CN110304132A - 电动机驱动的动力转向装置及其控制方法 - Google Patents

电动机驱动的动力转向装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动机驱动的动力转向装置及其控制方法。电动机驱动的动力转向装置包括：转向逻辑单元，用于根据车辆的驾驶状况生成操作驱动电动机的电流指令；电动机速度传感器，用于感测驱动电动机的旋转状况以输出电动机速度；电动机控制单元，用于分别从转向逻辑单元和电动机速度传感器接收电流指令和电动机速度，并根据基于电流指令和电动机速度的电流——速度从电压表计算输出电压，以输出用于操作驱动电动机的电压指令；坐标转换单元，用于将从电动机控制单元输出的两相电压指令转换为三相电压；以及电动机驱动单元，用于将从坐标转换单元转换的三相电压作为PWM电压输出到驱动电动机。

Description

电动机驱动的动力转向装置及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年3月27日提交的韩国专利申请号10-2018-0034927的优先权和权益，出于所有目的该申请通过引用结合于此，如同在本文中阐述的那样。
技术领域
示例性实施方式涉及一种电动机驱动的动力转向装置及其控制方法，更具体地，涉及一种电动机驱动的动力转向装置及其控制方法，该动力转向装置在电流传感器发生故障时接收根据驾驶状况确定的驱动电动机的电流指令和以及驱动电动机的电动机速度，并基于预定的表输出电压指令，从而控制驱动电动机。
背景技术
通常，电动机驱动的动力转向(MDPS)装置指的是使用驱动电动机在驾驶员转向方向时提供辅助扭矩从而使操纵更轻的装置。
与传统的液压动力转向(HPS)装置不同，电动机驱动的动力转向装置可以通过根据车辆的驾驶状况自动控制驱动电动机的操作来改善转向性能和转向感。
此时，电动机驱动的动力转向装置包括：扭矩传感器，用于测量输入到方向盘的驾驶员的转向扭矩；转向角传感器，用于测量方向盘的转向角；以及车速传感器，用于测量车速。
此后，电动机驱动的动力转向装置通过闭环控制方式执行转向控制，该闭环控制方式通过其中流过驱动电动机的电动机电流被电流传感器感测并反馈、使得被感测和反馈的电动机电流遵循预先计算并输入用于转向控制的目标电流的电流控制向驱动电动机施加电压。
在这种电动机驱动的动力转向装置中，当感测驱动电动机中流动的电动机电流的电流传感器由于各种原因而发生故障时，不可能精确地计算要施加到驱动电动机用于转向控制的电压。因此，当电流传感器发生故障时，停止电流控制以防止执行转向控制。
然而，可能存在即使在电流传感器发生故障的情况下也必然需要一定程度的转向控制的情况，并且在这种情况下，如果停止电流控制并且不执行转向控制，则存在不仅可能导致驾驶员不便、而且还可能发生重大事故的问题。
因此，为了解决这样的问题，在传统的电动机驱动的动力转向装置中，检测电流传感器中是否存在故障，并且将闭环控制切换到开环控制，使得施加目标电流以执行转向控制。
尽管即使在电流传感器发生故障时也可以执行转向控制，但是不能精确地计算要施加到驱动电动机的电压，从而使控制性能劣化。
在2008年8月27日公布的题为“DC Motor Angular Velocity Estimator forMotor driven power Steering System”的韩国专利公开号2008-0078441中公开了本发明的相关技术。
在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并且因此，它可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明的示例性实施方式提供一种电动机驱动的动力转向装置及其控制方法，该动力转向装置在电流传感器故障时接收根据驾驶状况确定的电流指令以及驱动电动机的电动机速度，并基于预定的表输出电压指令。
本发明的其他特征将在下面的描述中阐述，并且部分地从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践来学习。
在示例性实施方式中，电动机驱动的动力转向装置可包括：转向逻辑单元，用于根据车辆的驾驶状况生成用以操作驱动电动机的电流指令；电动机速度传感器，用于感测驱动电动机的旋转状况以输出电动机速度；电动机控制单元，用于分别从转向逻辑单元和电动机速度传感器接收电流指令和电动机速度，并且基于电流指令和电动机速度从根据电流——速度的电压表计算输出电压，并输出用以操作驱动电动机的电压指令；坐标转换单元，用于将从电动机控制单元输出的两相电压指令转换为三相电压；以及电动机驱动单元，用于将从坐标转换单元转换的三相电压作为脉宽调制(PWM)电压输出到驱动电动机。
