CN101662258B - 电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动机控制装置，提供存在旋转传感器的误差的情况下，能防止由电动机的不必要的转矩而引起的向电池的不必要的充放电的驱动装置。在转矩指令值为零的情况下，计算逆变器的直流电流的目标值，通过取得与检测出的直流电流之间的偏差，来推断磁极位置的误差并进行矫正。根据本发明，通过对磁极位置进行矫正，能够防止传向电动机的不必要的牵引转矩或再生转矩，且能够防止向电池的不必要的充放电。

Description

电动机控制装置
技术领域
本发明涉及一种电动机控制装置。
特别是涉及一种对使用在混合动力汽车上的旋转电机进行控制的控制方法及控制装置。
背景技术
在将电动机用于车辆的驱动系统的混合动力汽车或电动汽车中，为了控制电动机(例如，直流无刷电动机)的转矩或转速，须根据转子(rotor)的磁极位置控制电枢的施加电压的相位。因此，在这样的电动机(例如，直流无刷电机)中，具备用于检测转子磁极位置的磁极位置传感器，由其检测出的磁极位置来操作电枢施加电压的相位。这样的磁极位置传感器由旋转变压器(resolver)、编码器及孔(hole)元件构成。在具备磁极位置传感器的交流电动机的控制中，经常会有由磁极位置传感器组装时的对位或长期老化或磁极位置传感器自身的检测精度引起并导致所检测的磁极位置相对实际磁极位置产生误差的问题。在存在这样的误差的情况下，若利用检测出的磁极位置来操作电压的相位，则会导致电动机的功率因数或效率的下降。另外，即使电动机的转矩指令值为0，也存在流过电流、产生不必要的牵引或再生转矩、对电池进行不需要的充放电的问题。
以往的技术，作为矫正磁极位置传感器的相位误差，在专利文献1中记载了如下发明：以电动机电流与PWM信号的同步信号作为基准来推断磁极位置，并对旋转传感器的位置误差进行矫正。在该发明中，计算三相短路时的电动机电流的微分值，从而求出磁极位置的推断值。
专利文献1：日本特开2001-211698号公报
在所述的以往技术中，只利用电动机控制装置内部的信息就能够用比较容易的计算来实现相位检测，但是由于计算三相短路时的电动机电流的微分值，与一般情况相比要进行多次的A/D转换，因此处理过程复杂。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种，用于解决所述课题的、对基于以往由电动机控制装置内部计算的位置推断、即便在磁极位置中存在误差的情况下也不必进行复杂的处理、能够防止不必要的牵引或再生转矩的产生、防止向电池的充放电的控制装置。
另外，本发明的其它目的在于，提供一种在磁极位置存在误差的情况下，检测该误差并进行故障诊断的控制装置。
为了完成所述课题，本发明为一种电动机控制装置，具备：交流电动机；检测所述交流电动机的磁极位置的旋转传感器；驱动所述交流电动机的逆变器；和按照要求转矩控制所述逆变器的控制单元，该电动机控制装置的特征在于，具备磁极位置矫正单元，利用所述逆变器的直流电流，对利用所述旋转传感器检测出的所述电动机的磁极位置进行矫正。
另外，本发明的电动机控制装置中，所述磁极位置矫正单元具有直流电流目标值计算单元，在对所述电动机的转矩指令值为零时，计算所述逆变器的直流电流的目标值，通过比较检测出的逆变器的直流电流与利用所述直流电流目标值计算单元计算出的目标值来判断所述电动机磁极位置的误差，从而矫正磁极位置。
此外，本发明的电动机控制装置中，所述直流电流目标值计算单元在对所述电动机的转矩指令值为零时，利用对所述电动机的电流指令值计算直流电流的目标值。
另外，为了完成所述课题，本发明为一种电动机控制装置，具备：交流电动机；检测所述交流电动机的磁极位置的旋转传感器；驱动所述交流电动机的逆变器；向逆变器提供电力的电池；和按照要求转矩控制所述逆变器的控制单元，该电动机控制装置的特征在于，通过在对所述电动机的转矩指令值为零时，检测所述电池电压的变动，来判断所述电动机的磁极位置有无误差。
而且，本发明的电动机控制装置中，具有直流电流目标值计算单元，在对所述电动机的转矩指令值为零时计算所述逆变器的直流电流的目标值，通过比较检测出的逆变器的直流电流与利用所述直流电流目标值计算单元计算出的目标值来推断所述电动机的磁极位置的误差，从而对磁极位置进行矫正。
而且，本发明的电动机控制装置中，所述直流电流目标值计算单元在对所述电动机的转矩指令值为零时，利用对所述电动机的电流指令值计算直流电流的目标值。
另外，为了完成所述的其它课题，本发明为一种电动机控制装置，具备：交流电动机；检测所述交流电动机的磁极位置的旋转传感器；驱动所述交流电动机的逆变器；电池，与该逆变器之间进行电力输入或输出；和控制所述逆变器的控制单元，该电动机控制装置的特征在于，具备位置误差推断单元，通过检测对所述电动机的转矩指令值为规定值时的所述电池的电力的变动，从而推断所述电动机的磁极位置误差，从由该位置误差推断单元推断出的误差判断故障状态。
另外，本发明的电动机控制装置中，具备直流电流目标值计算单元，在对所述电动机的转矩指令值为零时计算所述逆变器的直流电流的目标值，所述位置误差推断单元比较检测出的所述电池的直流电流与利用所述直流电流目标值计算单元计算出的目标值，推断所述电动机的磁极位置误差。
另外，本发明的电动机控制装置中，所述直流电流目标值计算单元在对所述电动机的转矩指令值为零时，用对所述电动机的指令值计算直流电流的目标值。
根据本发明，在电动机的旋转传感器检测出的磁极位置存在误差的情况下，能够矫正该位置误差，不产生不必要的转矩，并能够实现减低向电池的不必要的充放电。
附图说明
图1是表示电动机控制装置内部的电动机控制的框图。
图2是表示利用了交流电动机的混合动力汽车的结构图。
图3是表示电动机控制中的磁极位置矫正部的框图。
图4是表示与电动机控制部中的与磁极位置的矫正方法相关的一个例子的流程图。
图5是表示d-q坐标轴中的电流指令值的关系图。
图6是表示转矩指令值为0时的d-q坐标轴中的电流指令值的图。
图7是表示在d-q坐标轴中磁极位置误差影响电流指令值的图。
图8是表示计算直流电流的目标值的一个例子的处理流程图。
图9是表示电动机控制部中与磁极位置的矫正方法相关的一个例子的处理流程图。
图10是表示本发明的实施方式的故障诊断装置的控制框图。
图11是表示本发明的故障诊断的一个例子的处理流程图。
(标记说明)
1-混合动力汽车，4-旋转电机，8-逆变器(inverter)，9-电池，11-电动机控制装置，12-电池控制装置，14-HEV控制装置，25-旋转变压器。
具体实施方式
以下，利用图1～图8对本发明的实施方式1进行说明。
首先，用图2对利用了装载本实施方式的旋转电机控制装置的交流电动机的混合动力汽车的结构进行说明。
混合动力汽车1具备发动机3和交流电动机4。发动机3的驱动力经由变速器5和车轴13A传递到前轮2，从而驱动前轮2。发动机3的输出通过由来自发动机控制单元15的指令驱动的电控节流阀6来进行控制。在电控节流阀6中设置有油门开度传感器7，检测油门开度。另外，发动机3的输出不仅驱动前轮2，也能驱动交流电动机4。交流电动机4的驱动力经由差动齿轮(differential gear)10及车轴13传送到驱动轮2，从而驱动驱动轮2。在图1中，虽然例示了直接连接交流电动机4的结构，但也能是经由离合器等的开关机构而连接的结构。
交流电动机4是电动机/发电机。交流电动机4在作为电动机而工作的情况下，输出驱动力。另外，交流电动机4通过发动机3或驱动轮2进行驱动，并作为发电机而进行工作，输出交流电力。
逆变器8是为了在交流电动机4中随意控制所需动力而设置的。逆变器8将积蓄在电池9中的直流电力转换为交流电力，并提供给交流电动机4。在再生制动或发电时，通过逆变器8将交流电动机4输出的交流电力变换为直流电力，并提供给电池9。
HEV控制装置14利用CAN(Controller Area Network)等通信方法与发动机控制装置15或电动机控制装置11或电池控制装置12连接，并基于车辆信息或各部件的状态，计算向交流电动机4的转矩指令等，进行HEV系统的控制。
电池控制装置12计算电池9的充电状态或电流限制值、电力限制值、温度、寿命等参数。电动机控制装置11基于从上位的HEV控制装置14中得到的传输向交流电动机4的转矩指令值，来决定应向逆变器8施加的交流电压，并对逆变器8输出电压指令(电压脉冲)。
利用图1说明本实施方式中的利用电动机控制装置11计算的电动机控制系统的结构。通常，在电动机控制系统中输入转矩指令(在上位中也存在构成速度控制系统的情况)，计算电动机的三相电压指令，使得电动机的实际电流跟踪电动机的电流指令。以往，在交流电动机的控制中应用矢量控制，一般构成了d-q坐标中的电流控制系统。在这里，d-q轴坐标系中的d轴表示磁极位置(磁通量)的方向，q轴表示电直到d轴的方向。
在图1中，电流指令计算部20基于转矩指令Tr*和电动机转速Wm计算与同步电动机对应的d轴电流指令Id*、q轴电流指令Iq*。例如，将转矩指令Tr*与电动机旋转数Wm的各工作点对应的Id、Iq表保持在内部，决定与各工作点对应的Id*、Iq*指令值。电压指令计算部21由电流指令计算部20计算出的d轴电流指令Id*、q轴电流指令Iq*和d轴电流Id、q轴电流Iq，计算d轴电流偏差及q轴电流偏差，并且对于各自的偏差，由PI控制来计算d轴电压指令Vd*、q轴电压指令Vq*。
三相电压指令计算部22对于由电压指令计算部21计算出的d轴电压指令Vd*、q轴电压指令Vq*，利用矫正后的磁极位置θ来进行坐标转换，并计算交流电动机4对应的交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*。信号处理部23基于由三相电压指令计算部22计算出的交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*，为了利用各种驱动方式(例如，PWM控制或矩形波控制等)来控制逆变器8，生成变流器内部的开关元件的驱动信号，输出到逆变器8。
用旋转变压器25检测交流电动机4的磁极位置及旋转角度，用电流传感器检测电动机电流，这些值被送到电动机控制装置11。从电流传感器检测出的U相电流Iu及V相电流Iv利用坐标转换部24转换为d-q轴坐标系的d轴电流Id及q轴电流Iq。W相电流Iw由于能够由U相及V相的电流Iu、Iv计算，因此在本实施方式中省略了W相电流Iw的检测。
在磁极位置矫正部26中，对于由交流电动机4中所具备的旋转变压器25检测出的磁极位置，通过利用后面说明的方法来推断位置误差，从而矫正并输出磁极位置。在三相电压指令计算部22或坐标转换部24中的坐标转换中，利用了磁极位置矫正部26矫正的磁极位置。
