用于控制电动机的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于控制电动机的设备和方法。控制装置将与解算器角度的一个周期对应的360°划分为Z个区域，并判断当前周期中的解算器角度θ是否越过划分边界。当判断为当前周期中的解算器角度θ越过划分边界时，控制装置计算刚好前一个解算器周期中的计算时刻T[n]与当前周期中的计算时刻T之间的时间差ΔT[n]。通过将360°加到在当前周期中获得的解算器角度θ和在刚好前一个解算器周期中获得的解算器角度θ[n]之间的差，控制装置还计算在时间差ΔT[n]的情况下的解算器角度变化Δθ[n]。于是，通过用系数K乘以将Δθ[n]除以ΔT[n]获得的值，控制装置计算旋转速度NM。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用解算器输出控制电动机的技术。
技术介绍
使用解算器计算电动机旋转速度和基于所计算的旋转速度控制电动机的技术是已知的。通常，解算器输出包含误差。为了消除这种误差的影响，传统上已经提出了多种对解算器的检测出的角度进行校正的技术。例如，日本特开No. 2004-222448公开了一种技术，其测量直到解算器的检测到的角度分别变为60°、120°、...720°的时间段Tl到T12，使用测量到的时间段Tl 到T12计算每60°的偏移角度Δ θ η，将计算得到的偏移角度Δ θ η代入表达式θη = ηΧ60° +Δ θ η(η= 1至11)，由此进行每60°的角度校正。已经介绍，这种技术能驱动电动机，同时，即使是在解算器的检测到的角度包含误差的情况下，防止控制故障。已经知道，解算器输出包含与转子旋转同步的误差。用于消除这种误差的技术包含这样的技术基于对解算器输出完成一个周期(解算器周期)的时间段进行测量的结果， 计算电动机的旋转速度。还存在另一种技术，将与解算器输出的一个周期对应的360°划分为多个区间，每当解算器的检测到的角度越过每个分割边界时测量解算器周期，由此计算旋转速度。采用这种技术，可使得旋转速度的计算周期短于解算器周期，故而即使在低的电动机旋转速度下使得旋转速度能被准确计算。然而，在关于越过划分边界的判断经由软件实现的情况下， 划分边界的越过不能在每个划分边界进行至少一次计算的这种长的计算周期中正确地得到测量，导致劣化的旋转速度计算准确度。
技术实现思路
做出本专利技术以解决上面介绍的问题，目的在于甚至在相对较长的计算周期时基于解算器输出准确地计算电动机旋转速度。根据本专利技术的控制装置为一种电动机用控制装置，包含检测电动机的旋转角度的解算器和基于解算器输出对电动机进行控制的控制单元。控制单元将与解算器输出的一个周期对应的角度划分为多个区间，在各个预定的计算周期上，判断解算器的检测到的角度是否越过所述多个区间间的任何边界，计算从判断出检测到的角度越过边界时的第一时间点到在一个周期后判断出越过边界时的第二时间点的角度变化，基于通过将从第一时间点到第二时间点的角度变化除以第一与第二时间点之间的时间段获得的值计算电动机的旋转速度，基于旋转速度对电动机进行控制。优选为，每当判断出边界越过时，控制单元存储当判断出边界越过时的时间和检测到的角度，通过将第一与第二时间点之间的检测到的角度的差加到对应于所述一个周期的角度，计算从第一时间点到第二时间点的角度变化，将第一与第二时间点之间的时间差计算为第一与第二时间点之间的时间段。优选为，每当判断出边界越过时，控制单元存储当判断出边界越过时的时刻和在最接近的前一个区间中判断出边界越过时的时刻之间在检测到的角度中的区间角度差和区间时间差，将所述多个区间的区间角度差的总值计算为从第一时间点到第二时间点的角度变化，将所述多个区间的区间时间差的总值计算为第一与第二时间点之间的时间段。优选为，控制单元将第一与第二时间点之间的时间段限制为预定的上限时间。优选为，控制单元依赖于旋转速度而改变与所述一个周期对应的角度的划分数量。优选为，控制单元随着旋转速度较低而增大划分数量。优选为，假设解算器的角度的乘法因子为a，电动机的极对数为b，电动机每分钟的速度为c，每秒钟的计算次数为f，存储用于计算旋转速度的信息的存储器溢出的值为 Tr，在大于60Xa/(bXcXTr)且小于(60XaX f) / (bX c)的值的范围内，控制单元改变划分数量。优选为，在旋转速度被计算的时间点之后的第三时间点上，基于当旋转速度被计算的时间点之前的旋转速度历史，控制单元预测旋转速度。优选为，当预测旋转速度时，随着旋转速度较低，控制单元延伸当旋转速度被计算时的时间点和第三时间点之间的时间差。