專利名稱：電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備和電動(dòng)機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)校正作為轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的分解器(解算器)的輸出來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備和控制方法。
背景技術(shù)：
為了使用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，檢測(cè)該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。用裝在轉(zhuǎn)軸上的作為轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的分解器檢測(cè)該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
換句話說(shuō)，該分解器檢測(cè)該轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，并以模擬信號(hào)輸出與該轉(zhuǎn)子的各轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的位置信號(hào)。計(jì)算機(jī)的中央處理單元(下稱CPU)把該分解器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。根據(jù)該轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)，該CPU產(chǎn)生把用于產(chǎn)生該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的交流電流供應(yīng)給位于該轉(zhuǎn)子外周部的定子繞組(一般由三相繞組構(gòu)成)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然后，該CPU把該驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出給逆變器。根據(jù)來(lái)自CPU的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，該逆變器以預(yù)定時(shí)序(正時(shí))把預(yù)定交流電流供應(yīng)給該定子繞組的各相。這樣，定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子由定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
但是，由于分解器的輸出一般發(fā)生誤差如0.5次和一次誤差，因此來(lái)自分解器的轉(zhuǎn)角輸出不隨時(shí)間線性增加。此外，會(huì)造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變，從而造成分解器輸出的誤差。
這樣，日本專利延遲公開No.2001-165707公開了一種用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速校正分解器輸出誤差的技術(shù)。
但是，日本專利延遲公開No.2001-165707未公開出用使用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速校正的分解器的輸出進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制。因此，電動(dòng)機(jī)控制未得到改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種校正作為轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的分解器的輸出和使用該分解器的經(jīng)校正的輸出控制電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備和電動(dòng)機(jī)控制方法。
本發(fā)明的第一方面涉及一種包括轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器、校正裝置和控制裝置的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的矩形波控制時(shí)檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。該校正裝置根據(jù)在矩形波控制中從基準(zhǔn)時(shí)刻到該電動(dòng)機(jī)的各控制時(shí)刻的時(shí)間差校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出的。該控制裝置根據(jù)由該校正裝置校正的該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出進(jìn)行該電動(dòng)機(jī)的矩形波控制。
該校正裝置在決定給該電動(dòng)機(jī)的各相施加電壓的期間的電壓相位指令改變時(shí)，考慮(計(jì)及)該電壓相位指令的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
該校正裝置可在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變時(shí)考慮該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
該校正裝置可考慮決定給該電動(dòng)機(jī)的各相施加電壓的期間的電壓相位指令的改變和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
該校正裝置可使用在前一控制周期中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間和在本控制周期中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間，考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
該校正裝置可根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的一種控制方法來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中，根據(jù)從基準(zhǔn)時(shí)刻到基于該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出控制該電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)刻的時(shí)間間隔與從該基準(zhǔn)時(shí)刻到需要在該矩形波控制中控制該電動(dòng)機(jī)的真實(shí)控制時(shí)刻的時(shí)間間隔之差，來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。此外，考慮該電動(dòng)機(jī)各相的電壓相位指令的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。另外，考慮電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。還有，考慮電動(dòng)機(jī)各相的電壓相位指令的改變和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
使用由每種校正方法校正的轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的矩形波控制。
這樣，按照本發(fā)明，即使轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出有誤差，也可防止電動(dòng)機(jī)控制失靈，從而可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。此外，即使電動(dòng)機(jī)各相的電壓相位指令或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，也可防止電動(dòng)機(jī)控制失靈，從而可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的第二方面涉及一種電動(dòng)機(jī)控制方法，它包括下列步驟在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的矩形波控制時(shí)檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置；根據(jù)從一基準(zhǔn)時(shí)刻到基于該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出控制該電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)刻的時(shí)間間隔與從該基準(zhǔn)時(shí)刻到需要在該矩形波控制中控制該電動(dòng)機(jī)的真實(shí)控制時(shí)刻的時(shí)間間隔之差，來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出；以及根據(jù)由該校正裝置校正的該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出進(jìn)行該電動(dòng)機(jī)的矩形波控制。
