[发明专利]扭矩波动补偿装置和方法

说明书

一种扭矩波动补偿装置可以包括：扭矩测量单元，被配置为输出通过MDPS系统的扭矩传感器测量的扭矩；马达速度测量单元，被配置为输出通过MDPS马达的位置传感器测量的马达速度；控制单元，被配置为基于所述马达速度信息和测量的扭矩信息分别输出偏移信号和扭矩波动信号；和扭矩波动补偿单元，其被配置为合成从控制单元输出的多个扭矩波动信号，并且将扭矩波动补偿信号作为马达控制信号输出到所述MDPS马达，所述扭矩波动补偿信号用于补偿合成的扭矩波动信号。所述扭矩波动补偿装置能减小在驱动车辆的MDPS(马达驱动动力转向)系统的马达时出现的扭矩波动。

相关申请的交叉引用

本申请要求根据于2019年2月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0020285号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的实施方式涉及扭矩波动(torque ripple)补偿装置和方法，更具体地，涉及一种用于减小在驱动车辆的MDPS(马达驱动动力转向)系统的马达时出现的扭矩波动的扭矩波动补偿装置和方法。

背景技术

车辆的MDPS系统使用辅助动力源提供一部分转向扭矩，驾驶员在转向车辆时需要将该部分转向扭矩施加于方向盘，从而使驾驶员能够容易地进行转向。

MDPS系统通过下述确定车辆的行驶条件：柱扭矩传感器，其配置为测量输入到方向盘的驾驶员的柱扭矩；转向角传感器，其配置为测量方向盘的转向角或转向角速度；以及车速传感器，其配置为测量车速；并且MDPS系统在驾驶员操作方向盘时基于应用到转向轴的柱扭矩通过电动马达(MDPS马达)提供辅助扭矩。

通常，MDPS马达作为3相AC马达而被实现，并且MDPS系统的电子控制单元(ECU)接收通过反馈输出到MDPS马达的三相中的电流，并通过比例积分(PI)控制来控制逆变器输出3相AC电流，以控制MDPS马达的驱动。但是，当驱动MDPS马达时，由于基于转子磁极数或定子槽数的机械结构，可能会发生扭矩波动或机械振动。由于这种马达扭矩波动降低了MDPS系统的NVH(噪声，振动，苛刻性(Harshness))性能，因此需要改进。

作为防止这种扭矩波动的方法，通常使用基于查找表补偿扭矩波动、使用系统传递函数和滤波器来补偿扭矩波动，或基于扭矩传感器补偿扭矩波动的方法。

但是，基于查找表的马达(MDPS马达)控制方法——其中通过特定离线实验提取的参数用于马达控制——可以轻松应用于MDPS马达控制，但是，存在这样的问题：参数提取可能需要单独的测试时间，并且由于系统分布而可能出现性能偏差。

此外，主动干扰补偿方法使用干扰观测器来估计和补偿在MDPS系统中发生的扭矩波动(机械振动)。干扰观测器使用滤波器和正常系统的逆传递函数来估计系统的集总干扰，并且干扰观测器的性能根据滤波器的设计而决定。此时，当将滤波器设计为低通滤波器来估计以三角函数形式生成的扭矩波动时，可能会发生幅度减小和相位延迟。

当如基于扭矩传感器的扭矩波动补偿方法中那样使用高通滤波器去除扭矩传感器的偏移时，需要额外的操作以校正高频信号的失真。此外，尽管执行了信号校正，但是可能难以恢复原始信号。此外，通过积分进行参数估计需要较长的收敛时间，并且需要附加的算法来阻止积分信号的发散。

因此，需要一种能够减少扭矩波动而不会引起上述问题的方法。

本公开的相关技术在2016年8月19日公开的标题为“用于车辆的MDPS系统和方法”的韩国专利申请公开号10-2016-0098890中公开。

发明内容

各种实施方式涉及一种扭矩波动补偿装置和方法，用于减小在驱动车辆的MDPS(马达驱动动力转向)系统的马达时出现的扭矩波动。