr/2π)×THall_delay×360°，其中，ωr是电机角速度，THall_delay是相对于霍尔传感器的信号测量的延迟时间。10.根据权利要求8所述的操作车辆的方法，其包括：增加补偿值，当平均值Err_1-1和平均值Err_2-1之间的差值等于或大于参考平均值时，如果平均值Err_2-1小于平均值Err_1-1，则计算第n向上补偿值，第n向上补偿值将基本补偿值增加附加补偿值×n；计算平均值，在利用所述第n向上补偿值校正电机位置的情况下，计算在设定时间期间产生的d-q轴电流指令之间的偏差的平均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成道，柳昌锡，康敏绣，李准庸，李东勋，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR