电机控制装置和方法制造方法及图纸

本文公开了一种电机控制装置和方法，所述装置包括补偿信号产生器，其配置为将用于驱动电机的直流链电压(V

【技术实现步骤摘要】
电机控制装置和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2019年1月22日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0007995的专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。
本公开的实施方式涉及一种电机控制装置和方法，更具体地说，涉及一种用于减少电机驱动时产生的电机扭矩脉动(torqueripple)的电机控制装置和方法。
技术介绍
一种用于车辆的电机驱动的动力转向(motor-drivenpowersteering)(以下称为“MDPS”)是一种在车辆转向时，通过使用辅助动力源提供由使用者施加到方向盘的一些转向扭矩来促进转向的装置。MDPS通过用于测量输入到方向盘的驾驶员柱扭矩的柱扭矩传感器、用于测量方向盘的转向角或转向角速度的转向角传感器、以及用于测量车速的车速传感器等来确定车辆的行驶状况，并基于在驾驶员转动转向盘时施加到转向轴的柱扭矩，通过电机(MDPS电机)提供辅助扭矩。通常，MDPS电机实现为三相交流电机，并且MDPSECU通过接收有关输出到MDPS电机的每相电流的反馈和通过比例积分(proportionalintegral,PI)控制器控制逆变器以输出三相交流电来控制MDPS电机的驱动。同时，在MDPS电机被驱动时，根据转子的极数或定子的槽数，由于电机的机械结构，可能产生扭矩脉动。即，在6极9槽电机中，基于机械角产生18阶扭矩脉动，基于机械角产生24阶的扭矩脉动，并且在8极12槽电机中，基于机械角产生6阶扭矩脉动。这些电机扭矩脉动导致MDPS的噪声、振动和粗糙度(noise,vibration,harshness,NVH)性能降低，因此需要对其进行改进。本专利技术的相关技术在2015年2月11日公布的、公布号为10-2016-0098890的韩国专利中公开。
技术实现思路
各种实施方式涉及通过抑制在驱动MDPS电机时产生的电机扭矩脉动来改善MDPS的噪声、振动和粗糙度(NVH)性能的电机控制装置和方法。在一实施方式中，提供一种电机控制装置，包括补偿信号产生器，其配置为将用于驱动电机的直流链电压(VLink)应用至预设的参数图，以便估算当根据用于驱动电机的电机命令电流和电机转速驱动电机时产生的电机扭矩脉动的增益和相位，和产生补偿信号(icomp)，用于补偿对应于电流输入电机命令电流(iq*)、电机转速(ωm)和直流链电压(VLink)的电机扭矩脉动；和电流控制器，其配置为通过控制逆变器来控制所述电机的电流，使得补偿命令电流(i*q_comp)与从基于直流链电压而操作的所述逆变器提供给所述电机的电机驱动电流(iq)保持一致，其中所述补偿命令电流(i*q_comp)通过在所述电机命令电流(iq*)中反映由所述补偿信号产生器产生的所述补偿信号(icomp)而产生。所述参数图可以是根据所述电流控制器的频率响应特性而预设的，以防止由于在所述电机的高速旋转区域中的所述电流控制器的频率响应特性而导致的在所述补偿命令电流(i*q_comp)中反映的所述补偿信号(icomp)的增益减小和相位延迟。对于每个电机转速，所述参数图可以通过重复执行以下操作来获取：当电机扭矩脉动的幅度最小时，获取电机扭矩脉动模型的相位的过程，其中所述电机扭矩脉动的幅度是当对电机扭矩脉动进行建模以改变反映在电机命令电流中的电机扭矩脉动模型的相位时测量的；以及当电机扭矩脉动的幅度最小时，获取所述电机扭矩脉动模型的增益的过程，其中所述电机扭矩脉动的幅度是在所述电机扭矩脉动模型的相位与所获得的相位保持恒定的同时改变所述电机扭矩脉动模型的增益时测量的。