根据本专利技术另一实施形态的控制方法为由电动机用控制装置进行的控制方法。检测电动机的旋转角度的解算器被连接到控制装置。控制方法包含以下步骤将与解算器输出的一个周期对应的角度分为多个区间，在各个预定的计算周期上，判断解算器的检测到的角度是否越过所述多个区间间的任意边界，计算从判断出检测到的角度越过边界时的第一时间点到在一个周期后判断出边界越过时的第二时间点之间的角度变化，基于通过将从第一时间点到第二时间点的角度变化除以第一与第二时间点之间的时间段获得的值计算电动机的旋转速度，基于旋转速度控制电动机。因此，本专利技术的主要优点在于，即使在相对较长的计算周期下，基于解算器输出， 电动机旋转速度可准确计算。结合附图，阅读下面对本专利技术的详细介绍，将会明了本专利技术的上述以及其他目的、 特征、实施形态和优点。附图说明图1为电动机驱动控制系统的整体构造图；图2为控制装置的(第一)功能框图；图3为示出了控制装置的过程的(第一)流程图；图4为示出了旋转速度NM的计算方法的(第一)图；图5为示出了控制装置的过程的(第二)流程图；图6为示出了旋转速度NM的计算方法的(第二)图；图7为示出了控制装置的过程的(第三)流程图；图8示出了当N =附时的旋转速度匪的更新定时；图9示出了当N = N2时的旋转速度匪的更新定时；图10为用于确定划分数量N的映射图；图11为控制装置的(第二)功能框图；图12为示出了控制装置的过程的(第四)流程图；图13为用于计算预测周期α的映射图；图14示出了旋转速度匪、预测允许计数器nf和预测禁止标识F的时间变化；图15为示出了控制装置的过程的(第五)流程图；图16示出了旋转速度匪的时间变化；图17为示出了控制装置的过程的(第六)流程图。具体实施例方式下面，将参照附图详细介绍本专利技术的实施例。应当注意，幅图中相同或相关的部分将用相同的参考标号表示，原则上不重复对其进行介绍。图1为根据本专利技术第一实施例的控制装置应用到的电动机驱动控制系统100的整体结构图。参照图1，电动机驱动控制系统100包含DC电压产生单元10#、平滑电容器CO、变换器14、电动机Ml和控制装置30。DC电压产生单元10#包含DC电源B、平滑电容器Cl、转换器12。DC电源B典型地由镍金属氢化物、锂离子或类似的二次电池实现，或由例如电气双层电容器的电力存储装置实现。转换器12包含电抗器、两个开关元件、两个二极管。转换器12的两个开关元件分别由来自控制装置30的控制信号Sl和S2控制。在升压操作中，转换器12升高正电极线 6和负电极线5之间的电压(DC电源B两端之间的电压)，并将升压电压输出在正电极线7 和负电极线5之间。在降压操作中，转换器12对正电极线7和负电极线5之间的电压进行降压，并将降压电压在正电极线6和负电极线5之间输出。平滑电容器CO对来自转换器12的DC电压进行平滑，并将平滑后的DC电压供到变换器14。变换器14包含并联设置在正电极线7和负电极线5之间的三相(U、V、W相)上下臂(开关元件)。相应相的上下臂的开通/关断由来自控制装置30的控制信号S3-S8控制。变换器14将供自转换器12的DC电力转换为AC电力，以便供到电动机Ml。转换器12 将电动机Ml产生的再生电力(AC电力)转换为DC电力，用于供到转换器12。电动机Ml为用于行驶的电动机，例如，用于产生转矩，以便驱动电动车(其可代表用电能产生车辆驱动力的车辆，例如混合动力车、电气车辆以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动机用控制装置，包含：解算器，其检测所述电动机的旋转角度；以及控制单元，其基于所述解算器的输出来控制所述电动机，所述控制单元：将与所述解算器的输出的一个周期对应的角度划分为多个区间，在各个预定的计算周期上，判断所述解算器的检测到的角度是否越过所述多个区间间的任何边界，计算从判断出所述检测到的角度越过边界时的第一时间点到在一个周期后判断出所述越过边界时的第二时间点之间的角度变化，基于通过将从所述第一时间点到所述第二时间点的角度变化除以所述第一时间点与所述第二时间点之间的时间段获得的值，计算所述电动机的旋转速度，以及基于所述旋转速度，控制所述电动机。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山田坚滋，中井康裕，加藤晓，社本佳大，相马贵也，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP