CN104426436A - 电机控制装置 - Google Patents

电机控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104426436A
CN104426436A CN201410445982.5A CN201410445982A CN104426436A CN 104426436 A CN104426436 A CN 104426436A CN 201410445982 A CN201410445982 A CN 201410445982A CN 104426436 A CN104426436 A CN 104426436A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
duty ratio
parts
pwm signal
motor control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410445982.5A
Other languages
English (en)
Inventor
滨崎真充
中村健信
鞍谷真一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Mobility Corp
Original Assignee
Omron Automotive Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Automotive Electronics Co Ltd filed Critical Omron Automotive Electronics Co Ltd
Publication of CN104426436A publication Critical patent/CN104426436A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2205/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/01—Current loop, i.e. comparison of the motor current with a current reference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明提供降低了PWM信号的占空比的变化所引起的噪音的电机控制装置。电机控制装置包括：逆变器电路(2)，驱动电机(6)；单一的分流电阻(Rs)，用于电流检测；占空比算出部(12)，算出PWM信号的占空比；PWM信号生成部(13)，生成PWM信号并输出至逆变器电路(2)；相位移动部(16)，偏移规定的相的PWM信号的相位；以及相位移动可否判定部(17)，判定可否进行由相位移动部(16)进行的相位偏移。若由占空比算出部(12)算出的全部相的占空比持续处于50％附近，则相位移动可否判定部(17)判定为不可进行相位移动，维持PWM信号的相位偏移状态。

Description

电机控制装置
技术领域
本发明涉及通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)方式来控制电机的电机控制装置，特别是涉及使用单一的电流检测部件来检测各相的电流的电机控制装置。
背景技术
例如，在车辆的电动助力转向(electric power steering)装置中，为了将与方向盘(handle)的操舵转矩相应的操舵辅助力给予转向机构，设置了三相无刷电机(brushless motor)等的电动式电机。作为控制该电机的旋转的装置，已知使用了PWM方式的电机控制装置(参照专利文献1～9)。
一般来说，PWM方式的电机控制装置具备：逆变器电路，基于PWM信号而驱动电机；控制部，控制该逆变器电路的动作；以及电流检测电路，检测电机电流。逆变器电路具有相的数目个上下一对的臂(arm)，在各组的上臂和下臂中分别设置开关元件。电流检测电路包含检测流过逆变器电路的各相的电机电流的电流检测电阻(以下称为“分流电阻”)。控制部基于应流过电机的电流的目标值与分流电阻中检测到的电流的值的偏差，按逆变器电路的各开关元件的每一个，生成具有规定的占空比(duty)的PWM信号，将其输出至逆变器电路。逆变器电路的各开关元件根据该PWM信号进行接通/断开动作。由此，电流从电源通过逆变器电路流动至电机，电机旋转。
然而，在将检测电机电流的分流电阻分别设置在逆变器电路的各相的下臂的情况下，能够将流过电机的各相的电流检测为实际测量值。但是，此时，需要相的数目个分流电阻，电路结构变得复杂。因此，以往使用单一的分流电阻来检测各相的电流(参照专利文献1～5)。以下，将该方式称为“单分流(single shunt)方式”。在单分流方式中，检测流过分流电阻的二相的电流，使用这些检测值，通过运算求得剩余的一相的电流(细节在后面叙述)。
图6表示基于单分流方式的电机控制装置的一例。电机控制装置200被设置在电源电路5和电机6之间，具备逆变器电路2、电流检测电路3、以及控制部20。电机6例如是在车辆的电动助力转向装置中使用的三相无刷电机。为了检测该电机6的旋转角度，设置了解析器(resolver)等的角度检测器7。电源电路5由直流电源、整流电路、以及平滑电路等构成。
逆变器电路2由对应于A相、B相、C相而设置3组上下一对的臂的三相桥构成。A相的上臂a1和下臂a2分别具有开关元件Q1、Q2。B相的上臂a3和下臂a4分别具有开关元件Q3、Q4。C相的上臂a5和下臂a6分别具有开关元件Q5、Q6。这些开关元件Q1～Q6例如由FET(电场效应晶体管)构成。以下，将各相的上臂的开关元件称为“上级开关元件”，将各相的下臂的开关元件称为“下级开关元件”。
用于检测流过电机6的电流的电流检测电路3由分流电阻Rs和放大电路31构成。分流电阻Rs被连接到逆变器电路2和接地G之间。放大电路31放大分流电阻Rs的两端的电压，并输出至控制部20。控制部20基于根据由放大电路31给予的电压而算出的检测电流值、与根据由转矩传感器(省略图示)给予的操舵转矩而算出的目标电流值的偏差，算出各相的PWM信号的占空比。并且，将基于该占空比而生成的各相的PWM信号(PWM1～PWM6)输出至逆变器电路2。逆变器电路2的开关元件Q1～Q6根据这些PWM信号进行接通/断开动作。由此，电流从电源电路5通过逆变器电路2流动至电机6，电机6旋转。并且，按照与PWM信号的占空比和相位相应的开关元件Q1～Q6的接通/断开的模式(pattern)，控制流过电机6的电流的大小和方向。
图7～图10是说明基于单分流方式的电机电流检测的原理的图。如图7所示，基于锯齿状的载波信号，生成与A相、B相、C相的占空比相应的各相的PWM信号。由于关于PWM信号的生成方法被熟知，所以在此省略说明。以下，将占空比为最大的相称为“最大相”，将占空比为最小的相称为“最小相”，将占空比中间的相称为“中间相”。在图7中，A相成为最大相，B相成为最小相，C相成为中间相。
另外，图7的各相的PWM信号表示被给予各相的上级开关元件的PWM信号(图6的PWM1、PWM3、PWM5)。在后述的各图中也同样。被给予各相的下级开关元件的PWM信号(图6的PWM2、PWM4、PWM6)是将图7的各相的PWM信号大致反转的信号。图7所示的PWM周期是从载波信号的下降至下一个下降为止的期间，由五个PWM周期构成一个控制周期。1PWM周期例如是50μs。此时，1控制周期成为250μs。此外，如图7所示的斜线部分表示用于检测流过分流电阻Rs的电流的电流检测区间。该电流检测区间被设定为，在各控制周期的最后的PWM周期中，直至中间相(C相)以及最小相(B相)的各PWM信号上升为止的规定区间。
图8是对以图7的点划线包围的部分进行放大，对其添加流过分流电阻Rs的电流(分流电流)的波形的图。在图8中，W1是检测A相电流的电流检测区间，W2是检测B相电流的电流检测区间。
在电流检测区间W1中，A相PWM信号成为“H”(High)，B相PWM信号成为“L”(Low)，C相PWM信号成为“L”。因此，如图9所示，上级开关元件Q1、Q3、Q5分别为ON、OFF、OFF，下级开关元件Q2、Q4、Q6分别成为OFF、ON、ON。其结果，形成如图9的虚线箭头所示的电流路径，A相电流IA流过分流电阻Rs。由于该A相电流IA而在分流电阻Rs的两端产生的电压经由放大电路31(图6)而被输入控制部20，在控制部20中被进行A/D变换(模拟－数字变换)，从而检测A相电流的电流值IA。
在电流检测区间W2中，A相PWM信号成为“H”，B相PWM信号成为“L”，C相PWM信号成为“H”。因此，如图10所示，上级开关元件Q1、Q3、Q5分别为ON、OFF、ON，下级开关元件Q2、Q4、Q6分别成为OFF、ON、OFF。其结果，形成如图10的虚线箭头所示的电流路径，逆极性的B相电流－IB流过分流电阻Rs。由于该B相电流－IB而在分流电阻Rs的两端产生的电压经由放大电路31(图6)被输入控制部20，在控制部20中被进行A/D变换，从而检测B相电流的电流值IB。
若A相电流的电流值IA和B相电流的电流值IB被检测，则C相电流的电流值IC能够使用IA和IB通过运算而求出。即，根据基尔霍夫(Kirchhoff)法则，在各相的电流值IA、IB、IC之间有IA+IB+IC＝0的关系，所以C相电流的电流值IC能够算出为IC＝－(IA+IB)。
在这样的基于单分流方式的电机控制装置200中，为了在控制部20中正常地对由分流电阻Rs检测到的电流进行A/D变换，相同大小的电流必须持续一定期间(例如2μs以上)而流过分流电阻Rs。然而，根据PWM信号的各相的占空比的大小关系，存在在一个相和其他相之间逆变器电路2的开关元件Q1～Q6接通/断开的定时的间隔变得非常短的情况。此时，由于电流检测所需的电流没有流过分流电阻Rs，所以不能进行二相的电流检测，也不可能算出剩余的一相的电流。
因此，已知在一个相和其他相之间的、开关元件的接通/断开的定时的间隔比阈值短的情况下，对PWM信号进行相位偏移的方法(参照专利文献1、9)。例如，在图7中，相对于作为最大相的A相的PWM信号，作为中间相的C相的PWM信号的相位向延迟方向偏移。此外，作为最小相的B相的PWM信号的相位比作为中间相的C相的PWM信号的相位更向延迟方向偏移。通过这样的相位偏移，在一个相和其他相之间开关元件的接通/断开的定时的间隔变大，电流在电流检测所需的时间流过分流电阻Rs。其结果，确保充分的电流检测区间W1、W2，所以能够准确地检测流过电机6的二相的电流。
但是，偏移PWM信号的相位的结果，存在伴随电机电流剧烈地变动而在电机中产生基于电流波纹(ripple)的噪音的问题。防止这样的噪音的产生的技术在专利文献2～4中被公开。在专利文献2中，在按照根据PWM信号的占空比的大小关系分类的多个模式而偏移相位的情况下，以占空比的大小关系发生变化的点为界，在相邻的相邻模式间使得占空比具有滞后(hysteresis)特性。在专利文献3中，在判定为不能进行基于电流检测部件的电流检测的情况下，在全部PWM周期中将1控制周期内的规定相的PWM信号的相位偏移相同的量。在专利文献4中，通过在1控制周期内将相位偏移量从零逐渐增大，或者向零逐渐减小，从而逐渐偏移PWM信号的相位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2010－279141号公报
专利文献2：(日本)特许第4833186号公报
专利文献3：(日本)特许第4884355号公报
专利文献4：(日本)特许第4884356号公报
专利文献5：(日本)特开2007－112416号公报
专利文献6：(日本)特开平10－155278号公报
专利文献7：(日本)特表2005－531270号公报
专利文献8：(日本)特开2001－95279号公报
专利文献9：美国专利第6735537号说明书
在上述的电机控制装置中，存在根据占空比的运算结果，各相的PWM信号的占空比全部成为50％附近的情况。例如，在电动助力转向装置中，在没有转动方向盘的状态(中立状态)下，各相的PWM信号的占空比成为50％。
图11表示在各相的占空比处于50％附近的情况下的、电机旋转角度与占空比的关系。A相、B相、C相的各占空比都以50％为中心，在49％～51％的范围(50％±1％)变化。A相、B相、C相的占空比的大小关系以60°为间隔而转换，该大小关系能够分类为#1～#6的六个模式。图12示出各模式与最大相、中间相、最小相的关系。
如图11那样，若A相、B相、C相的各占空比在50％附近变化，则占空比稍微变化就产生模式的迁移。例如，将当前的模式设为模式#2，设为A相、B相、C相的各自的占空比DA、DB、DC设为DA＝50.8％、DB＝50.1％、DC＝49.3％(DA＞DB＞DC)。此时，各相的PWM信号的相位偏移状态成为如图13(a)那样。另外，在图13的各图中，示出了各相的1PWM周期量的PWM信号。
若设为从该状态变化为各相的占空比DA、DB、DC为DA＝50.9％、DB＝49.2％、DC＝50.0％，则B相和C相的占空比的大小关系转换，模式从模式#2变化为模式#3(DA＞DC＞DB)。此时的各相的占空比的变化量ΔDA、ΔDB、ΔDC为ΔDA＝0.1％、ΔDB＝－0.9％、ΔDC＝0.7％。此外，B相和C相的占空比的大小关系转换，从而各相的PWM信号的相位偏移状态变化为如图13(b)那样。
此外，若设为从模式#2的状态变化为各相的占空比DA、DB、DC为DA＝49.8％、DB＝49.3％、DC＝50.9％，则A相、B相、C相的占空比的大小关系转换，模式从模式#2变化为模式#4(DC＞DA＞DB)。此时的各相的占空比的变化量ΔDA、ΔDB、ΔDC为ΔDA＝－1.0％、ΔDB＝－0.8％、ΔDC＝1.6％。此外，A相、B相、C相的占空比的大小关系转换，从而各相的PWM信号的相位偏移状态变化为如图13(c)那样。
以下同样，通过各相的占空比DA、DB、DC稍微变化，从而能够产生从一个模式至其他全部模式的迁移。并且，伴随该迁移，各相的PWM信号的相位偏移状态在图13的(a)～(f)间变化，相位偏移状态频繁地切换。若该切换的频率被包含于可听频域，则存在从逆变器电路或者电机产生噪音的问题。
另一方面，如图14所示，在各相的占空比都以50％为中心，在48％～52％的范围(50％±2％)变化的情况下，基于占空比的稍微的变化的模式迁移的产生频度与图11的情况相比变低。例如，将当前的模式设为模式#2，若考虑各相的占空比在50％±1％以内变化的情况，则从模式#2迁移的模式仅为与模式#2相邻的模式#1以及模式#3的两个。向模式#3的迁移是B相和C相的占空比的大小关系转换的情况，向模式#1的迁移是A相和B相的占空比的大小关系转换的情况。从而，各相的PWM信号的相位偏移状态也仅在图13的(a)、(b)、(f)间变化。
根据以上的情况，在如图11那样各相的占空比在50％附近变化的情况下，怎样防止伴随占空比的稍微的变化而产生的噪音是重要的。
发明内容
本发明的课题在于提供降低了这样的噪音的电机控制装置。
本发明所涉及的电机控制装置包括：逆变器电路，对应于相数而设置多组上下一对的臂，在各相的上臂和下臂分别具有开关元件，基于各开关元件的接通/断开来驱动电机；单一的电流检测部件，用于检测通过该逆变器电路而流过的电机的电流；占空比算出部件，基于由该电流检测部件检测到的电流的电流值与目标电流值的偏差，算出用于使各开关元件接通/断开的PWM信号的占空比；PWM信号生成部件，基于由该占空比算出部件算出的占空比，生成PWM信号，将该PWM信号输出至各开关元件；相位移动部件，对由占空比算出部件算出的占空比的大小进行比较，基于该比较结果，偏移规定的相的PWM信号的相位；相位状态维持部件，维持由该相位移动部件进行的相位的偏移状态。在由占空比算出部件算出的全部相的占空比持续为50％的情况下，相位状态维持部件维持由相位移动部件进行的相位的偏移状态。
这样，则在各相的占空比持续为50％的情况下，不进行PWM信号的相位偏移，暂时维持偏移了的相位状态，即使占空比稍微变化也不产生模式的迁移。因此，PWM信号的相位偏移状态不会频繁地切换，能够抑制切换的频率被包含于可听频域所导致的噪音的产生。
也可以是在本发明中，在由占空比算出部件算出的全部相的占空比持续处于包含50％而上限为50％+α且下限为50％－β即小于规定值的范围内的情况下，相位状态维持部件维持由相位移动部件进行的相位的偏移状态。此时，也可以设为α＝β＝1％，将小于规定值的范围设为51％～49％。
也可以是在本发明中，相位状态维持部件在各相的PWM信号的上升的定时偏差由电流检测部件能够进行电流检测的时间量的状态下，维持由相位移动部件进行的相位的偏移状态。
也可以是在本发明中，在由占空比算出部件算出的各相的占空比的最大值与最小值的差持续小于规定值的情况下，相位状态维持部件维持由相位移动部件进行的相位的偏移状态。
也可以是在本发明中，代替相位状态维持部件而设置相位移动频度降低部件，该相位移动频度降低部件在由占空比算出部件算出的全部相的占空比持续为50％的情况下，减少通过相位移动部件偏移相位的频度。
也可以是在本发明中，代替相位状态维持部件而设置相位移动频度降低部件，该相位移动频度降低部件在由占空比算出部件算出的各相的占空比的最大值与最小值的差持续小于规定值的情况下，减少通过相位移动部件偏移相位的频度。
发明效果
根据本发明，能够提供降低了PWM信号的占空比的变化所引起的噪音的电机控制装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的电机控制装置的电路图。
图2是表示CPU的各部的相互关系的框图。
图3是表示电机旋转角度与占空比的关系的图。
图4是表示图3的模式#2中的相位偏移状态的图。
图5是表示相位偏移处理的过程的流程图。
图6是表示基于单分流方式的电机控制装置的一例的电路图。
图7是表示载波信号和各相的PWM信号的时序图。
图8是以图7的点划线包围的部分的放大图。
图9是表示电流检测区间W1中的逆变器电路的电流路径的图。
图10是表示电流检测区间W2中的逆变器电路的电流路径的图。
图11是表示电机旋转角度与占空比的关系的图。
图12是表示图11的各模式与最大相、中间相、最小相的关系的表。
图13(a)～(f)是表示与各模式对应的PWM信号的图。
图14是表示电机旋转角度与占空比的关系的图。
标号说明
1  CPU
2 逆变器电路
3  电流检测电路
6  电机
10  控制部
12  占空比算出部(占空比算出部件)
13  PWM信号生成部(PWM信号生成部件)
14  占空比比较部(相位移动部件)
15  相位偏移量算出部(相位移动部件)
16  相位移动部(相位移动部件)
17  相位移动可否判定部(相位状态维持部件)
100  电机控制装置
a1、a3、a5  上臂
a2、a4、a6  下臂
Q1～Q6  开关元件
Rs  分流电阻(电流检测部件)
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在附图中，对相同的部分或者对应的部分赋予相同的标号。
首先，参照图1说明电机控制装置的结构。电机控制装置100被设置在电源电路5和电机6之间，具备逆变器电路2、电流检测电路3、以及控制部10。电机6例如是在车辆的电动助力转向装置中使用的三相无刷电机。为了检测该电机6的旋转角度，设置解析器等角度检测器7。图1的电机控制装置100的结构与图6的电机控制装置200的结构基本上相同，但控制部10的功能与图6的控制部20的功能不同(细节在后面叙述)。
控制部10具备CPU1和存储器4。CPU1具有载波信号生成部11、占空比算出部12、PWM信号生成部13、占空比比较部14、相位偏移量算出部15、相位移动部16、以及相位移动可否判定部17。存储器4包含ROM、RAM等。由于逆变器电路2、电流检测电路3、以及电源电路5与图6所示相同，所以省略关于这些部件的说明。
图2是表示CPU1的各部11～17的相互关系的框图。实际上，这些各部11～17的功能通过软件来实现。
载波信号生成部11生成如图7所示那样的锯齿状的载波信号。占空比算出部12基于由电流检测电路3检测到的电机电流的电流值与根据从转矩传感器(省略图示)被给予的操舵转矩而算出的目标电流值的偏差、以及从角度检测器7被给予的电机6的旋转角度，算出各相的PWM信号的占空比。PWM信号生成部13基于由载波信号生成部11生成的载波信号、和由占空比算出部12算出的占空比，生成各相的PWM信号(图1的PWM1～PWM6)，将这些PWM信号经由相位移动部16输出至逆变器电路2。
占空比比较部14对由占空比算出部12算出的各相的占空比进行比较，决定占空比为最大的最大相，占空比为最小的最小相，以及占空比为中间的中间相。即，将各相的占空比根据大小而赋予位次。相位偏移量算出部15基于占空比比较部14中的位次赋予结果，算出相位偏移量。相位移动部16基于由相位偏移量算出部15算出的相位偏移量，偏移由PWM信号生成部13生成的规定的相的PWM信号的相位。相位移动可否判定部17基于由占空比算出部12算出的各相的占空比，判定可否进行由相位移动部16进行的相位偏移。
在以上的结构中，分流电阻Rs是本发明中的“电流检测部件”的一例。占空比算出部12是本发明中的“占空比算出部件”的一例。PWM信号生成部13是本发明中的“PWM信号生成部件”的一例。占空比比较部14、相位偏移量算出部15、以及相位移动部16是本发明中的“相位移动部件”的一例。相位移动可否判定部17是本发明中的“相位状态维持部件”的一例。
接着，说明上述的电机控制装置100中的相位偏移处理。在图2中，由占空比算出部12算出的各相的占空比通过占空比比较部14被比较并赋予位次。基于该位次赋予结果，通过相位偏移量算出部15算出相位偏移量。基于该相位偏移量，在相位移动部16中，进行规定相的PWM信号的相位偏移。至此为止与以往的动作相同。另一方面，相位移动可否判定部17监视由占空比算出部12算出的A相、B相、C相的各占空比。并且，在全部相的占空比持续处于由图3所示的Z的范围内的情况下，相位移动可否判定部17判定为不可进行相位偏移，之后，对相位移动部16输出用于维持当前的相位偏移状态的相位状态维持信号。由此，在相位移动部16中不进行PWM信号的相位偏移，维持当前的相位偏移状态。即，在全部相的占空比持续处于图3的Z的范围内的期间，暂时不将偏移了的相位进一步偏移，而是就这样进行维持。
在此，Z是包含50％而上限为50％+α且下限为50％－β即小于规定值的范围。α和β也可以是相同的值，也可以是不同的值。此外，α和β还包含0％。在α和β都为0％的情况下，仅在A相、B相、C相的全部相的占空比为50％的情况下，维持相位偏移状态。在图3的例中，α＝β＝1％，Z＝51％～49％。从而，若A相、B相、C相的全部相的占空比处于51％～49％的范围内，则维持相位偏移状态。
像这样，在本实施方式中，在各相的占空比为50％的情况下，或者在各相的占空比处于包含50％的规定范围Z内的情况下，维持相位偏移状态。因此，即使假设占空比在50％附近稍微变化，也不产生模式的迁移。从而，PWM信号的相位偏移状态不会频繁地切换，所以能够降低切换的频率被包含于可听频域所导致的逆变器电路2和电机6的噪音。
然而，通过如上述那样维持相位偏移状态，从而维持当前的模式中的各相间的相位关系。例如，若当前的模式为模式#2，则维持图4所示的相位关系。图4与图13(a)相同。此时，A相、B相、C相的各PWM信号的上升的定时偏差基于分流电阻Rs能够进行电流检测的时间量。从而，由于能够确保充分的电流检测区间W1、W2，所以即使不进行相位偏移的状态在之后也持续，也不对电机电流的检测产生阻碍。
图5是表示在上述的相位偏移处理中，CPU1执行的处理的流程图。该流程图的一系列的过程按每1控制周期重复执行。
在步骤S1中，基于一个之前的控制周期中检测到的各相的电流值等，通过占空比算出部12算出A相、B相、C相的各占空比。
在步骤S2中，通过相位移动可否判定部17判定可否进行相位偏移。具体而言，相位移动可否判定部17判定步骤S1中算出的各相的占空比是否持续全部处于图3的规定范围Z内。在上次的判定中判定为各相的占空比的一部分或者全部没有处于规定范围Z内，且在此次的判定中判定为各相的占空比的全部处于规定范围Z内的情况下(步骤S2；“否”)，由于全占空比没有持续处于规定范围Z内，所以判断为可进行相位移动，前进至步骤S3。由此，如后述那样，能够进行电流检测。此外，在上次的判定中判定为各相的占空比的全部处于规定范围Z内，且在此次的判定中也判定为各相的占空比的全部处于规定范围Z内的情况下(步骤S2；“是”)，由于全占空比持续处于规定范围Z内，所以判断为不可进行相位移动，不执行步骤S3以及S4而转移至步骤S5。此时，由于相位已经被偏移，维持该偏移状态，所以能够检测电流。另外，若上次的判定结果是各相的占空比的一部分或者全部没有处于规定范围Z内的判定(步骤S2；“否”)，则无关于此次的判定结果而判断为可进行相位移动，前进至步骤S3。
在步骤S3中，通过占空比比较部14对步骤S1中算出的各相的占空比的大小进行比较，进行占空比的位次赋予。即，决定最大相、中间相、最小相。
在步骤S4中，根据步骤S3中的位次赋予的结果，通过相位偏移量算出部15算出最大相、中间相、最小相的相位偏移量。
在步骤S5中，基于步骤S1中算出的占空比、和步骤S4中算出的相位偏移量，通过PWM信号生成部13生成PWM信号。
在步骤S6中，在电流检测区间W1、W2中，检测流过分流电阻Rs的最大相和最小相的电流的值。
在步骤S7中，使用步骤S6中检测到的二相的电流值，通过运算求出剩余的中间相的电流值。
在本发明中，在以上叙述之外也能够采用各种实施方式。例如，在前述的实施方式中，将图3中的α和β都设为1％，将规定范围Z设为51％～49％。但是，这是一例，α和β能够根据电机6的特性而设定为任意的值(例如0.5％)。另外，α和β的范围优选为2％＞α≥0％、2％＞β≥0％。
此外，在前述的实施方式中，设置相位移动可否判定部17，通过将相位状态维持信号从该相位移动可否判定部17输出至相位移动部16，从而维持了相位的偏移状态，但本发明不限定于此。例如，也可以是若由占空比比较部14比较了各相的占空比的结果为各相的占空比处于全部规定范围Z内，则相位偏移量算出部15不将相位偏移量输出至相位移动部16。这样，也能够不通过相位移动部16进行相位偏移，维持相位偏移状态。此时，不需要相位移动可否判定部17，占空比比较部14和相位偏移量算出部15构成本发明中的“相位状态维持部件”。
此外，在前述的实施方式中，通过相位移动部16直接偏移PWM信号的相位，但也可以通过按各相的每一个偏移所生成的载波信号的相位，从而在结果上偏移PWM信号的相位。此时，在图2中，在载波信号生成部11和PWM信号生成部13之间设置相位移动部16即可。
此外，在相位偏移时，在图7的例子中，以最大相为基准，将中间相和最小相偏移能够进行电流检测的规定量，但本发明不限定于此。例如，如专利文献1中记载的那样，也可以以中间相为基准，将最大相和最小相偏移能够进行电流检测的规定量，也可以以最小相为基准，将最大相和中间相偏移能够进行电流检测的规定量。
此外，在前述的实施方式中，若各相的占空比的全部持续处于规定范围Z内，则判断为不可进行相位移动，维持了相位偏移状态，但本发明不限定于此。例如，也可以是在各相的占空比的全部持续处于规定范围Z内的情况下，与各相的占空比的一部分或者全部没有处于规定范围Z内的情况相比，减少偏移相位的频度。例如，通常时，在每次运算占空比时算出相位的偏移量，但在各相的占空比的全部持续处于规定范围Z内的情况下，也可以在每运算2次占空比时仅运算1次相位偏移量。
此外，代替上述的方法而也可以是在由占空比算出部12算出的各相的占空比的最大值与最小值的差持续小于规定值Z’的情况下维持相位偏移状态。或也可以是在由占空比算出部12算出的各相的占空比的最大值与最小值的差持续小于规定值Z’的情况下，与前述相同地减少偏移相位的频度。
此外，在前述的实施方式中，叙述了三相电机的控制装置，但本发明不限于三相电机，还能够应用于四相以上的多相电机的控制装置。此时，在逆变器电路2中，与相数相应地设置多组上下一对的臂。
此外，在前述的实施方式中，作为逆变器电路2的开关元件Q1～Q6，列举了FET为例，但也可以使用如IGBT(绝缘栅双极晶体管)那样的其他开关元件。
此外，在前述的实施方式中，作为电机6，列举了无刷电机为例，但本发明还能够应用于控制无刷电机以外的电机的情况。
进而，在前述的实施方式中，列举了在车辆的电动助力转向装置中使用的电机控制装置为例，但本发明还能够应用于在电动助力转向装置以外的装置中使用的电机控制装置。

Claims (7)

1.一种电机控制装置，包括：
逆变器电路，对应于相数而设置多组上下一对的臂，在各相的上臂和下臂分别具有开关元件，基于各开关元件的接通/断开来驱动电机；
单一的电流检测部件，用于检测通过所述逆变器电路而流过的所述电机的电流；
占空比算出部件，基于由所述电流检测部件检测到的电流的电流值与目标电流值的偏差，算出用于使所述各开关元件接通/断开的PWM信号的占空比；
PWM信号生成部件，基于由所述占空比算出部件算出的占空比，生成所述PWM信号，将该PWM信号输出至所述各开关元件；以及
相位移动部件，对由所述占空比算出部件算出的占空比的大小进行比较，基于该比较结果，偏移规定的相的PWM信号的相位，
其特征在于，所述电机控制装置还包括：
相位状态维持部件，维持由所述相位移动部件进行的相位的偏移状态，
在由所述占空比算出部件算出的全部相的占空比持续为50％的情况下，所述相位状态维持部件维持由所述相位移动部件进行的相位的偏移状态。
2.如权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
在由所述占空比算出部件算出的全部相的占空比持续处于包含50％而上限为50％+α且下限为50％－β即小于规定值的范围内的情况下，所述相位状态维持部件维持由所述相位移动部件进行的相位的偏移状态。
3.如权利要求2所述的电机控制装置，其特征在于，
所述α以及所述β为α＝β＝1％，所述小于规定值的范围为51％～49％。
4.如权利要求1至3的任一项所述的电机控制装置，其特征在于，
在各相的PWM信号的上升的定时偏差由所述电流检测部件能够进行电流检测的时间量的状态下，所述相位状态维持部件维持由所述相位移动部件进行的相位的偏移状态。
5.如权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
在由所述占空比算出部件算出的各相的占空比的最大值与最小值的差持续小于规定值的情况下，所述相位状态维持部件维持由所述相位移动部件进行的相位的偏移状态。
6.如权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
代替所述相位状态维持部件而具备相位移动频度降低部件，所述相位移动频度降低部件在由所述占空比算出部件算出的全部相的占空比持续为50％的情况下，减少通过所述相位移动部件偏移相位的频度。
7.如权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
代替所述相位状态维持部件而具备相位移动频度降低部件，所述相位移动频度降低部件在由所述占空比算出部件算出的各相的占空比的最大值与最小值的差持续小于规定值的情况下，减少通过所述相位移动部件偏移相位的频度。
CN201410445982.5A 2013-09-04 2014-09-03 电机控制装置 Pending CN104426436A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-183332 2013-09-04
JP2013183332A JP2015050909A (ja) 2013-09-04 2013-09-04 モータ制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104426436A true CN104426436A (zh) 2015-03-18

Family

ID=52470785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410445982.5A Pending CN104426436A (zh) 2013-09-04 2014-09-03 电机控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9337755B2 (zh)
JP (1) JP2015050909A (zh)
CN (1) CN104426436A (zh)
DE (1) DE102014217585A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105375838A (zh) * 2015-11-12 2016-03-02 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机相位的控制电路和方法
CN109562756A (zh) * 2016-08-12 2019-04-02 株式会社电装 旋转电机的故障检测装置
CN110535331A (zh) * 2018-05-24 2019-12-03 英飞凌科技奥地利有限公司 用于控制功率设备的信号
CN111525868A (zh) * 2020-05-09 2020-08-11 苏俊 一种三相逆变器移相方法和***以及可读存储介质

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112017013124A2 (pt) * 2014-12-19 2017-12-26 Nsk Ltd aparelho para controle de motor e aparelho de direção elétrica assistida utilizando o mesmo
JP6629056B2 (ja) 2015-12-02 2020-01-15 株式会社ミツバ モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法
KR20170067934A (ko) * 2015-12-08 2017-06-19 현대자동차주식회사 모터 제어 장치
JP6583000B2 (ja) * 2016-01-07 2019-10-02 株式会社デンソー 回転電機の制御装置
JP6723197B2 (ja) * 2017-05-31 2020-07-15 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置及びモータの駆動制御方法
DE102018200085A1 (de) 2018-01-04 2019-07-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Synchronmaschine
US10581351B2 (en) * 2018-01-24 2020-03-03 Texas Instruments Incorporated Method to reduce the commutation loss in a motor inverter

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2752111B1 (fr) 1996-07-30 1998-10-30 Texas Instruments France Procede et dispositif de commande d'onduleurs
US5874818A (en) * 1997-06-11 1999-02-23 Agile Systems, Inc. Method and apparatus for sensing load current in a motor controller
GB9920988D0 (en) 1999-09-07 1999-11-10 Trw Lucas Varity Electric Motor control
US6735537B2 (en) 2002-03-15 2004-05-11 Motorola, Inc. Procedure for measuring the current in each phase of a three-phase device via single current sensor
GB0213098D0 (en) * 2002-06-07 2002-07-17 Trw Ltd Motor control device
JP5196211B2 (ja) * 2005-09-22 2013-05-15 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP4884356B2 (ja) 2007-11-26 2012-02-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP4884355B2 (ja) 2007-11-26 2012-02-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP4833186B2 (ja) 2007-11-27 2011-12-07 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP5398356B2 (ja) * 2009-05-28 2014-01-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 電動機制御装置
US8358098B2 (en) * 2009-08-10 2013-01-22 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for power factor correction
JP5178799B2 (ja) * 2010-09-27 2013-04-10 株式会社東芝 モータ制御装置
EP2639957A4 (en) * 2010-11-10 2015-01-28 Kokusan Denki Co CONTROL DEVICE OF AN ELECTRIC LATHE
JP5848070B2 (ja) * 2010-12-27 2016-01-27 アスモ株式会社 ブラシレスモータ制御装置、及びブラシレスモータ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105375838A (zh) * 2015-11-12 2016-03-02 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机相位的控制电路和方法
CN105375838B (zh) * 2015-11-12 2018-02-06 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机相位的控制电路和方法
CN109562756A (zh) * 2016-08-12 2019-04-02 株式会社电装 旋转电机的故障检测装置
CN109562756B (zh) * 2016-08-12 2022-04-01 株式会社电装 旋转电机的故障检测装置
CN110535331A (zh) * 2018-05-24 2019-12-03 英飞凌科技奥地利有限公司 用于控制功率设备的信号
CN110535331B (zh) * 2018-05-24 2024-06-07 英飞凌科技奥地利有限公司 用于控制功率设备的信号
CN111525868A (zh) * 2020-05-09 2020-08-11 苏俊 一种三相逆变器移相方法和***以及可读存储介质
CN111525868B (zh) * 2020-05-09 2021-09-24 苏俊 一种三相逆变器移相方法和***以及可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015050909A (ja) 2015-03-16
US9337755B2 (en) 2016-05-10
US20150061555A1 (en) 2015-03-05
DE102014217585A1 (de) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104426436A (zh) 电机控制装置
JP7102407B2 (ja) インバータ装置、及び、電動パワーステアリング装置
JP5641335B2 (ja) 電力変換装置
CN104871425B (zh) 多相电动机控制装置及使用该多相电动机控制装置的电动助力转向装置
JP6156282B2 (ja) 回転機の制御装置
JP5973856B2 (ja) 電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置の制御装置
JP5354369B2 (ja) 電力変換装置
CN104079213B (zh) 电机控制装置以及动力转向装置
JP2011188633A (ja) モータ制御方法、モータ制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2018148695A (ja) 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
CN104426437A (zh) 电机控制装置
JP2017017909A (ja) モータ制御装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置
JP5278723B2 (ja) モータの制御装置及びモータの制御方法
US8983730B2 (en) Electric power steering apparatus
US10498282B2 (en) Motor control device
JP6015346B2 (ja) ３相交流モータの制御装置及び制御方法
JP5611181B2 (ja) モータ制御装置
JP5293159B2 (ja) 交流電動機の制御システム
JP5434216B2 (ja) モータ制御装置および電動パワーステアリング装置
CN115516758A (zh) 交流旋转电机的控制装置
CN111344943A (zh) 控制器、具有该控制器的马达控制***以及具有该马达控制***的电动助力转向***
WO2021255813A1 (ja) 電力変換装置、及び電動パワーステアリング装置
JP2019068642A (ja) 多相回転機の制御装置
JP6944646B2 (ja) モータ制御装置
US10587215B2 (en) Motor control unit

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150318