本發(fā)明的第三方面涉及一種包括轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器、校正裝置和控制裝置的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的矩形波控制時(shí)檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。該校正裝置根據(jù)從一基準(zhǔn)時(shí)刻到基于該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出控制該電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)刻的時(shí)間間隔與從該基準(zhǔn)時(shí)刻到需要在該矩形波控制中控制該電動(dòng)機(jī)的真實(shí)控制時(shí)刻的時(shí)間間隔之差，來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。該控制裝置根據(jù)由該校正裝置校正的該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出進(jìn)行該電動(dòng)機(jī)的矩形波控制。


圖1為按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的示意方框圖；圖2為說(shuō)明圖1所示控制裝置的各種功能的功能方框圖；圖3為圖1所示交流(AC)電動(dòng)機(jī)的U相、V相和W相各相電壓指令時(shí)序圖；圖4為圖1所示一分解器的輸出和該電壓指令的時(shí)序圖；圖5為說(shuō)明按照本發(fā)明第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法的流程圖；圖6為示出圖1所示兩交流電動(dòng)機(jī)之一的電力發(fā)生波動(dòng)時(shí)另一電動(dòng)機(jī)的電壓和電流波動(dòng)的時(shí)序圖；圖7為按照本發(fā)明第二實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的示意方框圖；圖8為說(shuō)明圖7所示控制裝置的各種功能的功能方框圖；圖9為圖7所示一分解器的輸出和一電壓指令的時(shí)序圖；圖10為說(shuō)明按照本發(fā)明第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法的流程圖；圖11為按照本發(fā)明第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的示意方框圖；圖12為說(shuō)明圖11所示控制裝置的各種功能的功能方框圖；圖13為示出圖11所示一分解器的輸出和轉(zhuǎn)速變化的時(shí)序圖；圖14為說(shuō)明按照本發(fā)明第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法的流程圖；圖15為按照本發(fā)明第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的示意方框圖；圖16為說(shuō)明圖15所示控制裝置的各種功能的功能方框圖；圖17為說(shuō)明按照本發(fā)明第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法的流程圖；圖18為按照本發(fā)明第五實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的示意方框圖；圖19為說(shuō)明圖18所示控制裝置的各種功能的功能方框圖；以及圖20為一電壓指令的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明各實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。在這些附圖中，相同部件用相同標(biāo)號(hào)表示，其說(shuō)明不再重復(fù)。
如圖1所示，按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100包括直流(DC)電源B、逆變器10、20、電容器30、分解器40、50、電流傳感器60、70和控制裝置80。
逆變器10包括U相支路(橋臂)11、V相支路12和W相支路13。U相支路11、V相支路12和W相支路13并聯(lián)在結(jié)點(diǎn)N1與N2之間。
U相支路11包括串聯(lián)的NPN晶體管Q3、Q4。V相支路12包括串聯(lián)的NPN晶體管Q5、Q6。W相支路13包括串聯(lián)的NPN晶體管Q7、Q8。每個(gè)用于使電流從發(fā)射極側(cè)流到集電極側(cè)的二極管D3-D8連接在每個(gè)NPN晶體管Q3-Q8的集電極與發(fā)射極之間的部分。
逆變器20包括U相支路21、V相支路22和W相支路23。U相支路21、V相支路22和W相支路23并聯(lián)在結(jié)點(diǎn)N1與N2之間。
U相支路21包括串聯(lián)的NPN晶體管Q9、Q10。V相支路22包括串聯(lián)的NPN晶體管Q11、Q12。W相支路23包括串聯(lián)的NPN晶體管Q13、Q14。每個(gè)用于使電流從發(fā)射極側(cè)流到集電極側(cè)的二極管D9-D14連接在每個(gè)NPN晶體管Q9-Q14的集電極與發(fā)射極之間的部分。
逆變器10的各相支路的中點(diǎn)與交流電動(dòng)機(jī)M1的各相繞組的各相端連接。逆變器20的各相支路的中點(diǎn)與交流電動(dòng)機(jī)M2的各相繞組的各相端連接。即，交流電動(dòng)機(jī)M1、M2各為三相永磁電動(dòng)機(jī)，其中，每個(gè)U相繞組、V相繞組和W相繞組的一端與公共中心點(diǎn)連接。交流電動(dòng)機(jī)M1的U相繞組的另一端與NPN晶體管Q3、Q4之間的中點(diǎn)連接。V相繞組的另一端與NPN晶體管Q5、Q6之間的中點(diǎn)連接。W相繞組的另一端與NPN晶體管Q7、Q8之間的中點(diǎn)連接。交流電動(dòng)機(jī)M2的U相繞組的另一端與NPN晶體管Q9、Q10之間的中點(diǎn)連接。V相繞組的另一端與NPN晶體管Q11、Q12之間的中點(diǎn)連接。W相繞組的另一端與NPN晶體管Q13、Q14之間的中點(diǎn)連接。
電容器30連接在結(jié)點(diǎn)N1與N2之間的部分，以與逆變器10、20并聯(lián)。
直流電源B包括二次電池，如鎳氫電池或鋰離子電池。逆變器10根據(jù)從控制裝置80輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1把來(lái)自電容器30的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)M1。逆變器20根據(jù)從控制裝置80輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV2把來(lái)自電容器30的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，以驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)M2。
電容器30把來(lái)自直流電源B的直流電壓平順化，并把經(jīng)平順化的直流電壓供應(yīng)給逆變器10、20。分解器40裝在交流電動(dòng)機(jī)M1的轉(zhuǎn)軸上。分解器40檢測(cè)電動(dòng)機(jī)M1的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角θbn1，并把檢測(cè)到的轉(zhuǎn)角θbn1輸出到控制裝置80。分解器50裝在交流電動(dòng)機(jī)M2的轉(zhuǎn)軸上。分解器50檢測(cè)電動(dòng)機(jī)M2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角θbn2，并把檢測(cè)到的轉(zhuǎn)角θbn2輸出到控制裝置80。
電流傳感器60檢測(cè)流到交流電動(dòng)機(jī)M1的電動(dòng)機(jī)電流MCRT1，并把檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)電流MCRT1輸出到控制裝置80。電流傳感器70檢測(cè)流到交流電動(dòng)機(jī)M2的電動(dòng)機(jī)電流MCRT2，并把檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)電流MCRT2輸出到控制裝置80。
