电机控制装置、其控制程序以及用于所述控制的方法

专利名称：电机控制装置、其控制程序以及用于所述控制的方法
技术领域：
这里讨 论的实施例涉及电机控制装置、其控制程序以及用于所述控制的方法。
背景技术：
用于控制电机的电机控制装置监测通过电机的驱动电流并控制驱动电压，从而输出期望的转矩(例如，在日本专利特开2004-336913、2008-273478和2009-247181中)。在三相交流电流无刷电机的情况下，电机控制装置通过微电脑进行控制处理，包括步骤如下。例如，执行第一步骤，用于获得作为电机驱动电流的三相交流电流并检测电机的旋转角和角速度，执行第二步骤，用于通过利用旋转角将三相交流电流转换为两相直流电流，执行第三步骤，用于确定两相直流电压，以基于两相直流电流和角速度获得目标转矩，以及执行第四步骤，用于将两相直流电压转换为作为驱动电压的三相交流电压。电机控制装置通过将这样的控制处理确定的驱动电压提供给电机来控制电机。这里，在上述第四步骤中，当两相直流电压转换为三相交流电压时，将电机的旋转角的正弦和余弦用作參数。但是，从第一步骤中旋转角的检测到第四步骤，第二步骤和第三步骤的处理时间过去。然后，因为电机的转子在过渡期旋转，所以通过确定的驱动电压的控制缺少准确性。因此，提出ー种方法，从而通过与第二步骤和第三步骤的处理时间相对应的校正量来校正旋转角，并在第四步骤中利用校正的旋转角。但是，用于校正旋转角的附加步骤将是降低整个控制处理的处理能力的ー个因素。

发明内容
根据ー个实施例，ー种电机控制装置，包括以下部件第一确定单元，其根据指示电机旋转位置的信号确定所述电机的旋转角和角速度；校正単元，其包括将角速度除以2的乘方的N个(N是等于或大于2的正整数)位移电路，并包括从第一位移电路的输出值减去第二位移电路至第N位移电路的输出值以确定校正量的电路；第二确定单元，其确定与所述旋转角相对应的第一正弦和第一余弦，并确定与校正的旋转角相对应的第二正弦和第ニ余弦；处理单元，其执行第一转换处理、控制处理和第二转换处理，所述第一转换处理用于将所述电机的三相交流电流转换为两相直流电流，所述控制处理用于从所述两相直流电流确定两相直流电压，所述第二转换处理用于将所述两相直流电压转换为三相交流电压；以及产生単元，其产生用于所述电机的三相交流电压。


图I是用于说明实施例的电机控制装置的构造示例的图；图2是用于说明旋转角校正单元的构造示例的图；图3是用于说明通过位移电路移动的位的数量及其输出值的图；图4A和图4B是用于说明旋转角校正单元的另ー构造示例的图5是说明电机控制装置的操作步骤的流程图；图6是用于说明比较示例中的电机控制装置的构造的图；图7是说明图6的电机控制装置的操作步骤的流程图8是用于说明旋转角校正単元的位移电路的数量以及用于确定通过位移电路移动的位的数量的信息处理装置的构造示例的图；图9是说明信息处理装置的操作步骤的流程图；图10是说明信息处理装置的操作步骤的流程图；图IlA和图IlB是用于说明信息处理装置的处理的图；图12A和图12B是用于说明信息处理装置的处理的图；图13A和图13B是用于说明在不同条件下信息处理装置的处理的图；以及图14A和图14B是用于说明在不同条件下信息处理装置的处理的示意图。
具体实施例方式图I是用于说明ー个实施例的电机控制装置的构造示例的图。电机控制装置2控制电机4。电机4例如包括三相交流无刷电机。电机4包括定子线圈以及带永磁铁的转子，定子线圈被供以三相交流电流，具有U相、V相和W相，相互移动2 /3，并由此产生磁场，转子通过在定子线圈产生的磁场中被吸引和排斥而旋转。电机4例如装在车辆上，并用作一部分车体的致动器，或者用作车辆的驱动电机。在电机4附近，配备了旋转角检测装置6，旋转角检测装置6产生指示电机4的旋转位置的信号。电机4的旋转位置例如对应于转子外周上的位置，其根据电机4的转子的旋转而变化。指示电机4的旋转位置的信号指示转子的旋转位置。这里，旋转角检测装置6包括分解器(resolver)。在旋转角检测装置6处,与电机4的转子相互配合的励磁线圈6a通过输出励磁信号激励检测线圈对6b、6c。检测线圈对6b、6c输出信号，信号的相位根据转子的旋转位置相互移动。电机控制装置2包括信号处理单元8和计算处理单元16，信号处理单元8处理旋转角检测装置6输出的信号并产生用于控制电机4的数据，计算处理单元16执行计算处理，用于根据信号处理单元8产生的数据控制电机4。电机控制装置2例如包括MCU(微控制単元)。这里，信号处理单元8包括分解器数字转换器。此外，计算处理单元16例如包括CPU (中央处理器)，CPU根据控制程序执行控制、处理。信号处理单兀8包括励磁信号产生电路9、功率放大器IOa和10b、AD (模数)转换器Ila和lib、旋转角/旋转速度确定单元12、旋转角校正単元13、正弦/余弦确定单元14以及驱动信号产生单元36。励磁信号产生电路9产生励磁信号并将其提供给旋转角检测装置6的励磁线圈6a。励磁信号被放大器5放大并输入旋转角检测装置6。旋转角检测装置6的输出信号被放大器IOa和IOb放大并通过AD转换器Ila和Ilb转换为数字信号。AD转换器IIa和Ilb例如包括12位AD转换器。由此，产生指示电机4的旋转角的12位数据。旋转角/旋转速度确定单元12根据旋转角检测装置6输出的指示电机4的旋转位置的信号确定电机的旋转角e和角速度《。旋转角e例如从对应于旋转位置的变化量的角度得到。角速度《例如从旋转角Q的时间变化速度得到。旋转角Q被输入旋转角校正单元13、正弦/余弦确定单元14以及计算处理单元16。这里,旋转角0例如是12位数据。此外，角速度《被输入旋转角校正单元13和计算处理单元16。这里,角速度《例如是16位数据。旋转角校正単元13基于角速度《确定旋转角0的校正量，并通过校正量校正旋转角9，以确定校正的旋转角9'。下面将详细说明旋转角校正单元13的构造。校正的旋转角9'被输入正弦/余弦确定单元14。正弦/余弦确定单元14基于旋转角0确定与旋转角0相对应的第一正弦和余弦，即sin 0和cos 0。此外，正弦/余弦确定单元14基于校正的旋转角0 '确定与校正的旋转角9 '相对应的第二正弦和余弦，即sin 0 '和cos 0 '。sin 0、cos 0和sin 0 '、cos 0 '被输入计算处理单元16。计算处理单元16包括三相电流获得単元24和旋转角/正弦/余弦获得单元26。 二相电流获得单兀24获得通过电机4的二相交流电流ん、Iv和Iw。二相交流电流も、Iv和Iw通过配备在电机控制装置2处的AD转换器181-183被转换为数字信号，并被提取到计算处理单元16。旋转角/正弦/余弦获得单元26从旋转角/旋转速度确定单元12获得旋转角Q，从正弦/余弦确定单元14获得第一正弦sin 0和余弦cos 0、第二正弦sin 0丨和余弦 cos 0 '。此外，计算处理单元16包括三相/两相电流转换单元28、转矩控制単元30、电流/电压转换单元32、两相/三相电压转换单元34。三相/两相电流转换单元28执行第一转换处理，用于根据sin 0、cos 0将通过电机4的三相交流电流1 、Iv和Iw转换为两相直流电流Id、Iq。转矩控制単元30和电流/电压转换单元32执行控制步骤，用于根据角速度Co确定两相直流电压Vd、Vq，以从两相直流电流Id、Iq获得目标转矩。首先，转矩控制単元30例如通过根据角速度《的PID控制，确定两相直流电流Id’、Iq’，以从两相直流电流Id、Iq获得目标转矩。目标转矩值可以预先设置，或者基于从外部的输入，通过计算处理来确定。例如，如果将电机4用作车辆的驱动电机，则将车辆的行驶速度指令信号输入电机控制装置2，并且转矩控制単元30基于此确定目标转矩。接着，电流/电压转换单元32根据角速度Co将两相直流电流Id'、Iq'转换为两相直流电压Vd、Vq。两相/三相电压转换单元34执行第二转换处理，用于根据sin 0 ' ,cos 0 '将两相直流电压Vd、Vq转换为三相交流电压Vu, Vv和Vw。三相交流电压Vu, Vv和Vw被输入信号处理单元8。在信号处理单元8处，驱动信号产生单元36产生三相交流电压Vu,Vv和Vw并将产生的三相交流电压提供给电机4。驱动信号产生单元36例如包括PWM(脉宽调制器)，PWM产生与三相交流电压Vu. Vv和Vw相对应的脉冲信号。因此，电机4受控，从而输出目标转矩。顺便提及，这里描述的示例，该旋转角检测装置6包括分解器，但是旋转角检测装置6例如可以包括旋转编码器，其输出指示电机4的旋转位置的信号。在这种情况下，根据指示电机4的旋转位置的信号，旋转角/旋转速度确定单元12从旋转编码器输出的数字信号得到电机4的旋转角0和角速度W。当旋转角/正弦/余弦获得单元26获得电机4的旋转角以后，在执行通过三相/两相电流转换单元28的转换处理以及通过转矩控制单元30和电流/电压转换单元32的控制步骤期间，根据其中的过去时间，电机4的旋转位置变化。因此，旋转角校正単元13通过与这种变化量相对应的校正量，校正旋转角e，并确定校正的旋转角0'。当假设通过三相/两相电流转换单元28、转矩控制単元30和电流/电压转换单元32的处理时间为“t”时，用于与旋转位置的变化量相对应的旋转角的校正量A 0如下。A 9 = to *t*res2/resl这里，在下面说明的示例中考虑指示旋转角0的数据的分辨率resl和指示角速度《的数据的分辨率res2。如果指示旋转角9的数据例如由12个位组成，则每个位的分辨率resl如下。

resl = 360*2'(-12) = 0. 0879 (degrees)此外，如果指示角速度Co的数据由16个位组成，其中14个位指示角速度《，并且如果角速度的最大值是40，OOOrps (弧度每秒)，则每个位的分辨率res2如下。res2 = 40, 000*2へ(-14) = 0. 261 (rps)然后，例如对于处理时间t = IOOii秒，通过以下公式I来描述校正量A 0。[公式I]A 9 = to *t*res2/resl= *0. 0001*0. 261/0. 0879= *0.0001*1068.94198= *0.106894198这里，根据下面将详细说明的方法，将校正量A 0的分数部分取近似如下。A 0 = *0. 10681152因此，旋转角校正单元13具有能够计算以下公式2并确定校正的旋转角0 '的构造。[公式2]0 ' = 0+A 0 = 0 + *0. 10681152图2是用于说明旋转角校正单元13的构造示例的图。旋转角校正单元13包括5个位移电路BS1-BS5，该位移电路BS1-BS5移动角速度《的位，从而将其除以2的乘方；减法电路132，该减法电路132从第一个位移电路BSl的输出值减去第二到第五个位移电路BS2-BS5的输出值，从而确定旋转角的校正量A 0 ;以及加法电路134，该加法电路134通过将校正量A 0加入旋转角0来校正旋转角0，从而获得校正的旋转角0 ,。位移电路BS1-BS5分别将角速度《移动到较低位侧，从而将角速度《除以2的乘方。通过位移电路BS1-BS5移动的位的数量对应于2的乘方的指数，角速度w被除以2的乘方。图3是用于说明通过每个位移电路移动的位的数量以及输出值的图。每个位移电路BS2-BS5移动的位的数量比前一个位移电路移动的位的数量大ー个位。例如，通过位移电路BS1-BS5移动的位的数量分别是3个位、6个位、9个位、11个位和13个位。将通过第一位移电路BSl移动的位的数量进行设置，以使得输出值等于或大于并且最接近目标值。这里，目标值是校正量A 0 ( = *0. 10681152)。例如，位移电路BSl将角速度《向较低侧移动3个位，从而将角速度《除以2的三次方，并将输出值“《*0. 125”输出，该输出值等于或大于并且最接近目标值。将通过第二到第五位移电路BS2-BS5移动的位的数量进行设置，以使得输出值等于或小于并且最接近目标值。这里，通过从第一位移电路BS I的输出值“《*0. 125”减去校正量A 0和前一个位移电路的输出值来获得目标值。例如，第二位移电路BS2通过将角速度《向较低侧移动6个位，从而将角速度《除以2的六次方，并将输出值“《*0. 015625”输出，该输出值等于或小于并且最接近目标值《*0.01818848。然后，第三位移电路BS3通过将角速度《向较低侧移动9个位，从而将角速度w除以2的九次方，并将输出值“《*0.001953125”输出，该输出值等于或小于并且最接近目标值《*0.00256348。然后，第四位移电路BS4通过将角速度w向较低侧移动11个位，从而将角速度w除以2的i^一次方，并将输出值“《*0. 000488281”输出，该输出值等于或小于并且最接近目标值 *0.00061036。然后，第五位移电路BS5通过将角速度《向较低侧移动13个位，从而将角速度《除以2的十三次方，并将输出值*0.00012207”输出，该输出值等于或小于并且最接近目标值《*0. 00012207。减法电路132从第一位移电路BSl的输出值减去第二到第五位移电路BS2-BS5的输出值，从而确定旋转角e的校正量A 0 (“《*0.10681152”)。然后，加法电路134将校正量A 0加入旋转角0并确定校正的旋转角0 '。 旋转角校正単元13通过上述位移电路和加法/減法电路执行浮点数的近似。因此，例如相比于特别为浮点操作构造的电路，实现更简化的电路构造。进而，通过执行位移和加法/減法操作，使得相比于执行乘法的情况能够缩短计算时间。因此，即使校正旋转角9时，也提闻了处通能力。图4A和图4B是用于说明旋转角校正单元13的另ー构造示例及其操作的图。在图4A中，旋转角校正単元13包括加法电路136，其加入位移电路BS2-BS5的输出值；寄存器regl，其存储加法电路136的加法结果suml ;减法电路137，其从位移电路BSl的输出值减去加法结果suml ;寄存器reg2，其存储减法电路137的减法结果sum2 ;以及加法电路138，其将减法结果sum2加入旋转角9。这里，旋转角0是12位数据。此外，角速度《是16位数据。位移电路BS2-BS5将16位的角速度《向较低侧最多移动13个位。因此，位移电路BS2-BS5的输出值的数据长度是29个位。因此，寄存器regl存储29位加法结果suml。另ー方面，将角速度《向较低侧移动3个位的位移电路BSl的输出值有19个位。减法电路137例如产生29位加法结果suml的两个分量并将其加入位移电路BSl的输出值，从而执行减法。因此，寄存器reg2存储29位减法结果sum2。然后，加法电路138例如下舍入减法结果sum2的后14个位，并将最高有效15个位加入12位旋转角0。然后，选择最高有效12个位，从而输出在12个位中取近似的校正的旋转角0 '。图4B是用于说明图4A所示旋转角校正单元13的操作时序的时序图。在图4B中，示出旋转角校正単元13的操作时钟CLK，以及例如每10个微秒从电机4的驱动电路输入信号处理单元8的数据获取启动信号SS。与数据获取启动信号SS的下降沿同步，启动如下操作序列。对于数据获取启动信号SS的每个输入重复执行下述操作序列。首先，位移电路BS1-BS5获得角速度《 (seql)。然后，与后续时钟的上升沿同步，位移电路BS1-BS5分别进行位移(seq2)，并且加法电路136加入位移电路BS2-BS5的输出值(seq3)。然后，与后续时钟的上升沿同步，減法电路137产生加法结果suml的两个分量(seq4)，并将其加入位移电路BSl的输出值(seq5)。然后，与后续时钟的上升沿同歩，加法电路138下舍入减法结果sum2的后14个位(seq6),并将减法结果sum2加入旋转角9 (seq7)。然后，与后续时钟的上升沿同步，加法电路138输出校正的旋转角0 / (seq8)。图5是说明电机控制装置的操作步骤的流程图。例如在10微秒的每个控制周期执行图5中的步骤。首先，在步骤S2，旋转角/角速度确定单元10确定电机4的旋转角0和角速度 ，并且正弦/余弦确定单元14确定对应于旋转角的正弦sine和余弦cose。然后旋转角/正弦/余弦获得单元26从旋转角/角速度确定单元10获得旋转角0，从正弦/余弦确定单元14获得sin 0和cos 0。然后，在步骤S4, 二相电流获得单兀24获得通过电机4的二相交流电流ん、Iv和Iw。然后，在步骤S6，三相/两相电流转换单元28根据sin0和COS0将三相交流电流1 、Iv和Iw转换为两相直流电流Id、Iq。然后，在步骤S8，转矩控制単元30通过从两相直流电 流IcUIq确定两相直流电压Id'、Iq'，根据角速度《进行转矩控制，以获得目标转矩。然后，在步骤S10，电流/电压转换单元32根据角速度《将两相直流电流Id'、Iq'转换为两相直流电压Vd、Vq。另ー方面，与步骤S4-S10并行，在步骤S12，旋转角校正单元13确定校正的旋转角9'，并且正弦/余弦确定单元14从校正的旋转角0'确定sin0'和cose'。然后，两相/三相电压转换单元34从正弦/余弦确定单元14获得sin0 '和COS0'。然后，在步骤S 14,两相/三相电压转换单元34根据sin 0 '和cos 0 '将两相直流电压Vd、Vq转换为三相交流电压VuJv和Vw。然后，在步骤S16，驱动信号产生单元36产生三相交流电压Vu^Vv和Vw并将其提供给电机4。这些步骤S2-S16重复，由此执行控制，因此电机4输出目标转矩。图6和图7示出与本实施例相比较的示例。图6示出比较性示例的电机控制装置2的构造。在该示例中，不是信号处理单元8具有旋转角校正单元13,而是计算处理单元16具有旋转角校正单元13a,旋转角校正单元13a执行旋转角校正处理。例如，作为旋转角校正单元13a，计算处理单元16根据控制程序进行旋转角校正处理。