專利名稱：電動機(jī)控制裝置及電動助力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用PWM的占空比指令值來進(jìn)行驅(qū)動控制的電動機(jī)控制裝置，和利用電動機(jī)控制裝置向車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)向輔助力的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。特別涉及動作音少，使扭矩波動減少的電動機(jī)控制裝置，和裝載該電動機(jī)控制裝置的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
利用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)力輔助車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向裝置,將電動機(jī)的驅(qū)動力經(jīng)減速機(jī)由齒輪或皮帶等傳動機(jī)構(gòu)，向轉(zhuǎn)向軸或齒條軸施加輔助力。并且，為了向電動機(jī)提供電流來使該電動機(jī)產(chǎn)生所希望的扭矩，在電動機(jī)驅(qū)動電路上使用變換器。在此，如圖1所示，對現(xiàn)有的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的一般結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，駕駛盤I的柱軸(轉(zhuǎn)向軸)2經(jīng)過減速齒輪3、萬向節(jié)4a和4b、齒臂機(jī)構(gòu)5、轉(zhuǎn)向橫拉桿6a、6b,再通過輪轂單元7a、7b與轉(zhuǎn)向車輪8L、8R連接。此外，在柱軸2上設(shè)有檢測駕駛盤I的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器10，對駕駛盤I的轉(zhuǎn)向力進(jìn)行輔助的電動機(jī)20經(jīng)過減速齒輪3與柱軸2連接。從電池13向控制電動助力轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置(ECU) 100供電，同時(shí)，經(jīng)過點(diǎn)火開關(guān)11輸入點(diǎn)火信號。控制裝置100基于由扭矩傳感器10檢測出的轉(zhuǎn)向扭矩T及由車速傳感器12檢測出的車速Vs，進(jìn)行輔助(轉(zhuǎn)向輔助)指令的電流指令值的運(yùn)算，在電流控制單元通過對電流指令值施加補(bǔ)償?shù)鹊碾妷褐噶钪礒，來控制供給電動機(jī)20的電流。另外，車速Vs也可以從CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))等處獲得?？刂蒲b置100主要由CPU (也包含MPU、MCU)構(gòu)成，該CPU內(nèi)部由程序執(zhí)行的一般功能如圖2所示。參照圖2說明控制裝置100的功能及動作，由扭矩傳感器10檢測出的轉(zhuǎn)向扭矩T和由車速傳感器12檢測出的車速Vs被輸入到運(yùn)算電流指令值Irefl的電流指令值運(yùn)算單元101中。電流指令值運(yùn)算單元101基于輸入的轉(zhuǎn)向扭矩T和車速Vs，利用輔助圖表等決定作為供給電動機(jī)20的電流的控制目標(biāo)值的電流指令值Irefl。電流指令值Irefl經(jīng)過加法單元102A作為電流指令值Iref2被輸入到電流限制單元103，限制了最大電流的電流指令值Iref3被輸入到減法單元102B,運(yùn)算Iref3與被反饋回來的電動機(jī)電流值Im之間的偏差I(lǐng)ref4 (Iref3-1m)，該偏差I(lǐng)ref4被輸入到進(jìn)行PI控制等的電流控制單元104。在電流控制單元104改善了特性的電壓指令值E被輸入到PWM控制單元105中，再經(jīng)過作為驅(qū)動單元的變換器106對電動機(jī)20進(jìn)行PWM驅(qū)動。由變換器106內(nèi)的電流檢測器106A檢測出電動機(jī)20的電流值Im，該電流值Im被反饋到減法單元102B。