在圖1中，設(shè)置三個(gè)電流傳感器60和三個(gè)電流傳感器70。但是設(shè)置至少兩個(gè)電流傳感器60和至少兩個(gè)電流傳感器70就足夠了。
控制裝置80使用下文所述的方法校正從分解器40輸出的轉(zhuǎn)角θbn1。控制裝置80使用經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角θn1和從一外部電控制單元(下文稱為ECU)輸出的轉(zhuǎn)矩指令值TR1，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)逆變器10的NPN晶體管Q3-Q8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1，并把該產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1輸出到NPN晶體管Q3-Q8。
控制裝置80使用下文所述的該方法校正從分解器50輸出的轉(zhuǎn)角θbn2。控制裝置80使用經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角θn2和從一外部ECU輸出的轉(zhuǎn)矩指令值TR2產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)逆變器20的NPN晶體管Q9-Q14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV2，并把該產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV2輸出到NPN晶體管Q9-Q14。
圖2為說(shuō)明產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1和DRV2的控制裝置80的各種功能的功能方框圖。如圖2所示，控制裝置80包括角度校正部81、電流轉(zhuǎn)換部82、減算裝置83、PI控制部84、轉(zhuǎn)速計(jì)算部85、速度電動(dòng)勢(shì)估算部86、加算裝置87、轉(zhuǎn)換部88和驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部89。
角度校正部81接收從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角θbn(θbn1或θbn2)，使用下文所述的方法校正轉(zhuǎn)角θbn，并把經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角θn(θn1或θn2)輸出到電流轉(zhuǎn)換部82、轉(zhuǎn)速計(jì)算部85和轉(zhuǎn)換部88。
電流轉(zhuǎn)換部82使用從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn1(或θn2)對(duì)電流傳感器60(或電流傳感器70)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)電流MCRT1(或電流MCRT2)進(jìn)行三相到兩相的轉(zhuǎn)換。即，電流轉(zhuǎn)換部82使用轉(zhuǎn)角θn1(或θn2)把流到交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)的三相繞組的各相的三相電動(dòng)機(jī)電流MCRT1(或電動(dòng)機(jī)電流MCRT2)轉(zhuǎn)換成流到d軸和q軸的電流值Id、Iq。然后，電流轉(zhuǎn)換部82把電流值Id、Iq輸出到減算裝置83。
減算裝置83從用于使交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)輸出由轉(zhuǎn)矩指令值TR1(或轉(zhuǎn)矩指令值TR2)指定的轉(zhuǎn)矩的電流指令值Id*、Iq*中減去從電流轉(zhuǎn)換部82輸出的電流值Id、Iq得出偏差ΔId、ΔIq。PI控制部84使用對(duì)于偏差ΔId、Δiq的PI增益算出用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電流的操作量。
轉(zhuǎn)速計(jì)算部8 5根據(jù)從角度校正部8 5輸出的轉(zhuǎn)角θn1(或轉(zhuǎn)角θn2)算出交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)的轉(zhuǎn)速。然后，轉(zhuǎn)速計(jì)算部85把算出的轉(zhuǎn)速輸出到速度電動(dòng)勢(shì)估算部86。速度電動(dòng)勢(shì)估算部86根據(jù)從轉(zhuǎn)速計(jì)算部85輸出的轉(zhuǎn)速算出估算的速度電動(dòng)勢(shì)值。
加算裝置87通過(guò)把從PI控制部84輸出的用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電流的操作量與從速度電動(dòng)勢(shì)估算部86輸出的估算的速度電動(dòng)勢(shì)值相加算出電壓操作量Vd、Vq。轉(zhuǎn)換部88使用從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn1(或轉(zhuǎn)角θn2)對(duì)從加算裝置87輸出的電壓操作量Vd、Vq進(jìn)行兩相到三相的轉(zhuǎn)換。即，轉(zhuǎn)換部88使用轉(zhuǎn)角θn1(或轉(zhuǎn)角θn2)把施加到d軸和q軸上的電壓的操作量Vd、Vq轉(zhuǎn)換成施加到交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)的三相繞組(U相繞組、V相繞組和W相繞組)上的電壓的操作量。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部89根據(jù)轉(zhuǎn)換部88的輸出產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1、DRV2。
下面結(jié)合圖3和4說(shuō)明角度校正部81中的轉(zhuǎn)角校正方法。圖3示出在矩形波控制中的每個(gè)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2的U相、V相和W相的切換指令。每個(gè)分解器40、50的一圈(360°)相當(dāng)于720°電角度。因此，每個(gè)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2的U相、V相和W相各相的切換指令每180°反向。因此，其勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)改變的相在每個(gè)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2的U相、V相和W相之間每60°切換。在下文中，相狀態(tài)從勵(lì)磁狀態(tài)切換成去勵(lì)磁狀態(tài)或從去勵(lì)磁狀態(tài)切換成勵(lì)磁狀態(tài)的時(shí)刻稱為“切換時(shí)刻”。
間隔60°的各切換時(shí)刻之間的時(shí)間間隔在分解器40、50的輸出不發(fā)生誤差(假定轉(zhuǎn)速恒定)時(shí)相同。因此，測(cè)量從把U相作為基準(zhǔn)相而設(shè)定的一基準(zhǔn)時(shí)刻到間隔60°的V相切換時(shí)刻和W相切換時(shí)刻的時(shí)間間隔，并使用所測(cè)量的時(shí)間間隔校正分解器40、50的輸出誤差。
如上所述，每個(gè)分解器40、50的一圈相當(dāng)于720電角度。因此，720電角度相當(dāng)于一個(gè)周期。在一個(gè)周期中有12個(gè)切換時(shí)刻。因此，角度校正部81使用一裝在角度校正部81中的計(jì)時(shí)器測(cè)量從該基準(zhǔn)時(shí)刻到從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角θbn變成n×60°(n＝1到12，即60°到720°(0°))時(shí)的時(shí)間間隔T1到T12。
角度校正部81把測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12代入下述方程(算式)，算出在各轉(zhuǎn)角n×60°(60°到720°(0°))上的誤差Δθn(n＝1到11)。
下面結(jié)合圖4說(shuō)明一種校正60°轉(zhuǎn)角的方法。在分解器40(或分解器50)的輸出表示出為由一直線k1所示的真實(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的情況下，當(dāng)勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)在從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角變成60°的時(shí)刻t1改變時(shí)，勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)可與一切換指令DRTSW的真實(shí)下降同步地改變。
但是，在分解器40(或分解器50)的輸出表示出如曲線k2所示的轉(zhuǎn)動(dòng)位置偏離真實(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的情況下，當(dāng)勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)在從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角變成60°的時(shí)刻t2改變時(shí)，勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)的改變滯后切換指令DRTSW的下降一個(gè)ΔT。因此，交流電供應(yīng)給U相繞組的時(shí)間段變長(zhǎng)。
為了與切換指令DRTSW同步地改變勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)，在曲線k2上得出時(shí)刻t1時(shí)的轉(zhuǎn)角θ1，在從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角變成θ1的時(shí)刻改變勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)。
由于角度校正部81測(cè)得的時(shí)間間隔T1為從時(shí)刻0到時(shí)刻t2的時(shí)間間隔，因此由方程720°×T1/T12得出直線K1上偏離60°的轉(zhuǎn)角。直線k1上的角度偏差Δθ1由方程60°-720°×T1/T12得出。即把所測(cè)得的時(shí)間間隔T1和T12以及n＝1代入方程(1)中算出角度偏差Δθ1。
算出的角度偏差Δθ1基本等于時(shí)刻t1時(shí)直線k1上的轉(zhuǎn)角與曲線k2上的轉(zhuǎn)角之差。因此，由方程60°+Δθ1得出轉(zhuǎn)角θ1。
因此，即使在分解器40(或分解器50)的輸出發(fā)生誤差時(shí)，通過(guò)在從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角變成θ1時(shí)改變勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)，也能與切換指令DRTSW的下降同步地改變勵(lì)磁/去勵(lì)磁狀態(tài)。
同樣，當(dāng)把直線K1上的120°轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成曲線K2上的轉(zhuǎn)角時(shí)，使用方程2×60°+Δθ2。一般地，當(dāng)把直線K1上的轉(zhuǎn)角n×60°轉(zhuǎn)換成曲線K2上的轉(zhuǎn)角時(shí)，使用下列方程。
θn＝n×60°+Δθn...(2)因此，角度校正部81測(cè)量從基準(zhǔn)時(shí)刻到從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角變成n×60°(n＝1到12，即60°到720°(0°))時(shí)的時(shí)間間隔T1-T12，并把測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12代入方程(1)中算出角度偏差Δθ1到Δθ11。然后，角度校正部把角度偏差Δθ1到Δθ11代入方程(2)中算出校正的轉(zhuǎn)角θ1到θ11。
由于如下理由不把直線K1上的720°的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成曲線K2上的轉(zhuǎn)角。一般地，在分解器輸出發(fā)生誤差(0.5次誤差、一次誤差等)時(shí)，分解器輸出的0°轉(zhuǎn)角和720°轉(zhuǎn)角與真實(shí)轉(zhuǎn)角匹配(一致)，而分解器輸出的非0°和720°轉(zhuǎn)角偏離真實(shí)轉(zhuǎn)角。因此，直線K1上的720°轉(zhuǎn)角無(wú)需轉(zhuǎn)換成曲線k2上的轉(zhuǎn)角。因此，在假定分解器在時(shí)間間隔T12輸出的轉(zhuǎn)角與直線K1上的720°轉(zhuǎn)角匹配的情況下，角度校正部81使用方程(1)計(jì)算在n×60°(n＝1到11，即60°到660°)轉(zhuǎn)角上的角度偏差Δθ1到Δθ11。
此外，在上述轉(zhuǎn)角校正方法中，測(cè)量時(shí)間間隔T1到T12，并使用在一個(gè)周期(0°到720°)中測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12校正從分解器輸出的n×60°轉(zhuǎn)角。然后，在下一個(gè)周期(0°到720°)中，使用經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角改變每個(gè)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2各相的切換指令。
下面結(jié)合圖5說(shuō)明按照第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法。開始一系列操作后，角度校正部81把n的值設(shè)為0(即n＝0)(步驟S1)。然后，角度校正部81把n的值設(shè)為1(即n＝n+1)(步驟S2)。然后發(fā)生切換中斷(步驟S3)。然后，角度校正部81根據(jù)轉(zhuǎn)角θbn(θbn1或θbn2)測(cè)量從基準(zhǔn)時(shí)刻到從分解器40或分解器50輸出的轉(zhuǎn)角θbn(θbn1或θbn2)變成60°時(shí)的時(shí)間間隔T1(步驟S4)。然后，角度校正部81判定n的值是否為12(即n＝12)(步驟S5)。當(dāng)判定n的值不為12時(shí)，反復(fù)進(jìn)行步驟S2-S5。即反復(fù)進(jìn)行步驟S2-S5，直到測(cè)得所有時(shí)間間隔T1到T12。
當(dāng)判定n的值為12時(shí)，角度校正部81使用方程(1)和(2)校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角(步驟S6)。從而完成轉(zhuǎn)角校正操作。
下面結(jié)合圖1和2再次說(shuō)明電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100的工作情況。開始一系列操作后，分解器40把交流電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角θbn1輸出到控制裝置80。分解器50把交流電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角θbn2輸出到控制裝置80。電流傳感器60檢測(cè)流到交流電動(dòng)機(jī)M1各相的電動(dòng)機(jī)電流MCRT1，并把檢測(cè)到的電流MCRT1輸出到控制裝置80。電流傳感器70檢測(cè)流到交流電動(dòng)機(jī)M2各相的電動(dòng)機(jī)電流MCRT2，并把檢測(cè)到的電流MCRT2輸出到控制裝置80。
控制裝置80按照從外部ECU收到的轉(zhuǎn)矩指令值TR1計(jì)算用于使交流電動(dòng)機(jī)M1輸出由轉(zhuǎn)矩指令值TR1指定的轉(zhuǎn)矩的電流指令值Id1*、Iq1*。此外，控制裝置80按照從外部ECU收到的轉(zhuǎn)矩指令值TR2計(jì)算用于使交流電動(dòng)機(jī)M2輸出由轉(zhuǎn)矩指令值TR2指定的轉(zhuǎn)矩的電流指令值Id2*、Iq2*。
角度校正部81根據(jù)從分解器40輸出的轉(zhuǎn)角θbn1測(cè)量時(shí)間間隔T1到T12，用上述方法使用測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12校正轉(zhuǎn)角θbn1，以及把經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角θn1輸出到電流轉(zhuǎn)換部82、轉(zhuǎn)速計(jì)算部85和轉(zhuǎn)換部88。此外，角度校正部82根據(jù)從分解器50輸出的轉(zhuǎn)角θbn2測(cè)量時(shí)間間隔T1到T12，用上述方法使用測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12校正轉(zhuǎn)角θbn2，以及把經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角θn2輸出到電流轉(zhuǎn)換部82、轉(zhuǎn)速計(jì)算部85和轉(zhuǎn)換部88。
電流轉(zhuǎn)換部82使用從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn1把從電流傳感器60輸出的電動(dòng)機(jī)電流MCRT1轉(zhuǎn)換成流到交流電動(dòng)機(jī)M1的d軸和q軸的電流值Id1、Iq1。此外，電流轉(zhuǎn)換部82使用從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn2把從電流傳感器70輸出的電動(dòng)機(jī)電流MCRT2轉(zhuǎn)換成流到交流電動(dòng)機(jī)M2的d軸和q軸的電流值Id2、Iq2。
減算裝置83從由控制裝置80算出的電流指令值Id1*、Iq1*中減去由電流轉(zhuǎn)換部82轉(zhuǎn)換得出的電流值Id1、Iq1算出偏差ΔId1、ΔIq1。此外，減算裝置83從由控制裝置80算出的電流指令值Id2*、Iq2*中減去由電流轉(zhuǎn)換部82轉(zhuǎn)換得出的電流值Id2、Iq2算出偏差ΔId2、ΔIq2。
PI控制部84使用對(duì)于偏差ΔId1、ΔIq1的PI增益算出用于調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)M1的電動(dòng)機(jī)電流的操作量。此外，PI控制部84使用對(duì)于偏差ΔId2、ΔIq2的PI增益算出用于調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)M2的電動(dòng)機(jī)電流的操作量。
轉(zhuǎn)速計(jì)算部85根據(jù)從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn1算出交流電動(dòng)機(jī)M1的轉(zhuǎn)速ω01。此外，轉(zhuǎn)速計(jì)算部85根據(jù)從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn2算出交流電動(dòng)機(jī)M2的轉(zhuǎn)速ω02。速度電動(dòng)勢(shì)估算部86根據(jù)從轉(zhuǎn)速計(jì)算部85輸出的轉(zhuǎn)速ω01計(jì)算交流電動(dòng)機(jī)M1中的估算的速度電動(dòng)勢(shì)值。此外，速度電動(dòng)勢(shì)估算部86根據(jù)從轉(zhuǎn)速計(jì)算部85輸出的轉(zhuǎn)速ω02計(jì)算交流電動(dòng)機(jī)M2中的估算的速度電動(dòng)勢(shì)值。
加算裝置87把從PI控制部84輸出的用于調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)M1的電動(dòng)機(jī)電流的操作量與從速度電動(dòng)勢(shì)估算部86輸出的交流電動(dòng)機(jī)M1中的估算的速度電動(dòng)勢(shì)值相加算出交流電動(dòng)機(jī)M1的電壓操作量Vd1、Vq1。此外，加算裝置87把從PI控制部84輸出的用于調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)M2的電動(dòng)機(jī)電流的操作量與從速度電動(dòng)勢(shì)估算部86輸出的交流電動(dòng)機(jī)M2中的估算的速度電動(dòng)勢(shì)值相加算出交流電動(dòng)機(jī)M2的電壓操作量Vd2、Vq2。
轉(zhuǎn)換部88通過(guò)使用從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn1對(duì)從加算裝置87輸出的電壓操作量Vd1、Vq1進(jìn)行兩相到三相的轉(zhuǎn)換算出電壓Vu1、Vv1、Vw1。此外，轉(zhuǎn)換部88通過(guò)使用從角度校正部81輸出的轉(zhuǎn)角θn2對(duì)從加算裝置87輸出的電壓操作量Vd2、Vq2進(jìn)行兩相到三相的轉(zhuǎn)換算出電壓Vu2、Vv2、Vw2。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部89根據(jù)從轉(zhuǎn)換部88輸出的電壓Vu1、Vv1、Vw1產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1，并根據(jù)從轉(zhuǎn)換部88輸出的電壓Vu2、Vv2、Vw2產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV2。然后，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部89把產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1輸出到NPN晶體管Q3-Q8，并把產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV2輸出到NPN晶體管Q9-Q14。
NPN晶體管Q3-Q8按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1開通和關(guān)斷。逆變器10與切換指令DRTSW的真實(shí)上升和下降同步地在對(duì)交流電動(dòng)機(jī)M1的各相供應(yīng)電流和不供應(yīng)電流之間切換。此外，NPN晶體管Q9-Q14按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV2開通和關(guān)斷。逆變器20與切換指令DRTSW的真實(shí)上升和下降同步地在對(duì)交流電動(dòng)機(jī)M2的各相供應(yīng)電流和不供應(yīng)電流之間切換。
這樣，即使分解器40(或分解器50)的輸出有誤差，通過(guò)校正分解器40(或分解器50)的輸出的誤差可與切換指令的上升和下降同步地驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)。
圖6示出在分解器40、50的輸出被校正的情況下和分解器40、50的輸出不被校正的情況下，當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)M1的電力波動(dòng)時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)M2的電壓和電流波動(dòng)。信號(hào)SG1、SG2表示在分解器40、50的輸出不被校正的情況下的電壓和電流。信號(hào)SG3、SG4表示在分解器40、50的輸出被校正的情況下的電壓和電流。
如圖6所示，在分解器40、50的輸出不被校正的情況下，電壓SG1和電流SG2的波動(dòng)3隨時(shí)間增大。同時(shí)，在分解器40、50的輸出被校正的情況下，交流電動(dòng)機(jī)M2的電壓SG3的波動(dòng)在整個(gè)時(shí)間上極小，而電流SG4幾乎不波動(dòng)。
這樣，通過(guò)使用從基準(zhǔn)時(shí)刻到根據(jù)分解器的輸出的切換時(shí)刻的時(shí)間間隔與從基準(zhǔn)時(shí)刻到真實(shí)切換時(shí)刻的時(shí)間間隔之差校正分解器的輸出，可穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2。此外，在驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2的情況下，即使一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)M1的電力發(fā)生波動(dòng)，該電力波動(dòng)也幾乎不傳給交流電動(dòng)機(jī)M2，因此可防止控制失靈。
在上述實(shí)施例中，把交流電動(dòng)機(jī)M1、M2的U相作為基準(zhǔn)相測(cè)量時(shí)間間隔T1到T12。但是，本發(fā)明不限于該基準(zhǔn)相，也可把V相或W相作為基準(zhǔn)相測(cè)量T1到T12。
如圖7所示，按照本發(fā)明第二實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100A的構(gòu)型與按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用控制裝置80A取代控制裝置80。
如圖8所示，控制裝置80A包括角度校正部81A，以取代控制裝置80的角度校正部81。
角度校正部81A考慮對(duì)每個(gè)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2各相的電壓相位指令的變動(dòng)校正從每個(gè)分解器40、50輸出的轉(zhuǎn)角θbn1、θbn2。即，角度校正部81A根據(jù)從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角θbn1(或轉(zhuǎn)角θbn2)和從轉(zhuǎn)換部88輸出的電壓相位指令值Vu1、Vv1、Vw1(或電壓相位指令值Vu2、Vv2、Vw2)校正轉(zhuǎn)角θbn。
下面結(jié)合圖9說(shuō)明角度校正部81A中的轉(zhuǎn)角θbn1、θbn2的校正方法。當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)的轉(zhuǎn)矩指令值TR1(或轉(zhuǎn)矩指令值TR2)波動(dòng)時(shí)，各相切換指令DRTSW中的180°間隔的切換時(shí)刻改變。即，隨著轉(zhuǎn)矩指令值TR1(或轉(zhuǎn)矩指令值TR2)的增加，切換指令DRTSW的下降時(shí)刻改變成點(diǎn)P2所示時(shí)刻，點(diǎn)P2在對(duì)應(yīng)于180°的真實(shí)轉(zhuǎn)角的點(diǎn)P1所示時(shí)刻之前。此外，隨著轉(zhuǎn)矩指令值TR1(或轉(zhuǎn)矩指令值TR2)的減小，切換指令DRTSW的下降時(shí)刻改變成在點(diǎn)P1所示時(shí)刻之后的一時(shí)刻(未示出)。
這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)矩指令值TR1(或轉(zhuǎn)矩指令值TR2)波動(dòng)時(shí)，在交流電動(dòng)機(jī)M1(或交流電動(dòng)機(jī)M2)各相的電壓相位指令中180°間隔的切換時(shí)刻改變。因此，在本發(fā)明第二實(shí)施例中，考慮到電壓相位指令的改變進(jìn)行在第一實(shí)施例中的60°間隔的轉(zhuǎn)角的上述校正。
當(dāng)180轉(zhuǎn)角上的切換指令DRTSW的下降時(shí)刻從點(diǎn)P1變成點(diǎn)P2時(shí)，角度校正部81A根據(jù)電壓相位指令值Vu1、Vv1、Vw1(或電壓相位指令值Vu2、Vv2、Vw2)檢測(cè)轉(zhuǎn)角Δθsw和Δθv，并保持轉(zhuǎn)角Δθsw和偏差角Δθv。此外，角度校正部81A使用內(nèi)藏的計(jì)時(shí)器測(cè)量時(shí)間間隔T1到T12。因此，角度校正部81A可根據(jù)時(shí)間間隔T2和時(shí)間間隔T3算出時(shí)間ΔTsw。然后，角度校正部81A代入轉(zhuǎn)角Δθsw、偏差角Δθv和時(shí)間ΔTsw算出偏差時(shí)間ΔTv。
ΔTv=ΔθvΔθsw/ΔTsw---(3)]]>電壓相位指令的改變出現(xiàn)在一個(gè)周期中的180°、360°、540°和720°(0°)轉(zhuǎn)角上。因此，把用方程(3)算出的偏差時(shí)間ΔTv與測(cè)得的時(shí)間間隔T12相加得出真實(shí)轉(zhuǎn)角變成720°的時(shí)刻。由于電壓相位指令的改變影響到在180°轉(zhuǎn)角上和在180°轉(zhuǎn)角后的各切換時(shí)刻，因此角度校正部81A使用下列方程代替方程(1)計(jì)算各轉(zhuǎn)角上的偏差角Δθn。

(n＝3到11)角度校正部81A把算出的偏差角Δθn代入方程(2)中來(lái)校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角。
這樣，角度校正部81A測(cè)量從基準(zhǔn)時(shí)刻到從分解器40(或分解器50)輸出的轉(zhuǎn)角θbn變成n×60°(n＝1到12，即60°到720°(0°))時(shí)的時(shí)間間隔T1到T12。然后，角度校正部81A使用測(cè)得的時(shí)間間隔T2、T3算出180°、360°、540°和720°(0°)各轉(zhuǎn)角上電壓相位指令中的偏差時(shí)間ΔTv。使用偏差時(shí)間ΔTv，角度校正部81A分別用算式T3+ΔTv、T4+ΔTv、T5+ΔTv、T6+ΔTv、T7+ΔTv、T8+ΔTv、T9+ΔTv、T10+ΔTv、T11+ΔTv和T12+ΔTv對(duì)從基準(zhǔn)時(shí)刻到從分解器輸出的轉(zhuǎn)角變成180°、240°、300°、360°、420°、480°、540°、600°、660°和720°的時(shí)間間隔進(jìn)行校正。然后角度校正部81A使用各個(gè)經(jīng)校正的時(shí)間間隔T3+ΔTv、T4+ΔTv、T5+ΔTv、T6+ΔTv、T7+ΔTv、T8+ΔTv、T9+ΔTv、T10+ΔTv、T11+ΔTv和T12+ΔTv和測(cè)得的時(shí)間間隔T1、T2算出間隔60°的各偏差角Δθn。角度校正部81A算出偏差角Δθn后，通過(guò)把偏差角Δθn代入方程(2)中校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角。
這樣，角度校正部81A考慮電壓相位指令的改變計(jì)算間隔60°的各轉(zhuǎn)角的偏差角Δθn。
下面結(jié)合圖10說(shuō)明按照本發(fā)明第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法。圖10所示流程圖與圖5所示流程圖相同，只是刪除了步驟S6，增加了步驟S7和S8。在完成對(duì)時(shí)間間隔T1到T12的測(cè)量(步驟S5)后，角度校正部81A使用上述方程(3)計(jì)算校正值即電壓相位指令改變時(shí)的偏差時(shí)間ΔTv(步驟S7)，然后通過(guò)把校正值ΔTv和測(cè)得的各個(gè)時(shí)間間隔T1到T2代入上述方程(4)來(lái)計(jì)算間隔60°的各轉(zhuǎn)角的偏差角Δθn。然后角度校正部81A通過(guò)把偏差角Δθn代入方程(2)中校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角(步驟S8)。這樣，完成校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角的操作。
電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100A的整個(gè)操作與電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用角度校正部81A代替角度校正部81進(jìn)行操作。
其他操作與第一實(shí)施例相同。
如圖11所示，按照本發(fā)明第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100B與按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用控制裝置80B取代電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100的控制裝置80。
如圖12所示，控制裝置80B包括角度校正部81B，以替代控制裝置80的角度校正部81。
角度校正部81B考慮每個(gè)分解器40和分解器50的轉(zhuǎn)速的改變校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角。如圖13所示，轉(zhuǎn)速不改變時(shí)，轉(zhuǎn)角θbn(θbn1或θbn2)沿一直線K3隨時(shí)間線性增加。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，轉(zhuǎn)角θbn如曲線K4所示隨時(shí)間非線性增加。
在本發(fā)明中，在基準(zhǔn)位置上的轉(zhuǎn)速為ω12′、分解器40(或分解器50)轉(zhuǎn)動(dòng)720°時(shí)的轉(zhuǎn)速即在時(shí)間間隔T12上的轉(zhuǎn)速為ω12的情況下，設(shè)定在時(shí)間間隔T12中轉(zhuǎn)速以如直線k5所示的平均下降率下降。即，設(shè)定轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速每60°下降Δω12/12。
這樣，轉(zhuǎn)速在60°轉(zhuǎn)角上從ω12′改變成ω12′+Δω12/12。因此得出下列方程。
由于角度校正部81B測(cè)量時(shí)間間隔T1，因此可算出每60°轉(zhuǎn)速的改變率Δω12/12。在轉(zhuǎn)速不改變的情況下到第一切換時(shí)刻前的時(shí)間間隔T1*由方程T1*＝60°/ω12′得出。使用方程(5)變形此方程，得出下列方程。

T1*=T1×ω12′+Δω12/12ω12′---(6)]]>由于轉(zhuǎn)速ω12′的值是已知的，把測(cè)得的時(shí)間間隔T1和算出的轉(zhuǎn)速改變率Δω12/12代入方程(6)就可算出時(shí)間間隔T1*。從測(cè)得的時(shí)間間隔T12中減去時(shí)間間隔ΔT12可得出在轉(zhuǎn)速不改變的情況下到最后切換時(shí)刻前的時(shí)間間隔T12*。即得到方程T12*＝T12-ΔT12。
這樣，在60°轉(zhuǎn)角上的偏差角Δθ1由下列方程得出。
此外，與時(shí)間間隔T1*由方程(6)表達(dá)的方式一樣，時(shí)間間隔T12*用下列方程表達(dá)。
T12*=T12×ω12′+Δω12ω12′---(8)]]>把方程(6)和(8)代入方程(7)中，最后用下列方程得出在轉(zhuǎn)角60°上的偏差角Δθ1。
由于時(shí)間間隔T1、T12的值為測(cè)量值，Δω12的值可用方程(5)算出，并且ω12′的值是已知的，因此可用方程(9)算出偏差角Δθ1。
一般地，在間隔60°的各轉(zhuǎn)角上的偏差角Δθn(n＝1到11)用下列方程得出。
在角度校正部81B得出間隔60°的各轉(zhuǎn)角上的偏差角Δθn之后，角度校正部81B通過(guò)把偏差角Δθn代入方程(2)來(lái)校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角。
這樣，角度校正部81B考慮轉(zhuǎn)速改變計(jì)算間隔60°的各轉(zhuǎn)角上的偏差角Δθn。
轉(zhuǎn)速改變并非出現(xiàn)在每一周期中，而是斷續(xù)出現(xiàn)。例如，有一種情況是轉(zhuǎn)速改變不出現(xiàn)在上一周期中，而是出現(xiàn)在本周期中。因此，在本發(fā)明中，使用使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速改變不出現(xiàn)的上一周期中轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間和使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速改變出現(xiàn)的本周期中轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間來(lái)校正間隔60°的轉(zhuǎn)角。
這樣，可考慮轉(zhuǎn)速改變不出現(xiàn)的上一周期校正轉(zhuǎn)角，從而可早期校正輸出誤差。
下面結(jié)合圖14說(shuō)明按照本發(fā)明第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法。圖14所示流程圖與圖5所示流程圖相同，只是刪除了步驟S6，增加了步驟S9和S10。在完成對(duì)時(shí)間間隔T1到T12的測(cè)量(步驟S5)后，角度校正部81B計(jì)算轉(zhuǎn)速改變時(shí)的校正值Kn(步驟9)，然后把算出的校正值Kn和測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12代入方程(10)中算出間隔60°的各轉(zhuǎn)角的偏差角Δθn。角度校正部81B通過(guò)把算出的偏差角Δθn代入方程(2)中校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角(步驟S10)。這樣，完成了考慮轉(zhuǎn)速改變校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角的操作。
電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100B的整個(gè)操作與電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用角度校正部81B代替角度校正部81進(jìn)行操作。
其他操作與第一實(shí)施例相同。
如圖15所示，按照本發(fā)明第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100C與按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用控制裝置80C取代電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100的控制裝置80。
如圖16所示，控制裝置80C包括角度校正部81C，以取代控制裝置80的角度校正部81。角度校正部81C測(cè)量時(shí)間間隔T1到T12并考慮電壓相位指令的改變和轉(zhuǎn)速的改變校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角。即，角度校正部81C具有角度校正部81、角度校正部81A和角度校正部81B的功能。
在這種情況下，角度校正部81C使用方程(3)計(jì)算電壓相位指令改變時(shí)的校正值ΔTv。此外，角度校正部81C用方程Kn＝(ω12′+n×Δω12/12)/ω12′計(jì)算轉(zhuǎn)速改變時(shí)的校正值Kn。然后，角度校正部81C把算出的校正值ΔTv、Kn和測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12代入下列方程算出間隔60°的各轉(zhuǎn)角的偏差角Δθ1。
(n＝3到11)然后，角度校正部81C把算出的偏差角Δθn代入方程(2)中校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角。
下面結(jié)合圖17說(shuō)明按照本發(fā)明第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)角校正方法。圖17所示流程圖與圖5所示流程圖相同，只是刪除了步驟S6，增加了步驟S7、S9和S11。
在完成對(duì)時(shí)間間隔T1到T12的測(cè)量(步驟S5)后，角度校正部81C使用方程(3)計(jì)算電壓相位指令改變時(shí)的校正值ΔTv(步驟S7)。然后，角度校正部81C計(jì)算轉(zhuǎn)速改變時(shí)的校正值Kn(步驟S9)。然后，角度校正部81C把算出的校正值ΔTv、Kn和測(cè)得的時(shí)間間隔T1到T12代入方程(11)中算出間隔60°的各轉(zhuǎn)角的偏差角Δθn，并把算出的偏差角Δθn代入方程(2)中校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角(步驟S11)。這樣，完成了考慮電壓相位指令改變和轉(zhuǎn)速改變來(lái)校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角的操作。
電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100C的整個(gè)操作與電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用角度校正部81C代替角度校正部81進(jìn)行操作。
其他操作與第一到第三實(shí)施例相同。
如圖18所示，按照本發(fā)明第五實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100D與按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100相同，只是用控制裝置80D取代電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備100的控制裝置80。
如圖19所示，控制裝置80D包括角度校正部81D，以取代控制裝置80的角度校正部81。
在上述第一到第四實(shí)施例中，在校正間隔60°的轉(zhuǎn)角時(shí)，需要測(cè)量每個(gè)分解器40、50在一個(gè)周期中的輸出誤差。因此，在緊接脈沖寬度調(diào)制控制(下面稱為PWM控制)切換成矩形波控制之后的一周期中無(wú)法校正每個(gè)分解器40、50的輸出誤差。
在本發(fā)明第五實(shí)施例中，在進(jìn)行矩形波控制前進(jìn)行PWM控制時(shí)測(cè)量該誤差，緊接PWM控制切換成矩形波控制之后校正每個(gè)分解器40、50的輸出，根據(jù)分解器40、50的經(jīng)校正的輸出驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)M1、M2。
如圖20所示，在PWM控制中，曲線k6所示各相的電壓指令在時(shí)刻t4與直線k7所示零電平相交。檢測(cè)并存儲(chǔ)在時(shí)刻t4從分解器40或分解器50輸出的轉(zhuǎn)角θbn(θbn1或θbn2)與在時(shí)刻t3切換指令DRTSW的上升時(shí)刻或切換指令DRTSW的下降時(shí)刻上的轉(zhuǎn)角(即180°、360°、540°或720°轉(zhuǎn)角)之間的誤差。當(dāng)PWM控制切換成矩形波控制時(shí)，使用在PWM控制中檢測(cè)和存儲(chǔ)的該誤差校正間隔60°的轉(zhuǎn)角。
由于PWM控制中電壓指令與該零電平相交的零交點(diǎn)相當(dāng)于切換指令的上升時(shí)刻或下降時(shí)刻(即切換指令中的切換時(shí)刻)，因此檢測(cè)PWM控制中在該零交點(diǎn)上的每個(gè)分解器40、50的輸出誤差。
角度校正部81D在矩形波控制中接收從轉(zhuǎn)換部88輸出的切換指令DRTSW，并保持該切換指令DRTSW。然后，角度校正部81D根據(jù)PWM控制中各相的電壓指令VDIR檢測(cè)上述誤差，并存儲(chǔ)該誤差。當(dāng)PWM控制切換成矩形波控制時(shí)，角度校正部81D使用所存儲(chǔ)的誤差校正從分解器40或分解器50輸出的間隔60°的各轉(zhuǎn)角θbn(θbn1或θbn2)，并把經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角θn(θn1或θn2)輸出到電流轉(zhuǎn)換部82、轉(zhuǎn)速計(jì)算部85和轉(zhuǎn)換部88。
這樣，在第五實(shí)施例中，按照電動(dòng)機(jī)的控制方法(矩形波控制方法)校正轉(zhuǎn)角。即，在使用矩形波控制方法時(shí)，在PWM控制中檢測(cè)各相的電壓指令與該零電平相交的零交點(diǎn)上每個(gè)分解器40、50的輸出誤差，從而使用所檢測(cè)的誤差校正矩形波控制中從分解器40、50輸出的各轉(zhuǎn)角。在使用該校正方法時(shí)，考慮到PWM控制中各相的電壓指令與該零電平相交的零交點(diǎn)相當(dāng)于切換指令的上升時(shí)刻或下降時(shí)刻。這樣，該校正方法適用于矩形波控制。
本說(shuō)明書所公開的本發(fā)明實(shí)施例在所有方面都應(yīng)視為例示性而非限制性的。本發(fā)明范圍由權(quán)利要求而非由對(duì)上述實(shí)施例的說(shuō)明限定，因此在權(quán)利要求的等同意義和范圍內(nèi)作出的所有改動(dòng)都應(yīng)包括在本發(fā)明范圍中。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于包括在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的矩形波控制時(shí)檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)；根據(jù)在矩形波控制中從基準(zhǔn)時(shí)刻到該電動(dòng)機(jī)的各控制時(shí)刻的時(shí)間差校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出的校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)；以及根據(jù)由該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)校正的該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出進(jìn)行該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的矩形波控制的控制裝置(80；80A；80B；80C；80D)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)在決定給該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的各相施加電壓的期間的電壓相位指令改變時(shí)，考慮該電壓相位指令的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變時(shí)，考慮該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)考慮決定給該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的各相施加電壓的期間的電壓相位指令的改變和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)使用在前一控制周期中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間和在本控制周期中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間，考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的一種控制方法來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出。
7.一種電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于包括下列步驟在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的矩形波控制時(shí)檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置；根據(jù)從一基準(zhǔn)時(shí)刻到基于該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出控制該電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)刻的時(shí)間間隔與從該基準(zhǔn)時(shí)刻到需要在該矩形波控制中控制該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的真實(shí)控制時(shí)刻的時(shí)間間隔之差，來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出；以及根據(jù)經(jīng)校正的該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出進(jìn)行該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的矩形波控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，該校正在決定給該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的各相施加電壓的期間的電壓相位指令改變時(shí)，考慮該電壓相位指令的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，該校正在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變時(shí)，考慮該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，該校正考慮決定給該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的各相施加電壓的期間的電壓相位指令的改變和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于，該校正使用在前一控制周期中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間和在本控制周期中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需時(shí)間，考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的改變來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出。
12.按權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，該校正根據(jù)該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的一種控制方法來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出。
13.一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于包括在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的矩形波控制時(shí)檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)；根據(jù)從一基準(zhǔn)時(shí)刻到基于該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出控制該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的控制時(shí)刻的時(shí)間間隔與從該基準(zhǔn)時(shí)刻到需要在該矩形波控制中控制該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的真實(shí)控制時(shí)刻的時(shí)間間隔之差，來(lái)校正該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出的校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)；以及根據(jù)由該校正裝置(81；81A；81B；81C；81D)校正的該轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器(40、50)的輸出進(jìn)行該電動(dòng)機(jī)(M1、M2)的矩形波控制的控制裝置(80；80A；80B；80C；80D)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備和電動(dòng)機(jī)控制方法。其中，控制裝置(80)測(cè)量從基準(zhǔn)時(shí)刻到從各分解器(40、50)輸出的各轉(zhuǎn)角θbn1、θbn2變成n×60°(n＝1到12，即60°到720°)時(shí)的時(shí)間間隔T1到T12。然后，控制裝置(80)使用測(cè)得的T1到T12計(jì)算T1/T12到T11/T12，從而算出間隔60°的各轉(zhuǎn)角上的偏差角Δθn。通過(guò)把算出的偏差角Δθn代入方程n×60°+Δθn(n＝1到11)中，控制裝置(80)校正間隔60°的各轉(zhuǎn)角?？刂蒲b置(80)使用各經(jīng)校正的轉(zhuǎn)角產(chǎn)生各驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1、DRV2，并把各驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1、DRV2輸出到各逆變器(10、20)。該逆變器根據(jù)各驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV1、DRV2驅(qū)動(dòng)各交流電動(dòng)機(jī)(M1、M2)。
文檔編號(hào)H02P27/06GK1517683SQ20041000081
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2004年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月16日
發(fā)明者矢口英明, 橫山聰二郎, 二郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社