旋转电机控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开内容涉及旋转电机控制设备。
【背景技术】
[0002]专利文献1:JP H08-191600 A
[0003]照惯例，电流控制设备控制通过逆变器供给到电动机的电流。例如，专利文献1控制d轴和q轴的电压，使得d轴电压命令值和q轴电压命令值的平方和变成恒定值，并且逆变器的输出电压不饱和。
[0004]本公开内容的发明人已有以下发现。
[0005]如专利文献1中所述，当控制d轴电压命令值和q轴电压命令值使得d轴电压命令值和q轴电压命令值的平方和恒定时，q轴电压命令值可以随d轴电压命令值的改变而改变。当q轴命令值改变时，电动机的转矩可能改变且噪声和振动可能增加。
【发明内容】
[0006]本公开内容的目的是提供一种能够预防噪声和振动的旋转电机控制设备。
[0007]根据本公开内容的一个方面，提供了一种旋转电机控制设备，旋转电机控制设备利用由逆变器控制的施加电压来控制旋转电机的驱动。旋转电机控制设备包括:预限d轴电压运算部分，其基于d轴电流命令值和d轴电流检测值来计算预限d轴电压命令值；预限q轴电压运算部分，其基于q轴电流命令值和q轴电流检测值来计算预限q轴电压命令值；d轴限制部分，其限制预限d轴电压命令值以计算d轴电压命令值；以及q轴限制部分，其限制预限q轴电压命令值以计算q轴电压命令值。在第一限制值与第二限制值之间限定死区宽度。死区宽度与预限q轴电压命令值的限制有关。第一限制值的绝对值大于第二限制值的绝对值。当预限q轴电压命令值的绝对值大于第二限制值的绝对值，并且先前的q轴电压命令值的绝对值等于或大于第二限制值的绝对值且等于或小于第一限制值的绝对值时，q轴限制部分将先前的q轴电压命令值确定为q轴电压命令值。先前的q轴电压命令值是在紧接在前的计算中的q轴电压命令值。
[0008]根据本公开内容的另一方面，提供了一种旋转电机控制设备，旋转电机控制设备利用由逆变器控制的施加电压来控制旋转电机的驱动。旋转电机控制设备包括:预限d轴电压运算部分，其基于d轴电流命令值和d轴电流检测值来计算预限d轴电压命令值；预限q轴电压运算部分，其基于q轴电流命令值和q轴电流检测值来计算预限q轴电压命令值；d轴限制部分，其限制预限d轴电压命令值以计算d轴电压命令值；以及q轴限制部分，其限制预限q轴电压命令值以计算q轴电压命令值。在第一饱和率与第二饱和率之间限定死区宽度。死区宽度与预限饱和率的限制有关。第一饱和率的绝对值大于第二饱和率的绝对值。当预限饱和率的绝对值大于第二饱和率的绝对值，并且先前的命令饱和率的绝对值等于或大于第二饱和率的绝对值且等于或小于第一饱和率的绝对值时，q轴限制部分将先前的q轴电压命令值确定为q轴电压命令值。先前的命令饱和率是先前的q轴电压命令值与最大电压值的比。预限饱和率是预限q轴电压命令值与最大电压值的比。
[0009]根据旋转电机控制设备，在第一限制值与第二限制值之间提供死区。当预限q轴电压命令值的绝对值大于第二限制值的绝对值且先前的q轴电压命令值在死区宽度内时，q轴电压命令值等于先前的q轴电压命令值，从而先前的值被接替(take over)。于是，当d轴电压命令值改变时，因为防止q轴电压命令值改变，所以能够减少根据转矩波动的噪声和振动。
【附图说明】
[0010]根据参考附图所做的以下详细描述，本公开内容的以上和其它目的、特征和优势将会变得更加明显。在附图中:
[0011]图1是图示出第一实施例中旋转电机控制设备的配置的框图；
[0012]图2是图示出第一实施例中d轴限制处理的流程图；
[0013]图3是图示出第一实施例中q轴限制处理的流程图；
[0014]图4A是图示出第一实施例中饱和预防值的图；
[0015]图4B是图示出第一实施例中饱和预防值的图；
[0016]图5A是图不出第一实施例中q轴电压命令值的时间图表；
[0017]图5B是图示出比较示例中q轴电压命令值的时间图表；
[0018]图6是图示出第二实施例中q轴限制处理的流程图；
[0019]图7是图示出第三实施例中q轴限制处理的流程图；
[0020]图8A是图示出第四实施例中饱和预防值的图；
[0021]图8B是图示出第四实施例中饱和预防值的图；
[0022]图9是图示出第四实施例中死区宽度的图；
[0023]图10A是图示出第一 q轴饱和预防值的图；
[0024]图10B是图示出第二 q轴饱和预防值的图；以及
[0025]图11是图示出第四实施例中第二 q轴饱和预防值的图。
