旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開內(nèi)容涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)1:JP H08-191600 A
[0003]照慣例，電流控制設(shè)備控制通過逆變器供給到電動機(jī)的電流。例如，專利文獻(xiàn)1控制d軸和q軸的電壓，使得d軸電壓命令值和q軸電壓命令值的平方和變成恒定值，并且逆變器的輸出電壓不飽和。
[0004]本公開內(nèi)容的發(fā)明人已有以下發(fā)現(xiàn)。
[0005]如專利文獻(xiàn)1中所述，當(dāng)控制d軸電壓命令值和q軸電壓命令值使得d軸電壓命令值和q軸電壓命令值的平方和恒定時，q軸電壓命令值可以隨d軸電壓命令值的改變而改變。當(dāng)q軸命令值改變時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩可能改變且噪聲和振動可能增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開內(nèi)容的目的是提供一種能夠預(yù)防噪聲和振動的旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備。
[0007]根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備，旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備利用由逆變器控制的施加電壓來控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備包括:預(yù)限d軸電壓運(yùn)算部分，其基于d軸電流命令值和d軸電流檢測值來計算預(yù)限d軸電壓命令值；預(yù)限q軸電壓運(yùn)算部分，其基于q軸電流命令值和q軸電流檢測值來計算預(yù)限q軸電壓命令值；d軸限制部分，其限制預(yù)限d軸電壓命令值以計算d軸電壓命令值；以及q軸限制部分，其限制預(yù)限q軸電壓命令值以計算q軸電壓命令值。在第一限制值與第二限制值之間限定死區(qū)寬度。死區(qū)寬度與預(yù)限q軸電壓命令值的限制有關(guān)。第一限制值的絕對值大于第二限制值的絕對值。當(dāng)預(yù)限q軸電壓命令值的絕對值大于第二限制值的絕對值，并且先前的q軸電壓命令值的絕對值等于或大于第二限制值的絕對值且等于或小于第一限制值的絕對值時，q軸限制部分將先前的q軸電壓命令值確定為q軸電壓命令值。先前的q軸電壓命令值是在緊接在前的計算中的q軸電壓命令值。
[0008]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備，旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備利用由逆變器控制的施加電壓來控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備包括:預(yù)限d軸電壓運(yùn)算部分，其基于d軸電流命令值和d軸電流檢測值來計算預(yù)限d軸電壓命令值；預(yù)限q軸電壓運(yùn)算部分，其基于q軸電流命令值和q軸電流檢測值來計算預(yù)限q軸電壓命令值；d軸限制部分，其限制預(yù)限d軸電壓命令值以計算d軸電壓命令值；以及q軸限制部分，其限制預(yù)限q軸電壓命令值以計算q軸電壓命令值。在第一飽和率與第二飽和率之間限定死區(qū)寬度。死區(qū)寬度與預(yù)限飽和率的限制有關(guān)。第一飽和率的絕對值大于第二飽和率的絕對值。當(dāng)預(yù)限飽和率的絕對值大于第二飽和率的絕對值，并且先前的命令飽和率的絕對值等于或大于第二飽和率的絕對值且等于或小于第一飽和率的絕對值時，q軸限制部分將先前的q軸電壓命令值確定為q軸電壓命令值。先前的命令飽和率是先前的q軸電壓命令值與最大電壓值的比。預(yù)限飽和率是預(yù)限q軸電壓命令值與最大電壓值的比。
[0009]根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備，在第一限制值與第二限制值之間提供死區(qū)。當(dāng)預(yù)限q軸電壓命令值的絕對值大于第二限制值的絕對值且先前的q軸電壓命令值在死區(qū)寬度內(nèi)時，q軸電壓命令值等于先前的q軸電壓命令值，從而先前的值被接替(take over)。于是，當(dāng)d軸電壓命令值改變時，因為防止q軸電壓命令值改變，所以能夠減少根據(jù)轉(zhuǎn)矩波動的噪聲和振動。
【附圖說明】
[0010]根據(jù)參考附圖所做的以下詳細(xì)描述，本公開內(nèi)容的以上和其它目的、特征和優(yōu)勢將會變得更加明顯。在附圖中:
[0011]圖1是圖示出第一實施例中旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備的配置的框圖；
[0012]圖2是圖示出第一實施例中d軸限制處理的流程圖；
[0013]圖3是圖示出第一實施例中q軸限制處理的流程圖；
[0014]圖4A是圖示出第一實施例中飽和預(yù)防值的圖；
[0015]圖4B是圖示出第一實施例中飽和預(yù)防值的圖；
[0016]圖5A是圖不出第一實施例中q軸電壓命令值的時間圖表；
[0017]圖5B是圖示出比較示例中q軸電壓命令值的時間圖表；
[0018]圖6是圖示出第二實施例中q軸限制處理的流程圖；
[0019]圖7是圖示出第三實施例中q軸限制處理的流程圖；
[0020]圖8A是圖示出第四實施例中飽和預(yù)防值的圖；
[0021]圖8B是圖示出第四實施例中飽和預(yù)防值的圖；
[0022]圖9是圖示出第四實施例中死區(qū)寬度的圖；
[0023]圖10A是圖示出第一 q軸飽和預(yù)防值的圖；
[0024]圖10B是圖示出第二 q軸飽和預(yù)防值的圖；以及
[0025]圖11是圖示出第四實施例中第二 q軸飽和預(yù)防值的圖。
【具體實施方式】
[0026]將參考附圖來說明作為本公開內(nèi)容的一個實施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備。
