專利名稱：電機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)電機(jī)中流過的電流，并基于該檢測(cè)電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差來控制電機(jī)的電機(jī)控制裝置，特別涉及補(bǔ)償在電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)下檢測(cè)的漂移電流(drift current)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，為了將與方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輔助力提供給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，設(shè)有無刷電機(jī)等的電動(dòng)式電機(jī)。作為驅(qū)動(dòng)該電機(jī)的裝置，已知利用PWM(Pulse Width Modulation ;脈寬調(diào)制)控制方式的電機(jī)控制裝置。一般地，PWM控制方式的電機(jī)控制裝置包括逆變器電路、以及控制該逆變器電路的控制單元。在逆變器電路中，在上臂和下臂中設(shè)有多組(三相電機(jī)的情況下為3組)分別具 有開關(guān)元件的上下一對(duì)的臂。此外，控制單元根據(jù)由扭矩傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)向扭矩來計(jì)算在電機(jī)中應(yīng)流過的電流的目標(biāo)值，基于該目標(biāo)值和電機(jī)中實(shí)際流過的電流的值之間的偏差，生成具有規(guī)定的占空比的PMW信號(hào)。然后，通過該P(yáng)WM信號(hào)，控制逆變器電路的各開關(guān)元件的接通(ON)和關(guān)斷(OFF)動(dòng)作，根據(jù)該動(dòng)作而從電源通過逆變器電路向電機(jī)供給電流，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在上述那樣的電機(jī)控制裝置中，電機(jī)中流過的電流使用被稱為分路電阻的電流檢測(cè)用的電阻來檢測(cè)?？墒?，在逆變器電路中的上段的開關(guān)元件全部為關(guān)斷的期間，或在下段的開關(guān)元件全部關(guān)斷的期間，逆變器電路為再生狀態(tài)，理論上說，在分路電阻中不流過電流。即，成為電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)。但是，因逆變器電路中的一部分電路的輸出不為零等的影響，實(shí)際上即使在上述期間，有時(shí)在分路電阻中流過電流。將該電流稱為漂移電流。漂移電流是微小的電流，但在本來檢測(cè)電流值應(yīng)該為零的期間流過電流，所以對(duì)轉(zhuǎn)向輔助力產(chǎn)生影響，對(duì)駕駛員在轉(zhuǎn)向感覺方面造成不適感。因此，需要基于漂移電流來補(bǔ)償偏置(offset)，從而使轉(zhuǎn)向輔助力不受到漂移電流的影響。因此，將在電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)下檢測(cè)出的漂移電流的值設(shè)為電流偏置值，使用該電流偏置值，補(bǔ)償在電機(jī)中流過了電流的情況下的檢測(cè)電流值。而且，基于補(bǔ)償?shù)碾娏髦岛湍繕?biāo)電流值，計(jì)算反饋控制用的電壓指令值，基于該電壓指令值，控制在電機(jī)中流過的電流。在下面的專利文獻(xiàn)I 3中，記載了有關(guān)基于漂移電流進(jìn)行偏置補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。在專利文獻(xiàn)I中，記載了對(duì)每當(dāng)電壓指令為零時(shí)檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際電流而求電流反饋上的偏置數(shù)據(jù)，根據(jù)從偏置數(shù)據(jù)獲得的電流偏置值來更新電流偏置值，通過將更新的電流偏置值電流反饋為電流指令，進(jìn)行與漂移對(duì)應(yīng)的偏置補(bǔ)償?shù)腁C伺服電機(jī)的控制方法。在專利文獻(xiàn)2中，記載了包括將電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)的電機(jī)電流檢測(cè)信號(hào)的值設(shè)為偏置校正值，基于該偏置校正值，對(duì)目標(biāo)電流信號(hào)和電機(jī)電流檢測(cè)信號(hào)之間的偏差信號(hào)進(jìn)行校正的偏置校正部件的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在專利文獻(xiàn)3中，記載了通過分路電阻來監(jiān)視電機(jī)中流過的電流，在流過該電阻的瞬時(shí)電流實(shí)質(zhì)上為零的定時(shí)(timing)，測(cè)定分路電阻的輸出，生成對(duì)實(shí)際測(cè)定輸出值和理想輸出值之間的偏置進(jìn)行補(bǔ)償?shù)男盘?hào)的電機(jī)控制方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I特開平8-47280號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平8-175405號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2001-95279號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
在根據(jù)電流偏置值進(jìn)行電機(jī)電流的補(bǔ)償?shù)那闆r下，若電流偏置值隨著漂移電流急劇地變化，則電壓指令值也隨此而急劇地變化。因此，存在電機(jī)的轉(zhuǎn)速突變，從而轉(zhuǎn)向感覺不穩(wěn)定的問題。作為本發(fā)明的課題，是提供抑制電流偏置值的急劇的變化，從而可以維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺的電機(jī)控制裝置。用于解決課題的方案本發(fā)明的電機(jī)控制裝置包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)；電流檢測(cè)部件，檢測(cè)電機(jī)中流過的電機(jī)電流；控制部件，將電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的電機(jī)電流的檢測(cè)電流值與目標(biāo)電流值進(jìn)行比較，基于該偏差來控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件；以及補(bǔ)償部件，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件的狀態(tài)為電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)時(shí)，將電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值，根據(jù)該電流偏置值來補(bǔ)償電機(jī)電流的檢測(cè)電流值。而且，補(bǔ)償部件設(shè)定與檢測(cè)出的漂移電流的電流值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)偏置值，直至電流偏置值達(dá)到目標(biāo)偏置值為止，分級(jí)地校正該電流偏置值。由此，即使漂移電流極大地變化的情況下，電流偏置值也不急劇地變化而被校正以緩慢地接近目標(biāo)偏置值。因此，可以避免電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著電壓指令值的急劇變化的突變，維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺。在本發(fā)明中，優(yōu)選電流檢測(cè)部件對(duì)每個(gè)規(guī)定的周期檢測(cè)漂移電流，補(bǔ)償部件基于電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值，對(duì)每個(gè)周期設(shè)定目標(biāo)偏置值。該情況下，補(bǔ)償部件通過若電流偏置值小于目標(biāo)偏置值，則進(jìn)行在電流偏置值上相加預(yù)先設(shè)定的校正值的加法運(yùn)算，而若電流偏置值大于目標(biāo)偏置值，則進(jìn)行從電流偏置值中減去校正值的減法運(yùn)算，從而對(duì)每個(gè)周期校正電流偏置值。 此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選電流檢測(cè)部件對(duì)每個(gè)周期檢測(cè)電機(jī)電流，補(bǔ)償部件根據(jù)補(bǔ)償?shù)碾娏髌弥刀鴮?duì)每個(gè)周期補(bǔ)償電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的電機(jī)電流的檢測(cè)電流值。該情況下，控制部件對(duì)每個(gè)周期，基于補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)電流的檢測(cè)電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件。此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選補(bǔ)償部件求電流偏置值和漂移電流的檢測(cè)電流值之差，僅在該差未在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，設(shè)定目標(biāo)偏置值從而校正電流偏置值。此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選補(bǔ)償部件在電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件的電源接通后，直至電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件開始動(dòng)作為止的期間，將電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值的初始值，控制部件在電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件開始了動(dòng)作后，基于按初始值補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)電流的檢測(cè)電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供抑制電流偏置值的急劇變化，從而能夠維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺的電機(jī)控制裝置。