通过逆变器8将电池9的直流电压转换为三相交流电压，并施加到交流电动机4。该施加电压进行所述的计算，从而决定向逆变器8的施加电压。
在使用混合动力汽车驱动用的电动机的磁极位置存在误差的情况下，不仅会产生电动机输出转矩的误差，还会影响电池。特别是，如本实施方式，发动机与电动机直接连接型结构的混合动力汽车中，为了在高速区域中用发动机行驶，电动机的转矩指令值为零的频率较高，在持续这样的状况时，即使将转矩指令值设为零，由于磁极位置误差的影响，出现了不必要的牵引转矩或再生转矩。其结果，在电池侧流过不应流过的电流，带来例如，电池的状态接近于充满电时，引起陷入基于电池过充电而失败等的不良影响。
因此，以防止由于电动机的磁极位置误差而对电池产生不良影响为目的，在本发明中，利用电池中输入输出的电流的检测值。利用图3及图4对磁极位置矫正部26的结构及其处理流程图进行说明。
图3表示磁极位置矫正部26的详细结构。磁极位置矫正部26由以下组成：用于计算直流电流的目标值Idc*的直流电流目标值计算部27、推断位置误差的位置误差推断部28、从旋转变压器25的输出计算相位的位置检测部30、及利用这些矫正磁极位置的位置矫正部29。
在直流电流目标计算部27中，设定直流电流的目标值Idc*，使其向电池流过所期望的电流。例如，在如本实施方式的车辆结构的情况下，在向电动机4的转矩指令值为零时，根据电池的状态若继续充电，则电池变为过充电并且可能会损坏。为了防止该现象，在本实施方式中，控制决定Idc*，使其不向电池流入不需要的电流。这里，表示直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。对该目标值Idc*的决定方法在后面进行叙述。
在位置误差推断部28中，计算利用直流电流目标计算部27计算出的直流电流的目标值Idc*与利用电流传感器检测出的电池的直流电流Idc之间的偏差(Idc*-Idc)，并由PI控制推断位置误差Δθe。
利用位置检测部30计算磁极的检测值θd，在位置矫正部29中，对于用位置检测部30计算出的磁极的检测值θd，用位置误差推断部28计算出的位置误差Δθe，按照下面的数学式对磁极位置进行矫正。
θe＝θd+Δθe    …(1)
从磁极位置矫正部26输出利用数学式1计算出的矫正后的磁极位置θ，利用图1中的三相电压指令计算部22和坐标转换部24。
图4表示用电动机控制装置11计算的磁极位置矫正相关的逻辑处理流程图。本实施方式中，在向电动机4的转矩指令值为零时，表示直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。例如，在本实施方式的车辆结构的情况下，在向电动机4的转矩指令值为零时，若根据电池的状态继续充电，则电池变为过充电并有损坏的危险。
首先，在步骤40中，输入转矩指令值。接着，在步骤41中，利用电流传感器检测电池(逆变器)的直流电流Idc。在步骤42中，为了判断是否进行位置矫正，检测转矩指令值是否已经为零及是否有流向电池的电流。在步骤42中，在转矩指令值Trq*＝0且直流电流|Idc|＞Idc0时(Idc0为规定值，例如)，进入到步骤43以后，进行推断位置误差的处理。特别是，在本实施方式中，由于想避开在充电方向上流过电池电流，也可将Trq*＝0且|Idc|＞Idc0且Idc＜0作为条件。在步骤42中，在不满足条件的情况下，不实施位置误差的矫正，终止处理。
接着，在步骤43中，为了让电池流过所期望的电流，设定直流电流的目标值Idc*。如上所述，在本实施方式中，控制决定Idc*，使其不向电池流入不需要的电流。所以，在此，表示了直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。对该目标值Idc*的决定方法在后面进行叙述。
进入到步骤44中，计算在步骤43中计算出的直流电流的目标值Idc*与利用电流传感器检测出的电池的直流电流Idc之间的偏差(Idc*-Idc)。在步骤45中，对于步骤44中求出的偏差比某一规定值大的情况，判断为磁极位置偏移，并进入到步骤46以后的处理。在步骤46中通过PI控制来推断位置误差Δθe。
接着，在步骤47中，计算磁极的检测值θd并进入到步骤48。在步骤48中，对于在步骤47中计算出的磁极的检测值θd，利用在步骤46中计算出的位置误差Δθe，按照数学式(1)对磁极位置进行矫正。
在步骤45中，若直流电流的偏差在规定值以内，则结束磁极位置的更新。
在以上的实施方式中，在向电动机的转矩指令值为零时，表示了直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子，通过该方法，仅利用发动机在行驶中连接电动机，就能够防止电池充电。由此，能够防止产生不需要的再生转矩，另外因为不会进行电池充电，所以能够降低损失并保护电池。
在以上说明的方法中，为使旋转变压器25的位置误差不必完全消失而来对位置误差自身进行矫正，需要如下的计算。
下面，对于直流电流目标值计算部27而言，利用图5～图8对转矩指令值为零时将Idc*设定为某一规定值的方法进行说明。
首先，在向交流电动机4的转矩指令值Tr*为零的情况下，对由电流指令计算部20计算的d轴电流指令Id*、q轴电流指令Iq*进行说明。图5表示d-q轴坐标系，如上所述，d轴表示磁极位置(磁通量)的方向，q轴表示电直到d轴的方向。如图5所示，电动机电流I能够被分解为d轴与q轴，但与转矩相关的电流分量为q轴电流Iq，d轴电流Id分量，没有利用在作为电动机的转矩输出的工作上，而作为损失成分被消耗。
其中，在混合动力汽车驱动用的电动机中，较多的情况是利用低速且大转矩、即使高速也固定输出。低速时虽然能够输出大转矩，但是由于在高速时感应电压变高而不流过电流，从而转矩变小，因此进行弱磁场控制，即使在向电动机的转矩指令值Tr*为零的情况下，也控制使得高旋转的区域中流过d轴电流Id。
因此，在所述的工作点，如图6所示，仅提供d轴电流指令Id*，指令q轴电流指令Iq*为零。此时，由于即使在d轴中流过电流而q轴中也不流过电流，因此本来应该是电动机不会产生牵引转矩或再生转矩，另外也不没有向电池9的输入输出电流。但是，在电动机的磁极位置值偏移的情况下，如图7所示，在d轴与q轴中流过了与指令值不同的电流值。其结果，产生与流过q轴的电流Iq相当的转矩(此时，由于是负方向，因此是再生转矩)，向电池中流入电流而进行充电。
在本实施方式中，采用通过检测不应流过直流电流的电流值，来对所述位置误差进行矫正的方法。在图6中，由于d轴电流指令值(Id*)是电动机自身应该消耗的电流，因此决定目标值Idc*，使其从电池中取得与d轴电流指令Id*相当的直流的电流。为此，在直流电流目标值计算部27中，基于如图8所述的处理流程图，来决定向电池9的输入输出电流的目标值Idc*。在本实施方式中，通过利用DC电压去除电动机4的输入功率，对换算为DC电流的方法进行说明。
首先，在图8的步骤50中，输入d轴电流指令值Id*。接着，在步骤51中，输入由图1的电压指令计算部21计算出的d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*。接着，在步骤52中，通过利用步骤51和步骤52输入的d-q坐标轴上的电流指令值和电压指令值，以下面的数学式计算电动机4的输入功率。
Pm＝Id*·Vd*+Iq*·Vq*…(2)
接着，在步骤53中，输入直流电压Vdc，在步骤54中，根据以下的数学式(3)计算直流电流的目标值Idc*。
Idc*＝Pm/Vdc    …(3)
将通过以上步骤求出的直流电流的目标值Idc*作为指令值，在图3中，利用与直流电流Idc的偏差，能对位置误差进行补偿。
对于计算直流电流的目标值Idc*的方法，在所述中，虽然每次进行功率转换计算都进行了计算，但也能预先计算与Id*相当的Idc*，来作为映射进行保持。
通过以上的方法，不仅能保护电池9还能够矫正旋转变压器25的位置误差本身。因此，即使在由长期老化等引起的旋转变压器(旋转传感器)偏移的情况下，也能够在车辆的行驶中矫正位置误差。另外，也能减少旋转变压器25的组装作业的工时。
接着，利用图9对本发明的实施方式2进行说明。
在本实施方式中，用图9说明利用电池电压Vdc的检测值来判断有无磁极位置误差并对位置误差进行矫正时的磁极位置矫正部26的处理流程图。
图9是表示利用电动机控制装置11计算的磁极位置矫正的逻辑相关的处理流程图。在本实施方式中，表示在向电动机4的转矩指令值为零时设定直流电流的目标值为Idc*＝0的例子。
首先，在步骤60中，输入转矩指令值。接着，在步骤61中，利用电流传感器检测电池9的直流电流Idc，在步骤62中，输入电池的直流电压Vdc。在步骤63中，为了判断是否进行位置矫正，检测转矩指令值是否已为零及电池9的电压与规定值相比是否有变动。在步骤63中，若转矩指令值Trq*＝0且直流电压在规定时间中的变动幅度|ΔVdc|＞Vdc0时(Vdc0为规定值，例如
Figure G2009101662535D00101
)，进入步骤64之后，进行推断位置误差的处理。特别是，在本实施方式中，由于想避免电池9被充电，因此也可将Trq*＝0、|ΔVdc|＞Vdc0且ΔVdc＞0(上升)作为条件。在步骤63中，在不满足条件的情况下，不实施位置误差的矫正，结束处理。
接着，在步骤64中为让电池9流过所期望的电流而设定直流电流的目标值Idc*。如上所述，在本实施方式中，为使不向电池9流过不需要的电流而控制Idc*。因此，在此表示直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。对于该目标值Idc*的决定方法如上所述。
进入到步骤65中，计算步骤64中计算出的直流电流的目标值Idc*与利用电流传感器检测出的电池9的直流电流Idc之间的偏差(Idc*-Idc)。在步骤66中，若在步骤65求出的偏差比某一规定值大，则判断为磁极位置偏移，进入步骤67以后的处理。在步骤67中，通过PI控制来推断位置误差Δθe。
接着，在步骤68中，计算磁极的检测值θd并进入到步骤69。在步骤69中，对于在步骤68中计算出的磁极的检测值θd，利用在步骤67中计算出的位置误差Δθe，以数学式(1)对磁极位置进行矫正。
在步骤66中，若直流电流的偏差在规定值以内，则结束磁极位置的更新。
以上，通过检测直流电压Vdc并计算其时间变动，判断位置有无误差，与实施方式1相同，能够对位置误差进行补偿。
另外，在用以上的实施方式1和实施方式2说明了的结构中，对出货后位置补偿电动机或逆变器的例子进行了说明，但在出货阶段，也能采用实施位置矫正的工序并预先进行位置矫正的方法。
下面，利用图10和图11对本发明的实施方式3进行说明。
