电机控制设备的制造方法_3

文档序号:9930796阅读:来源:国知局
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[0075] 除法器54使用数学表达式(2)来计算通过将功耗W除以逆变器输入电压Vinv而 获得的电源电流估计值Ib_est。
[0076] Ib_est = ff/ffinv (2)
[0077] 对于数学表达式(2)中的逆变器输入电压Vinv,假设通常使用作为默认值被存储 在d-q轴电压指令计算器43内部的参考电压Vinv_ref。然而,在稍后描述的第三实施例 中,可以获得由电压传感器34检测到的逆变器输入电压Vinv。
[0078] 由根据第一实施例的电机控制设备401执行的电压指令抑制处理参考图4所示的 流程图。流程图的描述中的符号"S"表示步骤。在流程图的描述的末端字附有符号"A"的 步骤S1A和步骤S2A是与后面提到的第二实施例中的这个步骤不同的步骤。
[0079] 步骤S1A至步骤S3由电源电流估计计算器441执行。S4至S6由抑制增益计算器 45执行。S7由d-q轴电压指令抑制器46执行。
[0080] 电源电流估计计算器441中的功耗计算器53在步骤S1A中获得d-q轴电压指令 的当前值Vd* (n)和Vq* (n)以及d-q轴电流值Id和Iq。
[0081] 然后,功耗计算器53在步骤S2A中基于"d轴电压指令Vd* (n)与d轴电流Id的 乘积"与"q轴电压指令Vq*(n)与q轴电流Iq的乘积"之和值使用数学表达式(1. 1)来计 算逆变器60的功耗W。
[0082] ff = Vd* (n) X Id+Vq* (n) X Iq (1.1)
[0083] 除法器54在步骤S3中通过使用数学表达式(2)来计算通过将功耗W除以逆变器 输入电压Vinv而获得的电源电流估计值Ib_set。
[0084] Ib_set = ff/Vinv (2)
[0085] 抑制增益计算器45在步骤S4中执行电源电流估计值Ib_set的绝对值与目标值 X之间的比较。当电源电流估计值Ib_set的绝对值大于或等于目标值X(即,S4:是)时, 那么抑制增益计算器45在步骤S5中将通过使目标值X除以电源电流估计值Ib_est而获 得的值指定为抑制增益Kres。
[0086] Kres = X/ | Ib_est (5)
[0087] 另一方面,电源电流估计值Ib_set的绝对值小于目标值X(即,S4 :否),抑制增益 Kres在步骤S6中被设置为" 1"。
[0088] d-q轴电压指令抑制器46在步骤S7中通过使用数学表达式(6. 1)和数学表达式 (6. 2)来计算通过将d-q轴电压指令值Vd*(n)和V*q(n)中的每一个乘以抑制增益Kres而 获得的抑制后的d-q轴电压指令Vd** (n)和Vq** (n),并且将结果输出至两相至三相转换器 47。
[0089] Vd** (n) = Vd* (n) XKres (6. 1)
[0090] Vq** (n) = Vq* (n) XKres (6. 2)
[0091] 随后,第一实施例中的电压指令抑制处理终止。两相至三相转换器47将抑制后的 d_q轴电压指令Vd**(n)和Vq**(n)转换至三相电压指令以通过PWM控制来驱动逆变器60。
[0092] 由于第一实施例使用d-q轴电压指令的当前值Vd*(n)和Vq*(n),所以可以从当前 时间对流入电源电路的未来的电源电流进行评估。
[0093] 接下来,关于第二实施例中的电机控制设备的电源电流估计计算器442的配置以 及电压指令抑制处理,下文参考图5和图6主要描述了与第一实施例中的部分不同的部分。 图3和图5中共同的配置以及图4和图6中基本相同的步骤附加有相同的附图标记和相同 的步骤符号。图6中的步骤S1B和步骤S2B分别与图4中的步骤S1A和步骤S2A不同。
[0094] 如图5所示,第二实施例中的电源电流估计计算器442在功耗计算器53的输入端 侧处包括延时元件51和延时元件52。延时元件51和延时元件52分别将与d-q轴电压指 令Vq*的当前值Vd*(n)和Vq*(n)相关的控制周期延迟一次。在先前控制计算时由d-q轴 电压指令计算器43输出的d-q轴电压指令的先前值Vd* (n-1)和Vq* (n-1)以及d-q轴电 流值Id和Iq被输入至功耗计算器53。
[0095] 对于该配置,电源电流估计计算器442在图6的步骤S1B中获得d-q轴电压指令 的先前值Vd* (n-1)和Vq* (n-1)以及d-q轴电流值Id和Iq。在步骤S2B中,通过使用通过 将数学表达式(1. 1)的(n)变成(n-1)的数学表达式(1. 2)来计算逆变器60的功耗(W)。
[0096] W = Vd* (n-1) X Id+Vq* (n-1) X Iq (1. 2)
[0097] 以下概念与图4所示的概念类似:在步骤S3和步骤S3之后的步骤处基于所计算 的功耗W计算抑制增益Kres,并且将d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*乘以抑制增益 Kres〇
[0098] 在第二实施例中,由于使用了 d-q轴电压指令的先前值Vd* (n-1)和Vq* (n-1),所 以能够在最近过去的时间内对流入电源电路的电源电流进行评估。
[0099] (效果)
[0100] 描述了根据第一实施例和第二实施例的电机控制设备401和402的效果。
[0101] (1)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中描述的设备中,当直流电源侧处的配线电阻值变化时不能够限制预定电 流(或功率)。另外,当在检测出异常值的情况下逆变器停止驱动时,用于减轻驾驶员的转 向力的辅助功能会对例如车辆的电动转向设备如在JP 2009-136111-A中描述的设备不起 作用。
[0102] 与上面的现有技术相比,根据第一实施例和第二实施例的电机控制设备401和 402抑制送至逆变器60的d-q轴电压指令Vd*和Vq*,使得当电源电流估计值Ib_est大于 或等于目标值X时,电源电流估计值Ib_est的绝对值不大于目标值X。因此,当电机80在 对配线电阻的不平衡没有影响且没有停止对逆变器60的驱动的情况下执行动力供应操作 和再生操作时,能够适当地限制电源电流lb。
[0103] 因此,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,能够防止由于再生电流(即,lb < 0)所引起的在逆变器的电压上的升高而对开关元件 61至开关元件66造成的损坏。另外,在由电机80执行动力供应操作时,能够避免相对于可 允许放电电力相对较大的电流(即,lb > 0)并且能够使直流电源31的性能稳定。
[0104] 电机控制设备401和402被应用于具有由电机80通过反向输入执行的再生操作 的电动转向设备是尤其有效的。
[0105] 如图2所示,当电源电流估计值Ib_est大于目标值X时,抑制增益计算器45将"通 过将目标值X除以电源电流估计值Ib_est的绝对值而获得的值"指定为抑制增益Kres,可 以通过将抑制增益Kres设置成最大值以使电源电流lb的绝对值与目标值X -致来在允许 的范围内发挥最大性能。
[0106] (2)根据第一实施例和第二实施例的抑制增益计算器45在没有电源电流的检测 值的情况下使用估计值Ib_set来计算抑制增益Kres,不需要用于直接检测电源电流lb的 电流传感器。
[0107] (3)根据第一实施例和第二实施例的电源电流估计计算器441和442使用d-q轴 电压指令的当前值Vd*(n)和Vq*(n)或者先前值Vd*(n_l)和Vq*(n_l)来计算电源电流估 计值Ib_set。能够通过使用指令值的计算来有效利用电机控制设备401和402的内部信 息。
[0108] (第三实施例)
[0109] 参考图7所图示的示意性框图描述了根据第三实施例的电机控制设备。
[0110] 在用于计算由电源电流估计计算器443执行的电源电流估计值Ib_set的方法的 方面,根据第三实施例的电机控制设备403与第一实施例和第二实施例不同。另外,用于检 测逆变器输入电压Vinv的电压传感器34被布置在电源电路30中。
[0111] 将d轴电流Id、q轴电流Iq以及通过在微分器86处将电角度0对时间积分而获 得的电气角速度《输入至电源电流估计计算器443。另外,电源电流估计计算器443将作为 电路常数的电枢电阻R、d轴电感Ld、q轴电感Lq和电枢交链磁通(即,反电动势常数)爭 存储在电源电流估计计算器443中,或者可替代地,从外部获得电路常数。可以通过忽略温 度变化或时间劣化将电路常数看作固定值。
[0112] 如众所周知的,通过忽略表示瞬时状态的电流差动项由数学表达式(7. 1)和数学 表达式(7. 2)来表不电压方程式。
[0113] Vd = RXId - ? XLqXIq (7. 1)
[0114] Vq = R x Iq - to x Ld x Id + co x (p (7.2 )
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