基于定位传感器确定车辆旋转元件的定位的方法技术

一种用于基于定位传感器来确定机动车辆的旋转元件的定位的方法，所述定位传感器被配置为测量旋转元件的定位，以同时生成反映所述旋转元件在其旋转时的角定位的正弦型输出信号和余弦型输出信号，并且将这些输出信号递送到车辆的控制模块，由所述控制模块实施的所述方法包括如下步骤：旋转旋转元件，接收（E3）当旋转元件旋转时由定位传感器生成的输出信号，确定（E7）在预定时间范围内接收到的输出信号的平均周期，校正（E8）这两个接收到的输出信号，使得所述信号中的每一个的周期等于确定的平均周期，基于经校正的输出信号确定旋转元件的角定位。的角定位。的角定位。

【技术实现步骤摘要】
基于定位传感器确定车辆旋转元件的定位的方法


[0001]本专利技术涉及汽车领域，并且更具体地，涉及一种用于处理由用于车辆旋转元件的定位的定位传感器生成的信号的方法，并且涉及实现所述方法的控制模块。

技术介绍

[0002]在电动或混合动力车辆中，特别是具有同步电机的车辆中，已知的做法是使用传感器来确定电机转子的定位，以便允许电子控制单元经由功率转换器来控制电机。
[0003]这种类型的传感器优选地与转子轴的端部成一直线放置，并且将关于角定位的信息发送到电子控制单元，使得电子控制单元控制功率转换器，并且从而控制电机。
[0004]被称为“分解器”的这种类型的传感器以已知的方式包括集成电路，该集成电路包括与双极磁体相关联的一个或多个敏感元件，该双极磁体定位在面向传感器的轴的端部处，用于轴向读取。传感器的一个或多个敏感元件允许检测磁体的磁矢量的旋转角度。测得的角度被转录成两个正弦和余弦输出信号。电子控制单元同时接收这两个输出信号，并且经由反正切三角计算确定转子绝对角度。
[0005]环境或所使用技术（传感器、磁铁等）的影响倾向于使这些输出信号变形，特别是在振幅和相位方面，这导致角度估计中的残留误差。该误差可能很大，并且导致电机控制故障。更特别地，如果转子的定位超过车辆安全控制系统中的预定义限制，则电机停止并且车辆无法移动，这是机动车辆最严重的故障之一。
[0006]在现有技术中，为减少信号变形并且因此减少这些传感器中的残余误差而采用的解决方案在于使用针对幅度、偏移和正交性的校正器，所述校正器与设定截止频率下的时域滤波相关联。使用时域滤波是为了实现简单性。滤波是低频的，因为想要的信号是低频的：常规在例如0和20000 RPM之间的转子转速对应于0和333 Hz之间的频带。
[0007]针对幅度、偏移和正交性的校正器使得分别至少部分地补偿信号的幅度和定时的变形成为可能。正交校正器使得校正信号中的相移成为可能，以便将其保持在90
°
量级的值。
[0008]这种方法的性能首先受限于校正器的有效性，校正器不允许残余误差被充分降低。特别是，当信号的斜率最大时，信号会显著变形，偏移并且因此正交性的移位是常见的，并且难以利用现有的校正器进行校正。
[0009]此外，由于滤波取决于信号的频率，即取决于轴的旋转，因此该方法的性能取决于转子的旋转速度。特别是，在低转速或加速阶段，估计误差更大，这呈现了主要缺点。更具体地说，电机的产出不是针对整个操作范围优化的，而是取决于滤波，而滤波进而取决于速度。
[0010]因此，需要一种使得至少部分克服这些缺点成为可能的解决方案。

