[发明专利]具有PMSM电流传感器误差自校正功能的电动助力转向系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及电动助力转向系统(Electric Power Steering System，简称EPS)，尤其是一种具有PMSM电流传感器误差自校正功能的电动助力转向系统。

背景技术

电动助力转向系统是由其助力电机输出扭矩，通过减速机构施加于机械转向系统上，达到为驾驶员提供助力的目的。其中助力电机的输出扭矩大小由电子控制单元(ElectronicControl Unit，简称ECU)根据驾驶员操作及车辆状态进行控制。助力电机的扭矩控制效果直接影响驾驶员的手感，所以对电机的扭矩脉动控制要求非常高。

在大功率的EPS中，助力电机一般选用永磁同步电机(Permanent Magnet SynchronousMotor，简称PMSM)。该类电机的扭矩控制需要电机相电流反馈，其相电流通常使用精密电阻进行检测。在使用过程中，由于各种原因会造成ECU的温度发生巨大的变化，导致检测电阻的零点漂移。而这种零点漂移会对电机的控制造成不可避免的控制误差，进而形成电机输出的扭矩脉动。在这种情况下无法通过一般的人工手段对检测电阻的零点漂移进行标定。

发明内容

本发明的目的是为了消除由检测电阻的零点漂移带来的EPS助力电机电流控制误差，以减小助力电机扭矩输出的脉动而提出一种具有PMSM电流传感器误差自校正功能的电动助力转向系统。

为达到以上目的，本发明的技术方案是：

一种具有PMSM电流传感器误差自校正功能的电动助力转向系统，该系统由转向装置、扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元、助力电机以及减速机构组成，扭矩传感器用以检测转向装置的扭矩信号并将该扭矩信号输送至电子控制单元，车速传感器用以检测车速信号并将该车速信号输送至电子控制单元；所述电子控制单元输送控制信号至逆变器，逆变器与助力电机连接并将电子控制单元的控制指令转化为实际的控制电压，对助力电机输出扭矩进行控制，所述助力电机通过减速机构控制转向装置工作，其特征在于，所述电子控制单元包括电流传感器、助力电机转速传感器、信号采集与处理模块、电流检测零点标定模块和电机控制模块，其中电流传感器和助力电机转速传感器的信号检测端与助力电机信号连接，用以检测助力电机输出的相电流信号和助力电机的转速信号，电流传感器和助力电机转速传感器的信号输出端与信号采集与处理模块的信号采集端经检测的相电流信号和助力电机的转速信号输送至信号采集与处理模块进行处理，信号采集与处理模块的输出端接电机控制模块的输入端，电机控制模块输出端接逆变器，电流检测零点标定模块的信号采集端接信号采集与处理模块的输出端，电流检测零点标定模块的输出端接信号采集与处理模块的标定端，以在系统运行过程中自动对电流传感器、助力电机转速传感器的零点漂移进行标定，消除由检测电阻的零点漂移带来的助力电机电流控制误差，以减小助力电机扭矩输出的脉动。

所述电流检测零点标定模块包括智能缓存器、离散傅立叶变换器和检测零点调节器，其中智能缓存器的输入端输入电流测量值并能依据人为设定的缓存规则对采集到的电流信号进行缓存；智能缓存器的输出端接离散傅立叶变换器的输入端，以将缓存的电流信号输入至离散傅立叶变换器，离散傅立叶变换器将从缓存的内容中提取出有用的电流波动信息并输送至检测零点调节器，检测零点调节器在该信息的帮助下根据一定的调节策略输出检测零点调节值进行检测零点的调节。

智能缓存器的缓存规则需要保证采集的数据是在转速相对稳定并在一定范围内获得的并且缓存规则要对当前的电机转速以及转速变化量作出检查，确保满足条件。该智能缓存器可以自动筛选输入的电流信号，只保存在电机转速符合转速条件的情况下的数据。

所述的转速条件为电机转速ω_e大小位于固定的转速区间内，转速变化量不得大于转速变化限定值ε。

所述机转速ω_e大小位于固定的转速区间内由以下公式表示：

ω_{e_min}≤ω_e≤ω_{e_max}

其中ω_{e_max}、ω_{e_min}为指定的转速区间的上下限，根据电机控制系统的频率特性来选择。

所述转速变化量不得大于转速变化限定值ε由以下公式表示：

|ω_e(k)-ω_e(k-1)|≤ε

其中，ω_e(k)表示前一次转速测量值，ω_e(k-1)表示后一次转速测量值。