在作为混合动力汽车驱动用的电动机的磁极位置存在误差的情况下，由于在电动机的输出转矩中产生误差，输出不必要的转矩，因此存在影响燃料利用率的情况。特别是，如本实施方式，在直接连接了发动机与电动机型结构的混合动力汽车中，在高速区域中，为了利用发动机进行行驶而使电动机的转矩指令值为零的频率较多，这样持续存在误差的状况下，即使转矩指令值为零，由于磁极位置的误差的影响，也会输出不需要的牵引转矩或再生转矩。其结果，对电池进行不需要的电力的充放电，导致燃料利用率恶化。
为此，在汽车中设置故障诊断装置，通知驾驶员由电动机的磁极位置误差给汽车的燃料利用率带来的不良影响。在本发明中，利用图10与图11对该故障诊断处理进行说明。另外，只要不特别说明，同样标记的结构与所述的实施方式相同。
图10表示故障诊断处理部71的详细结构。故障诊断处理部71由以下构成：用于计算直流电流的目标值Idc*的直流电流目标值计算部27、推断位置误差的位置误差推断部28、及由相位误差判断对燃料利用率的影响从而探测异常的异常判断部70。
在直流电流目标计算部27中，为使向电池流过所期望的电流而设定直流电流的目标值Idc*。例如，在本实施方式的车辆结构的情况下，在向电动机4的转矩指令值为零时，根据电池的状态若继续充电，则电池变为过充电并且可能会损坏。为了防止该现象，在本实施方式中，控制决定Idc*，使其不向电池流入不需要的电流。这里，表示直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。对该目标值Idc*的决定方法在后面进行叙述。
在位置误差推断部28中，计算利用直流电流目标计算部27计算出的直流电流的目标值Idc*与利用电流传感器检测出的电池的直流电流Idc之间的偏差(Idc*-Idc)，并通过PI控制来推断位置误差Δθe。
在异常判断部70中，利用位置误差推断部28计算出的位置误差Δθe，来判断位置误差对燃料利用率的影响，在这种影响的情况下作为故障判断进行输出。从故障诊断装置的故障诊断处理部72输出由此判断的结果，其结果，通过设置在汽车内部的显示面板(未图示)等通知驾驶员。向驾驶员的通知包括燃料利用率恶化或电动机的磁极位置传感器中存在误差等的信息。
图11表示利用故障诊断装置内部的故障诊断处理部71计算的影响燃料利用率的故障判断逻辑相关的处理流程图的一个例子。
在本实施方式中，表示向电动机4的转矩指令值为零时，直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。例如在本实施方式的车辆结构的情况下，在向电动机4的转矩指令值为零时，若继续放电，则会从电池中放出不需要的电力且可能导致燃料利用率恶化。
首先，在步骤80中，输入转矩指令值。接着，在步骤81中，利用电流传感器检测电池(逆变器)的直流电流Idc。在步骤82中，为了判断是否进行位置矫正，检测转矩指令值是否已经为零及是否有流向电池的电流。在步骤82中，在转矩指令值Trq*＝0且直流电流|Idc|＞Idc0时(Idc0为规定值，例如
Figure G2009101662535D00121
)，进入到步骤83以后，进行推断位置误差的处理。特别是，在本实施方式中，由于想避开在放电方向上流过的电池电流，也可将Trq*＝0且|Idc|＞Idc0且Idc＜0作为条件。在步骤82中，在不满足条件的情况下，不实施位置误差的矫正，终止处理。
接着，在步骤83中，为使向电池流过所期望的电流而设定直流电流的目标值Idc*。如上所述，在本实施方式中，控制决定Idc*，使其不向电池提供不需要的电流。因此，在此，表示了直流电流的目标值设定为Idc*＝0的例子。对该目标值Idc*的决定方法在后面进行叙述。
进入到步骤84中，计算步骤83中计算出的直流电流的目标值Idc*与利用电流传感器检测出的电池的直流电流Idc之间的偏差(Idc*-Idc)。在步骤85中，若在步骤84中求出的偏差比某一规定值大，则判断为磁极位置偏移，并进入到步骤86以后的处理。在步骤86中通过PI控制来推断位置误差Δθe。
下面，在步骤87中，判断在步骤86中计算出的位置误差Δθe是否给燃料利用率带来大的不良影响。在位置误差|Δθe|＞Δθe0(Δθe0为规定值，例如Δθe0＝10deg)时，进入到步骤88，输出故障信号。所输出的故障信号作为电动机的磁极位置传感器偏移的信息或燃料利用率恶化的信息，利用例如设置在汽车内的显示装置通知给用户(驾驶员)。
在以上的实施方式中，在进行汽车的各部分的故障诊断的故障诊断装置中，作为燃料利用率恶化项目的一个判断方法，能利用本方法。另外，通过电动机的位置误差给予的影响的程度，能利用作为磁极位置传感器的误差大的故障诊断结果进行通知。
(产业上的利用可能性)
本发明的电动机的控制装置除应用于控制混合动力汽车的电动机的控制装置外，也能应用于使用了电动机的一般的产业设备。

Claims (6)

1.一种电动机控制装置，具备：
交流电动机；
检测所述交流电动机的磁极位置的旋转传感器；
驱动所述交流电动机的逆变器；和
按照要求转矩控制所述逆变器的控制单元，
该电动机控制装置的特征在于，具备磁极位置矫正单元，利用所述逆变器的直流电流，对利用所述旋转传感器检测出的所述电动机的磁极位置进行矫正，
所述磁极位置矫正单元具有直流电流目标值计算单元，在对所述电动机的转矩指令值为零时，计算所述逆变器的直流电流的目标值，