旋转角校正单元13a从旋转角/正弦/余弦获得单元26获得旋转角e，并执行计算处理，以获得校正的旋转角0'。然后，旋转角校正単元13a将校正的旋转角0'发送到正弦/余弦确定单元14。然后，正弦/余弦确定单元14从校正的旋转角0'确定sin0'和cose'，并将其返回两相/三相电压转换单元34。因此，两相/三相电压转换单元34获得与校正的旋转角0'相对应的sin0'和cose'。图7是用于说明图6所示电机控制装置的操作步骤的流程图。在图7中，步骤12不是与步骤S4-S10并行执行，而是插入步骤SlO之后。在步骤S12，旋转角校正单元13a确定校正的旋转角9'，并将校正的旋转角9'发送到正弦/余弦确定单元14。然后，两相/三相电压转换单元34从正弦/余弦确定单元14获得与校正的旋转角0'相对应的sin 0 '和 cos 0 '。将图5的处理步骤与图7的处理步骤进行比较时，通过并行处理步骤S4-S10与步骤S12，图5的步骤的处理时间被缩短为短于图7的处理步骤。因此，本实施例的电机控制装置4具有独立于计算处理单元16的旋转角校正単元13，与计算处理单元16的处理并行地执行旋转角校正处理。因此，当校正旋转角时，提高了处理能力。
下面，ー种用于确定旋转角校正単元13的位移电路的数量以及通过每个位移电路移动的位的数量的方法。这里，将描述ー个示例，其中校正量A 0 = *0. 10681152。此夕卜，用16位数据表示旋转角在第一处理中，确定通过第一位移电路BSl移动的位的数量。在第一处理中，通过与作为目标值的校正量A 0相对应的校正系数“0. 10681152”，确定2的乘方，其等于或大于并且最接近目标值。这里，与确定的2的乘方的指数相对应，确定通过第一位移电路BSl移动的位的数量。然后，在第二到第六(数据的位的数量指示角速度《)处理中，确定通过第二和后续位移电路移动的位的数量。在第二到第六处理中，在第i个(i等于或大于2，且等于或小于16)处理中，利用通过从以前的处理中确定的2的乘方的和减去校正系数“0. 10681152”获得的值(是目标值)，确定2的乘方，其等于或小于并且最接近目标值。然后，根据确定的2的乘方的指数，确定通过第i个位移电路移动的位的数量。图8示出信息处理装置的构造示例，该信息处理装置通过上述方法确定旋转角校正単元13的位移电路的数量以及通过每个位移电路移动的位的数量。信息处理装置100例如包括个人计算机。信息处理装置100具有CPU 102、RAM(随机访问存储器)106、ROM(只读存储器)108以及接ロ 107，它们经由总线104相互连接。输入装置110、输出装置112以及辅助存储装置109连接到接ロ 107。输入装置110例如包括键盘和/或点击装置。输出装置112例如包括诸如显示监视器之类的显示设备。辅助存储装置109例如包括诸如硬盘之类的存储装置。CPU102响应于从输入装置110输入的指令，将存储在R0M108或辅助存储装置109的处理程序PRG读出到RAM106并执行。由此，执行用于确定旋转角校正単元13的位移电路的数量以及通过每个位移电路移动的位的数量的步骤。图9和图10是示出信息处理装置100的操作步骤的流程图。图9的步骤对应于确定通过第一位移电路BSl移动的位的数量的步骤。这里，通过以下公式3表示校正量A 0。[公式3]A 0 = to *[Z (0) _( a (I) *2へ(-1)) + ( a ⑵ *2へ(-2)+ (a ⑶ *2へ(-3)+. +(a (k)*2~(-k)]这里，k是“16”，即角速度Co的位的数量。此外，在角速度《的乘数中，第一项Z(O)对应于通过位移电路BS I的2的乘方。此外，a (j) (j = 2-k)表示位移电路的存在“I”或者不存在“ 0”，位移电路计算2的- j次乘方。信息处理装置100执行各种变量的设置(S102)。工作变量X被设置为“0. 106894198”，即近似之前用于校正量“《*0. 106894198”的校正系数，如上述公式I所示。工作变量k被设置为“14”，即角速度《的位的数量。例如通过操作者将校正系数和角速度《的位的数量输入信息处理装置100。此外，计数变量n被设置为“2”，即初始值。然后，信息处理装置100执行工作变量Y的设置(S104)。工作变量Y被设置为工作变量X的值，即校正系数“0. 106894198”。