根据电流——速度的电压表可包括根据电流指令和电动机速度的d轴输出电压和q轴输出电压。
根据电流——速度的电压表可以是二维表，在该表中存储了根据电流指令的绝对值和电动机速度的绝对值的输出电压。
电动机控制单元可包括：速度延迟补偿单元，用于补偿电动机速度的相位延迟；输出电压计算单元，用于接收电流指令和从速度延迟补偿单元补偿了相位延迟的电动机速度，并且计算输出电压；以及极性反转补偿单元，用于将在输出电压计算单元处计算的输出电压作为电压指令输出，并且在电流指令的极性不同于电动机速度的极性时，补偿输出电压以作为电压指令来输出。
输出电压计算单元可根据电流指令的极性确定输出电压的极性。
当电流指令的极性不同于电动机速度的极性时，极性反转补偿单元可从根据电流——速度的电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：对将驱动电动机的角速度乘以驱动电动机的永磁体的磁通量所获得的值与仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表的q轴电压表输出进行求和。
当电流指令的极性不同于电动机速度的极性时，极性反转补偿单元可从根据电流——速度的电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：对仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表的q轴电压表输出与仅使用速度输入的来自根据电流——速度的电压表的q轴电压表输出进行求和。
驱动电动机可以是三相BLAC(无刷AC)型电动机。
电动机驱动的动力转向装置还可包括：相位电压感测单元，用于感测从电动机驱动单元输出的相位电压；以及电流传感器故障确定单元，用于在向电动机驱动单元输出控制信号之后，接收从相位电压感测单元输入的相位电压并且接收来自电流感测单元的从电动机驱动单元输出的相位电流，以便确定电流传感器的故障，并且电动机控制单元还可包括指令改变切换单元，指令改变切换单元用于从电流传感器故障确定单元接收电流传感器的故障状态，并选择性地输出从来自转向逻辑单元的电流指令生成的电流控制器的电压指令或基于根据电流——速度的电压表从输入的电流指令和电动机速度计算的电压指令。
在另一示例性实施方式中，一种用于电动机驱动的动力转向装置的控制方法可包括：由电动机控制单元从转向逻辑单元接收根据车辆的驾驶状况而生成的用以操作驱动电动机的电流指令；由电动机控制单元从用于感测和输出驱动电动机的旋转状况的电动机速度传感器接收电动机速度；并且由电动机控制单元基于电流指令的电动机速度从根据电流——速度的电压表计算输出电压，以作为用以操作驱动电动机的电压指令输出。
在接收电动机速度时，可输入相位延迟补偿了的电动机速度。
根据电流——速度的电压表可包括根据电流指令和电动机速度的d轴输出电压和q轴输出电压。
根据电流——速度的电压表可以是二维表，在该表中存储了根据电流指令的绝对值和电动机速度的绝对值的输出电压。
在计算输出电压时，电动机控制单元可根据电流指令的极性计算并输出输出电压的极性。
作为电压指令输出可包括：当电流指令的极性和电动机速度的极性相同时由电动机控制单元将输出电压作为电流指令输出，并且当电流指令的极性不同于电动机速度的极性时，由电动机控制单元补偿输出电压以作为电压指令来输出。
在补偿输出电压以作为电压指令来输出时，电动机控制单元可从根据电流——速度的电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：将驱动电动机的角速度乘以驱动电动机的永磁体的磁通量所获得的值与仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表的q轴电压表输出进行求和。
在补偿输出电压以作为电压指令输出时，电动机控制单元可从根据电流——速度的电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：对仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表的q轴电压表输出和仅使用速度输入的来自根据电流——速度的电压表的q轴电压表输出进行求和。
接收电流指令可包括：由电流传感器故障确定单元对电流感测单元的故障进行确定，并且由电动机控制单元从电流传感器故障确定单元接收电流感测单元的故障确定结果，并根据故障确定的结果接收电流指令。
确定电流感测单元的故障可包括：由电流传感器故障确定单元输出控制信号，由电流传感器故障确定单元接收从相位电压感测单元输入的相位电压和从电动机驱动单元输出的相位电流，并且由电流传感器故障确定单元基于输入的相位电压和相位电流确定电流感测单元的故障。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入和构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的配置的框图。
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的电动机控制单元的框图。
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置中的电压表。
图4是示出根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下文中参考附图更全面地描述了本发明，附图中示出了本发明的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本公开彻底，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。附图中相同的附图标记表示相同的元件。
从以下参考附图对实施方式的描述，本发明的各种优点和特征以及实现它们的方法将变得显而易见。然而，本发明不限于这里阐述的实施方式，而是可以以许多不同的形式实现。可提供本发明的实施方式以使本发明的公开内容完整，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员，并且因此本发明将在权利要求的范围内进行限定。贯穿说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
如本领域中的惯例，在功能块、单元和/或模块方面，在附图中描述和示出了一些示例性实施方式。本领域技术人员将理解，这些块、单元和/或模块通过电子(或光学)电路(诸如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬连线电路、存储器元件、布线连接等)物理地实现，电子(或光学)电路可使用基于半导体的制造技术或其他制造技术形成。在由微处理器或其他类似硬件实现的块、单元和/或模块的情况下，可使用软件(例如，微代码)对它们进行编程和控制，以执行本文所讨论的各种功能，并且可可选地由固件和/或软件来驱动。还预期每个块、单元和/或模块可由专用硬件实现，或者作为执行某些功能的专用硬件和处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关电路)的组合来执行其他功能。而且，在不脱离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施方式的每个块、单元和/或模块可在物理上分成两个或更多个交互和离散的块、单元和/或模块。此外，在不脱离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施方式的块、单元和/或模块可物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。
除非另外定义，否则应理解，说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员理解的术语相同的含义。此外，除非明确地特别定义，否则通常使用的字典所定义的术语不应理想地或过度地正式定义。应当理解，出于本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z，或者X、Y和Z中的两项或更多项的任意组合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。除非具体相反地描述，否则本文所述的术语“包括”、“配置”、“具有”等将被理解为暗示包含所述组件，并因此应被解释为包括其他组件，而不排除任何其他元件。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置及其控制方法。应当注意，附图不是精确的比例，并且为了描述方便和清楚起见，可能夸大线的粗细或组件的尺寸。此外，本文使用的术语是通过考虑本发明的功能来定义的，并且可根据用户或操作者的习惯或意图来改变。因此，术语的定义应根据本文所述的总体公开内容进行。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的配置的框图，图2是示出根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的电动机控制单元的框图，并且图3示出了根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的电压表。