通过比较检测出的逆变器的直流电流与利用所述直流电流目标值计算单元计算出的目标值来推断所述电动机的磁极位置的误差，从而对磁极位置进行矫正。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述直流电流目标值计算单元在对所述电动机的转矩指令值为零时，利用对所述电动机的电流指令值计算直流电流的目标值。
3.一种电动机控制装置，具备：
交流电动机；
检测所述交流电动机的磁极位置的旋转传感器；
驱动所述交流电动机的逆变器；
电池，与该逆变器之间进行电力输入或输出；和
按照要求转矩控制所述逆变器的控制单元，
该电动机控制装置的特征在于，通过在对所述电动机的转矩指令值为零时检测所述电池电压的变动，来判断所述电动机的磁极位置有无误差，
具有直流电流目标值计算单元，在对所述电动机的转矩指令值为零时计算所述逆变器的直流电流的目标值，
通过比较检测出的逆变器的直流电流与利用所述直流电流目标值计算单元计算出的目标值来推断所述电动机的磁极位置的误差，从而对磁极位置进行矫正。
4.根据权利要求3所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述直流电流目标值计算单元在对所述电动机的转矩指令值为零时，利用对所述电动机的电流指令值计算直流电流的目标值。
5.一种电动机控制装置，具备：
交流电动机；
检测所述交流电动机的磁极位置的旋转传感器；
驱动所述交流电动机的逆变器；
电池，与该逆变器之间进行电力输入或输出；和
控制所述逆变器的控制单元，
该电动机控制装置的特征在于，具备位置误差推断单元，通过检测对所述电动机的转矩指令值为规定值时的所述电池的电力的变动，从而推断所述电动机的磁极位置的误差，
从由该位置误差推断单元推断出的误差判断故障状态，
具备直流电流目标值计算单元，在对所述电动机的转矩指令值为零时计算所述逆变器的直流电流的目标值，
所述位置误差推断单元比较检测出的所述电池的直流电流与利用所述直流电流目标值计算单元计算出的目标值，推断所述电动机的磁极位置的误差。
6.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述直流电流目标值计算单元在对所述电动机的转矩指令值为零时，用对所述电动机的电流指令值计算直流电流的目标值。
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4434184B2 (ja) * 2006-08-17 2010-03-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電気モータのフィードバック制御方法および装置
JP5349998B2 (ja) * 2009-02-13 2013-11-20 住友重機械工業株式会社 作業機械および作業機械の制御方法
JP5146478B2 (ja) * 2010-03-18 2013-02-20 株式会社デンソー 回転機の制御装置
JP5478333B2 (ja) * 2010-04-02 2014-04-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ制御装置およびモータ制御方法
JP5292363B2 (ja) * 2010-06-30 2013-09-18 株式会社日立製作所 交流電動機の制御装置及び制御方法
JP5691868B2 (ja) * 2011-06-16 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP5575176B2 (ja) * 2012-04-23 2014-08-20 三菱電機株式会社 回転電機の制御装置
KR101382286B1 (ko) * 2012-07-12 2014-04-08 기아자동차(주) 차량 모터 위치센서의 옵셋 보정방법
ITTO20120674A1 (it) * 2012-07-30 2014-01-31 Ansaldobreda Spa Controllo del funzionamento di un sistema elettronico di azionamento di un motore elettrico utilizzato per la trazione di un veicolo
JP5696700B2 (ja) * 2012-08-29 2015-04-08 トヨタ自動車株式会社 ロータ位置推定装置、電動機制御システムおよびロータ位置推定方法
JP5667153B2 (ja) * 2012-12-03 2015-02-12 ファナック株式会社 同期電動機の磁極位置検出装置
CN103863311B (zh) * 2012-12-10 2017-04-19 上海汽车集团股份有限公司 基于能量优化的混合动力汽车发动机与电机扭矩分配方法
JP2014121215A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Honda Motor Co Ltd 負荷駆動制御装置
JP5751455B2 (ja) * 2013-03-04 2015-07-22 株式会社デンソー 回転電機制御装置
JP2014176157A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Toshiba Corp モータ回転位置検出装置，洗濯機及びモータ回転位置検出方法
