电机控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及对连接在直流电源与电机之间的电力转换电路的导电进行控制的电 机控制设备。
【背景技术】
[0002] 已知的是，电力转换电路被连接在直流电源与电机之间，并且响应于由电机执行 的动力供应操作和再生操作来执行直流电源侧与电机侧的电力之间的转换。当电机被外力 旋转时，再生电流从电机流向电源。
[0003] 因此，与在驱动电机时使用相同的直流电源的其他系统相比，从直流电源流入电 力转换电路的电源电流的大小影响功耗的收支平衡。尤其对于需要较大功耗的电机驱动系 统而言，需要限制电源电流的流出。例如，JP 2008-049910-A(与US 2008/0047776 A1对 应）中公开的设备基于电源电压和电机旋转角速度来限制电流指令值，并且限制从直流电 源流出的电力。
[0004] 在由电机执行再生操作时，由再生电流导致的影响由于直流电源的可允许再充电 电力而改变。当可允许再充电电力相对较低时，电力转换电路侧的电压由于再生电流而升 高并且可能损坏例如用于配置电力转换电路的开关元件。例如在JP 2009-136111-A中公 开的设备监测逆变器装置（即，电力转换电路）侧处的电压，并且当检测到异常值时停止对 逆变器的驱动。
[0005] 在响应于电源电压或电机旋转角速度来限制电流指令值的配置如JP 2008-049910-A中公开的设备中，由于当电机输出属性变化时电机旋转角速度与电流限制 值之间的关系可能变化，所以当例如直流电源侧处的配线电阻值变化时，可能的是，该设备 不能限定于预定电流（即，电力）。
[0006] 另外，当在检测出异常值的情况下逆变器停止驱动时，用于减轻由驾驶员施加的 转向力的辅助功能可能对例如车辆的电动转向设备如在JP 2009-136111-A中公开的设备 不起作用。因此，这给驾驶员带来不舒服的感觉并且不便于使车辆转向。
【发明内容】
[0007] 本公开的目的是提供以下电机控制设备：当流入在直流电源与电力转换电路之间 的电源电路的电源电流的绝对值不小于目标值时适当地抑制电源电流。
[0008] 根据本公开的电机控制设备对被连接在直流电源与电机之间的电力转换电路进 行操作，电力转换电路响应于由电机执行的动力供应操作和再生操作来执行直流电源处的 电力与电机处的电力之间的相互转换。电机控制设备包括：电压指令计算器，其计算电力转 换电路的电压指令；抑制增益计算器，其计算抑制增益，使得流入被布置在直流电源与电力 转换电路之间的电源电路的电源电流的估计值的绝对值或者电源电流的检测值的绝对值 不大于预定的目标值；以及电压指令抑制器，其通过将由电压指令计算器计算的电压指令 乘以抑制增益来抑制电压指令。另外，抑制增益是0至1范围内的值。
[0009] 因此，根据本公开的电机控制设备在没有配线电阻的变化的影响的情况下或者在 由电机执行动力供应操作和再生操作时在没有停止对电力转换电路的驱动的情况下适当 地抑制电源电流。
【附图说明】
[0010] 根据参考附图所作的以下详细描述，本公开的上述及其他目标、特征和优点将变 得更加显见。在附图中：
[0011] 图1是根据本公开的第一实施例和第二实施例的电机控制设备的示意性框图；
[0012] 图2是图示示出了电源电流与抑制增益之间的关系的映射的示图；
[0013] 图3是示出根据本公开的第一实施例的电源电流估计计算器的详细框图；
[0014] 图4是示出根据本公开的第一实施例的电压指令抑制处理的流程图；
[0015] 图5是示出根据本公开的第二实施例的电源电流估计计算器的详细框图；
[0016] 图6是示出根据本公开的第二实施例的电压指令抑制处理的流程图；
[0017] 图7是示出根据本公开的第三实施例的电机控制设备的示意性框图；
[0018] 图8是示出根据本公开的第四实施例的电机控制设备的示意性框图；以及
[0019] 图9是示出了在考虑具有配线电阻的情况下逆变器输入电压的电路模型图。
【具体实施方式】
[0020] 下面基于附图使用多个实施例描述了根据本公开的电机控制设备。不再重复描述 关于多个实施例中的附加有相同附图标记的相同配置的描述。
[0021] 参考图1描述了应用根据本公开的电机控制设备的电机驱动系统的整个配置。对 于关于这部分的描述，"401"被指定为电机控制设备的附图标记。另外，关于"本实施例"， 包括第一实施例、第二实施例、第三实施例和第四实施例。
