电动机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于控制配备有三相交流(AC)电动机的电动机系统的电动机控制器的技术领域。
【背景技术】
[0002]脉冲宽度调制(PffM)控制是用于驱动三相AC电动机的控制方法的示例。PffM控制用于控制电力转换器(例如逆变器)，该电力转换器根据在具有预定频率的载波信号和已经采用将供应给三相AC电动机的相电流与期望值匹配的对象来设定的相电压命令信号之间的幅度关系，将直流(DC)电压(DC电力)转换成AC电压(AC电力)。
[0003]当控制电力转换器时，通常采用电流传感器检测相电流。在这种情况下，电流传感器的检测值可包括误差(例如，当通过将DC分量添加给实际电流值而获得的值被输出作为检测值时发生的偏移误差，或当通过实际电流值的放大或衰减而获得的值被输出作为检测值时发生的增益误差)。因此，已经建议将用于校正在电流传感器的检测值中包括的误差的技术用于增加电流传感器的检测精度(参见例如，日本专利申请公开N0.2000-023490( JP2000-023490 A)。例如，JP 2000-023490 A公开了用于当驱动逆变器的PffM信号没有从控制器输出(换句话说，从电动机已启动直到电容器充电完成之后，这是其中相电流不流动的期间)时校正误差的技术。
[0004]日本专利申请公开N0.2009-098091(JP 2009-098091 A)是关于本申请的发明的相关技术文献的另一不例。
[0005]然而，采用在JP 2000-023490 A中公开的技术，可以仅在启动电动机之后立即校正误差。所导致的技术问题在于不能在电动机驱动时校正误差。
【发明内容】
[0006]考虑借助于示例提出的上述问题，本发明提供了可校正在电流传感器的检测值中包括的误差的电动机控制器。
[0007]根据本发明的一方面，提供了控制电动机系统的电动机控制器。电动机系统配备有直流电源、电力转换器、平滑电容器、三相交流电动机以及电流传感器。电力转换器被配置成将从直流电源供应的直流电力转换成交流电力。平滑电容器与电力转换器并联电连接。三相交流电动机通过使用从电力转换器输出的交流电力来驱动。电流传感器检测供应给三相交流电动机的相电流。电动机控制器具有电子控制单元。电子控制单元被配置成:(a)基于从电流传感器的检测值生成并且调节三相交流电动机的操作的三相电压命令信号，指定目标相，该目标相是具有与具有既非最大信号电平也非最小信号电平的信号电平的第一相电压命令信号最大差的第两相电压命令信号的相；以及(b)校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值，以使得平滑电容器的端子电压匹配期望电压值。
[0008]采用本发明的电动机控制器，可以控制电动机系统。作为由电动机控制器执行的控制的对象的电动机系统配备有直流电源、平滑电容器、电力转换器、三相交流电动机以及电流传感器。直流电源输出直流电力(换句话说，直流电压或直流电流)。平滑电容器与电力转换器并联电连接。通常，平滑电容器与直流电源并联电连接。因此，平滑电容器可抑制平滑电容器的端子电压中的变化(即直流电源和电力转换器中的至少一个的端子电压)。电力转换器将从直流电源供应的直流电力转换成交流电力(通常是三相交流电力)。因此，三相交流电动机通过使用从电力转换器供应给三相交流电动机的交流电力来驱动。
[0009]为了控制这种电动机系统，电动机控制器具有执行后述控制的电子控制单元。电子控制单元基于三相电压命令信号(通常是U相电压命令信号、V相电压命令信号，以及W相电压命令信号)，指定在三相交流电动机的三相之中的目标相。目标相是具有与具有既非最大信号电平也非最小信号电平的信号电平的第一相电压命令信号最大差的第二相电压命令信号的相。换句话说，目标相是具有与第一相电压命令信号最大差的第二相电压命令信号的相，该第一相电压命令信号具有第二大信号电平(换句话说，第二小的信号电平)。
[0010]例如，当满足关系(U相电压命令信号的信号电平)>(v相电压命令信号的信号电平)>(w相电压命令信号的信号电平)时，V相电压命令信号对应于第一相电压命令信号。此夕卜，在满足上述关系时，并且同样满足I (U相电压命令信号的信号电平)-(v相电压命令信号的信号电平)I > I (W相电压命令信号的信号电平)-(v相电压命令信号的信号电平)I的关系时，U相电压命令信号对应于第二相电压命令信号。因此，在这种情况下，U相是目标相。
[0011]相电压命令信号是调节三相交流电动机的操作的交流信号。相电压命令信号通常从电流传感器的检测值生成(换句话说，检测值指定从检测相电流的电流传感器输出的所检测相电流的特性(通常是信号电平))。在这种情况下，适当地从将由三相交流电动机输出的扭矩与期望值匹配的观点看，例如可以生成相电压命令信号。
[0012]此外，电子控制单元校正电流传感器的检测值，以使得平滑电容器的端子电压匹配期望电压值。在这种情况下，电子控制单元可以通过直接参照端子电压(通常是检测端子电压的电压传感器的检测值)来校正电流传感器的检测值，以使得平滑电容器的端子电压来匹配期望电压值。可替代地，电子控制单元可以通过参照间接指示端子电压的另一个参数(例如在平滑电容器中流动的电流的电容器电流)来校正电流传感器的检测值，以使得平滑电容器的端子电压来匹配期望电压值。在这种情况下，电子控制单元同样可以被称为实际校正电流传感器的检测值，以使得间接指示端子电压的其它参数匹配期望值。
[0013]特别地，在本发明的电动机控制器中，检测由电子控制单元指定的目标相的相电流的电流传感器的检测值被校正，使得端子电压匹配期望电压值。附带地，在检测由电子控制单元指定的目标相的相电流的电流传感器不存在的情况下(换句话说，电动机系统不具有检测目标相的相电流的电流传感器)，电子控制并不需要校正电流传感器的检测值。
[0014]更具体地，在其中电子控制单元指定目标相是U相的期间内，电子控制单元校正检测U相电流的电流传感器的检测值，以使得在其中电子控制单元指定目标相是U相的期间内的端子电压匹配期望的电压值。然而，电子控制单元可以继续校正检测U相电流的电流传感器的检测值，以便继续校正操作，该校正操作在其中电子控制单元指定目标相是U相的期间内，甚至在其中电子控制单元不指定目标相是U相的期间内已经执行。例如，当检测U相电流的电流传感器的检测值在其中电子控制单元指定目标相是U相的期间内以预定量校正时，电子控制单元可以甚至在其中电子控制单元不指定目标相是U相的期间内，继续以预定量校正检测U相电流的电流传感器的检测值。
[0015]可替代地，例如在其中电子控制单元指定目标相是V相的期间内，电子控制单元校正检测V相电流的电流传感器的检测值，以使得在其中电子控制单元指定目标相是V相的期间内的端子电压匹配期望的电压值。然而，电子控制单元可以继续校正检测V相电流的电流传感器的检测值，以便继续校正操作，该校正操作在其中电子控制单元指定目标相是V相的期间内，甚至在其中电子控制单元不指定目标相是V相的期间内已经执行。例如，当检测V相电流的电流传感器的检测值在其中电子控制单元指定目标相是V相的期间内以预定模式校正时，电子控制单元可以甚至在其中电子控制单元不指定目标相是V相的期间内，继续以预定模式校正检测V相电流的电流传感器的检测值。
[0016]可替代地，例如在其中电子控制单元指定目标相是W相的期间内，电子控制单元校正检测W相电流的电流传感器的检测值，以使得在其中电子控制单元指定目标相是W相的期间内的端子电压匹配期望的电压值。然而，电子控制单元可以继续校正检测W相电流的电流传感器的检测值，以便继续校正操作，该校正操作在其中电子控制单元指定目标相是W相的期间内，甚至在其中电子控制单元不指定目标相是W相的期间内已经执行。例如，当检测W相电流的电流传感器的检测值在其中电子控制单元指定目标相是W相的期间内以预定模式校正时，电子控制单元可以甚至在其中电子控制单元不指定目标相是W相的期间内，继续以预定模式校正检测W相电流的电流传感器的检测值。
[0017]在这种情况下，在电流传感器的检测值包括误差(换句话说，在电流传感器的检测值和相电流的实际值之间的差或偏差)时，电动机控制器错误地认识电流传感器的检测值是相电流的实际值。因此，在推定电动机控制器控制电动机系统以使得电流传感器的检测值变成期望电流值时，相电流的实际值以对应于误差的量而改变。例如，相电流的实际值变成通过将误差添加到期望电流值或从期望电流值减去误差而获得的值。
[0018]在这种情况下，如下面参照附图将更详细解释的，在其中预定相是目标相的期间内，预定相的相电流的变化(例如，相对于期望电流值的变化)可导致在平滑电容器的端子电压中的变化。同时，在其中预定相不是目标相的期间内，预定相的相电流的变化不会导致或几乎不导致在平滑电容器的端子电压中的变化。因此，在端子电压以其中目标相已被指定的状态中变化时，极有可能的是目标相的相电流变化。因此，考虑到在电流传感器的检测值中包括的误差可导致相电流的变化，在目标相的相电流变化时，极有可能的是误差包括在检测目标相的相电流的电流传感器的检测值中。
[0019]考虑到目标相的相电流的变化与平滑电容器的端子电压的变化之间的这种关系，由于本发明的电动机控制器中的电子控制单元中指定目标相，所以甚至当电动机系统具有多个电流传感器时，可以单独指定其中检测值包括误差的电流传感器。例如，甚至当电动机系统具有单独检测至少两个相的相电流的至少两个电流传感器时，可以在至少两个电流传感器之中单独指定具有包括误差的检测值的电流传感器。此外，当指定目标相时，电子控制单元校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值，以使得端子电压匹配期望的电压值(例如，以使得端子电压的变化量变为零)。因此，在电流传感器的检测值中包括误差时，电子控制单元可以校正电流传感器的检测值，诸如来消除误差影响。
[0020]此外，在本发明的电动机控制器中，电子控制单元基于不仅在电动机系统已经启动之后立即生成的而且在自电动机系统的启动起已经经过预定的期间之后(例如在电动机系统以通常模式操作时)生成的相电压命令信号，可以指定目标相。此外，电子控制单元基于不仅在电动机系统已经启动之后立即检测的而且在自电动机系统的启动起已经经过预定的期间之后检测的平滑电容器的端子电压，可以校正电流传感器的检测值。因此，在电流传感器的检测值包括误差时，电子控制单元可以校正电流传感器的检测值，以便不仅在电动机系统已经启动之后立即消除误差影响，而且在自电动机系统的启动起已经经过预定的期间之后消除误差影响。
[0021]因此，本发明的电动机控制器可以校正电流传感器的检测值(换句话说，校正在电流传感器的检测值中包括的误差)。
[0022]在电动机控制器中，电子控制单元可被配置成基于:(i)目标相的相电流的极性；以及(ii)端子电压的变化趋势，确定校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值的模式。
[0023]采用上述配置的电动机控制器，电子控制单元可以有利地确定电流传感器的检测值的校正模式，以使得端子电压基于目标相的相电流的极性和端子电压的变化趋势来匹配期望的电压值。因此，电子控制单元可以有利地校正电流传感器的检测值。换句话说，可以有利地校正在电流传感器的检测值中包括的误差。