變換器106作為開關(guān)元件一般使用FET，由FET的電橋電路構(gòu)成。另外，來自補(bǔ)償單元110的補(bǔ)償信號CM在加法單元102A進(jìn)行加法運(yùn)算，由補(bǔ)償信號CM的加法運(yùn)算可進(jìn)行系統(tǒng)的補(bǔ)償、改善收斂性和慣性特性等。補(bǔ)償單元110將自位扭矩(SAT)113和慣性112在加法單元114進(jìn)行加法運(yùn)算，該加法運(yùn)算結(jié)果再與收斂性111在加法單元115進(jìn)行加法運(yùn)算，將加法單元115的加法運(yùn)算結(jié)果作為補(bǔ)償信號CM。電動機(jī)20為三相(A、B、C)無刷電動機(jī)的情況下，PWM控制單元105和變換器106的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。PWM控制單元105是由占空比運(yùn)算單元105A和門驅(qū)動單元105B構(gòu)成，其中占空比運(yùn)算單元105A是將電壓指令值E按照規(guī)定公式運(yùn)算三相的PWM占空比指令值D1 D6 ；門驅(qū)動單元105B是用PWM占空比指令值D1 D6來驅(qū)動FET1 FET6各門的開或關(guān)；變換器106是由A相的高側(cè)FETl及低側(cè)FET4構(gòu)成的上下分路、由B相的高側(cè)FET2及低側(cè)FET5構(gòu)成的上下分路和C相的FET3及FET6構(gòu)成的上下分路組成的三相橋式結(jié)構(gòu)，由PWM占空比指令值Df D6控制開或關(guān)來驅(qū)動電動機(jī)20。并且，設(shè)A相的PWM占空比指令值為Da，B相的PWM占空比指令值為Db，C相的PWM占空比指令值為Dc。在這樣的結(jié)構(gòu)中，雖然需要測量變換器106的驅(qū)動電流或電動機(jī)20的電動機(jī)電流，但作為控制裝置100的小型化、輕量化、低成本的要求項(xiàng)目之一，有電流檢測器106A的單一化(一分流式電流檢測器)。作為電流檢測器的單一化已知有一分流式電流檢測器，一分流式的電流檢測器106A的結(jié)構(gòu)如圖4所示。即，在FET橋的底部分路與接地之間以一分流連接有電阻R1，將電流流過FET橋時(shí)的因電阻Rl造成的電壓下降用運(yùn)算增幅器106A-1和電阻R2 R4換算為電流值Ima，用A/D轉(zhuǎn)換單元106A-2在規(guī)定的定時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字值的電流值lm。圖5是表示電源(電池)、變換器106、電流檢測器106A及電動機(jī)20的接線圖，以圖6為例，表示A相高側(cè)的FETl導(dǎo)通(低側(cè)的FET4斷開)、B相高側(cè)的FET2斷開(低側(cè)的FET5導(dǎo)通)、C相高側(cè)的FET3斷開(低側(cè)的FET6導(dǎo)通)狀態(tài)時(shí)的電流路徑(虛線)。另外，圖7是表示，A相高側(cè)的FETl導(dǎo)通(低側(cè)的FET4斷開)、B相高側(cè)的FET2導(dǎo)通(低側(cè)的FET5斷開)、C相高側(cè)的FET3斷開(低側(cè)的FET6導(dǎo)通)狀態(tài)時(shí)的電流路徑(虛線)。從這些圖6和圖7的電流路徑可知，高側(cè)FET導(dǎo)通的相的合計(jì)值在電流檢測器106A中表現(xiàn)為檢測電流。即，在圖6中能夠檢測A相電流，在圖7中能夠檢測A相和B相電流。這在電流檢測器106A連接在變換器106的上段分路和電源之間的情況下也相同。據(jù)此，任意一相為導(dǎo)通狀態(tài)及兩相為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，可用電流檢測器106A檢測電動機(jī)電流，利用電流三相之和等于O的特性，可檢測ABC三相的各相電流。用一分流式的單一電流檢測器進(jìn)行的電流檢測，利用上述特性能夠檢測各相電流。這種情況下，為了邊除去在FET導(dǎo)通后馬上流過電流檢測器的環(huán)噪音(ringing noise)等的噪音成分邊檢測電流,需要一定的時(shí)間。即，為了用一分流式電流檢測器檢測各相電動機(jī)電流，根據(jù)各相PWM的配置移動，制作使目標(biāo)相的PWM的導(dǎo)通狀態(tài)保持了規(guī)定時(shí)間的狀態(tài)進(jìn)行電流檢測，據(jù)此來檢測各相的電動機(jī)電流。因此，雖然需要使一相導(dǎo)通狀態(tài)、二相導(dǎo)通狀態(tài)僅持續(xù)電流檢測所需時(shí)間，但在各相占空比均衡的情況下，會產(chǎn)生不能確保該持續(xù)時(shí)間的問題。作為解決這種問題的現(xiàn)有技術(shù)，有日本特開2009-118621號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)或日本特開2007-112416號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中所示的裝置。專利文獻(xiàn)I所公開的裝置是，當(dāng)判定為電流不能檢測時(shí)，使PWM信號的相位僅移動規(guī)定量來偏移PWM相位，確保成為“PWM導(dǎo)通”的時(shí)間僅為電流檢測所需時(shí)間,進(jìn)行電流檢測。即，該裝置具備開關(guān)個數(shù)判定裝置和相位移動裝置，該開關(guān)個數(shù)判定裝置是在可否檢測電流判定裝置判定為電流不能檢測的情況下，判定上分路開關(guān)元件導(dǎo)通的個數(shù)為偶數(shù)還是奇數(shù)；該相位移動裝置是，開關(guān)個數(shù)判定裝置判定為偶數(shù)的情況下，使規(guī)定相的PWM信號向規(guī)定的移動方向僅移動規(guī)定量，判定為奇數(shù)的情況下，使規(guī)定相的PWM信號向反方向僅移動規(guī)定量，或者，使各相的PWM信號中占空比的大小最大的PWM信號的相位向規(guī)定的移動方向僅移動規(guī)定量，占空比的大小最小的PWM信號的相位向反方向僅移動規(guī)定量。
另外，專利文獻(xiàn)2所公開的裝置，在各相PWM中，分別擁有相位不同的履歷，進(jìn)行PWM輸出，從而偏移PWM相位，確保成為“PWM導(dǎo)通”的時(shí)間僅為電流檢測所需的時(shí)間，進(jìn)行電流檢測。即，在電動機(jī)驅(qū)動電路和接地之間的電流路徑上，設(shè)置用于檢測流過該電流路徑的電流值的單一的電流傳感器，偏移用于生成各相PWM信號的鋸齒波的相位，偏移各相PWM信號向低電平下降的定時(shí)，據(jù)此，基于在V相PWM信號下降至低電平后到時(shí)間經(jīng)過的期間內(nèi)的電流傳感器的輸出信號，得到流過電動機(jī)的U相電流的值。
專利文獻(xiàn)I和2的裝置均為通過偏移PWM相位使得一相導(dǎo)通狀態(tài)和二相導(dǎo)通狀態(tài)僅維持電流檢測所需時(shí)間來進(jìn)行電流檢測，從而可用一分流式電流檢測器檢測電動機(jī)的各相電流。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-118621號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-112416號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
可是，專利文獻(xiàn)I及2的裝置均存在，因有意維持一相導(dǎo)通狀態(tài)及二相導(dǎo)通狀態(tài)，而出現(xiàn)在電流檢測定時(shí)時(shí)的電動機(jī)電流值因電流瞬態(tài)響應(yīng)特性與在一個PWM周期內(nèi)的電動機(jī)電流平均值為不同值的問題。
圖8表示，用三分流式進(jìn)行電流檢測情況下的現(xiàn)有的PWM驅(qū)動時(shí)的PWM(A相PWM、B相PWM、C相PWM)和與其對應(yīng)的電動機(jī)電流(A相電流、B相電流、C相電流)變化的情形，表示為PWM周期中心的時(shí)刻tl是全相電流檢測的定時(shí)。另外,A相電流的虛線表示A相平均電流，B相電流的虛線表示B相平均電流，C相電流的虛線表示C相平均電流。在該三分流式電流檢測中，雖然一個PWM周期內(nèi)的電流變動小，各相平均電流與各相電流檢測值的差值小，但存在需要三相檢測器的問題。