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電機(jī)控制裝置的圖。圖2是表示各相的PWM信號(hào)的圖。圖3是說明電流檢測(cè)的定時(shí)的圖。圖4是表示在圖3的定時(shí)TI中的電流路徑的圖。 圖5是表示在圖3的定時(shí)T2中的電流路徑的圖。圖6是表示在圖3的定時(shí)T3中的電流路徑的圖。圖7是表示在圖3的定時(shí)T4中的電流路徑的圖。圖8的(a) (d)是說明本發(fā)明的漂移補(bǔ)償?shù)臅r(shí)序圖(time chart)。圖9是表示漂移補(bǔ)償步驟的流程圖。圖10是表示電流偏置值的校正步驟的流程圖。標(biāo)號(hào)說明I電源電路2逆變器電路3驅(qū)動(dòng)器IC4運(yùn)算控制單元5放大電路K校正值M 電機(jī)R分路電阻T 周期
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在各圖中，同一部分或?qū)?yīng)部分附加同一標(biāo)號(hào)。圖I表示一例PWM控制方式的電機(jī)控制裝置。電源電路I由整流電路或平滑電路等構(gòu)成，在輸出端上連接有電容器C。逆變器電路2由上下一對(duì)的臂對(duì)應(yīng)于U相、V相、W相而設(shè)置了 3組的3相電橋構(gòu)成。U相的上臂Al有開關(guān)元件Q1，U相的下臂A2有開關(guān)元件Q2。V相的上臂A3有開關(guān)元件Q3，V相的下臂A4有開關(guān)元件Q4。W相的上臂A5有開關(guān)元件Q5，W相的下臂A6有開關(guān)元件Q6。這些開關(guān)元件Ql Q6由FET (Field EffectTransistor ;場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成。逆變器電路2與后述的驅(qū)動(dòng)器IC3 —起構(gòu)成本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件。電機(jī)M例如是車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置所使用3相無刷電機(jī)。用于檢測(cè)電機(jī)M中流過的電流(電機(jī)電流)的分路電阻R由單一的電阻構(gòu)成，連接在電源電路I和逆變器電路2之間。分路電阻R兩端的電壓提供給放大電路5。放大電路5將分路電阻R兩端的電壓放大，輸出到運(yùn)算控制單元4。運(yùn)算控制單元4由CPU和存儲(chǔ)器等構(gòu)成。分路電阻R、放大電路5、以及運(yùn)算控制單元4構(gòu)成本發(fā)明的電流檢測(cè)部件。此外，運(yùn)算控制單元4構(gòu)成本發(fā)明的控制部件和補(bǔ)償部件。在運(yùn)算控制單元4中，放大電路5的輸出作為檢測(cè)電壓值被輸入，此外，從檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器(未圖示)輸入檢測(cè)扭矩值。運(yùn)算控制單元4從檢測(cè)電壓值計(jì)算電機(jī)電流的檢測(cè)電流值，并且從檢測(cè)扭矩值計(jì)算目標(biāo)電流值(電機(jī)M中流過的電流的目標(biāo)值)，基于檢測(cè)電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差，計(jì)算各相的PWM信號(hào)的占空比。而且，將基于該占空比和鋸齒狀的載波信號(hào)而生成的各相的PWM信號(hào)供給到驅(qū)動(dòng)器IC3。此外，運(yùn)算控制單元4基于分路電阻R中流過的漂移電流，對(duì)電機(jī)電流的檢測(cè)電流值進(jìn)行漂移補(bǔ)償(細(xì)節(jié)后面論述)。驅(qū)動(dòng)器IC3將用于使開關(guān)元件Ql Q6單獨(dú)地接通和關(guān)斷的各相的PWM信號(hào)輸出 到各開關(guān)元件Ql Q6的柵極。通過開關(guān)元件Ql Q6基于該P(yáng)WM信號(hào)的接通和關(guān)斷動(dòng)作，從電源電路I通過逆變器電路2向電機(jī)M供給電流，電機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2表示從驅(qū)動(dòng)器IC3向逆變器電路2提供的PWM信號(hào)。這里，將U相假設(shè)為占空比最大的最大相，將V相假設(shè)為占空比中間的中間相，將W相假設(shè)為占空比最小的最小相。U相的上段PWM信號(hào)是上臂Al的開關(guān)元件Ql上施加的PWM信號(hào)，下段PWM信號(hào)是下臂A2的開關(guān)元件Q2上施加的PWM信號(hào)。V相的上段PWM信號(hào)是上臂A3的開關(guān)元件Q3上施加的PWM信號(hào)，下段PWM信號(hào)是下臂A4的開關(guān)元件Q4上施加的PWM信號(hào)。W相的上段PWM信號(hào)是上臂A5的開關(guān)兀件Q5上施加的PWM信號(hào)，下段PWM信號(hào)是下臂A6的開關(guān)兀件Q6上施加的PWM信號(hào)。再有，圖中的τ是用于避免各臂中的上下開關(guān)元件同時(shí)為接通狀態(tài)而在逆變器電路2中產(chǎn)生短路的空載時(shí)間(dead time)。下面，參照?qǐng)D3說明檢測(cè)在電機(jī)M中流過的電流的定時(shí)。如圖3所示，在PWM信號(hào)的I周期中，存在動(dòng)力運(yùn)行區(qū)間和再生區(qū)間(上段再生區(qū)間和下段再生區(qū)間)。在動(dòng)力運(yùn)行區(qū)間中，除了空載時(shí)間區(qū)間以外，逆變器電路2的上臂的開關(guān)元件(以下，稱為‘上段開關(guān)元件’)Q1、Q3、Q5的至少一個(gè)為接通狀態(tài)，下臂的開關(guān)元件(以下稱為‘下段開關(guān)元件’)Q2、Q4、Q6的至少一個(gè)為接通狀態(tài)，所以在分路電阻R中流過電機(jī)電流。因此，在分路電阻R的兩端中，呈現(xiàn)圖中所示的分路電壓。另一方面，在上段開關(guān)元件Ql、Q3、Q5全部為接通狀態(tài)，下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部為關(guān)斷狀態(tài)的上段再生區(qū)間中，理論上分路電阻中不流過電機(jī)電流，所以在分路電阻R的兩端中，不呈現(xiàn)分路電壓。此外，即使在上段開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部為關(guān)斷狀態(tài)，下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部為接通狀態(tài)的下段再生區(qū)間中，理論上分路電阻R中不流過電機(jī)電流，所以在分路電阻R的兩端中，不呈現(xiàn)分路電壓。Tl T4表示檢測(cè)在分路電阻R中流過電流的定時(shí)。再有，這里所說的定時(shí)是具有可進(jìn)行電流檢測(cè)的時(shí)長(zhǎng)的區(qū)間的概念。定時(shí)Tl、T2是動(dòng)力運(yùn)行區(qū)間中的檢測(cè)定時(shí)，它們是在分路電阻R中流過電機(jī)電流的狀態(tài)下的通常的電流檢測(cè)定時(shí)。定時(shí)T3、T4分別是上段再生區(qū)間、下段再生區(qū)間中的檢測(cè)定時(shí)，它們是理論上在分路電阻R中不流過電流的狀態(tài)、即電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)下的電流檢測(cè)定時(shí)。在圖3的定時(shí)Tl，上段開關(guān)元件Q1、Q3、Q5分別為接通、關(guān)斷、關(guān)斷，下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6分別為關(guān)斷、接通、接通，在逆變器電路2中，以在圖4中虛線箭頭所示的路徑流過電流。此時(shí)，分路電阻R中流過的電流為U相電流，在定時(shí)Tl檢測(cè)電機(jī)M的U相電流。在圖3的定時(shí)T2，上段開關(guān)元件Q1、Q3、Q5分別為接通、接通、關(guān)斷，下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6分別為關(guān)斷、關(guān)斷、接通，在逆變器電路2中，以在圖5中虛線箭頭所示的路徑流過電流。此時(shí)，分路電阻R中流過的電流為W相電流，在定時(shí)T2檢測(cè)電機(jī)M的W相電流。關(guān)于V相電流，從U相電流和W相電流，通過計(jì)算來求得。S卩，U相電流值為Iu，V相電流值為Iv，W相電流值為Iw時(shí)，在它們之間，以下關(guān)系成立。Iu+Iv+Iw = O
因此，V相電流值Iv可以作為Iv = - (Iu+Iw)來計(jì)算。在圖3的定時(shí)T3，上段開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部接通，下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部關(guān)斷，在逆變器電路2中，以圖6中虛線箭頭所示的路徑流過電流。此時(shí)的電流是電機(jī)M的繞組Lu、Lv、Lw中積蓄的電能量的釋放造成的再生電流，通過上段開關(guān)元件Q1、Q3、Q5而回流。因此，在定時(shí)T3，理論上在分路電阻R中應(yīng)該不流過電流，但與上述同樣地，有時(shí)在分路電阻R中流過漂移電流。該情況下也在分路電阻R的兩端上產(chǎn)生電壓，所以基于該電壓來檢測(cè)漂移電流。在圖3的定時(shí)T4，上段開關(guān)元件Q1、Q3、Q5全部關(guān)斷，下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6全部接通，在逆變器電路2中，以圖7中虛線箭頭所示的路徑流過電流。此時(shí)的電流是電機(jī)M的繞組Lu、Lv、Lw中積蓄的電能量的釋放造成的再生電流，通過下段開關(guān)元件Q2、Q4、Q6而回流。因此，在定時(shí)T4，理論上在分路電阻R中應(yīng)該不流過電流，但與上述同樣地，有時(shí)在分路電阻R中流過漂移電流。該情況下也在分路電阻R的兩端上產(chǎn)生電壓，所以基于該電壓來檢測(cè)漂移電流。下面，說明有關(guān)運(yùn)算控制單元4進(jìn)行的漂移補(bǔ)償。漂移補(bǔ)償是，在逆變器電路2的狀態(tài)處于電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)在分路電阻R中流過的漂移電流，基于該漂移電流的檢測(cè)電流值，校正電機(jī)電流的檢測(cè)電流值的處理。圖8是說明漂移補(bǔ)償?shù)臅r(shí)序圖。圖8的(a)表示從電源電路I對(duì)逆變器電路2供給的電源的接通和關(guān)斷狀態(tài)。圖8的(b)表示從驅(qū)動(dòng)器IC3輸出到逆變器電路2的PWM信號(hào)的波形。再有，從驅(qū)動(dòng)器IC3，對(duì)應(yīng)于開關(guān)元件Ql Q6，輸出六種PWM信號(hào)，但在圖8的(b)中，示意地表示其中的一個(gè)PWM信號(hào)的波形。圖8的(c)表示漂移電流、電流偏置值和目標(biāo)偏置值的各自變化。圖8的(d)表示電機(jī)控制裝置所裝載的ECU(電子控制組件)的溫度變化。如圖8的(d)那樣，E⑶的溫度變化時(shí)，如圖8的(C)所示，漂移電流也變動(dòng)。漂移電流呈現(xiàn)隨著溫度的上升而增加，隨著溫度的下降而減少的趨勢(shì)。對(duì)每個(gè)周期T測(cè)定該漂移電流，基于該測(cè)定值，對(duì)每個(gè)周期T設(shè)定目標(biāo)偏置值。而且，通過將目標(biāo)偏置值和電流偏置值進(jìn)行比較，并且直至電流偏置值達(dá)到目標(biāo)偏置值為止，將電流偏置值每次定量分級(jí)地校正。即，對(duì)每周期T，通過將電流偏置值校正相當(dāng)于預(yù)先設(shè)定的校正值K，從而緩慢地接近目標(biāo)偏置值。該情況下，若電流偏置值< 目標(biāo)偏置值，則進(jìn)行在電流偏置值上相加校正值K的加法運(yùn)算，若電流偏置值> 目標(biāo)偏置值，則進(jìn)行從電流偏置值中減去校正值K的減法運(yùn)笪下面，參照?qǐng)D9的流程圖，進(jìn)一步詳細(xì)地說明漂移補(bǔ)償?shù)牟襟E。圖9中的各步驟，由構(gòu)成運(yùn)算控制單元4的CPU執(zhí)行。在步驟S I中，從電源電路I對(duì)逆變器電路2供給的電源接通(圖8的時(shí)刻tl)。在該時(shí)刻，由于驅(qū)動(dòng)器IC3仍不處于動(dòng)作狀態(tài)，不輸出PWM信號(hào)，所以逆變器電路2未被驅(qū)動(dòng)。在步驟S2中，逆變器電路2為非PWM驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)(電機(jī)電流被視為零的狀態(tài))，通過放大電路5檢測(cè)在分路電阻R中流過的漂移電流，將該檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值(圖8的時(shí)刻t2)。此時(shí)的設(shè)定值成為電流偏置值的初始值。在步驟S3中，驅(qū)動(dòng)器IC3進(jìn)行動(dòng)作而輸出PWM信號(hào)，開始逆變器電路2的PWM驅(qū) 動(dòng)(圖8的時(shí)刻t3)。在步驟S4中，在流過電機(jī)電流的動(dòng)力運(yùn)行區(qū)間(參照?qǐng)D3)，檢測(cè)在分路電阻R中流過的電機(jī)電流。將此時(shí)的檢測(cè)電流值設(shè)為I。通過對(duì)放大電路5的輸出即檢測(cè)電流值乘以電流增益來計(jì)算檢測(cè)電流值I。在步驟S5中，通過進(jìn)行在電流偏置值上相加步驟S4中檢測(cè)出的檢測(cè)電流值I的加法運(yùn)算，從而補(bǔ)償電機(jī)電流的檢測(cè)電流值。該補(bǔ)償?shù)碾娏髦党蔀榭刂朴秒娏髦?。再有，在步驟S5的首次執(zhí)行時(shí)，被加法運(yùn)算的電流偏置值是步驟S2中設(shè)定的初始值。在步驟S6中，基于步驟S5中算出的控制用電流值，進(jìn)行通常的反饋控制。即，從控制用電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差來計(jì)算電壓指令值，生成具有與該電壓指令值對(duì)應(yīng)的占空比的各相的PWM信號(hào)。然后，將生成的PWM信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)器IC3，由驅(qū)動(dòng)器IC3對(duì)逆變器電路2進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。由此，電機(jī)M中流過的電流受到控制，以使其為目標(biāo)電流值。在步驟S7中，在電機(jī)電流被視為零的再生區(qū)間(參照?qǐng)D3)，檢測(cè)在分路電阻R中流過的漂移電流。將此時(shí)的檢測(cè)電流值設(shè)為Ιο。通過對(duì)放大電路5的輸出即檢測(cè)電流值乘以電流增益來計(jì)算檢測(cè)電流值Ιο。在步驟S8中，求步驟S5中所用的電流偏置值和步驟S7中檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值Io之差，判定該差是否在規(guī)定范圍內(nèi)。這里，將兩者的差(絕對(duì)值)與作為閾值的校正值K進(jìn)行比較，若差為校正值K以下(步驟S8為“是”)，則漂移電流的變化小，判斷為不需要電流偏置值的校正，而進(jìn)至步驟S10。另一方面，若兩者的差超過校正值K(步驟S8為“否”)，則漂移電流的變化大，判斷為需要電流偏置值的校正，而進(jìn)至步驟S9。圖10是表示圖9的步驟S9中的電流偏置值校正的詳細(xì)步驟的流程圖。圖10的各步驟由構(gòu)成運(yùn)算控制單元4的CPU執(zhí)行。在步驟S21中，將漂移電流的檢測(cè)電流值Io設(shè)定為目標(biāo)偏置值。在步驟S21的首次執(zhí)行時(shí)，檢測(cè)電流值Io是圖9的步驟S7中檢測(cè)出的電流值。在步驟S22中，將步驟S21中設(shè)定的目標(biāo)偏置值和電流偏置值進(jìn)行比較。在步驟S22的首次執(zhí)行時(shí)，電流偏置值是圖9的步驟S2中設(shè)定的初始值。步驟S22中的比較的結(jié)果，在電流偏置值小于目標(biāo)偏置值的情況下，為了增加電流偏置值而接近目標(biāo)偏置值，進(jìn)至步驟S23。在步驟S23中，進(jìn)行在電流偏置值上相加校正值K的加法運(yùn)算，從而更新電流偏置值。然后，進(jìn)至步驟S25。另一方面，在步驟S22中的比較結(jié)果為電流偏置值大于目標(biāo)偏置值的情況下，為了使電流偏置值減少而接近目標(biāo)偏置值，所以進(jìn)至步驟S24。在步驟S24中，進(jìn)行從電流偏置值中減去校正值K的減法運(yùn)算，更新電流偏置值。然后，進(jìn)至步驟S25。在步驟S25中，與圖9的步驟S4同樣，在動(dòng)力運(yùn)行區(qū)間中檢測(cè)電機(jī)電流。在步驟S26中，更新控制用電流值。即，進(jìn)行在步驟S25中檢測(cè)出的電機(jī)電流的檢測(cè)電流值I上相加步驟S23、S24中所得的電流偏置值的加法運(yùn)算，從而計(jì)算新的控制用電流值。在步驟S27中，使用步驟S26中算出的控制用電流值，與圖9的步驟S6同樣，進(jìn)行通常的反饋控制。在步驟S28中，步驟S23、S24中更新了電流偏置值的結(jié)果，判定電流偏置值是否達(dá)到了目標(biāo)偏置值。在電流偏置值未達(dá)到目標(biāo)偏置值的情況下(步驟S28為“否”)，判斷為需要繼續(xù)進(jìn)行電流偏置值的校正，從而進(jìn)至步驟S29。
在步驟S29中，與圖9的步驟S7同樣，在電機(jī)電流被視為零的再生區(qū)間中檢測(cè)漂移電流。然后，轉(zhuǎn)移到步驟S21，將步驟S29中檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值Io設(shè)定為新的目標(biāo)偏置值。由此，目標(biāo)偏置值被更新。然后，在步驟S22中，將更新的目標(biāo)偏置值和當(dāng)前的電流偏置值進(jìn)行比較，基于該比較結(jié)果，在步驟S23、S24中進(jìn)行電流偏置值的校正。然后，執(zhí)行步驟S25 S27的各處理，直至在步驟S28中電流偏置值與目標(biāo)偏置值相等為止，重復(fù)步驟S21 S29的處理。通過重復(fù)執(zhí)行步驟S21 S29的處理，電流偏置值對(duì)每個(gè)周期T被校正相當(dāng)于校正值K，緩慢地接近目標(biāo)偏置值。例如，在圖8的時(shí)刻t4 til的區(qū)間，由于電流偏置值比目標(biāo)偏置值小，所以對(duì)每個(gè)周期T進(jìn)行在電流偏置值上相加校正值K的加法運(yùn)算，從而電流偏置值接近目標(biāo)偏置值。此外，在圖8的時(shí)刻tl5 t21的區(qū)間，由于電流偏置值比目標(biāo)偏置值大，所以對(duì)每個(gè)周期T進(jìn)行從電流偏置值中減去校正值K的加法運(yùn)算，從而電流偏置值接近目標(biāo)偏置值。然后，在步驟S28中，判斷為電流偏置值與目標(biāo)偏置值相等(步驟S28為“是”)，電流偏置值被校正到漂移補(bǔ)償所需的值，從而結(jié)束電流偏置值的校正(圖8的時(shí)刻til tl5)。然后，轉(zhuǎn)移到圖9的步驟S10，判定從電源電路I對(duì)逆變器電路2供給的電源是否被關(guān)斷。若電源未被關(guān)斷(步驟S 10為“否”)，則返回到步驟S4，執(zhí)行以后的各步驟。然后，若電源關(guān)斷(步驟SlO為“是”)，則結(jié)束圖9的一系列的步驟。再有，在圖8的例子中，漂移電流隨著溫度變化而單調(diào)增加和單調(diào)減少，在單調(diào)增加的區(qū)間重復(fù)校正值的加法運(yùn)算，在單調(diào)減少的區(qū)間重復(fù)校正值的減法運(yùn)算，從而電流偏置值被校正。但是，漂移電流除了溫度以外還因噪聲等而變動(dòng)。噪聲的情況下，漂移電流的變化不規(guī)則，有時(shí)相法運(yùn)算和減法運(yùn)算被混合重復(fù)，但電流偏置值的校正的原理與溫度變化的情況相同。如以上那樣，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行漂移補(bǔ)償時(shí)，對(duì)電流偏置值，對(duì)每個(gè)周期T進(jìn)行校正值K的加法運(yùn)算或減法運(yùn)算，每次較少地校正電流偏置值，緩慢地接近目標(biāo)偏置值。