[0024]此外，在处于其中基于目标相的相电流的极性和端子电压的变化趋势来确定电流传感器的检测值的校正模式的电动机控制器中，如上所述，电子控制单元可被配置成当(i)目标相的相电流的极性是第一极性并且(ii)端子电压以第一变化模式变化时，以第一校正模式校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值。电子控制单元可被配置成当(i)目标相的相电流的极性是与第一极性不同的第二极性，并且(ii)端子电压以第一变化模式变化时，以不同于第一校正模式的第二校正模式校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值。
[0025]采用上述配置的电动机控制器，在端子电压的变化模式不变化时，电子控制单元确定电流传感器的检测值的校正模式，以使得电流传感器的检测值的校正模式根据在目标相的相电流的极性中的差来变化。因此，电子控制单元可以有利地确定电流传感器的检测值的校正模式，以使得端子电压匹配期望的电压值。因此，电子控制单元可以有利地校正电流传感器的检测值。换句话说，可以有利地校正在电流传感器的检测值中包括的误差。
[0026]此外，在其中确定电流传感器的检测值的校正模式以使得电流传感器的检测值的校正模式根据在目标相的相电流的极性中的差来变化的电动机控制器中，如上所述，第一极性可以是正极性和负极性中的任一个。第二极性与在正极性和负极性中的第一极性不同。第一变化模式可以是其中端子电压减小的变化模式和其中端子电压增加的变化模式中的任一个。第一校正模式可以是其中检测值增加的校正模式和其中检测值减小的校正模式中的任一个。第二校正模式是在其中检测值增加的校正模式和其中检测值减小的校正模式中与第一校正模式不同的校正模式。
[0027]采用上述配置的电动机控制器，在端子电压的变化模式不变化时，电子控制单元可根据目标相的相电流的极性是正极性或负极性而确定电流传感器的检测值是否增加或减小。因此，电子控制单元可以有利地确定电流传感器的检测值的校正模式，以使得端子电压匹配期望的电压值。因此，电子控制单元可以有利地校正电流传感器的检测值。换句话说，可以有利地校正在电流传感器的检测值中包括的误差。
[0028]增加电流传感器的检测值的操作的示例包括添加正的校正值到电流传感器的检测值的操作，和将电流传感器的检测值乘以大于I的系数的操作。同样，减小电流传感器的检测值的操作示例包括添加负的校正值到电流传感器的检测值的操作(换句话说，减去正的校正值的操作)，和将电流传感器的检测值乘以小于I的系数的操作。
[0029]此外，在其中基于目标相的相电流的极性和端子电压的变化趋势确定电流传感器的检测值的校正模式的电动机控制器中，如上所述，电子控制单元可被配置成当(i)目标相的相电流的极性是第一极性并且(ii)端子电压以第一变化模式变化时，以第一校正模式校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值。电子控制单元可被配置成当(i)目标相的相电流的极性是第一极性并且(ii)端子电压以不同于第一校正模式的第二校正模式变化时，以不同于第一校正模式的第二校正模式校正检测目标相的相电流的电流传感器的检测值。
[0030]采用上述配置的电动机控制器，在目标相的相电流的极性不变化时，电子控制单元确定电流传感器的检测值的校正模式，以使得电流传感器的检测值的校正模式根据端子电压的变化模式来变化。因此，电子控制单元可以有利地确定电流传感器的检测值的校正模式，以使得端子电压匹配期望的电压值。因此，电子控制单元可以有利地校正电流传感器的检测值。换句话说，可以有利地校正在电流传感器的检测值中包括的误差。
[0031]此外，在其中确定电流传感器的检测值的校正模式以使得电流传感器的检测值的校正模式根据端子电压的变化模式的差来变化的电动机控制器中，如上所述，第一极性可以是正极性和负极性中的任一个。第一变化模式可以是其中端子电压减小的变化模式和其中端子电压增加的变化模式中的任一个。第二变化模式可以是在其中端子电压减小的变化模式和其中端子电压增加的变化模式中与第一变