因为工作变量Y的该值是目标值，所以信息处理装置100将计数变量n从初始值“2”増加“ 1”，直到2的-n次方变为等于或小于工作变量Y的值(步骤 S106、S108 中“否，，)。当2的-n次方等于或小于工作变量Y的值时(步骤S 106中“是”)，特别是当2的-n次方等于工作变量Y的值时(步骤SllO中“是”)，信息处理装置100设置工作变量V的值，以指示近似校正系数是2的-n次方(S112)，并终止处理。在这种情况下，在不作近似的情况下， 用2的乘方表示校正系数。另ー方面，当2的-n次方不等于工作变量Y的值时(步骤SllO中“否”)，将执行步骤S 114。在步骤SI 14，信息处理装置100将Z(O)设置为2的-(n-1)次方。这里，将通过第一位移电路BSl移动的位的数量确定为“n-1”。在这种情况下，在工作变量Y的值与Z(O)的值之间有差异。因此，为了执行用于确定通过第ニ和后续位移电路移动的位的数量的步骤，在步骤S114，信息处理装置100将工作变量Y的值设置为2的-(n-1)次方与工作变量X(校正系数“ 0. 106894198”)的值之间的差。由此，将目标值设置用于通过第二和后续位移电路的计算結果。进而，増加计数变量n，并将计数变量m的值设置为计数变量n的増加值。这里，在图IlA中示出通过校正系数“0. 106894198”执行步骤S102-S112时工作变量Y、计数变量n以及2的-n次方的值。如图IlA所示,对于n = 2至4,当n = 4时,2的-n次方等于或小于工作变量Y的值。因此，Z(O)是2的- (n-1)次方，即2的-3次方。因此，将通过第一位移电路BSl移动的位的数量确定为“3”。下面，执行图10的步骤。图10的步骤对应于确定通过第二和后续位移电路移动的位的数量的步骤。信息处理装置100将工作变量Z(m)设置为2的-m次方(S116)。由此，将通过第二和后续位移电路移动的位的数量设置为大于“n-1” (即通过第一位移电路BSl移动的位的数量)的值。然后，当2的-n次方大于工作变量Y的值时(步骤SI 18中“否”)，将公式3的项a (m)设置为“0” (S120)。另ー方面，当2的_n次方等于或小于工作变量Y的值时(步骤S118中“是”)，将项a (m)设置为“1”(S 122)。这里，确定2的乘方，其等于或小于并且最接近目标值。然后，将计数变量m増加1(S124)。因此，步骤S116-S126重复执行，直到计数变量m达到k，即角速度Co的位的数量(步骤S126中“是”)。图IlB中示出此时的计数变量n、Z(n)和a(n)。如图IlB所示，当n为“6”、“9”、“ 11”以及“ 14”- “ 16”吋，a变为“I”。然后，当计数变量m大于k(即角速度《的位的数量)时(步骤S126中“否”)，信息处理装置100将指示近似校正系数的工作变量Y'的值设置如下(S128)，并终止处理。Y1 = Z (0) - a * (n+1) *Z (n+1) - a * (n+2) *Z (n+2) - a * (n+3) *Z (n+3)... - a * (k_l)*Z(k-1)图12A中示出通过校正系数“0. 106894198”执行步骤S116-S126时用于变量n的范围的工作变量Y'的值。对于n = 4至16，当n为“ 6 ”、“ 9 ”、“ 11”以及“ 14 ” - “ 16 ”吋，a变为“1”，并且因此，通过以下公式4表示工作变量Y'。[公式4]Y' = 2~ (-3)-1*2へ(_6)_1*2~ (_9)_1*2~ (-11)-1*2へ(_14)_1*2~ (-15)-1*2へ(-16)进而，信息处理装置100将可以通过位移电路的位的数量表示的数字形式的工作变量Y'的值取近似，并确定位移电路的数量以及要移动的位的数量(S130)。信息处理装置100上舍入ー个位，例如不包括第一项的最末项的位的数量。然后，选择经过上舍入的エ作变量Y'，从而获得与通过上舍入之前的工作变量Y'的计算结果最接近的计算結果。例如,在图12B中，示出在图12A所示的示例中通过执行上述步骤S130获得的示例。在图12A、图12B中，当n = 4至14时(箭头Al)，通过上舍入位的数量获得的工作变量Y'的值变为最接近上舍入之前的工作变量Y'的值，并且项的数量变为最小值。因此，此时，位移电路的数量是最小值。因此，在n = 4至14，选择组合，其中n为“6”、“9”、“11”或“ 13”。由此，将位移电路的数量确定为“5”，包括第一位移电路。然后，将通过位移电路BS2-BS5移动的位的数量分别确定为6个位、9个位、11个位以及13个位。通过信息处理装置100输出上述处理結果，例如，开发者使用该结果并开发旋转角校正単元13。通过上述步骤，使得能够确定用于计算旋转角的校正量△ e的旋转角校正単元13的位移电路的数量以及通过每个位移电路移动的位的数量。通过上述步骤，将位移电路的数量最小化。因此，在不放大电路尺寸的情况下，通过简化的电路构造的浮点数的近似计算是可能的。图13和图14示出其中在不同条件下执行上述步骤的示例。这里，示出其中三相/两相电流转换单元28、转矩控制単元30以及电流/电压转换单元32的处理时间t是“ 120”微秒的示例。此时，用于旋转角的校正量A 0如下。 A 9 = to *t*res2/resl= *0. 00012*0. 261/0. 0879= *0.00012*1068.94198= *0.1281788314因此，通过校正系数“0. 1281788314”执行图9和图10的步骤。图13A中示出在此条件下执行图9的步骤S102-S112的步骤时获得的工作变量Y、计数变量n以及2的-n次方的值。此外，在图13B中示出执行图10的步骤S116-S128的步骤时获得的计数变量n、Z(n)以及a (n)。此外，图14A中示出用于计数变量n的范围的工作变量V的值。然后，图14B中示出执行上述步骤S130时的示例。在图13A中，当n = 3时，2的-n次方等于或小于工作变量Y的值。因此，Z(O)是2的-2次方。因此，将通过第一位移电路BS I移动的位的数量确定为“2”。此外，在图13B中，当 n 为“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“11”、“13”、“14”、“15”和“ 16” 时，项 a (n)的值变为“I”。因此，通过以下公式5表示工作变量Y'。[公式5]Y' = 2~(-2)-1*2'(-4)-1*2'(-5)-1*2'(-6)-1*2'(-7)-1*2'(-8)-1*2へ(-11)-1*2へ(-13)-1*2へ(-14)-1*2へ(-15)-1*2"(-16)然后，在图14A、图14B中，当n = 3至16时(箭头B I)，经过上舍入位的数量以后工作变量Y'的值变为最接近上舍入之前工作变量Y'的值，并且位移电路的数量变为最小值。因此，对于n = 3至16，选择组合，其中n为“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“11”、“13”、“14”或“ 15”。由此，将位移电路的数量确定为“11”，包括第一位移电路。然后，将通过第二至第i^一位移电路移动的位的数量分别确定为4个位、5个位、6个位、7个位、8个位、11个位、13个位、14个位和15个位，并且通过以下公式6表示工作变量Y'。[公式6]Y' = 2~(-2)-1*2'(-4)-1*2'(-5)-1*2'(-6)-1*2'(-7)-1*2'(-8)-1*2~ (_11)-1*2~ (_13)-1*2~ (_14)-1*2~ (_15)_1*2~ (-15)进而，将公式6中具有相同乘数的项合并在一起，如公式7所示。
[公式7]Y' = 2~(-2)-1*2'(-4)-1*2'(-5)-1*2'(-6)-1*2'(-7)-1*2'(-8)-1*2~ (-11)-1*2~ (-13)-1*2~ (_14)_1*2~ (_15)_1*2~ (-15)= 2~(-2)_1*2~(-4)_1*2~(_5)_1*2~(_6)_1*2~ (_7)_1*2~ (-8)-1*2" (-11)-1*2~(-13)-1*2"(-14)-1*2"(-14)= 2~(-2)_1*2~(-4)_1*2~(_5)_1*2~(_6)_1*2~ (-7)_1*2~ (-8)-1*2" (_11)-1*2~ (-13)-1*2" (-13)= 2~(-2)_1*2~(-4)_1*2~(_5)_1*2~(_6)_1*2~ (_7)_1*2~ (-8)-1*2 Δ (-11)-1^2" (-12)如公式7所示，也可以将位移电路的数量设置为“8”(这里，通过第八位移电路移 动的位的数量是12个位)。通过上述步骤，将位移电路的数量最小化。因此，在不放大电路尺寸的情况下，通 过简化构造的浮点数的近似计算是可能的。根据上述实施例，即使在电机控制装置执行电机旋转角的校正时，也可以避免控 制处理的处理能力下降。这里引用的所有示例和条件性语言都是为了教导的目的，以帮助读者理解发明人 为推动该技术贡献的发明和概念，并且应当解释为并非对这些具体引用的示例和条件的限 制，说明书中这些示例的组织也不涉及显示本发明的优势和劣势。虽然详细描述了本发明 的实施例，但是应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以做出各种改变、替代 和变化。
权利要求
1.ー种电机控制装置，包括 第一确定单元，其根据指示电机旋转位置的信号确定所述电机的旋转角和角速度；校正単元，其包括将所述角速度除以2的乘方的N个(N是等于或大于2的正整数)位移电路，并包括从第一位移电路的输出值减去第二位移电路至第N位移电路的输出值以确定校正量的电路； 第二确定单元，其确定与所述旋转角相对应的第一正弦和第一余弦，并确定与校正后的旋转角相对应的第二正弦和第二余弦； 处理单元，其执行第一转换处理、控制处理和第二转换处理，所述第一转换处理用于将所述电机的三相交流电流转换为两相直流电流，所述控制处理用于从所述两相直流电流确定两相直流电压，所述第二转换处理用于将所述两相直流电压转换为三相交流电压；以及产生单元，其产生用于所述电机的三相交流电压。
2.根据权利要求I所述的电机控制装置，其中 所述校正量对应于所述第一转换处理和所述控制处理的处理时间中所述旋转位置的变化量。
3.根据权利要求I或2所述的电机控制装置，其中 所述第一位移电路输出ー值，所述值等于或大于所述校正量并且最接近所述校正量，所述第二位移电路输出ー值，所述值等于或小于所述第一位移电路的输出值与所述校正量之间的差，并且最接近所述第一位移电路的输出值与所述校正量之间的差，以及 所述第n(n = 3至N)位移电路输出ー值，所述值等于或小于从所述输出值减去所述校正量和所述第二位移电路至第(n-1)位移电路的输出值得到的值，并且最接近从所述输出值减去所述校正量和所述第二位移电路至第(n-1)位移电路的输出值得到的值。
4.一种存储程序的非短暂性计算机可读介质，所述程序令计算机执行处理，所述处理包括 根据指示电机旋转位置的信号确定所述电机的旋转角和角速度； 利用N个(N是等于或大于2的正整数)位移电路将所述角速度除以2的乘方，并通过从第一位移电路的输出值减去第二位移电路至第N位移电路的输出值，确定用于校正所述旋转角的校正量； 确定与所述旋转角相对应的第一正弦和第一余弦，并确定与校正后的旋转角相对应的第二正弦和第二余弦； 执行第一转换处理、控制处理和第二转换处理，所述第一转换处理用于将所述电机的三相交流电流转换为两相直流电流，所述控制处理用于确定两相直流电压，所述第二转换处理用于将所述两相直流电压转换为三相交流电压，以通过产生单元产生所述三相交流电压。
5.一种通过计算机执行的方法，所述方法包括 根据指示电机旋转位置的信号确定所述电机的旋转角和角速度； 利用N个(N是等于或大于2的正整数)位移电路将所述角速度除以2的乘方，并通过从第一位移电路的输出值减去第二位移电路至第N位移电路的输出值，确定用于校正所述旋转角的校正量； 确定与所述旋转角相对应的第一正弦和第一余弦，并确定与所述校正的旋转角相对应的第二正弦和第二余弦； 执行第一转换处理、控制处理和第二转换处理，所述第一转换处理用于将所述电机的三相交流电流转换为两相直流电流，所述控制处理用于确定两相直流电压，所述第二转换处理用于将所述两相直流电压转换为三相交流电压，以通过产生单元产生所述三相交流电压。
全文摘要
本发明涉及电机控制装置、其控制程序以及用于所述控制的方法。一种电机控制装置，确定电机的旋转角和角速度，并包括校正单元，包括通过位移将角速度除以2的乘方的N个(N是等于或大于2的正整数)位移电路，以及从第一位移电路的输出值减去第二位移电路至第N位移电路的输出值的电路，以确定用于旋转角的校正量，并通过校正量校正旋转角；从而确定两相直流电压，以根据角速度从通过电机的三相交流电流获得转矩，以及根据校正的旋转角的正弦、余弦将两相直流电压转换为三相交流电压。
文档编号H02P6/14GK102655386SQ20121005567
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者上床正人, 下园元树, 川野洋次, 木本和博, 水本浩二, 生原浩士 申请人:富士通半导体股份有限公司