如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置可包括转向逻辑单元10、电动机速度传感器20、电动机控制单元30、坐标转换单元40和电动机驱动单元50、以及相位电压感测单元70和电流传感器故障确定单元80。
转向逻辑单元10可从用于测量驾驶员的转向扭矩的扭矩传感器(未示出)接收转向扭矩，从用于测量方向盘的转向角的转向传感器(未示出)接收转向角，并且从用于测量车速的车速传感器(未示出)接收车速，以确定车辆的驾驶状况并根据驾驶状况生成用于操作驱动电动机60的电流指令，其中转向扭矩被输入到方向盘(未示出)以便在驾驶员转向方向时提供辅助扭矩。
电动机速度传感器20可将通过感测和计算驱动电动机60的旋转状况而获得的电动机速度输出到电动机控制单元30。
这里，电动机速度传感器20可在输出电动机速度时使用低频带滤波器来减小来自电动机速度的噪声并且将电动机速度提供给电动机控制单元30。如上所述，可通过使用低频带滤波器来减小来自电动机速度的噪声而生成相位延迟，使得可由电动机控制单元30执行相位延迟补偿。
电动机控制单元30可分别从转向逻辑单元10和电动机速度传感器20接收电流指令和电动机速度，从根据电流——速度的电压表36计算输出电压，并输出用于操作驱动电动机60的电压指令。
这里，电动机控制单元30可包括速度延迟补偿单元32、输出电压计算单元34和极性反转补偿单元38，如图2所示。
速度延迟补偿单元32可补偿从电动机速度传感器20输入的电动机速度的相位延迟。可将驱动电动机60的加速度添加至电动机速度，以补偿由于在电动机速度传感器20处使用低频带滤波器从电动机速度中去除噪声而发生的相位延迟。
由于在开环控制中使用的电动机速度与在短周期中感测电流并执行反馈控制的闭环控制相比通常具有慢的动态特性和计算周期，因此在电动机速度突然改变的情况下，例如在陡峭的状态下或在方向盘尖端快速撞击的情况下，电动机速度不能正常地跟随电流并且可能发生过电流。因此，即使当转向速度通过补偿电动机速度的相位延迟而突然改变时，也可以控制电动机速度不会与电流指令大幅偏离。
输出电压计算单元34可以接收电流指令和由速度延迟补偿单元32补偿了相位延迟的电动机速度，并从根据电流——速度的电压表36计算输出电压。
这里，根据电流——速度的电压表36可以包括其中存储有根据电动机速度的d轴电流指令Id_ref和d轴输出电压Vd的d轴表，和其中存储有根据电动机速度的q轴电流指令Iq_ref和q轴输出电压Vq的q轴表，如图3所示。
此时，在根据电流——速度的电压表36中，根据电流指令的绝对值和电动机速度的绝对值的输出电压可以存储在二维表中。
因此，输出电压计算单元34可以根据电流指令的极性确定输出电压的极性。
这里，存储在根据电流——速度的电压表36中的输出电压Vd和Vq可以是通过实验根据电动机测功机中的表条件(电流指令、电动机速度)测量和存储所需的输出电压而获得的值。因此，输出电压Vd和Vq可以包括输出电压的幅度并且可以包括由于电动机控制单元30以及驱动电动机60的硬件或软件而引起的电压幅度的波动，输出电压的幅度根据电动机参数(例如电阻R和电感L)的变化而变化，电动机参数随电流幅度和电动机速度以及永磁体的磁通量而变化。由于这些参数的波动非常难以实际测量，所以与使用电动机的电压方程简单地计算输出电压相比，使用根据本实施方式的电流——速度的电压表36可以精确地控制电流。
极性反转补偿单元38可以将由输出电压计算单元34计算的输出电压作为电压指令Vd_ref和Vq_ref输出，并且可以在电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时补偿输出电压以作为电压指令输出。
这里，当电流指令的极性和电动机速度的极性相同时，由输出电压计算单元34计算的输出电压Vd和Vq可作为电压指令Vd_ref和Vq_ref输出。
然而，当电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时，可从根据电流——速度的电压表36输出d轴电压表输出Vd_table，以作为d轴电压指令Vd_ref，并且通过以下方式获得的值可作为q轴电压指令Vq_ref输出：对将驱动电动机60的角速度乘以驱动电动机60的永磁体的磁通量所获得的值与仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表36的q轴电压表输出Vq_table_i进行求和，如等式1所示。