[0027](第一實施例)
[0028]將參考圖1至圖5B來說明第一實施例中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備。附帶地，將對以下多個實施例中的相同元件給定相同的附圖標(biāo)記，并將省略說明。
[0029]如圖1中所描述的，旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備1驅(qū)動并控制電動機(jī)10。電動機(jī)10是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個示例。例如，旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備1被用在支持具有電動機(jī)10的車輛的轉(zhuǎn)向操作的電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)設(shè)備中。
[0030]電動機(jī)10是三相無刷電動機(jī)，并且利用未示出的電池的電力被驅(qū)動。電動機(jī)10可以是除了三相無刷電動機(jī)之外的電動機(jī)。
[0031 ] 旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備1由電子控制單元(ECU)配置。旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備1包括逆變器20、電流傳感器30和控制器40等。
[0032]逆變器20是三相逆變器。逆變器20與未示出的六個開關(guān)元件橋接。例如，開關(guān)元件是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)是一種場效應(yīng)晶體管。開關(guān)元件不限于MOSFET。開關(guān)元件可以是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、晶閘管等。六個開關(guān)元件中的兩個形成一個開關(guān)元件對。兩個開關(guān)元件中的一個被連接至高壓側(cè)，并且兩個開關(guān)元件中的另一個被連接至低壓側(cè)。存在三個開關(guān)元件對。三個開關(guān)元件對中的高壓側(cè)開關(guān)元件和低壓側(cè)開關(guān)元件的連接點(diǎn)分別被連接到電動機(jī)10中的U相線圈、V相線圈和W相線圈。
[0033]控制器40通過預(yù)驅(qū)動器25和逆變器20來控制開關(guān)元件的接通和斷開操作。逆變器20轉(zhuǎn)換從未示出的電池供給的電力并且將電力供給到電動機(jī)10。
[0034]電流傳感器30包括分流電阻和霍爾IC(Hall 1C)。電流傳感器30的檢測值通過放大電路31被輸出到控制器40。
[0035]控制器40控制整個旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制設(shè)備1?？刂破?0由執(zhí)行各種算術(shù)處理的微型計算機(jī)配置。
[0036]控制器40具有三相到兩相轉(zhuǎn)換器41、d軸減法器42、q軸減法器43、d軸PI控制器44、q軸PI控制器45、d軸飽和預(yù)防運(yùn)算部分46、q軸飽和預(yù)防運(yùn)算部分47、兩相到三相轉(zhuǎn)換器48、以及PWM轉(zhuǎn)換器49?？梢杂绍浖?、硬件或者軟件和硬件的組合配置用于配置控制器40的每個功能塊。d軸飽和預(yù)防也可以被稱為d軸飽和防護(hù)。q軸飽和預(yù)防也可以被稱為q軸飽和防護(hù)。
[0037]三相到兩相轉(zhuǎn)換器41獲得從電流傳感器30傳輸?shù)年P(guān)于U相電流Iu的U相電流信號、關(guān)于V相電流Iv的V相電流信號以及關(guān)于W相電流Iw的W相電流信號。三相到兩相轉(zhuǎn)換器41從未不出的、檢測電動機(jī)10的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角傳感器獲得電角Θ m。三相到兩相轉(zhuǎn)換器41基于電角0 m通過dq變換將U相電流Iu、V相電流Iv以及W相電流Iw轉(zhuǎn)換成d軸電流Id和q軸電流Iq。因此，U相電流Iu、V相電流Iv以及W相電流Iw從三相坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換成dq坐標(biāo)。在本實施例中，d軸電流Id對應(yīng)于d軸電流檢測值的示例，并且q軸電流Iq對應(yīng)于q軸電流檢測值的示例。
[0038]d軸減法器42計算對應(yīng)于d軸電流命令值Id*與d軸電流Id之間的差的d軸電流偏差Δ Id。q軸減法器43計算對應(yīng)于q軸電流命令值Iq*與q軸電流Iq之間的差的q軸電流偏差A(yù)lq。
[0039]在未示出的命令運(yùn)算部分中根據(jù)例如轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、車速等來計算d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*。
[0040]基于從d軸減法器42輸入的d軸電流偏差Δ Id，d軸PI控制器44通過PI計算來計算預(yù)限d軸電壓命令值FBd，使得作為實際電流的d軸電流Id遵循d軸電流命令值Id*。[0041 ] 基于從q軸減法器43輸入的q軸電流偏差Δ Iq，q軸PI控制器45通過PI計算來計算預(yù)限q軸電壓命令值FBq，使得作為實際電流的q軸電流Iq遵循q軸電流命令值Iq*。
[0042]d軸飽和預(yù)防運(yùn)算部分46執(zhí)行限制預(yù)限d軸電壓命令值FBd的d軸限制處理。d軸飽和預(yù)防運(yùn)算部分46計算d軸電壓命令值Vd*，使得預(yù)防來自逆變器20的輸出電壓飽和。
[0043]q軸飽和預(yù)防運(yùn)算部分47執(zhí)行限制預(yù)限q軸電壓命令值FBq的q軸限制處理，并且計算q軸電壓命令值Vq*，使得預(yù)防來自逆變器20的輸出電壓飽和。<