【具体实施方式】
[0026]将参考附图来说明作为本公开内容的一个实施例的旋转电机控制设备。
[0027](第一实施例)
[0028]将参考图1至图5B来说明第一实施例中的旋转电机控制设备。附带地，将对以下多个实施例中的相同元件给定相同的附图标记，并将省略说明。
[0029]如图1中所描述的，旋转电机控制设备1驱动并控制电动机10。电动机10是旋转电机的一个示例。例如，旋转电机控制设备1被用在支持具有电动机10的车辆的转向操作的电动助力转向(EPS)设备中。
[0030]电动机10是三相无刷电动机，并且利用未示出的电池的电力被驱动。电动机10可以是除了三相无刷电动机之外的电动机。
[0031 ] 旋转电机控制设备1由电子控制单元(ECU)配置。旋转电机控制设备1包括逆变器20、电流传感器30和控制器40等。
[0032]逆变器20是三相逆变器。逆变器20与未示出的六个开关元件桥接。例如，开关元件是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是一种场效应晶体管。开关元件不限于MOSFET。开关元件可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)、晶闸管等。六个开关元件中的两个形成一个开关元件对。两个开关元件中的一个被连接至高压侧，并且两个开关元件中的另一个被连接至低压侧。存在三个开关元件对。三个开关元件对中的高压侧开关元件和低压侧开关元件的连接点分别被连接到电动机10中的U相线圈、V相线圈和W相线圈。
[0033]控制器40通过预驱动器25和逆变器20来控制开关元件的接通和断开操作。逆变器20转换从未示出的电池供给的电力并且将电力供给到电动机10。
[0034]电流传感器30包括分流电阻和霍尔IC(Hall 1C)。电流传感器30的检测值通过放大电路31被输出到控制器40。
[0035]控制器40控制整个旋转电机控制设备1。控制器40由执行各种算术处理的微型计算机配置。
[0036]控制器40具有三相到两相转换器41、d轴减法器42、q轴减法器43、d轴PI控制器44、q轴PI控制器45、d轴饱和预防运算部分46、q轴饱和预防运算部分47、两相到三相转换器48、以及PWM转换器49。可以由软件、硬件或者软件和硬件的组合配置用于配置控制器40的每个功能块。d轴饱和预防也可以被称为d轴饱和防护。q轴饱和预防也可以被称为q轴饱和防护。
[0037]三相到两相转换器41获得从电流传感器30传输的关于U相电流Iu的U相电流信号、关于V相电流Iv的V相电流信号以及关于W相电流Iw的W相电流信号。三相到两相转换器41从未不出的、检测电动机10的转子的旋转的旋转角传感器获得电角Θ m。三相到两相转换器41基于电角0 m通过dq变换将U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw转换成d轴电流Id和q轴电流Iq。因此，U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw从三相坐标被转换成dq坐标。在本实施例中，d轴电流Id对应于d轴电流检测值的示例，并且q轴电流Iq对应于q轴电流检测值的示例。
[0038]d轴减法器42计算对应于d轴电流命令值Id*与d轴电流Id之间的差的d轴电流偏差Δ Id。q轴减法器43计算对应于q轴电流命令值Iq*与q轴电流Iq之间的差的q轴电流偏差Alq。
[0039]在未示出的命令运算部分中根据例如转向转矩、车速等来计算d轴电流命令值Id*和q轴电流命令值Iq*。
[0040]基于从d轴减法器42输入的d轴电流偏差Δ Id，d轴PI控制器44通过PI计算来计算预限d轴电压命令值FBd，使得作为实际电流的d轴电流Id遵循d轴电流命令值Id*。[0041 ] 基于从q轴减法器43输入的q轴电流偏差Δ Iq，q轴PI控制器45通过PI计算来计算预限q轴电压命令值FBq，使得作为实际电流的q轴电流Iq遵循q轴电流命令值Iq*。
[0042]d轴饱和预防运算部分46执行限制预限d轴电压命令值FBd的d轴限制处理。d轴饱和预防运算部分46计算d轴电压命令值Vd*，使得预防来自逆变器20的输出电压饱和。
[0043]q轴饱和预防运算部分47执行限制预限q轴电压命令值FBq的q轴限制处理，并且计算q轴电压命令值Vq*，使得预防来自逆变器20的输出电压饱和。<