等式1
V_(d_ref)＝V_(d_table)
这里，
V_(d_ref)表示d轴输出电压指令；
V_(d_table)表示d轴电压表输出；
V_(q_ref)表示q轴输出电压指令；
V_(q_table_i)表示q轴电压表输出(仅参考电流)；
ω_r表示电动机的角速度；
表示永磁体的磁通量。
此外，当电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时，极性反转补偿单元38可从根据电流——速度的电压表36输出d轴电压表输出Vd_table，以作为d轴电压指令Vd_ref，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令Vq_ref而输出：对仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表36的q轴电压表输出(Vq_table_i)和仅使用速度输入的来自根据电流——速度的电压表36的q轴电压表输出(Vq_table_ω)进行求和，如等式2所示。
等式2
V_(d_ref)＝V_(d_table)
V_(q_ref)＝V_(q_table_i)+V_(q_table_ω)
这里，
V_(d_ref)表示d轴输出电压指令；
V_(d_table)表示d轴电压表输出；
V_(q_ref)表示q轴输出电压指令；
V_(q_table_i)表示q轴电压表输出(仅参考电流)；
V_(q_table_ω)表示q轴电压表输出(仅参考速度)。
在本实施方式中，可将根据电流指令的绝对值和电动机速度的绝对值的输出电压存储在二维表中，并且可以根据电流指令的极性确定输出电压的极性。因此，当电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时，不能执行正常电流控制，从而可能发生电子转向装置在非预期方向上转向的自转向现象。
因此，为了防止这种现象，可根据电流指令的极性和电动机速度的极性提供大量的电压表36。然而，由于电动机控制单元30的有限存储器以及许多实验用来构建电压表36的有限时间和设备，这可能是价格上涨的一个因素。考虑到这一点，在本实施方式中，当在极性反转补偿单元38中电流指令的极性与电动机速度的极性相反时，可根据通过等式1或等式2的极性反转来执行补偿，以输出电压指令。
坐标转换单元40可将从电动机控制单元30输出的两相电压指令转换为三相电压。
这里，坐标转换单元40可将从电动机控制单元30输出的DC电压指令转换成三相电压并将其提供给驱动电动机60，从而可操作驱动电动机60生成辅助转矩，其中，电动机控制器使用矢量控制技术来将具有永磁体(未示出)的三相BLAC(无刷AC)型驱动电动机60的电流转换为两相DC形式。
电动机驱动单元50可通过将由坐标转换单元40转换的三相电压作为PWM电压输出到驱动电动机60，来驱动驱动电动机60。
相位电压感测单元70可感测从电动机驱动单元50输出到驱动电动机60的相位电压。
电流传感器故障确定单元80可将控制信号输出到电动机控制单元30，并然后接收从相位电压感测单元70输入的相位电压并且从电流感测单元90接收从电动机驱动单元50输出的相位电流，以确定电流传感器的故障。
这里，电流感测单元90可感测从电动机驱动单元50输出的通过电流传感器的两相电流，并通过计算估计另一相。电流感测单元90可包括滤波器电路，滤波器电路使用低通滤波器对从电流传感器输出的感测信号衰减不需要的高频信号。
在电流指令和感测电流之间的误差变得大于预定值并且在正常模式下的电流控制时不再可能进行控制的情况下，可能存在许多原因，例如驱动电动机或电动机驱动单元50的故障、电流传感器的故障和电流感测单元90的滤波器电路的故障等。
在该实施方式中，为了仅在电流传感器或电流感测单元90(其是与感测相关的滤波器电路)发生故障的情况下执行无电流传感器的控制，电流传感器故障确定单元80可以发送任意PWM和栅极驱动信号到电动机驱动单元50，以确定电流感测单元的故障。此时，电流传感器故障确定单元80可从相位电压感测单元70和电流感测单元90接收相位电压和相位电流，并测量栅极驱动器的误差信号以确定电流传感器的故障或者作为电流感测单元90的滤波器电路的故障。
像这样，为了感测电流传感器的故障并选择性地输出电压指令，电动机控制单元30还可包括指令改变切换单元35。相应地，电动机控制单元30可从电流传感器故障确定单元80接收电流传感器的故障，并选择性地输出通过从转向逻辑单元10接收电流指令而生成的电流控制器100的电压指令和通过接收电流指令和电动机速度而基于根据电流——速度的电压表36所计算的电压指令。