圖9表示，用一分流式進(jìn)行電流檢測情況下的PWM (A相PWM、B相PWM、C相PWM)和與其對應(yīng)的電動機(jī)電流(A相電流、B相電流、C相電流)變化的情形，PWM周期中心用時(shí)刻tl表示。另外，A相電流的虛線表示A相平均電流，B相電流的虛線表示B相平均電流，C相電流的虛線表示C相平均電流。在一分流式的電流檢測中，由于檢測定時(shí)如時(shí)刻t2、t3那樣變動，所以存在如本例的A相電流所示那樣，在一個PWM周期內(nèi)的電流變動變大的問題。另外，輸入B相PWM的時(shí)刻t2為A相電流檢測定時(shí)，輸入C相PWM的時(shí)刻t3為C相電流檢測定時(shí)，相對于瞬間的檢測定時(shí)，電動機(jī)平均電流是在一個PWM周期內(nèi)被算出的，所以檢測定時(shí)不能測量平均電流，檢測出的電流值和平均電流之間產(chǎn)生誤差。因此需要進(jìn)行校正處理，圖9表示對A相電流用校正量CRl進(jìn)行校正，對C相電流用校正量CR2進(jìn)行校正。
常規(guī)電動機(jī)的控制裝置由于以使用一個PWM周期中的電動機(jī)的平均電流為前提，所以如上所述平均電流和電動機(jī)電流值之間產(chǎn)生誤差(由于本來難以計(jì)算測量平均值而產(chǎn)生誤差)的話，電動機(jī)動作音性能惡化，進(jìn)而在將電動機(jī)控制裝置適用于電動助力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，有成為產(chǎn)生駕駛盤波動的主要原因的問題。即，效果產(chǎn)生誤差的話，就不能得到所期望的輔助量，因此產(chǎn)生聲音、扭矩波動，特別是在低速轉(zhuǎn)向(駕駛盤中間位置附近)中表現(xiàn)顯著。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，本發(fā)明的目的是提供一種電動機(jī)控制裝置及裝載了該電動機(jī)控制裝置的電動助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動機(jī)控制裝置，利用一分流式電流檢測器進(jìn)行電動機(jī)的各相電流檢測，對小型化、輕量化、降低成本也有貢獻(xiàn)，動作音少、減少扭矩波動。解決技術(shù)問題的手段本發(fā)明涉及一種電動機(jī)控制裝置，該電動機(jī)控制裝置根據(jù)PWM的各相占空比指令值利用變換器驅(qū)動控制電動機(jī)，同時(shí)利用一分流式電流檢測器檢測所述電動機(jī)的各相電動機(jī)電流。本發(fā)明的上述目的可以通過下述這樣實(shí)現(xiàn)，即:具備電流檢測校正單元，該電流檢測校正單元根據(jù)所述變換器的電源電壓、所述各相占空比指令值、所述電動機(jī)的反向電壓信息、利用所述電流檢測器檢測出的所述各相電動機(jī)電流、所述PWM的配置信息及所述電動機(jī)的電特性公式計(jì)算電流檢測校正值；根據(jù)所述電流檢測校正值，將所述電流檢測器檢測出的所述各相電動機(jī)電流校正至電動機(jī)平均電流并驅(qū)動控制所述電動機(jī)。并且，本發(fā)明的上述目的還可以通過下述這樣更有效地實(shí)現(xiàn)，即:通過將所述電流檢測校正值加到所述電流檢測器檢測出的所述各相電動機(jī)電流來進(jìn)行所述校正；或，所述電流檢測校正單元，計(jì)算電流檢測定時(shí)與一個PWM周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)之間的各相PWM-導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間，根據(jù)所述電特性公式計(jì)算以相電流標(biāo)準(zhǔn)值為基準(zhǔn)的電流變化量，從所述電流變化量計(jì)算一個PWM周期內(nèi)的所述電動機(jī)平均電流，據(jù)此來求得所述電流檢測校正值；或，所述電流檢測校正單元是由PWM-導(dǎo)通或斷開圖形持續(xù)時(shí)間計(jì)算單元、施加電壓部分電流變化量計(jì)算單元、電流變化量計(jì)算單元和電流檢測值計(jì)算單元構(gòu)成的，所述PWM-導(dǎo)通或斷開圖形持續(xù)時(shí)間計(jì)算單元根據(jù)所述各相占空比指令值及所述PWM的配置信息計(jì)算電流檢測定時(shí)與一個PWM周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)之間的各相PWM-導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間，所述施加電壓部分電流變化量計(jì)算單元輸入所述PWM-導(dǎo)通或斷開圖形、所述持續(xù)時(shí)間、所述電源電壓的檢測值及所述反向電壓信息來計(jì)算每個定時(shí)的施加電壓部分電流變化量，所述電流變化量計(jì)算單元根據(jù)所述施加電壓部分電流變化量及所述各相電動機(jī)電流，計(jì)算以相電流檢測值為基準(zhǔn)的電流變化量，所述電流檢測值計(jì)算單元根據(jù)由所述電流變化量計(jì)算出在一個PWM周期內(nèi)的平均電流，以此來求得所述電流檢測校正值；或，所述規(guī)定定時(shí)為在一個PWM周期內(nèi)各PWM切換的定時(shí)；或，所述規(guī)定定時(shí)為一個PWM周期內(nèi)的開始點(diǎn)、中間點(diǎn)及終點(diǎn)的三個定時(shí)。通過搭載上述電動機(jī)控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能、高功能的電動助力轉(zhuǎn)向裝置。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置，使用廉價(jià)的一分流式電流檢測器，根據(jù)一個PWM周期內(nèi)的PWM的導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間，計(jì)算各相的電壓圖形，再加入電動機(jī)電阻等電壓降低部分，據(jù)此能夠計(jì)算相對于檢測電流的電動機(jī)電流變化圖形，由于能夠計(jì)算出與以一個PWM周期內(nèi)的檢測電流為基準(zhǔn)的平均電流的變化量，所以可通過將其作為校正值進(jìn)行加法運(yùn)算來將檢測電流值校正到與電動機(jī)平均電流值相當(dāng)。根據(jù)該電流校正，能夠消除或減少一分流式電流檢測中成為問題的檢測電流與平均電流之間的誤差，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)動作音少、抑制扭矩波動的電動機(jī)控制裝置。并且，在將本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置適用于電動助力轉(zhuǎn)向裝置的情況下也能夠抑制異常音和駕駛盤波動的產(chǎn)生，因此在維持轉(zhuǎn)向性能的同時(shí)，能夠采用一分流式電流檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、輕量化。


圖1是表示一般的電動助力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是表示控制裝置的一個實(shí)例的結(jié)構(gòu)方框圖。圖3是表示PWM控制單元及變換器的結(jié)構(gòu)例的線路圖。圖4是表示一分流式電流檢測器的結(jié)構(gòu)例的線路圖。圖5是表示具有一分流式電流檢測器的變換器的一個實(shí)例的線路圖。圖6是表示具有一分流式電流檢測器的變換器的動作例的電流路徑圖。圖7是表示具有一分流式電流檢測器的變換器的動作例的電流路徑圖。圖8是表示根據(jù)三分流式電流檢測得到的PWM波形和電動機(jī)電流波形的特性例的時(shí)序圖(一個PWM周期)。圖9是表示根據(jù)一分流式電流檢測得到的PWM波形和電動機(jī)電流波形的特性例的時(shí)序圖(一個PWM周期)。圖10是表示本發(fā)明結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖11是表示規(guī)定定時(shí)與PWM、電動機(jī)電流波形之間關(guān)系(實(shí)施方式I)的時(shí)序圖(一個PWM周期)。圖12是表示PWM導(dǎo)通或斷開圖形與變換器施加電壓Vi之間關(guān)系的類型圖。圖13是表示電流檢測校正單元的結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖14是表示在圖13的例子中的PWM導(dǎo)通或斷開圖形持續(xù)時(shí)間計(jì)算單元的輸出例的圖。圖15是表示規(guī)定定時(shí)與PWM、電動機(jī)電流波形之間關(guān)系(實(shí)施方式2)的時(shí)序圖(一個PWM周期)。圖16是表示在圖15的例子中的PWM導(dǎo)通或斷開圖形持續(xù)時(shí)間計(jì)算單元的輸出例的圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中設(shè)有電流檢測校正單元，該電流檢測校正單元根據(jù)在PWM控制單元得到的各相占空比指令值、從電源電壓檢測單元得到的電源電壓檢測值、電動機(jī)反向電壓信息、在PWM控制單元得到的PWM配置信息和電動機(jī)的電特性公式，將用一分流式電流檢測器檢測出的各相電動機(jī)電流檢測值校正到與電動機(jī)一個PWM平均電流相當(dāng)。電流檢測校正單元，基于PWM各相占空比指令值及PWM配置信息，計(jì)算電流檢測定時(shí)和一個PWM周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)之間的各相導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間，基于電源電壓檢測值、反向電壓信息及電動機(jī)的電特性公式，計(jì)算以進(jìn)行了 A/D轉(zhuǎn)換的各相電動機(jī)電流檢測值為基準(zhǔn)的電流變化量，基于電流變化量，計(jì)算一個PWM周期內(nèi)的平均電流，以此來計(jì)算校正電流值。將計(jì)算出的校正電流值加到各相電動機(jī)電流檢測值上來進(jìn)行校正。
根據(jù)一個PWM周期內(nèi)的PWM的導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間，計(jì)算各相的電壓圖形，再加入電動機(jī)電阻等的電壓降低部分，以此能夠計(jì)算相對于檢測電流的電動機(jī)電流變化圖形。根據(jù)該電動機(jī)電流變化圖形，能夠計(jì)算以一個PWM周期內(nèi)的檢測電流為基準(zhǔn)的電流變化量，因此可將其作為校正值進(jìn)行加法運(yùn)算，以此將各相電動機(jī)電流檢測值校正到與電動機(jī)平均電流值相當(dāng)。根據(jù)該電流校正，能夠消除或顯著減少在一分流式電流檢測中成為問題的檢測電流與平均電流之間的誤差，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)動作音少、抑制扭矩波動的電動機(jī)控制裝置。
并且，在將本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置適用于電動助力轉(zhuǎn)向裝置的情況下也能夠抑制異常音和駕駛盤波動的產(chǎn)生，因此能夠在維持轉(zhuǎn)向性能的同時(shí)，采用一分流式電流檢測，實(shí)現(xiàn)小型化、低成本、輕量化。
下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖10是使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)例與圖2相對應(yīng)表示，本發(fā)明中，設(shè)置計(jì)算并輸出電流檢測校正值Idct_h的電流檢測校正單元200，同時(shí)，設(shè)置檢測電源電壓V (Vr)的電源電壓檢測單元210和加法單元211，該加法單元211將在電流檢測校正單元200被計(jì)算的電流檢測校正值IdctJ1與電流檢測值Im進(jìn)行加法運(yùn)算，將該加法運(yùn)算后的電流值輸入到減法單元102B。電流檢測校正單元200計(jì)算并輸出電流檢測校正值Idct_h，在加法單元211將其與電流檢測值Im進(jìn)行加法運(yùn)算并反饋到減法單元102B，該電流檢測校正值IdctJ1是使用在電源電壓檢測單元210檢測出的電源(電池)的電源電壓Vr、在電流檢測器106A檢測出的電流檢測值Im、各相PWM配置信息PWMp反向電壓信息EMF，將電流檢測值Im校正到與電動機(jī)平均電流值相當(dāng)?shù)碾娏鳈z測校正值。電流檢測校正值Idct_h的計(jì)算是通過計(jì)算出流過在一個PWM周期內(nèi)任意設(shè)定的多個規(guī)定定時(shí)的電動機(jī)電流值相對于檢測電流值的電流變化量，求出多個規(guī)定定時(shí)所分別推導(dǎo)出的電流變化量的一個PWM周期內(nèi)的時(shí)間平均值。
雖然圖11中用時(shí)序圖(一個PWM周期)表不本發(fā)明的原理，但對于A相PWM、B相PWM、C相PWM，表示出A相電流(實(shí)線)的變化情形及A相平均電流(虛線)。而且，表示出將多個規(guī)定定時(shí)ScTS6作為一個PWM周期的開始點(diǎn)(定時(shí)\)、終點(diǎn)(定時(shí)S6)、各相導(dǎo)通或斷開切換時(shí)刻(定時(shí)S^S5)的情況，在將B相PWM輸入時(shí)的定時(shí)S1作為A相電流檢測定時(shí)的情況下，對于在該定時(shí)S1時(shí)的A相電流(定時(shí)電流)，分別求得定時(shí)Stl處的A相電流與定時(shí)電流的差、定時(shí)Stl處 的A相電流與定時(shí)電流的差ERl、定時(shí)S2處的A相電流與定時(shí)電流的差ER2、定時(shí)S3處的A相電流與定時(shí)電流的差ER3、定時(shí)S4處的A相電流與定時(shí)電流的差ER4、定時(shí)S5處的A相電流與定時(shí)電流的差ER5、定時(shí)S6處的A相電流與定時(shí)電流的差ER6。此時(shí)，關(guān)于在A相電流檢測定時(shí)S1之前，用后述的第一理論公式計(jì)算，關(guān)于在A相電流檢測定時(shí)S1之后，用后述的第二理論公式計(jì)算。而且，在圖11中，τ表示電流檢測所需時(shí)間。
下面對各規(guī)定定時(shí)(S0^S6)的電流檢測校正值Idct_h的計(jì)算方法進(jìn)行說明。基本上根據(jù)電動機(jī)及控制裝置(ECU)的電特性公式推導(dǎo)，由于以電流檢測的A/D定時(shí)為基準(zhǔn)，所以根據(jù)規(guī)定定時(shí)在電流檢測A/D定時(shí)之前存在還是在其后存在，計(jì)算方法不同。
在此，電動機(jī)及控制裝置(ECT)的電特性公式由下述公式I表示。
(公式I)
ν( ~ΒΜΡ{ =
但，V為電動機(jī)施加電壓(電源電壓)，EMF為電動機(jī)的反向電壓，L為電動機(jī)的電感，R為電動機(jī)的電阻。關(guān)于電流微分值對公式I進(jìn)行求解，得到下述公式2。(公式2)
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)控制裝置，其根據(jù)PWM的各相占空比指令值利用變換器驅(qū)動控制電動機(jī)，同時(shí)利用一分流式電流檢測器檢測所述電動機(jī)的各相電動機(jī)電流，其特征在于，所述電動機(jī)控制裝置具備電流檢測校正單元，該電流檢測校正單元根據(jù)所述變換器的電源電壓、所述各相占空比指令值、所述電動機(jī)的反向電壓信息、用所述電流檢測器檢測出的所述各相電動機(jī)電流、所述PWM的配置信息以及所述電動機(jī)的電特性公式，計(jì)算電流檢測校正值； 根據(jù)所述電流檢測校正值，將所述電流檢測器檢測到的所述各相電動機(jī)電流校正到電動機(jī)平均電流來驅(qū)動控制所述電動機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，通過將所述電流檢測校正值加到用所述電流檢測器檢測到的所述各相電動機(jī)電流中來進(jìn)行所述校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述電流檢測校正單元計(jì)算電流檢測定時(shí)與一個PWM周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)之間的各相PWM導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間，根據(jù)所述電特性公式計(jì)算以相電流標(biāo)準(zhǔn)值為基準(zhǔn)的電流變化量，從所述電流變化量計(jì)算一個PWM周期內(nèi)的所述電動機(jī)平均電流，據(jù)此求出所述電流檢測校正值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述規(guī)定定時(shí)是在一個PWM周期內(nèi)各PWM切換的定時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述規(guī)定定時(shí)是一個PWM周期內(nèi)的開始點(diǎn)、中間點(diǎn)及終點(diǎn)的定時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述電流檢測校正單元是由PWM-導(dǎo)通或斷開圖形持續(xù)時(shí)間計(jì)算單元、施加電壓部分電流變化量計(jì)算單元、電流變化量計(jì)算單元和電流檢測值計(jì)算單元構(gòu)成的，所述PWM-導(dǎo)通或斷開圖形持續(xù)時(shí)間計(jì)算單元根據(jù)所述各相占空比指令值及所述PWM的配置信息，計(jì)算電流檢測定時(shí)與一個PWM周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)之間的各相PWM-導(dǎo)通或斷開圖形及其持續(xù)時(shí)間；所述施加電壓部分電流變化量計(jì)算單元輸入所述PWM-導(dǎo)通或斷開圖形、所述持續(xù)時(shí)間、所述電源電壓的檢測值以及所述反向電壓信息來計(jì)算每個定時(shí)的施加電壓部分電流變化量；所述電流變化量計(jì)算單元根據(jù)所述施加電壓部分電流變化量及所述各相電動機(jī)電流，計(jì)算以相電流檢測值作為基準(zhǔn)的電流變化量；所述電流檢測值計(jì)算單元根據(jù)由所述電流變化量計(jì)算出一個PWM周期內(nèi)的平均電流，據(jù)此求出所述電流檢測校正值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述規(guī)定定時(shí)是在一個PWM周期內(nèi)各PWM切換的定時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述規(guī)定定時(shí)是一個PWM周期內(nèi)的開始點(diǎn)、中間點(diǎn)以及終點(diǎn)的三點(diǎn)定時(shí)。
9.一種電動助力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，搭載了根據(jù)權(quán)利要求廣8中任意一項(xiàng)所述的電動機(jī)控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動機(jī)控制裝置及裝載了該電動機(jī)控制裝置的電動助力轉(zhuǎn)向裝置，該電動機(jī)控制裝置，利用一分流式對電動機(jī)的電流進(jìn)行檢測，動作音少，減少扭矩波動。一種電動機(jī)控制裝置，其根據(jù)PWM的各相占空比指令值，利用變換器驅(qū)動控制電動機(jī)的同時(shí)，用一分流式電流檢測器檢測所述電動機(jī)的各相電動機(jī)電流，所述電動機(jī)控制裝置具備電流檢測校正單元，該電流檢測校正單元根據(jù)變換器的電源電壓、各相占空比指令值、電動機(jī)的反向電壓信息、用電流檢測器檢測到的各相電動機(jī)電流、PWM的配置信息以及電動機(jī)的電特性公式計(jì)算電流檢測校正值，根據(jù)電流檢測校正值，將電流檢測器檢測出的各相電動機(jī)電流校正到電動機(jī)平均電流，并驅(qū)動控制電動機(jī)。
文檔編號B62D6/00GK103155401SQ201280000444
公開日2013年6月12日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月12日
發(fā)明者今村洋介, 森堅(jiān)吏, 前田將宏 申請人:日本精工株式會社