因此，即使在漂移電流極大地變化的情況下，電流偏置值的急劇變化也被抑制。由此，可以避免電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著電壓指令值的急劇變化而突變，維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺。此外，在本實(shí)施方式中，在直至電流偏置值達(dá)到目標(biāo)偏置值為止的期間，對(duì)每個(gè)周期T，進(jìn)行電機(jī)電流的檢測(cè)(步驟S25)、利用電流偏置值對(duì)該檢測(cè)電流值進(jìn)行補(bǔ)償(步驟S26)、以及基于補(bǔ)償?shù)臋z測(cè)電流值(控制用電流值)的電機(jī)控制(步驟S27)。由此，能夠以周期為單位，進(jìn)行精細(xì)的漂移補(bǔ)償。此外，在本實(shí)施方式中，求電流偏置值和漂移電流的檢測(cè)電流值之差，僅在該差不在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，設(shè)定目標(biāo)偏置值而進(jìn)行電流偏置值的校正(步驟S8、S21 S24)。因此，電流偏置值的校正在電流偏置值和漂移電流的檢測(cè)電流值之差變大的情況下執(zhí)行，在兩者的差較小的情況下不執(zhí)行，所以控制用電流值不變動(dòng)至需要以上。由此，可以維持更穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺。此外，在本實(shí)施方式中，在逆變器電路2的電源接通后，將直至逆變器電路2開始動(dòng)作為止的期間檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值的初始值(步驟S2)。然后，在逆變器電路2開始了動(dòng)作后，基于使用上述初始值算出的控制用電流值，控制電機(jī)電流(步驟S5、S6)。這里，由于初始值是電機(jī)M的停止?fàn)顟B(tài)下設(shè)定的電流偏置值，所以沒有在電機(jī)M開始了驅(qū)動(dòng)的時(shí)刻，電流偏置值的突變的問題。
在本發(fā)明中，也可以在除了上述實(shí)施方式以外采用各種各樣的實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，對(duì)各周期設(shè)定目標(biāo)偏置值，分級(jí)地校正電流偏置值，但例如也可以每I周期設(shè)定目標(biāo)偏置值，分級(jí)地校正電流偏置值。此外，在上述實(shí)施方式中，作為圖9的步驟S8中的閾值，使用了圖10的步驟S23、S24中的校正值K，但步驟S8中的閾值也可以是與校正值K不同的值。此外，在上述實(shí)施方式中，在例子中列舉了使用單一的分路電阻R的電機(jī)控制裝置，但在各相的下臂中分別設(shè)有分路電阻的情況下，也可以適用本發(fā)明。此外，在上述實(shí)施方式中，在上段再生區(qū)間和下段再生區(qū)間兩方中，檢測(cè)分路電阻R的電流，進(jìn)行了漂移補(bǔ)償，但也可以僅在上段再生區(qū)間和下段再生區(qū)間的任一方中，檢測(cè)分路電阻R的電流，進(jìn)行漂移補(bǔ)償。此外，在上述實(shí)施方式中，在例子中列舉了 U相為最大相、V相為中間相、W相為最小相的情況(圖2)，但這是一例，例如，即使U相為最小相、V相為中間相、W相為最大相的情況，或U相為中間相、V相為最小相、W相為最大相的情況等各相與最大相、中間相、最小相的組合是哪樣的情況，都可以適用本發(fā)明。此外，在上述實(shí)施方式中，作為開關(guān)元件Ql Q6使用了 FET，但也可以使用IGBT (絕緣柵雙極晶體管)那樣的其他開關(guān)元件。此外，在上述實(shí)施方式中，作為電機(jī)M在例子中列舉了 3相電機(jī)，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于4相以上的多相電機(jī)的情況。此外，在上述實(shí)施方式中，作為電機(jī)M在例子中列舉了無刷電機(jī)，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)或同步電機(jī)等的裝置。而且，在上述實(shí)施方式中，列舉了對(duì)車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)用本發(fā)明的例子，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置以外的裝置。
權(quán)利要求