技术实现思路

[0011]为此，本专利技术的第一主题是一种用于基于定位传感器确定机动车辆的旋转元件的
定位的方法，所述定位传感器被配置为测量旋转元件的定位，以同时生成反映所述旋转元件在其旋转时的角定位的正弦型输出信号和余弦型输出信号，并且将这些输出信号递送到车辆的控制模块，由所述控制模块实施的所述方法包括以下步骤：
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旋转旋转元件，
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接收当旋转元件旋转时由定位传感器生成的输出信号，
‑
确定在预定时间范围内接收到的输出信号的平均周期，
‑
校正这两个接收到的输出信号，使得所述信号中的每一个的周期等于确定的平均周期，
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基于经校正的输出信号确定旋转元件的角定位。
[0012]“信号的平均周期”是指正弦信号的平均周期和余弦信号的平均周期的平均值。
[0013]该方法使得实现稳定状态的建立成为可能，以便在小的时间范围内确定信号的周期，然后该周期被稳定，这允许利用稳定和精确的周期值来校正信号，以便消除导致角定位估计中的误差的变形。因此，平均周期的使用使得消除由预定时间范围内的信号变形所生成的时间偏移成为可能。此外，通过使用周期的估计的平均值来平滑周期的估计，可以过滤速度信息以便获得更精确的速度估计。
[0014]根据本专利技术的一个特征，通过计算在给定时间的正弦和余弦信号值的反正切，来在所述给定时间确定旋转元件的定位。
[0015]优选地，该方法在确定在预定时间范围内接收到的输出信号的平均周期之前，确定旋转元件的旋转加速度，仅在加速度值低于表征稳定状态的预定阈值时实现确定接收到的输出信号的平均周期和校正接收到的输出信号的步骤，以及基于经校正的输出信号确定旋转元件的角定位的步骤。
[0016]根据本专利技术的一个方面，该方法包括计算在预定时间范围内生成的正弦信号的周期的平均值和在预定时间范围内生成的余弦信号的周期的平均值的步骤。
[0017]有利的是，确定接收到的输出信号的平均周期的操作是通过计算预定时间范围内每个输出信号的周期的平均值来执行的，每个周期是在所述信号的两个连续零幅度之间针对两个输出信号中的每一个测量的。
[0018]优选地，可以选择预定时间范围的持续时间，以便满足用于控制旋转元件——例如用于在电机的情况下控制转子——所期望的在动力学和角度精度方面的需要。
[0019]有利地，该方法包括，在就周期方面校正输出信号之前，检查平均周期低于预定义周期阈值或高于预定义速度阈值以便确保速度足够高以达到稳定状态的步骤。该阈值可以作为期望的系统动力学的函数来确定。
[0020]有利地，加速度可以通过计算旋转元件在两次连续旋转之间的转速差来定义。
[0021]优选地，预定加速度阈值作为期望的系统动力学的函数来确定。
[0022]有利地，该方法包括，在确定平均周期之前或者当加速度值高于预定加速度阈值时，在幅度和/或偏移方面校正输出信号的步骤。
[0023]有利的是，该方法包括在就周期方面校正输出信号之前，在设定的截止频率下对接收信号进行时域滤波的步骤。
[0024]本专利技术还涉及一种包括程序代码指令集的计算机程序产品，当它们被一个或多个处理器执行时，配置一个或多个处理器以实现如上所述的方法。
[0025]本专利技术还涉及一种用于车辆的控制模块，其被配置为实现如上所述的方法。
[0026]控制模块可以是电子控制单元（ECU），其安装在车辆中距离传感器一定距离处，并通过通信链路连接到所述传感器，以便接收由所述传感器生成的输出信号。
[0027]作为变型，控制模块可以集成到与传感器相同的外壳中，例如通过采取预编程数字信号处理器（DSP）的形式。
[0028]本专利技术还涉及一种机动车辆，其包括旋转元件、用于所述旋转元件的角定位的传感器和如上面呈现的控制模块。
[0029]在一个实施例中，旋转元件是电机转子。
附图说明
[0030]通过阅读下面的描述，本专利技术的其他特征和优点将变得更加显而易见。该描述纯粹是说明性的，并且应当参考随附附图来阅读，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术的车辆的一个实施例；图2示意性地示出了根据本专利技术的方法的一个实施例；图3图示了从传感器接收的变形正弦和变形余弦信号相对于理想正弦信号（即没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于基于定位传感器（10）确定机动车辆（1）的旋转元件（7）的定位的方法，所述定位传感器（10）被配置为测量旋转元件（7）的定位，以同时生成反映所述旋转元件（7）在其旋转时的角定位的正弦型输出信号和余弦型输出信号，并且将这些输出信号递送到车辆（1）的控制模块（20），由所述控制模块（20）实现的所述方法包括以下步骤：
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旋转（E1）旋转元件（7），
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接收（E3）当旋转元件（7）旋转时由定位传感器（10）生成的输出信号，
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确定（E7）在预定时间范围内接收到的输出信号的平均周期，
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校正（E8）这两个接收到的输出信号，使得所述信号中的每一个的周期等于所确定的平均周期，
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基于经校正的输出信号确定旋转元件（7）的角定位，所述方法的特征在于，在确定接收到的输出信号的平均周期之前，确定旋转元件（7）的旋转加速度，仅在加速度值（A）低于表征稳定状态的预定加速度阈值（S）时执行确定接收到的输出信号的平均周期和校正接收到的输出信号的步骤以及确定旋转元件（7）的角定位的步骤。2.根据前一权利要求所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：