[0022] 电机驱动系统10包括例如直流电源31、逆变器60和电机80。关于本实施例的电 机80是具有三相绕组集81、82和83的三相无刷电机。电机80用作转向辅助电机，其辅助 驾驶员使例如车辆中的电动转向设备转向。由旋转角度传感器85检测到的电机80的转子 旋转角度被转换成电角度9并且被输入至电机控制设备401。
[0023] 直流电源31是在可允许电力的限度内可充电且可放电的电力存储装置。假设辅 助电池被包括在例如车辆的电动转向设备中。假设辅助电池将电力提供至电动转向设备的 电机驱动系统10之外的系统。
[0024] 电机80主要消耗从直流电源31提供的电力以执行用于输出扭矩动力供应操作， 并且还通过来自外部的输入（即，反向输入）进行的旋转来执行再生操作。这种情形与以 下情况对应：行驶中的轮子压过障碍物并且然后改变方向，或者当操作与例如电动转向设 备相关的把手时轮子被顶起。
[0025] 逆变器60作为"电力转换电路"被连接在直流电源31与电机80之间，并且响应 于由电机80执行的动力供应操作和再生操作来执行在直流电源31侧的电力与在电机80 侧的电力之间的电力转换。逆变器60对以桥形式连接的六个开关元件61至66进行控制 以根据来自电机控制设备401的指令来接通或关断。
[0026] 开关元件61、62和63位于分别具有U相、V相和W相的高电势侧。开关元件64、 65和66位于分别具有U相、V相和W相的低电势侧。在本实施例中，MOSFET被用作开关元 件61至开关元件66。应当注意，在其他实施例中，可以使用M0SFET或IGBT之外的FET。
[0027] 另外，本实施例提供分流电阻器71、72和73,其检测每个相的低电势侧处的开关 元件64、65和66与接地线Lg之间的相电流Iu、Iv和Iw中的每一个。
[0028] 当电机80在逆变器60的驱动下执行动力操作时，由直流电源31提供的直流电力 被转换成三相交流电力并且被提供至电机80。另一方面，将由电机80的逆功率生成的再生 电流充电至直流电源31。
[0029] 逆变器60通过电源线Lp连接至直流电源31的正极侧，并且通过接地线Lg连接 至直流电源31的负极侧。在逆变器60的输入端侧处布置电容器35用于使输入电压的波 动平滑。
[0030] 在该说明书中，布置在直流电源31与逆变器60之间的电路被称作"电源电路30 "， 并且流经直流电力电路30的电流被称作"电源电流lb"。关于电源电流lb的正负号，在动 力供应操作时电流从直流电源31流入逆变器60的方向被定义为正号，并且在再生操作时 电流从逆变器60流入直流电源31的方向被定义为负号。设置继电器32以停止电源电路 30中的流动。此外，逆变器60的输入端侧处的电源线Lp与接地线Lg之间的电势差被称作 "逆变器输入电压Vinv"。
[0031] 电机控制设备401由例如微型计算机（未示出）和驱动电路（即，预驱动器）来 配置。电机控制设备401基于从外部输入的扭矩信号和电流的反馈信号以及电机80的电 角度来计算电压指令，并且对逆变器60的开关元件61至开关元件66中的每一个进行操作 以接通或关断。
[0032] 例如，电机控制设备40和逆变器60可以由一个电子控制单元（即，E⑶）来配置。
[0033] 对于如上面配置的电机驱动系统10,当直流电源31的可允许充电电力相对较低 时，在由电机80执行再生操作时，逆变器60的电压由于再生电流（即，lb〈0)而升高，并且 因此开关元件61至开关元件66会被损坏。另外，在由电机80执行动力供应操作时，当电 源电流（即，lb>0)与可允许放电电力相比相对较大时，直流电源31的性能将下降。
[0034] 当电源电流lb的绝对值大于或等于目标值时，关于本公开的每个实施例中的电 机控制设备限制送至逆变器的电压指令，使得适当地限制电源电流lb。在下面的部分，每个 实施例描述用于限制电压指令的特定配置。
[0035] (第一实施例和第二实施例）
[0036] 下面参考图1至图6描述了第一实施例和第二实施例中的电机控制设备。第一实 施例和第二实施例两者在基本配置方面相同，而仅在电源电流估计计算器的详细配置方面 不同。因此，"441"被指定为第一实施例中的电源电流估计计算器的附图标记，并且"442" 被指定为第二实施例中的电源电流估计计算器的附图标记。另外，"401"被指定为具有电 源电流估计