电机控制装置制造方法及图纸

本公开提供了一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机(80)的电机控制装置，该电机控制装置包括：产生q轴和d轴电流指令值的电流指令值产生单元(311、312)；计算q轴和d轴电压指令值的控制器(361、362)；修正q轴或d轴电压指令值以设定q轴或d轴电压指令值的电压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值的饱和保护单元(37)；以及使用电流限制增益和电流保护值来限制q轴或d轴电流指令值的电流指令值限制单元(321、322、331、332)，基于作为由饱和保护单元修正的q轴或d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算电流限制增益和电流保护值。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种用于控制电机的驱动的电机控制装置。
技术介绍
迄今，在无刷电机的电流反馈控制中，修正电流指令限制值以便不使电压饱和以及抑制电机的异常噪声或者振动的技术是公知的。例如，在专利文献1公开的电机控制装置中，根据PWM的占空值计算电压饱和，并且基于电压饱和计算实现100％占空的电流指令限制值，从而抑制电流指令值以防止电压的饱和。在专利文献1的装置中，假设在电机端子电压和PWM的占空值之间存在比例关系，则根据占空值获得电压饱和。然而，当在产生待输出到逆变器的PWM信号中执行三相调制或者两相调制时，因为占空值与实际电机端子电压不具备比例关系，因此不能使用专利文献1的装置执行电流限制。【专利文献1】JP-2008-79387A(对应于US2008/0069547)
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种，即使在执行三相调制或者两相调制时，该电机控制装置也适当地抑制由电压饱和引起的异常噪声和振动。根据本公开的一个方面，一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机通电的电机控制装置，包括：电流指令值产生单元，其产生q轴电流指令值和d轴电流指令值；控制器，其在q轴电流指令值和d轴电流指令值的反馈控制下计算q轴电压指令值和d轴电压指令值；饱和保护单元，其修正q轴电压指令值和d轴电压指令值中的至少一个以设定q轴电压指令值和d轴电压指令值的电压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值；以及电流指令值限制单元，其使用电流限制增益和电流保护值中的一个来限制q轴电流指令值和d轴电流指令值中的至少一个，基于作为饱和保护单元修正的q轴电压指令值和d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算电流限制增益和电流保护值。电机控制装置在PWM转换之前的阶段中根据由饱和保护单元修正的q轴电压指令值和d轴电压指令值来计算电压饱和量。出于该原因，与根据PWM的占空值获得电压饱和量的专利文献1的常规技术相比，即使在执行三相调制或者两相调制时电机控制装置也能够正确地计算电压饱和量。通过使用基于电压饱和量计算的电流限制增益或者电流保护值，电机控制装置能够以对q轴电流指令值或者d轴电流指令值的适当限制来适当地抑制异常噪声或者振动。在用于限制电流指令值的计算中，因为并未使用从诸如设备常数的参数获得的值，因此不需要针对应用的电机或者逆变器的每个型号精细地设定参数。因此，可以减少设计步骤的数量。附图说明根据下文参照附图进行的详细描述，本公开的以上和其他的目的、特征以及优点将变得明显。在附图中：图1是使用根据一个实施例的电机控制装置的电机驱动系统的示意性配置图；图2是根据第一实施例的电机控制装置的控制框图；图3是示出了电压指令值的限制的映射图；图4是示出了电压指令值的电压向量的图；图5是示出了图2中的电流限制增益计算单元的细节的框图；图6是根据第一实施例的电流指令值限制处理的流程图；图7是根据第二实施例的电机控制装置的控制框图；图8是根据第二实施例的电流指令值限制处理的流程图；图9是根据另一个实施例的电流限制增益计算处理的流程图；以及图10是一个比较例中的电机控制装置的控制框图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述根据本公开的电机控制装置的多个实施例。如图1中所示，根据本公开的一个实施例的电机控制装置10执行逆变器60的开关操作以控制多相无刷电机80(在下文中被称为“电机”)的通电。根据本实施例的电机80是具有三相绕组81、82和83的三相无刷电机，并且例如在车辆的电动转向装置中用作辅助驾驶员转向的转向辅助电机。通过旋转角度传感器85检测的电机80的转子旋转角度被转换成电角度θ，并输入到电机控制装置10。逆变器60具有连接成桥电路的六个开关元件61至66，在PWM控制下将电池15的直流(DC)电力转换成三相交流(AC)电力，并且将经转换的电力供应到电机80。在这个实施例中，MOSFET，即金属氧化物半导体场效应晶体管被用作开关元件61至66。在另一个实施例中，可以使用除MOSFET或者IGBT以外的场效应晶体管。逆变器60通过电力线Lp与电池15的正侧连接，并通过地线Lg与电池15的负侧连接。