如上所述，根据本发明实施方式的电动机驱动的动力转向装置，在电流传感器发生故障时，根据驾驶状况确定的电流指令和驱动电动机的电动机速度被输入并基于预定的表输出电压指令以控制驱动电动机。因此，可以在没有电流传感器的情况下控制驱动电动机，使得可以在电流传感器故障时改善故障操作和安全性能。
图4是示出根据本发明的示例性实施方式的电动机驱动的动力转向装置的控制方法的流程图。
如图4中所示，在根据本发明实施方式的电动机驱动的动力转向装置的控制方法中，首先，在电流传感器故障确定单元80可将控制信号输出到电动机驱动单元50之后，电流传感器故障确定单元80可接收从相位电压感测单元70输入的相位电压并且接收来自电流感测单元90的由电动机驱动单元50输出的相位电流。
这里，电流传感器故障确定单元80可将任意PWM和栅极驱动器控制信号发送到电动机驱动单元50，以便对电流感测单元90的故障进行确定(S10)。此时，电流传感器故障确定单元80可从相位电压感测单元70和电流感测单元90接收相位电压和相位电流，并测量栅极驱动器的误差信号，以确定电流传感器的故障或作为电流感测单元90的滤波器电路的故障。
电动机控制单元30可接收在步骤S10中对电流感测单元90的故障进行确定的结果，并确定电流感测单元90是否已经发生故障(S20)。
如果在步骤S20中确定电动机驱动单元50已经发生故障或者电流感测单元90处于正常状态，则电动机控制单元30可输出电流控制器100的电压指令使得可以执行驱动电动机60的电流控制，该电压指令使用来自转向逻辑单元10的电流指令与从电流感测单元90输入的实际电流之间的误差而生成。另外，当电动机驱动单元50发生故障时，也可以停止电动机驱动的转向装置的转向辅助控制。
另一方面，如果在步骤S20中确定电流感测单元90已经发生故障，则电动机控制单元30可以从转向逻辑单元10接收根据车辆的驾驶状况生成的用来操作驱动电动机60的电流指令，使得电动机控制单元30可接收电流指令和电动机速度，并输出基于根据电流——速度的电压表36所计算的电压指令(S30)。
电动机控制单元30可接收根据车辆的驾驶状况的电流指令，该电流指令基于驾驶员的转向扭矩、方向盘的转向角和车辆速度而输出，以便从转向电路接收输入提供驾驶员转向方向时的辅助扭矩。
此外，电动机控制单元30可从电动机速度传感器20接收通过感测驱动电动机60的旋转状况而计算的电动机速度(S40)。
这里，当电动机速度传感器20可以输出电动机速度时，电动机速度传感器20可使用低频带滤波器减小来自电动机速度的噪声并将电动机速度提供给电动机控制单元30。
因此，电动机控制单元30可通过将驱动电动机60的加速度添加到电动机速度来补偿相位延迟，以补偿通过在电动机速度传感器20处使用低频带滤波器去除噪声所引起的相位延迟，使得即使当转向速度突然改变时也可以控制电流指令不会大幅偏离。
此后，电动机控制单元30可根据基于电流指令和电动机速度的电流——速度从电压表36计算输出电压(S50)，并将其作为用于操作驱动电动机60的电压指令而输出(S70)。
这里，根据电流——速度的电压表36可以包括在其中存储根据电动机速度的d轴电流指令Id_ref和d轴输出电压Vd的d轴表，并且可包括在其中存储与电动机速度对应的q轴电流指令Iq_ref和q轴输出电压Vq的q轴表，如图3所示。
此时，在根据电流——速度的电压表36中，根据电流指令的绝对值和电动机速度的绝对值的输出电压可存储在二维表中。
因此，输出电压的极性可由电流指令的极性确定。
然而，由于当电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时不能执行正常电流控制，因此可能发生电动机驱动的转向装置在非预期方向上转向的自转向现象。
因此，当电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时，电动机控制单元30可补偿输出电压(S60)。
这里，当电流指令的极性和电动机速度的极性相同时，电动机控制单元30可基于电流指令和电动机速度从根据电流——速度的电压表36计算输出电压Vd和Vq，并输出电压指令Vd_ref和Vq_ref以操作驱动电动机60。
然而，当电流指令的极性和电动机速度的极性彼此不同时，电动机控制单元30可从根据电流——速度的电压表36输出d轴电压表输出Vd_table，以作为d轴电压指令Vd_ref，并且可将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令Vq_ref输出：将驱动电动机60的角速度乘以驱动电动机60的永磁体的磁通量所获得的值与仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表36的q轴电压表输出(Vq_table_i)进行相加，如等式1所示。