1.電機(jī)控制裝置，其特征在于，包括 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)； 電流檢測(cè)部件，檢測(cè)所述電機(jī)中流過的電機(jī)電流； 控制部件，將所述電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的電機(jī)電流的檢測(cè)電流值與目標(biāo)電流值進(jìn)行比較，基于該偏差來控制所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件；以及 補(bǔ)償部件，在所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件的狀態(tài)為所述電機(jī)電流被視為零的狀態(tài)時(shí)，將所述電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值，根據(jù)該電流偏置值來補(bǔ)償所述電機(jī)電流的檢測(cè)電流值， 所述補(bǔ)償部件設(shè)定與檢測(cè)出的所述漂移電流的電流值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)偏置值，直至所述電流偏置值達(dá)到所述目標(biāo)偏置值為止，分級(jí)地校正該電流偏置值。
2.權(quán)利要求I所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電流檢測(cè)部件對(duì)每個(gè)規(guī)定的周期檢測(cè)所述漂移電流， 所述補(bǔ)償部件 基于所述電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值，對(duì)每個(gè)所述周期設(shè)定目標(biāo)偏置值， 在所述電流偏置值小于所述目標(biāo)偏置值的情況下，通過進(jìn)行在所述電流偏置值上相加預(yù)先設(shè)定的校正值的加法運(yùn)算，而在所述電流偏置值大于所述目標(biāo)偏置值的情況下，進(jìn)行從所述電流偏置值中減去所述校正值的減法運(yùn)算，從而對(duì)每個(gè)所述周期校正所述電流偏置值。
3.權(quán)利要求2所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電流檢測(cè)部件對(duì)每個(gè)所述周期檢測(cè)所述電機(jī)電流， 所述補(bǔ)償部件根據(jù)補(bǔ)償?shù)乃鲭娏髌弥刀鴮?duì)每個(gè)所述周期補(bǔ)償所述電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的所述電機(jī)電流的檢測(cè)電流值， 所述控制部件對(duì)每個(gè)所述周期，基于所述補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)電流的檢測(cè)電流值和所述目標(biāo)電流值之間的偏差，控制所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件。
4.權(quán)利要求I所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述補(bǔ)償部件求所述電流偏置值和所述漂移電流的檢測(cè)電流值之差，僅在該差未在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，設(shè)定所述目標(biāo)偏置值從而校正所述電流偏置值。
5.權(quán)利要求I所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述補(bǔ)償部件在所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件的電源接通后，直至所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件開始動(dòng)作為止的期間，將所述電流檢測(cè)部件檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值的初始值， 所述控制部件在所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件開始了動(dòng)作后，基于按所述初始值補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)電流的檢測(cè)電流值和所述目標(biāo)電流值之間的偏差，控制所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件。
全文摘要
本發(fā)明的電機(jī)控制裝置抑制電流偏置值的急劇變化，可以維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向感覺。在將電機(jī)電流視為零的狀態(tài)下檢測(cè)出的漂移電流的檢測(cè)電流值設(shè)定為電流偏置值，根據(jù)該電流偏置值來補(bǔ)償電機(jī)電流的檢測(cè)電流值的電機(jī)控制裝置中，對(duì)每個(gè)規(guī)定周期(T)檢測(cè)漂移電流，基于電流值的漂移電流的檢測(cè)電流值，對(duì)每個(gè)周期(T)設(shè)定目標(biāo)偏置值。在電流偏置值小于目標(biāo)偏置值的情況下，通過進(jìn)行在電流偏置值上相加校正值(K)的加法運(yùn)算，而在電流偏置值大于目標(biāo)偏置值的情況下，通過進(jìn)行從電流偏置值中減去校正值(K)的減法運(yùn)算，從而對(duì)每個(gè)周期(T)校正電流偏置值。
文檔編號(hào)H02P6/08GK102868341SQ20121023399
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者藪口教定, 福本哲也, 中村健信 申請(qǐng)人:歐姆龍汽車電子株式會(huì)社