所述参数图可以包括第一参数图和第二参数图，其中所述第一参数图用于估算正常驱动电机的直流链电压下限处的电机扭矩脉动的增益和相位，所述第二参数图用于估算正常驱动电机的直流链电压上限处的电机扭矩脉动的增益和相位。所述补偿信号产生器可以通过从所述第一参数图根据电机转速提取第一增益图、从所述第二参数图根据电机转速提取第二增益图，和经由直流链电压(VLink)内插所提取的第一增益图和第二增益图来确定用于产生所述补偿信号(icomp)的增益(A)。所述补偿信号产生器可以通过经由直流链电压(VLink)内插所述第一参数图和所述第二参数图来确定用于产生补偿信号(icomp)的相位以便根据直流链电压的变化考虑拐点的变化，并且所述拐点是所述电机的弱磁控制启动时的电机转速。所述补偿信号产生器可以通过从所述第一参数图根据电机转速提取第一相位图、从所述第二参数图根据电机转速提取第二相位图，和经由直流链电压(VLink)内插所提取的第一相位图和第二相位图来确定用于产生所述补偿信号(icomp)的相位当所述直流链电压(VLink)在下限和上限之间时，和当所述电机转速(ωm)在所述第一相位图的拐点(NPlo)和所述第二相位图的拐点(NPup)之间的范围内时，所述补偿信号产生器通过以下确定用于产生所述补偿信号(icomp)的相位通过经由直流链电压(VLink)线性内插所述第一相位图的拐点(NPlo)处的相位值和所述第二相位图的拐点(NPup)处的相位值来确定与拐点(NPup)处的直流链电压(VLink)相对应的相位值确定通过经由直流链电压(VLink)线性内插所述第一相位图的拐点(NPlo)处的相位值和所述第二相位图的拐点(NPup)处的相位值所确定的点处的相位值和内插所确定的相位值在一个实施方式中，提供了一种电机控制方法，包括补偿信号产生器将用于驱动电机的直流链电压(VLink)应用至预设的参数图，以便估算当根据用于驱动电机的电机命令电流和电机转速驱动电机时产生的电机扭矩脉动的增益和相位，和产生补偿信号(icomp)，用于补偿对应于电流输入电机命令电流(iq*)、电机转速(ωm)和直流链电压(VLink)的电机扭矩脉动；和电流控制器通过控制逆变器来控制所述电机的电流，使得补偿命令电流(i*q_comp)与从基于直流链电压而操作的所述逆变器提供给所述电机的电机驱动电流(iq)保持一致，其中所述补偿命令电流(i*q_comp)通过在所述电机命令电流(iq*)中反映由所述补偿信号产生器产生的所述补偿信号(icomp)而产生。从上述描述可以明显看出，根据本专利技术示出的示例性实施方式，通过基于参数图——所述参数图是考虑到用于控制MDPS电机的电流控制器的频率响应特性的情况而设置——产生用于补偿电机扭矩脉动的补偿信号，以反向补偿电机命令电流，可以通过防止在电机的高速旋转区域发生补偿信号的增益降低和相位延迟，确保电机控制性能不受电流控制器的频率响应特性的影响。此外，根据本专利技术示出的示例性实施方式，为了补偿由于拐点——在该拐点处根据驱动电机所需的直流链电压启动弱磁控制——的改变而导致的相位延迟特性改变的现象，采用了一种通过根据直流链电压内插参数图来产生补偿信号的结构。因此，可以在电机控制过程中提高相位精度。附图说明图1和图2是说明根据本专利技术实施方式的电机控制装置的框图。图3和图4是示出根据本专利技术实施方式的电机控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制装置，包括：/n补偿信号产生器，其配置为将用于驱动电机的直流链电压(V

【技术特征摘要】
20190122 KR 10-2019-00079951.一种电机控制装置，包括：
补偿信号产生器，其配置为将用于驱动电机的直流链电压(VLink)应用至预设的参数图，以便估算当根据用于驱动电机的电机命令电流和电机转速驱动电机时产生的电机扭矩脉动的增益和相位，和产生补偿信号(icomp)，用于补偿对应于电流输入电机命令电流(iq*)、电机转速(ωm)和直流链电压(VLink)的电机扭矩脉动；和
电流控制器，其配置为通过控制逆变器来控制所述电机的电流，使得补偿命令电流(i*q_comp)与从基于直流链电压而操作的所述逆变器提供给所述电机的电机驱动电流(iq)保持一致，其中所述补偿命令电流(i*q_comp)是通过在所述电机命令电流(iq*)中反映由所述补偿信号产生器产生的所述补偿信号(icomp)而产生。


2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，所述参数图是根据所述电流控制器的频率响应特性而预设的，以防止由于在所述电机的高速旋转区域中的所述电流控制器的频率响应特性而导致的在所述补偿命令电流(i*q_comp)中反映的所述补偿信号(icomp)的增益减小和相位延迟。


3.根据权利要求2所述的电机控制装置，其中，对于每个电机转速，所述参数图通过重复执行以下操作来获取：
持续保持电机转速和输入到所述电流控制器的电机命令电流的过程；
当电机扭矩脉动的幅度最小时，获取电机扭矩脉动模型的相位的过程，其中所述电机扭矩脉动的幅度是当对电机扭矩脉动进行建模以改变反映在电机命令电流中的电机扭矩脉动模型的相位时测量的；以及
当电机扭矩脉动的幅度最小时，获取所述电机扭矩脉动模型的增益的过程，其中所述电机扭矩脉动的幅度是在所述电机扭矩脉动模型的相位与所获得的相位保持恒定的同时改变所述电机扭矩脉动模型的增益时测量的。


4.根据权利要求2所述的电机控制装置，其中，所述参数图包括第一参数图和第二参数图，其中所述第一参数图用于估算正常驱动电机的直流链电压下限处的电机扭矩脉动的增益和相位，所述第二参数图用于估算正常驱动电机的直流链电压上限处的电机扭矩脉动的增益和相位。


5.根据权利要求4所述的电机控制装置，其中，所述补偿信号产生器通过从所述第一参数图根据电机转速提取第一增益图、从所述第二参数图根据电机转速提取第二增益图，和经由直流链电压(VLink)内插所提取的第一增益图和第二增益图来确定用于产生所述补偿信号(icomp)的增益(A)。


6.根据权利要求4所述的电机控制装置，其中，所述补偿信号产生器通过经由直流链电压(VLink)内插所述第一参数图和所述第二参数图来确定用于产生补偿信号(icomp)的相位以便根据直流链电压的变化考虑拐点的变化，并且所述拐点是所述电机的弱磁控制启动时的电机转速。


7.根据权利要求6所述的电机控制装置，其中，所述补偿信号产生器通过从所述第一参数图根据电机转速提取第一相位图、从所述第二参数图根据电机转速提取第二相位图，和经由直流链电压(VLink)内插所提取的第一相位图和第二相位图来确定用于产生所述补偿信号(icomp)的相位


8.根据权利要求7所述的电机控制装置，其中，当所述直流链电压(VLink)在下限和上限之间时，和当所述电机转速(ωm)在所述第一相位图的拐点(NPlo)和所述第二相位图的拐点(NPup)之间的范围内时，所述补偿信号产生器通过以下确定用于产生所述补偿信号(icomp)的相位
通过经由直流链电压(VLink)线性内插所述第一相位图的拐点(NPlo)处的相位值和所述第二相位图的拐点(NPup)处的相位值来确定与拐点(NPup)处的直流链电压(VLink)相对应的相位值
确定通过经由直流链电压(VLink)线性内插所述第一相位图的拐点(NPlo)处的相位值和所述第二相位图的拐点(NPup)处的相位值所确定的点处的相位值和
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑贤熙，金奎河，金仁赫，徐正薰，
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