此外，当电流指令的极性和电动机速度的极性相同时，电动机控制单元30可从根据电流——速度的电压表36输出d轴电压表输出Vd_table，以作为d轴电压指令Vd_ref，并且可将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令Vq_ref输出：对仅使用电流输入的来自根据电流——速度的电压表36的q轴电压表输出Vq_table_i与仅使用速度输入的来自根据电流——速度的电压表36的q轴电压表输出Vq_table_ω进行求和，如等式2所示。
像这样，从电动机控制单元30输出的两相电压指令可通过坐标转换单元40转换为三相电压，并然后通过电动机驱动单元50作为PWM电压输出到驱动电动机60，从而驱动驱动电动机60。
如上所述，根据本发明的实施方式的电动机驱动的转向装置的控制方法，输入根据驾驶状况确定的驱动电动机的电流指令以及驱动电动机的电动机速度，并且基于预定的表输出电压指令，以在电流传感器故障时控制驱动。因此，可在电流传感器故障时改善故障操作和安全性能。
尽管已经在上文中示出和描述了本公开的示例性实施方式，但是本公开不限于上述具体示例性实施方式，而是可由本公开所属领域的技术人员进行各种修改而不脱离如所附权利要求中所公开的本公开的范围和精神。此外，还应该理解这些修改落入本公开的范围和精神内。

Claims (19)

1.一种电动机驱动的动力转向装置，包括：
转向逻辑单元，被配置为根据车辆的驾驶状况生成用以操作驱动电动机的电流指令；
电动机速度传感器，用于感测驱动电动机的旋转状况以输出电动机速度；
电动机控制单元，被配置为分别从所述转向逻辑单元和所述电动机速度传感器接收所述电流指令和所述电动机速度，并且基于所述电流指令和所述电动机速度，从根据电流——速度的电压表计算输出电压以输出用以操作所述驱动电动机的两相电压指令；
坐标转换单元，用于将从所述电动机控制单元输出的两相电压指令转换为三相电压；以及
电动机驱动单元，被配置为将由所述坐标转换单元转换的三相电压作为脉宽调制电压输出到所述驱动电动机。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，根据电流——速度的所述电压表包括根据所述电流指令和所述电动机速度的d轴输出电压和q轴输出电压。
3.根据权利要求1所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，根据电流——速度的所述电压表是二维表，在所述二维表中存储了根据所述电流指令的绝对值和所述电动机速度的绝对值的输出电压。
4.根据权利要求1所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，所述电动机控制单元包括：
速度延迟补偿单元，被配置为补偿所述电动机速度的相位延迟；
输出电压计算单元，被配置为接收所述电流指令和从所述速度延迟补偿单元补偿了所述相位延迟的所述电动机速度，并且计算输出电压；以及
极性反转补偿单元，被配置为在所述电流指令的极性和所述电动机速度的极性相同时将由所述输出电压计算单元计算的输出电压作为电压指令输出，并且在所述电流指令的极性和所述电动机速度的极性彼此不同时补偿所述输出电压以作为所述电压指令来输出。
5.根据权利要求4所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，所述输出电压计算单元被配置为根据所述电流指令的极性确定所述输出电压的极性。
6.根据权利要求4所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，当所述电流指令和所述电动机速度的极性彼此不同时，所述极性反转补偿单元被配置为从根据电流——速度的所述电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：将所述驱动电动机的角速度乘以所述驱动电动机的永磁体的磁通量所获得的值与仅使用电流输入的来自根据电流——速度的所述电压表的q轴电压表输出相加。
7.根据权利要求4所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，当所述电流指令的极性不同于所述电动机速度的极性时，所述极性反转补偿单元被配置为从根据电流——速度的所述电压表输出d轴电压表输出，作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：对仅使用电流输入的来自根据电流——速度的所述电压表的q轴电压表输出与仅使用速度输入的来自根据电流——速度的所述电压表的q轴电压表输出相加。