逆变器60的输入侧配备用于使输入电压的脉动平滑的电容器67。电机控制装置10包括未示出的驱动器电路(前驱动器)和微计算机。电机控制装置10借助控制器基于从外部输入的扭矩信号以及电机80的电流和电角度的反馈信号来计算电压指令值，并将电压指令值转换成PWM信号以向逆变器60中的开关元件61至66各自的栅极输出PWM信号。附带地，当控制器计算出的电压指令值的电压向量的幅度超过最大允许值时，产生了“电压饱和”。当产生电压饱和时，禁用控制器的控制，引起电机80的异常噪声和振动。在这种情况下，根据本公开的实施例的电机控制装置10旨在通过限制电流指令值来抑制异常噪声和振动以便在控制下不产生电压饱和。在下文中，根据第一实施例的电机控制装置由附图标记101表示，根据第二实施例的电机控制装置由附图标记102表示，将针对每个实施例来描述用于限制电流指令值的具体配置。(第一实施例)将参照图2至图6来描述根据第一实施例的电机控制装置。首先，图2中示出了电机控制装置101的控制框。电机控制装置101在用于执行固定坐标系统(三相)和旋转坐标系统(两相)之间的坐标变换的已知向量控制下计算要供应到电机80的电压指令值。在下文中，在本说明书中，当描述旋转坐标系统的dq轴电压和dq轴电流时，原则上，将首先描述作为扭矩分量的q轴电流和q轴电压，接着再描述作为激励分量的d轴电流和d轴电压。在相应的控制框的附图标识中，为了区分q轴电流和d轴电流，“1”被添加到q轴电流的控制框的代码的末尾，而“0”被添加到d轴电流的控制框的代码的末端。另外，用于q轴电流的控制框的配置和操作基本上对应于用于d轴电流的控制框的配置和操作，并因此将适当地省略重复的描述。q轴电流指令值产生单元311以及d轴电流指令值产生单元312基于来自未示出的扭矩传感器的扭矩信号分别产生q轴电流指令值Iq*和d轴电流指令值Id*。根据电机80的旋转方向，即在电动转向装置的情况下的转向方向，定义q轴电流Iq的正和负，使得例如当向右转向时q轴电流Iq为正，而当向左转向时q轴电流Iq为负。如将在下文所描述，q轴电流指令值限制单元321和d轴电流指令值限制单元322使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机(80)的通电的电机控制装置，所述电机控制装置包括：电流指令值产生单元(311、312)，其产生q轴电流指令值和d轴电流指令值；控制器(361、362)，其在所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值的反馈控制下计算q轴电压指令值和d轴电压指令值；饱和保护单元(37)，其修正所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值中的至少一个以设定所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值的电压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值；以及电流指令值限制单元(321、322、331、332)，其使用电流限制增益和电流保护值中的一个来限制所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值的至少一个，基于作为由所述饱和保护单元修正的所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算所述电流限制增益和所述电流保护值。

【技术特征摘要】
2014.09.16 JP 2014-1876001.一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机(80)的通电的电机
控制装置，所述电机控制装置包括：
电流指令值产生单元(311、312)，其产生q轴电流指令值和d轴电
流指令值；
控制器(361、362)，其在所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令
值的反馈控制下计算q轴电压指令值和d轴电压指令值；
饱和保护单元(37)，其修正所述q轴电压指令值和所述d轴电压指
令值中的至少一个以设定所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值的电
压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值；以及
电流指令值限制单元(321、322、331、332)，其使用电流限制增益
和电流保护值中的一个来限制所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值
的至少一个，基于作为由所述饱和保护单元修正的所述q轴电压指令值和
所述d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算所述电流限
制增益和所述电流保护值。
2.根据权利要求1所述的电机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：大城洋佑，小林大辅，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP