CN105429539A - 电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机(80)的电机控制装置，该电机控制装置包括：产生q轴和d轴电流指令值的电流指令值产生单元(311、312)；计算q轴和d轴电压指令值的控制器(361、362)；修正q轴或d轴电压指令值以设定q轴或d轴电压指令值的电压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值的饱和保护单元(37)；以及使用电流限制增益和电流保护值来限制q轴或d轴电流指令值的电流指令值限制单元(321、322、331、332)，基于作为由饱和保护单元修正的q轴或d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算电流限制增益和电流保护值。

Description

电机控制装置

技术领域

本公开涉及一种用于控制电机的驱动的电机控制装置。

背景技术

迄今，在无刷电机的电流反馈控制中，修正电流指令限制值以便不使电压饱和以及抑制电机的异常噪声或者振动的技术是公知的。

例如，在专利文献1公开的电机控制装置中，根据PWM的占空值计算电压饱和，并且基于电压饱和计算实现100％占空的电流指令限制值，从而抑制电流指令值以防止电压的饱和。

在专利文献1的装置中，假设在电机端子电压和PWM的占空值之间存在比例关系，则根据占空值获得电压饱和。然而，当在产生待输出到逆变器的PWM信号中执行三相调制或者两相调制时，因为占空值与实际电机端子电压不具备比例关系，因此不能使用专利文献1的装置执行电流限制。

【专利文献1】JP-2008-79387A(对应于US2008/0069547)

发明内容

本公开的目的在于提供一种，即使在执行三相调制或者两相调制时，该电机控制装置也适当地抑制由电压饱和引起的异常噪声和振动。

根据本公开的一个方面，一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机通电的电机控制装置，包括：电流指令值产生单元，其产生q轴电流指令值和d轴电流指令值；控制器，其在q轴电流指令值和d轴电流指令值的反馈控制下计算q轴电压指令值和d轴电压指令值；饱和保护单元，其修正q轴电压指令值和d轴电压指令值中的至少一个以设定q轴电压指令值和d轴电压指令值的电压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值；以及电流指令值限制单元，其使用电流限制增益和电流保护值中的一个来限制q轴电流指令值和d轴电流指令值中的至少一个，基于作为饱和保护单元修正的q轴电压指令值和d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算电流限制增益和电流保护值。

电机控制装置在PWM转换之前的阶段中根据由饱和保护单元修正的q轴电压指令值和d轴电压指令值来计算电压饱和量。出于该原因，与根据PWM的占空值获得电压饱和量的专利文献1的常规技术相比，即使在执行三相调制或者两相调制时电机控制装置也能够正确地计算电压饱和量。通过使用基于电压饱和量计算的电流限制增益或者电流保护值，电机控制装置能够以对q轴电流指令值或者d轴电流指令值的适当限制来适当地抑制异常噪声或者振动。

在用于限制电流指令值的计算中，因为并未使用从诸如设备常数的参数获得的值，因此不需要针对应用的电机或者逆变器的每个型号精细地设定参数。因此，可以减少设计步骤的数量。

附图说明

根据下文参照附图进行的详细描述，本公开的以上和其他的目的、特征以及优点将变得明显。在附图中：

图1是使用根据一个实施例的电机控制装置的电机驱动系统的示意性配置图；

图2是根据第一实施例的电机控制装置的控制框图；

图3是示出了电压指令值的限制的映射图；

图4是示出了电压指令值的电压向量的图；

图5是示出了图2中的电流限制增益计算单元的细节的框图；

图6是根据第一实施例的电流指令值限制处理的流程图；

图7是根据第二实施例的电机控制装置的控制框图；

图8是根据第二实施例的电流指令值限制处理的流程图；

图9是根据另一个实施例的电流限制增益计算处理的流程图；以及

图10是一个比较例中的电机控制装置的控制框图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本公开的电机控制装置的多个实施例。

如图1中所示，根据本公开的一个实施例的电机控制装置10执行逆变器60的开关操作以控制多相无刷电机80(在下文中被称为“电机”)的通电。根据本实施例的电机80是具有三相绕组81、82和83的三相无刷电机，并且例如在车辆的电动转向装置中用作辅助驾驶员转向的转向辅助电机。通过旋转角度传感器85检测的电机80的转子旋转角度被转换成电角度θ，并输入到电机控制装置10。

逆变器60具有连接成桥电路的六个开关元件61至66，在PWM控制下将电池15的直流(DC)电力转换成三相交流(AC)电力，并且将经转换的电力供应到电机80。在这个实施例中，MOSFET，即金属氧化物半导体场效应晶体管被用作开关元件61至66。在另一个实施例中，可以使用除MOSFET或者IGBT以外的场效应晶体管。

逆变器60通过电力线Lp与电池15的正侧连接，并通过地线Lg与电池15的负侧连接。逆变器60的输入侧配备用于使输入电压的脉动平滑的电容器67。

电机控制装置10包括未示出的驱动器电路(前驱动器)和微计算机。电机控制装置10借助控制器基于从外部输入的扭矩信号以及电机80的电流和电角度的反馈信号来计算电压指令值，并将电压指令值转换成PWM信号以向逆变器60中的开关元件61至66各自的栅极输出PWM信号。

附带地，当控制器计算出的电压指令值的电压向量的幅度超过最大允许值时，产生了“电压饱和”。当产生电压饱和时，禁用控制器的控制，引起电机80的异常噪声和振动。

在这种情况下，根据本公开的实施例的电机控制装置10旨在通过限制电流指令值来抑制异常噪声和振动以便在控制下不产生电压饱和。在下文中，根据第一实施例的电机控制装置由附图标记101表示，根据第二实施例的电机控制装置由附图标记102表示，将针对每个实施例来描述用于限制电流指令值的具体配置。

(第一实施例)

将参照图2至图6来描述根据第一实施例的电机控制装置。

首先，图2中示出了电机控制装置101的控制框。电机控制装置101在用于执行固定坐标系统(三相)和旋转坐标系统(两相)之间的坐标变换的已知向量控制下计算要供应到电机80的电压指令值。在下文中，在本说明书中，当描述旋转坐标系统的dq轴电压和dq轴电流时，原则上，将首先描述作为扭矩分量的q轴电流和q轴电压，接着再描述作为激励分量的d轴电流和d轴电压。在相应的控制框的附图标识中，为了区分q轴电流和d轴电流，“1”被添加到q轴电流的控制框的代码的末尾，而“0”被添加到d轴电流的控制框的代码的末端。

另外，用于q轴电流的控制框的配置和操作基本上对应于用于d轴电流的控制框的配置和操作，并因此将适当地省略重复的描述。

q轴电流指令值产生单元311以及d轴电流指令值产生单元312基于来自未示出的扭矩传感器的扭矩信号分别产生q轴电流指令值Iq*和d轴电流指令值Id*。根据电机80的旋转方向，即在电动转向装置的情况下的转向方向，定义q轴电流Iq的正和负，使得例如当向右转向时q轴电流Iq为正，而当向左转向时q轴电流Iq为负。

如将在下文所描述，q轴电流指令值限制单元321和d轴电流指令值限制单元322使用从低通滤波器(LPF)481和482输入的电流保护值的经滤波的值(下文中称为“滤波值”)Iq_guard_Ipf以和Id_guard_Ipf来限制q轴电流指令值Iq*和d轴电流指令值Id*，并输出q轴电流指令限制值Iq*_lim和d轴电流指令限制值Id*_lim。

详细地，如举例说明q轴电流指令值的图3的映射图中所示，电流保护值的滤波值具有限制“在正区域中的最大值”的其自身值(正电流保护值)Iq_guard_Ipf以及限制“在负区域中的最小值”的正负反转的值(负电流保护值)-Iq_guard_Ipf。

换言之，在q轴电流指令值Iq*超出正电流保护值Iq_guard_Ipf的区域中，正电流保护值Iq_guard_Ipf被设定为q轴电流指令限制值Iq*_lim。在q轴电流指令值Iq*降至负电流保护值-Iq_guard_Ipf之下的区域中，负电流保护值-Iq_guard_Ipf被设定为q轴电流指令限制值Iq*_lim。另一方面，在q轴电流指令值Iq*在正电流保护值和负电流保护值之间下降的区域中，由于没有任何限制，q轴电流指令值Iq*被设定为q轴电流指令限制值Iq*_lim。

相比现有技术，本实施例的特征在于“基于电流保护值获得的信息”，这将在后面进行描述。

三相-两相转换单元34，电流减法器351、352以及控制器361、362被配置成执行已知的电流反馈控制。

三相-两相转换单元34从布置在逆变器60(图2中“INV”所示)内的或者布置在从逆变器60到电机80的电流路径中的未示出的电流传感器获取三相电流Iu、Iv和Iw。三相-两相转换单元34可以检测在三相电流中的两相电流，并根据基尔霍夫定律计算剩余的一相电流。三相-两相转换单元34从旋转角度传感器85获取电机80的电角度θ，并且基于电角度θ将三相电流Iu、Iv和Iw三相-两相变换成q轴电流Iq和d轴电流Id。

电流减法器351和352分别从q轴电流指令限制值Iq*_lim和d轴电流指令限制值Id*_lim中减去从三相-两相转换单元34反馈的q轴电流Iq和d轴电流Id以计算q轴电流偏差ΔIq和d轴电流偏差ΔId。

控制器361和362通常借助PI(比例积分)控制操作分别计算q轴电压指令值Vq*和d轴电压指令值Vd*，使得q轴电流偏差ΔIq和d轴电流偏差ΔId收敛到0。在另一个实施例中，还可以执行D(差分)控制操作。

当q轴电压指令值Vq*和d轴电压指令值Vd*的电压向量的幅度(＝√(Vq*²+Vd*²))超出例如参照电源电压设定的预定的电压保护值时，饱和保护单元37将修正q轴电压指令值Vq*和d轴电压指令值Vd*中的至少一个以使绝对值减少，使得电压向量的幅度变得等于或者小于电压保护值。

在本实施例中，饱和保护单元37仅修正作为扭矩分量的q轴电压指令值Vq*，并且照原样输出作为激励分量的d轴电压指令值Vd*。在下文中，由饱和保护单元37修正的q轴电压指令值由符号“Vq**”表示。“由饱和保护单元37修正的q轴电压指令值Vq**”可以简写成“饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**”。

饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*在如图4中所示的dq轴电压坐标中被表示。

两相-三相转换单元38基于电角度θ将饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*两相-三相变换成三相电压指令值Vu*、Vv*和Vw*，并向逆变器60输出经变换的值。

PWM转换单元39将三相电压指令值Vu*、Vv*和Vw*转换成的占空信号与载波相比较，并将占空信号转换成PWM信号PWM_U、PWM_V和PWM_W。

在这种情况下，例如为了提高电压利用率，可以执行控制以通过三相调制或者两相调制增加或者降低一个或者更多个相位的占空值。三相调制和两相调制例如是在日本专利第2577738号和JP-A-2012-125022中公开的已知技术，并因此省略了它们的详细描述。

基于PWM信号执行逆变器60中的开关元件61至66的接通/断开操作以产生期望的三相AC电压Vu、Vv和Vw。通过向电机80施加三相AC电压Vu、Vv和Vw来控制电机80的驱动以输出所需扭矩。

随后，将给出作为第一实施例的特征配置的电压饱和量计算单元41，电流限制增益计算单元421、422，电流保护值计算单元471、472以及LPF481、482的描述。现将描述各个框的功能的概要，并在之后参照流程图(图6)描述计算内容的细节。

电压饱和量计算单元41计算电压饱和量V_sat，电压饱和量V_sat是饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*的电压向量的幅度。

电流限制增益计算单元421和422基于电压饱和量V_sat分别地计算q轴电流限制增益KIq_lim和d轴电流限制增益KId_lim。

将参照图5描述q轴电流限制增益计算单元421的详细配置。相同的配置被应用于d轴电流限制增益计算单元422。在图5的描述中，因为与将要在之后描述的流程图(图6)匹配，因此在一系列算术处理中，当前处理中的计算值(当前值)用(n)表示，而前一处理中的计算值用(n-1)表示。另一方面，在图2中着重配置的概要的描述，省略了(n)的详述。

比计算器43从电压饱和量计算单元41获取电压饱和量的当前值V_sat(n)，并且计算通过使预先存储的目标电压饱和量V_sat_tgt除以电压饱和量的当前值V_sat(n)获得的比rv(n)。

如图4中所示，当电压饱和量V_sat(n)变得大于目标电压饱和量V_sat_tgt时，比rv(n)变得小于1。另一方面，当电压饱和量V_sat(n)变得小于目标电压饱和量V_sat_tgt时，比rv(n)变得大于1。

乘法器44使从延迟元件46输入的q轴电流限制增益的先前值KIq_lim(n-1)乘以比rv(n)，并计算q轴电流限制增益的当前“暂定值”KIq_lim(n)_X。换言之，乘法器44将通过修正电压饱和量的当前值V_sat(n)以匹配参照先前值KIq_lim(n-1)的目标电压饱和量V_sat_tgt所获得的值设定为电流增益限度的当前暂定值。

对于q轴电力增益暂定值KIq_lim(n)_X，增益确定单元45将最大值限制于KIq_lim_max，并将最小值限制于KIq_lim_min，并输出q轴电流限制增益确定值KIq_lim(n)。例如，将q轴电流限制增益最大值KIq_lim_max设定成稍小于1的值，而将q轴电流限制增益最小值KIq_lim_min设定成稍大于0的值。

返回图2，电流保护值计算单元471和472分别使q轴电流和d轴电流的额定电流与电流限制增益确定值KIq_lim和KId_lim相乘，并分别地计算q轴电流保护值Iq_guard和d轴电流保护值Id_guard。

低通滤波器(在下文中称为LPF)481和482通常是一阶滞后滤波器，并去除q轴电流保护值Iq_guard和d轴电流保护值Id_guard的预定范围中的频率分量，具体是等于或者高于预定频率的高频分量。结果，可以去除噪声或者抑制输入的突然变化所引起的输出变化。

本实施例旨在主要抑制相对于电流指令值Iq*和Id*的电流保护值Iq_guard和Id_guard的突然变化，并实现控制稳定性。对于滤波器引起的相位滞后，将常数设定到不影响控制响应的程度。

q轴电流保护值的滤波值Iq_guard_Ipf和d轴电流保护值的滤波值Id_guard_Ipf分别地被输入到电流指令值限制单元321和322。

如上所示，第一实施例的特征在于使用基于“作为饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*的电压向量的幅度的电压饱和量V_sat”计算出的“电流保护值Iq_guard和Id_guard”来限制电流指令值Iq*和Id*。

随后，将参照图6的流程图来描述要由电机控制装置101执行的电流指令值限制处理。在流程图的描述中，符号“S”表示步骤。在本示例中，S3以及末尾被添加“A”的S4A以及S5A是与之后要描述的第二实施例不同的特定于第一实施例的步骤。

处理例程例如与控制器36的控制周期同步地被重复执行。当前处理被设定为第n处理，当前处理中的计算值(当前值)由(n)表示，而前一处理中的计算值(先前值)由(n-1)表示。

在S1中，在电压饱和量计算单元41中基于饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*计算电压饱和量的当前值V_sat(n)。具体地，可以通过式(1.1)计算平方和的平方根。当相位角θv(参照图4)公知时，可以通过式(1.2)计算平方和的平方根。

[式1]

$V\_sat\left(n\right)=\sqrt{{\mathrm{Vq}}^{**}{\left(n\right)}^2+{\mathrm{Vd}}^{*}{\left(n\right)}^2}\mathrm{...}\left(1.1\right)$

$\begin{array}{ccc}V\_sat\left(n\right)=\frac{{\mathrm{Vq}}^{**}\left(n\right)}{cos\mathrm{\θ}v}& or& \frac{{\mathrm{Vd}}^{*}\left(n\right)}{sin\mathrm{\θ}v}\end{array}\mathrm{...}\left(1.2\right)$

将参照图5通过在符号和式中包含q轴电流和d轴电流来描述S2-1和S2-2。

在S2-1中，在电流限制增益计算单元421的比计算器43中计算电压饱和量的当前值V_sat(n)与目标电压饱和量V_sat_tgt的比rv(n)(＝V_sat_tgt/V_sat(n))。另外，使先前值KIq_lim(n-1)和KId_lim(n-1)乘以比rv(n)以在乘法器44中计算电流限制增益的暂定值KIq_lim(n)_X和Kid_lim(n)_X。该计算由式(2)表示。

[式2]

$\begin{array}{c}KIq\_\lim \left(n\right)\_X=KIq\_\lim (n-1)\×\frac{V\_sat\_tgt}{V\_sat\left(n\right)}\\ KId\_\lim \left(n\right)\_X=KId\_\lim (n-1)\×\frac{V\_sat\_tgt}{V\_sat\left(n\right)}\end{array}\mathrm{...}\left(2\right)$

在S2-2中，对于电流限制增益的暂定值KIq_lim(n)_X和Kid_lim(n)_X，限定最大值KIq_lim_max和KId_lim_max以及最小值KIq_lim_min和Kid_lim_min，并且在增益确定单元45中输出电流限制增益的确定值KIq_lim(n)和Kid_lim(n)。该计算由式(3)表示，在式(3)右侧的“GUARD(x,y,z)”是指以x、y和z为参数的函数。

[式3]

KIq_lim(n)＝GUARD(KIq_lim(n)_X，KIq_lim_max，KIq_lim_min

KId_lim(n)＝GUARD(KId_lim(n)_X，KId_lim_max，KId_lim_min)···(3)

在S3中，分别将q轴电流和d轴电流的额定电流Iq_rat和Id_rat乘以电流限制增益的确定值KIq_lim(n)和KId_lim(n)，并且分别在电流保护值计算单元471和472中计算q轴电流保护值Iq_guard(n)和d轴电流保护值Id_guard(n)。该计算由式(4)表示。

[式4]

Iq_guard(n)＝Iq_rat×KIq_lim(n)

Id_guard(n)＝Id_rat×KId_lim(n)···(4)

在S4A中，在LPF481和482中执行诸如一阶滞后的滤波处理，并且通过式(5)计算q轴电流保护值的滤波值Iq_guard_lpf(n)和d轴电流保护值的滤波值Id_guard_lpf(n)。式5的右侧的“LPF(x)”是指针对输入x的滤波输出。

[式5]

Iq_guard_lpf(n)＝LPF(Iq_guard(n))

Id_guard_lpf(n)＝LPF(Id_guard(n))···(5)

在S5A中，在电流指令值限制单元321和322中通过式(6)以正电流保护值Iq_guard_Ipf(n)和Id_guard_Ipf(n)为最大值并且以负电流保护值-Iq_guard_Ipf(n)和-Id_guard_Ipf(n)为最小值来限制电流指令值Iq*(n)和Id*(n)。

[式6]

Iq*_lim(n)＝GUARD(Iq*(n)，Iq_guard_lpf(n)，-Iq_guard_lpf(n))

Id*_lim(n)＝GUARD(Id*(n)，Id_guard_lpf(n)，-Id_guard_lpf(n))···(6)

(比较)

将与在专利文献1(JP-A2008-79387)中公开的常规技术相比较来描述根据本实施例的电机控制装置101的优点。

在图10中所示的比较例中的电机控制装置109中，根据本实施例的电机控制装置101的控制框，公开了专利文献1中的常规技术的配置。通过相同的符号表示与本实施例中的配置基本上相同的配置。比较例中的电机控制装置109与本实施例的电机控制装置101的不同之处在于配备了电压饱和计算单元91、电流指令限制值计算单元92以及最小值选择单元93。

电压饱和计算单元91基于PWM的各个相位的占空值PWM_dutyU、V、W，电源电压Vrg以及其他信号来计算电压饱和。

电流指令限制值计算单元92基于诸如电压饱和、电机旋转速度、基准电压VR_bas以及电源电压Vrg的信息通过映射计算来计算电流指令限制值。

最小值选择单元93将基于扭矩计算的电流指令值与由电流指令限制值计算单元92计算的电流指令限制值相比较，并选择和输出最小值。

如上所述，在比较例的装置中，假设在电机端子电压和PWM的占空值之间存在比例关系，根据各个相位占空值PWM_dutyU、V、W获得电压饱和。然而，当在PWM信号的产生中进行三相调制或者两相调制时，因为占空值与实际电机端子电压不具备比例关系，所以不能使用比较例中的装置执行电流限制。

相反，在本实施例的电机控制装置101中，因为在PWM转换之前的阶段中根据饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**以及d轴电压指令值Vd*计算了电压饱和量V_sat，所以即使在执行三相调制或者两相调制时也可以正确地计算电压饱和量V_sat。使用基于电压饱和量V_sat计算的电流保护值Iq_guard和Id_guard适当地限制电流指令值Iq*和Id*从而可以适当地抑制异常噪声或者振动。

当电动转向装置的转向辅助电机被柱式安装时，因为转向辅助电机被安装在接近驾驶员的位置，所以异常噪声和振动尤其有可能成为问题。因此，有效地发挥了根据本实施例的抑制异常噪声和振动的优点。

在用于限制电流指令值Iq*和Id*的计算中，因为并未使用从诸如设备常数的参数获得的值，所以不需要针对应用的电机80或者逆变器60的每个型号精细地设定参数。因此，可以减少设计步骤的数量。

在本实施例中，低通滤波器481和482被布置在电流保护值计算单元471和472之后，并且电流保护值的滤波值Iq_quard_Ipf和Id_guard_Ipf被输入到电流指令值限制单元321和322。采用上面的配置，当电流保护值Iq_guard和Id_guard突然变化时，可以防止电流指令值Iq*和Id*在绝对值超出电流保护值Iq_guard和Id_guard的区域中突然变化，因而可以稳定控制。

另外，当以q轴电流为例时，根据本实施例的电流限制增益计算单元421针对基于电压饱和量V_sat(n)和目标电压饱和量V_sat_tgt的比rv(n)计算的电流限制增益的暂定值KIq_lim(n)_X限制电流限制增益的最大值KIq_lim_max和最小值KIq_lim_min，并确定电流限制增益KIq_lim(n)。结果，可以更加确定地防止电流限制增益的确定值KIq_lim(n)被设定成不恰当的值。

(第二实施例)

将参照图7的控制框图以及图8的流程图来描述根据第二实施例的电机控制装置。与第一实施例中的配置或步骤基本上相同的配置或者基本上相同的步骤由相同的符号或者步骤符号表示，并且它们的描述将被省略。

在根据图7中示出的第二实施例的电机控制装置102中，将仅描述与图2中示出的第一实施例的电机控制装置101的区别。

在电机控制装置102中，“电流指令值限制单元”包括乘法器331和332。电机控制装置102不具备第一实施例的电流保护值计算单元471和472，并且由电流限制增益计算单元421和422计算的q轴电流限制增益KIq_lim和d轴电流限制增益KId_lim被直接输入到LPF491和492。

由q轴电流指令值产生单元311产生的q轴电流指令值Iq*以及由d轴电流指令值产生单元312产生的d轴电流指令值Id*通过乘法器331和332分别与通过LPF491和492从电流限制增益计算单元421和422输入的q轴电流限制增益的滤波值KIq_lim_lpf和d轴电流限制增益的滤波值KId_lim_lpf相乘，从而被限制于q轴电流指令限制值Iq*_lim和d轴电流指令限制值Id*_lim。

在第二实施例中，当电流限制增益KIq_lim和KId_lim突然变化时，电流指令值Iq*和Id*的所有区域被电流限制增益的突然改变影响。因此，电流限制增益KIq_lim和KId_lim被滤波，结果可以无例外地防止电流指令值Iq*和Id*的突然变化，因而可以稳定控制。

如图8中所示，根据第二实施例的电流指令值限制处理在S1、S2-1和S2-2中与第一实施例的处理(图6)相同，并且不包括电流保护值计算的S3。第二实施例的电流指令值限制处理包括不同于S4A和S5A的S4B和S5B。

在S4B中，在LPF491和492中执行诸如一阶滞后的滤波处理以通过式(7)计算q轴和d轴电流限制增益的滤波值KIq_lim_lpf(n)和KId_lim_lpf(n)。

[式7]

KIq_lim_lpf(n)＝LPF(KIq_lim(n))

KId_lim_lpf(n)＝LPF(KId_lim(n))···(7)

在S5B中，通过式(8)利用乘法器331和332限制电流指令值Iq*(n)和Id*(n)。

[式8]

Iq*_lim(n)＝Iq*(n)×KIq_lim_lpf(n)

Id*_lim(n)＝Id*(n)×KId_lim_lpf(n)···(8)

如第一实施例中那样，即使在执行三相调制或者两相调制时，根据第二实施例的电机控制装置102也能够正确地计算电压饱和量V_sat。电机控制装置102使用基于电压饱和量V_sat计算的电流限制增益KIq_lim和KId_lim来适当地限制电流指令值Iq*(n)和Id*(n)，从而能够适当地抑制异常噪声和振动。与第一实施例相比较，因为不需要计算电流保护值的步骤，所以可以减少计算量。

(其他实施例)

(a)在上面的实施例中，对q轴电流指令值Iq*和d轴电流指令值Id*两者实现限制处理。然而，在本公开中，可以对q轴电流指令值Iq*和d轴电流指令值Id*中的至少一个实现限制处理。根据以上处理，针对q轴电流Iq和d轴电流Id中的一个，可以计算限制值的计算所需的电流限制增益和电流保护值。

(b)在上面的实施例中，在由电压饱和量计算单元41计算出电压饱和量V_sat之后，由后面的电流限制增益计算单元421和422计算电压饱

和量V_sat和目标电压饱和量V_sat_tgt的比rv。在另一个实施例中，可以提供包括电压饱和量计算单元和电流限制增益计算单元的功能的功能单元，并可以基于饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*直接地计算比rv。

(c)将参照图9来描述不使用上面的实施例中描述的暂定值计算电流限制增益的方法。

在图9的S21中，将电压饱和量的当前值V_sat(n)与目标电压饱和量V_sat_tgt相比较。如果电压饱和量的当前值V_sat(n)等于或者小于目标电压饱和量V_sat_tgt(S21中的“是”)，则在S22中通过式(9)将电流限制增益最大值KIq_lim_max和KId_lim_max设定为电流限制增益KIq_lim(n)和Kid_lim(n)。

[式9]

KIq_lim(n)＝KIq_lim_max

KId_lim(n)＝KId_lim_max···(9)

另一方面，如果电压饱和量的当前值V_sat(n)大于目标电压饱和量V_sat_tgt(S21中的“否”)，则在S23中通过式(10)计算电流限制增益KIq_lim(n)和KId_lim(n)。式10对应于用电流限制增益KIq_lim(n)和Kid_lim(n)替换对应于图6和图8中的S2-1的式(2)中的暂定值KIq_lim(n)_X和KId_lim(n)_X。

[式10]

$\begin{array}{c}KIq\_\lim \left(n\right)=KIq\_\lim (n-1)\×\frac{V\_sat\_tgt}{V\_sat\left(n\right)}\\ KId\_\lim \left(n\right)=KId\_\lim (n-1)\×\frac{V\_sat\_tgt}{V\_sat\left(n\right)}\end{array}\mathrm{...}\left(10\right)$

(d)根据上面的实施例的电机控制装置101和102包括LPF481、482或者LPF491、492，并包括在电流指令值限制处理中的对电流保护值或电流限制增益滤波的步骤S4A和S4B。当电流指令值Iq*和Id*的突然变化不是问题时，或者当要优化控制响应时，不提供LPF，并且在电流指令值限制处理中可以不实现滤波步骤。

(e)在图8中的S5B中，通过电流限制增益计算产生的电流指令值Iq*和Id*中未被限制的剩余量。相反，可以计算电流指令值Iq*和Id*中被限制的量，并且将其从电流指令值Iq*和Id*中减去。

(f)根据本公开的电机控制装置并不限于电动转向装置的无刷电机，而可以应用于任何其他目的的无刷电机。根据本公开的电机控制装置还可以应用于四相或者更多相的多相无刷电机而不限于三相。

应注意本申请中的流程图的处理或者流程图包括部分(也被称为步骤)，每个部分表示为例如S1。另外，每个部分可以被划分成若干子部分，同时若干部分可以合并成单个部分。另外，每个这样配置的部分也可以被称为装置、模块、组件。

虽然已经参照本公开的实施例描述了本公开，但是应理解，本公开并不限于这些实施例和构造。本公开意在覆盖各种修改和等效布置。另外，虽然有各种组合和配置，但是包括更多、更少或者仅单个元件的其他组合和配置同样落入本公开的精神和范围之内。

Claims (5)

1.一种用于按向量控制方式控制多相无刷电机(80)的通电的电机控制装置，所述电机控制装置包括：

电流指令值产生单元(311、312)，其产生q轴电流指令值和d轴电流指令值；

控制器(361、362)，其在所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值的反馈控制下计算q轴电压指令值和d轴电压指令值；

饱和保护单元(37)，其修正所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值中的至少一个以设定所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值的电压向量的幅度等于或者小于预定电压保护值；以及

电流指令值限制单元(321、322、331、332)，其使用电流限制增益和电流保护值中的一个来限制所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值的至少一个，基于作为由所述饱和保护单元修正的所述q轴电压指令值和所述d轴电压指令值的电压向量的幅度的电压饱和量来计算所述电流限制增益和所述电流保护值。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中：

所述电流指令值限制单元(321、322)通过设定用额定电流乘以所述电流限制增益计算的所述电流保护值，以及通过翻转所述电流保护值的正和负作为正区域中的最大值和负区域中的最小值而获得的值，来限制所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中：

通过乘法器(331、332)配置所述电流指令值限制单元；以及

所述电流指令值限制单元通过乘以所述电流限制增益来限制所述q轴电流指令值和所述d轴电流指令值的至少一个。

4.根据权利要求1所述的电机控制装置，还包括：

滤波器(481、482、491、492)，其去除所述电流限制增益或者所述电流保护值的预定范围中的频率分量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电机控制装置，其中：

通过限制所述电流限制增益的暂定值的最大值和最小值来确定所述电流限制增益，基于所述电压饱和量和作为所述电压饱和量的目标值的目标电压饱和量之间的比来计算所述电流限制增益的暂定值。