KR102032218B1 (ko) * 2013-06-27 2019-10-16 한국전자통신연구원 모터의 위치 신호 보정부 및 이를 포함하는 모터
CN104682785B (zh) * 2013-11-29 2017-03-01 晶致半导体股份有限公司 具有校正功能的驱动芯片及其应用的马达驱动系统
JP5831766B2 (ja) * 2013-12-06 2015-12-09 株式会社デンソー 制御装置、および、これを用いたシフトバイワイヤシステム
US9442468B2 (en) * 2013-12-06 2016-09-13 Denso Corporation Control apparatus and shift-by-wire system having the same
JP5958519B2 (ja) * 2013-12-06 2016-08-02 株式会社デンソー 制御装置、および、これを用いたシフトバイワイヤシステム
CN104065319B (zh) * 2013-12-30 2018-12-14 上海大郡动力控制技术有限公司 永磁同步电机零位初始角的标定方法
JP6183292B2 (ja) * 2014-05-22 2017-08-23 株式会社デンソー スイッチトリラクタンスモータの制御装置
DE102014210653A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh Vorrichtung zur Ansteuerung und/oder Überwachung eines bürstenlosen Gleichstrommotors
JP6490540B2 (ja) * 2015-08-25 2019-03-27 株式会社東芝 回転位置検出装置，空気調和機及び回転位置検出方法
KR20180037030A (ko) * 2015-09-10 2018-04-10 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 파워 스티어링 장치의 제어 장치 및 파워 스티어링 장치
CN106856386B (zh) * 2015-12-09 2018-12-25 上海三菱电梯有限公司 永磁同步电机转子磁极位置信息的校准方法
EP3208935A1 (de) * 2016-02-16 2017-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Zuverlässige prüfung eines elektrischen antriebs
JP6451662B2 (ja) * 2016-02-23 2019-01-16 株式会社安川電機 異常判定装置、異常判定プログラム、異常判定システム、及びモータ制御装置
JP6937470B2 (ja) * 2016-05-10 2021-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 モータ制御システム
JP6211135B1 (ja) * 2016-05-24 2017-10-11 三菱電機株式会社 モータ制御装置
TWI668953B (zh) * 2016-08-22 2019-08-11 日商東芝股份有限公司 Inverter control device and drive system
CN109743889B (zh) * 2016-08-31 2023-07-25 深圳市大疆创新科技有限公司 用于控制无刷电机的方法和系统
JP6432054B2 (ja) * 2016-11-07 2018-12-05 本田技研工業株式会社 回転電機の制御装置及び回転電機の制御方法
CN109639209A (zh) * 2017-10-09 2019-04-16 郑州宇通客车股份有限公司 一种电动汽车电机电角度调节方法及其装置
US10520728B2 (en) * 2017-10-17 2019-12-31 Visteon Global Technologies, Inc. Embedded optimization algorithm of parameters to drive deployment mechanism for displays
KR102383373B1 (ko) * 2017-11-21 2022-04-05 현대자동차주식회사 친환경 차량의 레졸버 옵셋 보정 장치 및 방법
KR102478078B1 (ko) * 2017-12-18 2022-12-16 현대자동차주식회사 차량용 모터 제어방법 및 시스템
DE102018201212A1 (de) * 2018-01-26 2019-08-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Elektromotors
US10425029B1 (en) 2018-06-01 2019-09-24 Regal Beloit America, Inc. Motor controller for electric blower motors
CN110932633B (zh) * 2018-09-20 2022-03-01 杭州先途电子有限公司 一种电机控制方法、装置及变频控制器
DE112018008175T5 (de) * 2018-11-29 2021-08-26 Mitsubishi Electric Corporation Rotierende elektrische Maschinentreibervorrichtung
CN111987958B (zh) * 2020-08-20 2021-10-29 山东中科先进技术研究院有限公司 一种永磁同步电机转子位置检测方法及系统
CN112636660B (zh) * 2020-12-23 2022-08-30 浙江禾川科技股份有限公司 伺服驱动控制系统及绝对位置信号处理方法、装置、设备
KR20230089191A (ko) 2021-12-13 2023-06-20 현대모비스 주식회사 모터의 약자속 제어를 위한 데이터 맵 작성 방법 및 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101001068A (zh) * 2006-01-11 2007-07-18 株式会社日立产机系统 电动机驱动控制装置和电动机驱动系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3195879B2 (ja) * 1994-07-07 2001-08-06 株式会社日立製作所 電気車の制御装置及び電気車の制御方法
JP3175555B2 (ja) * 1995-10-03 2001-06-11 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド電気自動車の発電機制御装置
JPH09287490A (ja) * 1996-02-20 1997-11-04 Nippon Soken Inc ハイブリッド車両
JP3700434B2 (ja) * 1998-12-15 2005-09-28 豊田工機株式会社 モータ制御装置
JP2001211698A (ja) * 2000-01-20 2001-08-03 Hitachi Ltd 同期モータ制御装置
JP2002038962A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Hitachi Ltd ターボチャージャ付き内燃機関の制御装置
EP1341293A4 (en) * 2000-11-09 2009-05-06 Daikin Ind Ltd METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING SYNCHRONOUS MOTOR
JP4384373B2 (ja) * 2001-06-13 2009-12-16 株式会社日立国際電気 光ｒｆ変換伝送システム
GB2410848A (en) * 2004-02-05 2005-08-10 Dyson Ltd Voltage compensation in switched reluctance motor
JP4517793B2 (ja) * 2004-09-14 2010-08-04 株式会社日立製作所 永久磁石同期モータの制御装置及びモジュール
DE102005044892A1 (de) * 2004-09-21 2006-03-30 Denso Corp., Kariya Verfahren und System zum Steuern der Energie, die elektrischen Lasten zugeführt wird
JP4589093B2 (ja) * 2004-12-10 2010-12-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 同期モータ駆動装置及び方法
JP4847060B2 (ja) * 2005-07-15 2011-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 交流モータ駆動装置及びその制御方法
JP2007236016A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Toshiba Corp 交流電動機の駆動装置
JP2007267576A (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Yaskawa Electric Corp ブラシレスｄｃモータ制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101001068A (zh) * 2006-01-11 2007-07-18 株式会社日立产机系统 电动机驱动控制装置和电动机驱动系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2001-211698A 2001.08.03
JP特开2007-236016A 2007.09.13

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US8207694B2 (en) 2012-06-26
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