8.根据权利要求1所述的电动机驱动的动力转向装置，其中，所述驱动电动机是三相无刷交流电流型电动机。
9.根据权利要求1所述的电动机驱动的动力转向装置，还包括：
相位电压感测单元，被配置为感测从所述电动机驱动单元输出的相位电压；以及
电流传感器故障确定单元，被配置为在向所述电动机驱动单元输出控制信号之后，接收从所述相位电压感测单元输入的相位电压并且从电流传感器接收从所述电动机驱动单元输出的相位电流，以确定所述电流传感器的故障，
其中，所述电动机控制单元还包括指令改变切换单元，所述指令改变切换单元被配置为从所述电流传感器故障确定单元接收所述电流传感器的故障状态，并且选择性地输出从来自所述转向逻辑单元的所述电流指令生成的电流控制器的电压指令，或基于根据电流——速度的所述电压表从输入的所述电流指令和所述电动机速度计算的电压指令。
10.一种用于电动机驱动的动力转向装置的控制方法，包括以下步骤：
由电动机控制单元从转向逻辑单元接收根据车辆的驾驶状况而生成的用以操作驱动电动机的电流指令；
由所述电动机控制单元从用于感测和输出所述驱动电动机的旋转状况的电动机速度传感器接收电动机速度；以及
由所述电动机控制单元基于所述电流指令和所述电动机速度，从根据电流——速度的电压表计算输出电压，以作为用以操作所述驱动电动机的电压指令输出。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，在接收所述电动机速度的步骤中，所述电动机控制单元被配置为接收相位延迟补偿了的电动机速度。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其中，根据电流——速度的所述电压表包括根据所述电流指令和所述电动机速度的d轴输出电压和q轴输出电压。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其中，根据电流——速度的所述电压表是二维表，在所述二维表中存储了根据所述电流指令的绝对值和所述电动机速度的绝对值的输出电压。
14.根据权利要求10所述的控制方法，其中，在计算所述输出电压的步骤中，所述电动机控制单元被配置为根据所述电流指令的极性确定并且计算所述输出电压的极性。
15.根据权利要求10所述的控制方法，其中，输出所述电压指令的步骤包括：
当所述电流指令的极性和所述电动机速度的极性相同时，由所述电动机控制单元将所述输出电压作为所述电压指令来输出；并且
当所述电流指令的极性不同于所述电动机速度的极性时，由所述电动机控制单元补偿所述输出电压以作为所述电压指令来输出。
16.根据权利要求15所述的控制方法，其中，在补偿所述输出电压以作为所述电压指令来输出的步骤中，
所述电动机控制单元被配置为从根据电流——速度的所述电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：将所述驱动电动机的角速度乘以所述驱动电动机的永磁体的磁通量所获得的值与仅使用电流输入的来自根据电流——速度的所述电压表的q轴电压表输出相加。
17.根据权利要求15所述的控制方法，其中，在补偿所述输出电压以作为所述电压指令来输出的步骤中，
所述电动机控制单元被配置为从根据电流——速度的所述电压表输出d轴电压表输出，以作为d轴电压指令，并且将通过以下方式获得的值作为q轴电压指令输出：对仅使用电流输入的来自根据电流——速度的所述电压表的q轴电压表输出和仅使用速度输入的来自根据电流——速度的所述电压表的q轴电压表输出进行求和。
18.根据权利要求10所述的控制方法，其中，接收所述电流指令的步骤包括：
由电流传感器故障确定单元对电流感测单元的故障进行确定；并且
由所述电动机控制单元从所述电流传感器故障确定单元接收所述电流感测单元的故障确定的结果，并根据所述故障确定的结果接收所述电流指令。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其中，确定所述电流感测单元的故障的步骤包括：
由所述电流传感器故障确定单元向电动机驱动单元输出控制信号；
由所述电流传感器故障确定单元接收从相位电压感测单元输入的相位电压并且接收来自所述电流感测单元的从所述电动机驱动单元输出的相位电流；以及
由所述电流传感器故障确定单元基于输入的所述相位电压和所述相位电流确定所述电流感测单元的故障。
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