CN102365817A - 电机驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

具备：检测角度取得部(27)，其取得旋转变压器(44)的检测角度；修正信息存储部(25)，其将交流电压的基波分量的有效值相对于系统电压的比率作为调制率，将用于修正检测角度的修正信息与调制率建立关联地进行存储；和检测角度修正部(28)，其根据检测角度取得部(27)取得检测角度的时间点的调制率，从修正信息存储部(25)取得修正信息，并根据该修正信息对检测角度进行修正。

Description

电机驱动控制装置

技术领域

本发明涉及具有直流交流变换部的电机驱动控制装置，该直流交流变换部利用设置于交流电机的转子的旋转变压器的检测角度来将直流的系统电压变换成交流电压并向上述交流电机进行供给。

背景技术

在具备交流电机的驱动装置中，为了进行交流电机的准确的速度控制，有时会设置用于精确检测转子相对于定子的旋转位置的旋转变压器。旋转变压器具备传感器转子和传感器定子，传感器转子构成为和转子一体地旋转。因此，通过对来自旋转变压器的输出信号进行处理来检测传感器转子的旋转位置，能够检测转子的旋转位置。并且，电机驱动控制装置根据利用旋转变压器检测到的转子的旋转位置等，利用逆变器将从直流电源供给的直流电压变换成交流电压并供给至交流电机，由此对交流电机进行驱动控制。具体来讲，电机驱动控制装置根据转子的旋转位置等来决定向交流电机输入的电流的相位，并按照该决定进行逆变器所具备的开关元件的开关控制。

如上述那样，由于输入到交流电机的电流的相位根据旋转变压器的检测值而决定，所以当该检测值存在误差时，输入到交流电机的电流的相位与实际上应该输入到交流电机的电流的相位不同。在这种情况下，会产生或者交流电机的输出转矩下降，或者从直流电源输出的功率的脉动增加等问题。关于这样的旋转变压器的检测误差的问题，在下述的专利文献1和专利文献2中，公开了根据角度修正数据来对旋转变压器的检测值进行修正的构成。具体来讲，在专利文献1中记载有如下内容，即、具备与搭载有旋转变压器的设备的温度、运用时间建立了关联的多个角度修正数据，对应于该设备的温度、运动时间来切换角度修正数据，由此提高角度检测精度。另外，在专利文献2中记载有如下内容，即、具备与供给至交流电机的电流量建立了关联的多个角度修正数据，利用对应于检测到的电流值的角度修正数据来修正旋转变压器的检测值，由此对因从交流电机漏出的漏磁通而产生的误差进行修正。

专利文献1：日本特开2008-76078号公报

专利文献2：日本特开2008-256486号公报

但是，在通过逆变器所具备的开关元件的开关切换来向交流电机供给交流电压的状态下，由开关元件产生的电气上或磁气上的噪声(后面简称为“开关噪声”。)可能会对旋转变压器的检测信号造成影响。通过本申请发明者的研究可知，对旋转变压器的检测信号造成影响的开关噪声的产生状态整体上，会根据交流电机的特定的运转状态而发生变化。但是，在上述的专利文献1和专利文献2记载的构成中，无法对上述的由开关噪声的影响导致的旋转变压器的检测误差进行修正。

发明内容

于是，期望实现一种电机驱动控制装置，能够进行考虑了对开关噪声的状态造成影响的交流电机的运转状态的、旋转变压器的检测角度的修正。

本发明涉及的电机驱动控制装置，具备利用设置于交流电机的转子的旋转变压器的检测角度将直流的系统电压变换成交流电压并供给至上述交流电机的直流交流变换部，该电机驱动控制装置的特征构成在于，具备：检测角度取得部，其取得上述旋转变压器的检测角度；修正信息存储部，其将上述交流电压的基波分量的有效值相对于上述系统电压的比率作为调制率，将用于修正上述检测角度的修正信息与上述调制率建立关联地进行存储；和检测角度修正部，其根据上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述调制率，从上述修正信息存储部取得上述修正信息，并根据该修正信息对上述检测角度进行修正。

在一般情况下，对于交流电机，虽然能够取得由其转速和输出转矩决定的各种工作点，但是如果向交流电机供给的交流电压的调制率相同，则基本上直流交流变换部所具备的开关元件的导通截止时刻不依赖于转速和输出转矩而是大致相同。这里，“开关元件的导通截止时刻”表示相对于旋转变压器的旋转位置的时刻，后面只要没有特别的说明则也是同样的。并且，本申请发明者着眼于上述的调制率与开关元件的导通截止时刻之间的关系，发现了如下事实，即、如果调制率相同，则开关噪声对旋转变压器的检测信号造成的影响也类似。即，了解了在着眼于开关噪声的影响的情况下，能够通过调制率而非转速和输出转矩来简单地对交流电机的运转状态进行分类。

本发明是基于上述的见解而完成的，根据上述的特征构成，通过利用根据对开关噪声的状态造成影响的调制率而不同的修正信息，能够适当地修正因开关噪声的影响引起的旋转变压器的检测误差。另外，虽然也可以考虑构成为利用转速和输出转矩来分类旋转电机的运转状态，并与各个运转状态建立关联地设置修正信息，但是本发明与这样的构成相比，能够简单地对交流电机的运转状态进行分类，至少能够抑制要存储的修正信息的数据量，并且能够以简单的构成来进行对修正信息进行选择时的运转状态的判别。

这里，上述修正信息存储部所具备的上述修正信息优选包含对随着上述直流交流变换部所具备的开关元件的开关噪声增大而增加的上述检测角度的误差进行修正的信息。

根据该构成，能够考虑随着开关噪声增大而增加的旋转变压器的检测误差来适当地修正旋转变压器的检测角度。

另外，优选为，上述修正信息存储部按照将上述调制率能够取值的范围区分成多个区域而设定的多个调制率域中的每个调制率域，存储规定了针对上述检测角度的修正值的修正值映射，上述检测角度修正部从与包含上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述调制率的上述调制率域相对应的上述修正值映射取得上述修正信息。

根据该构成，由于按照每个调制率域存储修正值映射，所以至少能够抑制修正信息存储部所存储的修正信息的数据量。另外，由于修正值映射具有针对检测角度的修正值，所以能够使检测角度修正部的构成成为简单的构成。

另外，优选为，上述直流交流变换部构成为，能够对用于变换的开关切换方式不同的多个控制方式进行切换，上述修正信息存储部将上述修正信息也与上述控制方式建立关联地进行存储，上述检测角度修正部也根据上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述控制方式，从上述修正信息存储部取得上述修正信息。

若控制方式不同，则即使是相同的调制率，开关元件的导通截止时刻也不同，开关噪声对旋转变压器的检测信号造成的影响也不同。根据上述构成，能够在具有多个控制方式的情况下，适当地修正旋转变压器的检测角度。

另外，优选为，还具备取得上述系统电压的系统电压取得部，上述修正信息存储部将上述修正信息也与上述系统电压建立关联地进行存储，上述检测角度修正部也根据上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述系统电压，从上述修正信息存储部取得上述修正信息。

若系统电压不同，则即使开关元件的导通截止时刻相同，开关噪声的产生量也不同，开关噪声对旋转变压器的检测信号造成的影响也不同。根据上述构成，能够在系统电压发生变化的情况下，适当地修正旋转变压器的检测角度。

具备以上各构成的本发明涉及的电机驱动控制装置的技术特征也能够应用于电机驱动控制装置用的检测角度修正方法和检测角度修正程序，因此，本发明也能够将这样的方法和程序作为权利的对象。

当然，这样的电机驱动控制装置用的检测角度修正方法和检测角度修正程序也能够得到上述的电机驱动控制装置所涉及的作用效果，并且，也能够加入作为其优选的构成例而列举出的一些附加的技术。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的电机驱动控制装置的构成的图。

图2是关于旋转变压器的检测角度以及检测角度所存在的误差的说明图。

图3是示意性地表示本发明的实施方式涉及的修正信息存储部所具备的修正值映射的图。

图4是概略性地表示针对相同调制率的多个试验结果的图。

图5是表示本发明的实施方式涉及的系统电压、调制率、和与修正值映射建立有关联的ID之间的关系的图。

图6是表示本发明的实施方式涉及的检测角度修正处理的流程的流程图。

具体实施方式

根据附图对本发明的实施方式进行说明。如图1所示那样，在本实施方式中，以电机驱动控制装置1构成为对作为利用三相交流进行工作的交流电机的内置式永磁构造的同步电机4(IPMSM，后面简称「电机4」。)进行驱动的装置的情况为例进行说明。该电机4构成为根据需要也作为发电机进行工作，例如，被用作电动车辆或混合动力车辆等的驱动力源。电机4中具备旋转变压器44，利用旋转变压器44，检测电机4的转子(未图示)相对于定子(未图示)的旋转位置。另外，所谓转子的旋转位置，表示在电角度上的转子的旋转角度。并且，电机驱动控制装置1虽然利用由旋转变压器44检测到的检测角度θ对电机4进行驱动控制，但在此时被构成为根据修正信息对该检测角度θ进行修正。本实施方式涉及的电机驱动控制装置1具有如下特征，即、该修正信息与调制率m和系统电压Vdc建立关联地被存储，根据基于在旋转变压器44取得检测角度θ的时间点的调制率m和系统电压Vdc所取得的修正信息，对旋转变压器44的检测角度θ进行修正。下面，对本实施方式涉及的电机驱动控制装置1进行详细说明。

1.电机驱动控制装置的整体构成

首先，基于图1对本实施方式涉及的电机驱动控制装置1的整体构成进行说明。电机驱动控制装置1被构成为具备：利用安装于电机4的转子的旋转变压器44的检测角度θ将直流的系统电压Vdc变换成交流电压并供给至电机4的逆变器6；和对逆变器6进行开关控制的控制装置2。在本实施方式中，逆变器6相当于本发明中的“直流交流变换部”。另外，电机驱动控制装置1具备产生系统电压Vdc的直流电源3、和对从直流电源3供给的系统电压Vdc进行平滑化的平滑电容器C。作为直流电源3，例如使用镍氢充电电池或锂离子充电电池等各种充电电池、电容器、或者它们的组合等。在本实施方式中，作为系统电压Vdc而直接供给直流电源3的电源电压，系统电压传感器42将系统电压Vdc检测出并输出至控制装置2。

逆变器6是用于将直流的系统电压Vdc变换成交流电压并供给至电机4的装置。逆变器6具备多组开关元件E1～E6和二极管D1～D6。这里，逆变器6针对电机4的各相(U相、V相、W相这3相)的每相具备一对开关元件，具体来讲，具备U相用上桥臂元件E1以及U相用下桥臂元件E2、V相用上桥臂元件E3以及V相用下桥臂元件E4、和W相用上桥臂元件E5以及W相用下桥臂元件E6。作为上述的开关元件E1～E6，在本例中使用IGBT(绝缘栅双极晶体管)。各相用的上桥臂元件E1、E3、E5的发射极和下桥臂元件E2、E4、E6的集电极分别与电机4的各相绕组连接。另外，各相用的上桥臂元件E1、E3、E5的集电极与系统电压线51连接，各相用的下桥臂元件E2、E4、E6的发射极与负极线52连接。另外，分别作为续流二极管发挥作用的二极管D1～D6与各开关元件E1～E6并联。另外，作为开关元件E1～E6，除了IGBT以外，还可以利用双极型、电场效应型、MOS型等各种构造的功率晶体管。

开关元件E1～E6各自按照从控制装置2输出的开关控制信号S1～S6来进行导通截止动作。上述的开关控制信号S1～S6是对各开关元件E1～E6的栅极进行驱动的栅极驱动信号。由此，逆变器6将系统电压Vdc变换成交流电压并供给至电机4，并使电机4输出与目标转矩相应的转矩。此时，各开关元件E1～E6按照开关控制信号S1～S6，进行遵循于PWM(脉冲宽度调制)控制和矩形波控制的开关动作。在本实施方式中，作为PWM控制的控制方式，关于输出电压的波形，可切换地具有正弦波PWM控制方式和过调制PWM控制方式这两种，并且关于各相的通电状态，可切换地具有三相调制控制方式和二相调制控制方式这两种。另一方面，在电机4作为发电机发挥作用时，将发电而得到的交流电压变换成直流电压并供给至系统电压线51。另外，由于上述的控制方式是公知的，所以在此省略其详细说明，而仅进行简单说明。

在正弦波PWM控制中，根据正弦波状的电压指令值和载波之间的比较来对逆变器6的各开关元件E1～E6的导通截止进行控制。具体来讲，U、V、W各相的逆变器6的输出电压波形由上桥臂元件E1、E3、E5成为导通状态的高电平期间和下桥臂元件E2、E4、E6成为导通状态的低电平期间构成的脉冲的集合所构成，并且对各脉冲的占空比进行控制，以使得其基波分量在一定期间成为正弦波。这里，若将逆变器6的输出电压波形(交流电压波形)的基波分量的有效值相对于系统电压Vdc的比率设为调制率m，则在正弦波PWM控制中，能够使调制率m在0～小于0.61的范围内变化。

在过调制PWM控制中，与正弦波PWM控制相比，使各脉冲的占空比在基波分量的波峰处变大而在波谷处变小，由此使逆变器6的输出电压波形的基波分量的波形变形，而使振幅大于正弦波PWM控制的振幅，如此进行控制。在过调制PWM控制中，能够使调制率m在0.61以上～0.78的范围内变化。在该过调制PWM控制中，使调制率m升高到最大的0.78的状态成为矩形波控制。

在矩形波控制中，以如下方式进行控制，即，使U、V、W各相的逆变器6的输出电压波形成为如下的矩形波：在每1周期，高电平期间和低电平期间交替地各出现1次，并且这些高电平期间和低电平期间之间的比为1∶1。由此，对于矩形波控制来说，使逆变器6输出矩形波状电压。在矩形波控制中，调制率m被固定于0.78。

在三相调制控制中，分别向U、V、W的3相输入PWM信号来进行控制。在本实施方式中构成为，在调制率m为0～小于0.61的范围内，执行三相调制控制。即，在本实施方式中，通过三相调制控制方式进行正弦波PWM控制。下面，将基于三相调制控制方式的正弦波PMM控制简称为“三相调制PWM控制”。

在二相调制控制中，向U、V、W的3相中的2相分别输入PWM信号，并且向剩余的1相输入导通或者截止(固定电压)信号来进行控制。对于从开关元件E1～E6产生的开关噪声，由于受开关次数的影响较大，所以在该二相调制控制中，与三相调制控制相比，能够抑制开关噪声。另外，在本实施方式中构成为，在调制率m为0.61以上～0.78的范围内，执行二相调制控制。即，在本实施方式中，通过二相调制控制方式进行过调制PWM控制。下面将基于二相调制控制方式的过调制PMM控制简称为“二相调制PWM控制”。

如上述那样，在本实施方式中，逆变器6构成为能够对用于变换的开关方式不同的多个控制方式(在本例中是三相调制PWM控制方式、二相调制PWM控制方式、和矩形波控制方式)进行切换。

并且，对控制装置2输入U、V、W的3相的电流值和电机4的转子的旋转位置(电角度)，控制装置2根据这些信息和电机4所要求的转矩等对逆变器6进行控制，进行电机4的驱动控制。流过逆变器6和电机4的各相绕组之间的U、V、W各相的电流值被电流传感器43检测并被输出至控制装置2。另外，在图1中，以利用电流传感器43对U、V、W各相的电流值进行检测的情况为例进行了表示，而3相的电流处于平衡状态，它们的总和为零。因此，也可以构成为，利用电流传感器43对3相中的2相的电流值进行检测，并通过运算求出剩余的1相的电流值。另外，电机4的转子的各时间点上的旋转位置(电角度)由旋转变压器44检测出，并被输出至控制装置2。

旋转变压器44与电机4的转子邻接而配置，是为了检测电机4的转子相对于定子的旋转位置(电角度)和转速而设置的。旋转变压器44具有传感器转子(未图示)和传感器定子(未图示)，传感器转子被构成为与电机4的转子一体地旋转。由此，通过对旋转变压器44的检测信号进行处理，能够检测出电机4的转子的旋转位置(电角度)。来自旋转变压器44的输出信号被R/D变换器(旋转变压器数字变换器)30变换成3相的输出信号、即、A相信号、B相信号以及Z相信号，并被输出至控制装置2。

2.控制装置的各部的构成

接着，对本实施方式涉及的控制装置2的各部的构成进行详细说明。如图1所示那样，控制装置2具备检测角度取得部27、检测角度修正部28、和系统电压取得部26。上述的控制装置2的各功能部以微型计算机等的逻辑电路为核心部件，由用于对输入的数据进行各种处理的硬件、或者软件(程序)、或者其两者构成。另外，控制装置2具备修正信息存储部25。该修正信息存储部25例如如硬盘驱动器、闪存等那样，被构成为设置能够存储信息的、或者能够存储以及重写信息的记录介质来作为硬件构成。下面对控制装置2所具备的各功能部进行详细说明。

2-1.检测角度取得部

检测角度取得部27是取得旋转变压器44的检测角度θ的功能部。如上述那样，从R/D变换器30向控制装置2输入3相的输出信号(A相信号、B相信号、以及Z相信号)。在本实施方式中，检测角度取得部27构成为，根据上述的输出信号来计算旋转变压器44的检测角度θ，并取得检测角度θ。并且，检测角度取得部27所取得的检测角度θ被输出至检测角度修正部28。

这里，参照图2，对检测角度取得部27中执行的旋转变压器44的检测角度θ的计算流程进行说明。这里，为了简化说明，以旋转变压器44的传感器转子的一周相当于电角度一周的情况为例进行说明，但是在传感器转子的一周相当于电角度一周的整数倍(例如，2、4等)的情况下，也能够同样地计算检测角度θ。图2示意性地表示了电机4的转子匀速旋转的状况。如上述那样，来自旋转变压器44的输出信号被R/D变换器30变换成3相的输出信号(A相信号、B相信号、以及Z相信号)，这些输出信号被输入至检测角度取得部27。如图2所示那样，Z相信号是包含旋转变压器44的传感器转子每旋转一圈产生的脉冲的信号(后面称为“Z相脉冲信号”)。即，Z相脉冲信号是包含每隔控制周期T则产生的脉冲的信号，该控制周期T被设定为旋转变压器44的传感器转子旋转一周的期间。并且，将Z相脉冲信号中的脉冲的上升点作为基准点(零点)来设定旋转变压器44的电角度。具体来讲，将Z相脉冲信号中的一个矩形波状脉冲的上升点设为“0°”，将该一个矩形波状脉冲的下一个矩形波状脉冲的上升点设为“360°”来设定电角度。

另外，A相信号和B相信号是包含以极短的规定周期产生的脉冲的矩形波状的信号，这里省略其图示。并且，A相信号和B相信号相互具有规定的相位差(例如90°的相位差)。设定为，在Z相脉冲信号的一个周期(控制周期T)中，A相信号和B相信号包含规定数量的脉冲。因此，通过对从Z相脉冲信号的上述的基准点(零点)开始到各时间点为止在A相信号和B相信号中出现的脉冲进行计数，能够求出在该时间点上的旋转位置(电角度)。例如，若假设在控制周期T中，A相信号和B相信号分别包含1024个脉冲的情况，则在从Z相脉冲信号的基准点(零点)开始到某个时间点为止在A相信号和B相信号中出现了n个的脉冲的情况下，该时间点上的旋转位置(旋转相位)相当于“(360°/1024)×n”的值的电角度。另外，由于A相信号和B相信号具有规定的相位差，所以根据它们的输出顺序，能够判别电机4的转子的旋转方向。

检测角度取得部27如上述那样，对A相信号和B相信号所包含的脉冲进行计数，由此来计算旋转变压器44的传感器转子的电角度。另外，在本例中设定为，旋转变压器44的电角度的零点和电机4的电角度的零点相互相等。因此，旋转变压器44的传感器转子的电角度直接成为电机4的转子的电角度。

在图2中，表示了检测角度取得部27如上述那样计算出的旋转变压器44的检测角度θ的一例。另外，图2中的虚线表示该情况下的、旋转变压器44的传感器转子的实际的电角度θr(后面简称为“实际的电角度θr”。)。如上述那样，由于本例表示了电机4的转子匀速旋转的状况，所以实际的电角度θr随着时间的增加而均匀地增加，由图2所示那样的直线表示。另外，检测角度θ一般都存在误差。在图2所示的例子中，在到达控制周期T内的某个时刻之前，检测角度θ大于实际的电角度θr，在该时刻以后，检测角度θ小于实际的电角度θr。

在这样的检测角度θ所具有的误差中，包含因旋转变压器44的构造和特性而引起的误差、和因旋转变压器44的周围环境而引起的误差。对于因旋转变压器44的构造和特性引起的误差来说，例如有因旋转变压器44所具备的绕组的缠绕不均等引起的误差。另外，对于因旋转变压器44的周围环境引起的误差来说，例如有因逆变器6所具备的开关元件E1～E6所产生的电气上或磁气上的噪声(后面简称为“开关噪声”。)引起的误差、和因从电机4漏出的漏磁通引起的误差等。对于因开关噪声引起的误差来说，例如，由开关元件E1～E6产生的磁性噪声到达旋转变压器44，从而对从旋转变压器44输出的输出信号造成影响，由此产生了该误差。另外，也可以考虑如下的情况，即由开关元件E1～E6产生的磁性噪声到达从旋转变压器44经由R/D变换器30到达控制装置2的信号的路径中的任意一处，从而对流过配置于该处的元件或布线中的信号造成影响，由此产生了因开关噪声引起的误差的情况。并且，本发明涉及的电机驱动控制装置1如后述那样，能够适当地对这样的因开关噪声引起的误差进行修正。

另外，这里以从R/D变换器30向检测角度取得部27输入3相的输出信号(A相信号、B相信号、以及Z相信号)，并且检测角度取得部27根据这些输出信号来计算并取得旋转变压器44的检测角度θ的情况为例进行了说明。但是，例如也优选构成为，由R/D变换器30或与其附随而设置的装置计算旋转变压器44的检测角度θ，并由检测角度取得部27取得该检测角度θ。

2-2.系统电压取得部

系统电压取得部26是取得系统电压Vdc的功能部。在本实施方式中，系统电压Vdc是直接供给直流电源3的电源电压而得到的电压。由于直流电源3的电源电压一般根据被称为SOC(state of charge：充电状态)的充电量而发生变动，所以系统电压Vdc也相应地发生变动。并且，系统电压Vdc由系统电压传感器42进行检测，并被输出至控制装置2。系统电压取得部26构成为，取得被输入至控制装置2的系统电压Vdc，系统电压取得部26所取得的系统电压Vdc被输出至检测角度修正部28。

2-3.修正信息存储部

修正信息存储部25是将用于修正旋转变压器44的检测角度θ的修正信息与调制率m建立关联地进行存储的功能部。另外，如上述那样与调制率m建立关联地来存储修正信息的原因在于，如果调制率m相同，则即使由转矩和转速规定的电机4的工作点不同，对旋转变压器44的检测信号造成影响的开关噪声的产生状态也会相类似。因此，在对旋转变压器44的检测角度θ进行修正时，能够根据调制率m而非转矩和转速来简单地区分电机4的运转状态，能够利用对应于该调制率m的修正信息来适当地修正检测角度θ。另外，在本实施方式中，虽然修正信息存储部25也将用于修正旋转变压器44的检测角度θ的修正信息与系统电压Vdc建立关联地进行存储，但是在此首先设为系统电压Vdc为固定来说明与调制率m建立了关联的修正信息。关于与系统电压Vdc的关联建立将在后面进行说明。

在本实施方式中，修正信息存储部25按将调制率m能够取值的范围区分成多个区域而被设定的多个调制率域的每个，存储修正值映射，该修正值映射规定了针对旋转变压器44的检测角度θ的修正值Δθ。并且，在该修正值映射中，包含对随着逆变器6所具备的开关元件E1～E6的开关噪声增大而增加的旋转变压器44的检测角度θ的误差进行修正的信息。下面参照图3，对修正信息存储部25所存储的修正值映射进行说明。另外，在本实施方式中，修正值映射相当于本发明的“修正信息”。

图3是在横轴为转速、纵轴为转矩的图表上，概念性地表示调制率域和分配给各调制率域的修正值映射的图。这些修正值映射是与某特定的系统电压Vdc(或者系统电压域)建立有关联的修正信息。图3中的虚线是将调制率m相等的工作点连接而成的等调制率曲线。在本实施方式中，如图3所示那样，将调制率能够取值的范围区分成7个区域来设定7个调制率域。具体来讲，设定如下7个调制率域，即、调制率m小于0.1的区域(后面称为“第一调制率域”。)、调制率m在0.1以上且小于0.2的区域(后面称为“第二调制率域”。)、调制率m在0.2以上且小于0.3的区域(后面称为“第三调制率域”。)、调制率m在0.3以上且小于0.4的区域(后面称为“第四调制率域”。)、调制率m在0.4以上且小于0.61的区域(后面称为“第五调制率域”。)、调制率m在0.61以上且小于0.78的区域(后面称为“第六调制率域”。)、和调制率m等于0.78的区域(后面称为“第七调制率域”。)。另外，调制率域的设定并不限于这样的区分，调制率域的个数、和决定调制率域之间的边界的调制率m的值可以适当地变更。例如，对于若调制率m发生变化，则对旋转变压器44的检测信号造成影响的开关噪声的产生状态发生较大变化的区域，优选设定为使得决定调制率域的边界的2个调制率m的值的差变小。

在本实施方式中，由于如上述那样设定了调制率域，所以三相调制PWM控制方式和二相调制PWM控制方式之间的切换点等于第五调制率域和第六调制率域之间的边界，二相调制PWM控制方式和矩形波控制方式之间的切换点等于第六调制率域和第七调制率域之间的边界。由此，在本实施方式中，通过将修正信息与调制率m建立关联地进行存储，结果变成与逆变器6的控制方式建立关联地存储修正信息。

对如上述那样设定的7个调制率域，如图3概念性地所示那样，分配修正值映射。具体来讲，对第一调制率域分配第一修正值映射M1，对第二调制率域分配第二修正值映射M2，对第三调制率域分配第三修正值映射M3，对第四调制率域分配第四修正值映射M4，对第五调制率域分配第五修正值映射M5，对第六调制率域分配第六修正值映射M6，对第七调制率域分配第七修正值映射M7。并且，这些的修正值映射M1～M7分别是规定了针对旋转变压器44的检测角度θ的修正值Δθ的映射。在图3中，为了进行说明，将这样的修正值映射表示成横轴为检测角度θ、纵轴为修正值Δθ的图表。另外，表示这些修正值映射的图表是根据本申请发明者实际进行的试验的结果进行描绘而得到的。

但是，图3所示的第一修正值映射M1与不存在开关噪声引起的误差，而只存在旋转变压器44的构造和特性引起的误差的情况下的用于对旋转变压器的检测角度θ进行修正的修正值映射(未图示)大致相同。即，在本例中，在适用第一修正值映射M1的第一调制率域中，开关噪声对旋转变压器44的检测信号造成的影响变小。

另一方面，对于第二修正值映射M2、第三修正值映射M3、第四修正值映射M4、和第五修正值映射M5，可知，根据修正值映射不同其程度有所不同，但与第一修正值映射M1相比波形发生了变形。这种波形的变形表示，在适用这些修正值映射的第二调制率域、第三调制率域、第四调制率域、和第五调制率域中开关噪声对旋转变压器44的检测信号造成的影响，与第一调制率域相比变大。另外，对第二修正值映射M2、第三修正值映射M3、第四修正值映射M4、和第五修正值映射M5进行比较可知，调制率m越大，则波形的变形越大。

另外，第六修正值映射M6和第七修正值映射M7大致与第一修正值映射M1相同。即，在本例中，可知在适用第六修正值映射M6的第六调制率域、适用第七修正值映射M7的第七调制率域中，开关噪声对旋转变压器44的输出信号造成的影响变小。

如上所述，修正值映射的波形根据调制率m的不同而变化，随着调制率m从0接近0.61，波形的变形变大。其原因在于，随着调制率m从0接近0.61，开关元件E1～E6的导通截止时刻发生变化，开关噪声对旋转变压器44的检测值造成的影响变大。另一方面，若调制率m成为了0.61以上，则波形的变形变小。其原因在于，在调制率m为0.61以上的区域中，由于进行二相调制PWM控制和矩形波控制，所以开关元件E1～E6的导通截止次数被抑制，开关噪声对旋转变压器44的检测值造成的影响变小。如上述所，修正值映射中包含对随着逆变器6所具备的开关元件E1～E6的开关噪声增大而增加的旋转变压器44的检测角度θ的误差进行修正的信息，能够适当地对开关噪声引起的误差进行修正。

另外，能够通过试验或仿真等制成这样的修正值映射，例如，在制造电机驱动控制装置1时，能够使修正信息存储部25存储这样的修正值映射。下面参照图4，对通过试验制成修正值映射的流程进行说明。

图4是在横轴为转速、纵轴为转矩的图表上表示了用于制成修正值映射的试验结果的图。图4中的虚线是将调制率m相等的工作点连接而成的等调制率曲线。沿着调制率m为“0.2”的等调制率曲线排列的图表(试验结果L1～L5)表示了调制率m相同(在本例中是“0.2”)而转速以及转矩相互不同的5个工作点上的修正值Δθ的试验结果。另外，这些试验结果L1～L5是根据本申请发明者实际进行的试验的结果进行描绘而得到的。另外，这些试验是在例如如图2所示那样的电机4的转子匀速旋转的情况、或者电机4的转子的转速以一定的比例增加或减少等情况、能够得到Z相脉冲间的旋转变压器44的传感器转子的实际的电角度θr的状态下进行的。并且，通过对由试验得到的旋转变压器44的检测角度θ和实际的电角度θr进行比较，能够得到针对检测角度θ的修正值Δθ。在图4中，将这样得到的修正值Δθ与上述的修正值映射同样地，利用横轴为检测角度θ、纵轴为修正值Δθ的图表来表示。

如图4所示那样，即使转速和转矩不同，但如果调制率m相同，则虽然多少存在偏差但表示修正值Δθ的图表相类似。这表示即使转速和转矩不同，但如果调制率m相同，则对旋转变压器44的检测信号造成影响的开关噪声的状态相类似。另外，虽然这里省略了图示，但是本申请发明者在调制率m为“0.2”以外的情况下，也进行了使转速和转矩发生变化的情况下的试验，并确认了如下事实，即、在调制率m能够取值的整体范围内，即使转速和转矩不同，但如果调制率m相同，则虽然多少存在偏差但表示修正值Δθ的图表也相类似。

并且，利用如上述那样得到的针对相同调制率m的试验结果，针对每个检测角度θ计算修正值Δθ的平均值，制成与该调制率m相对应的修正值映射。另外，在本实施方式中，如上述那样设定了7个调制率域，在制成修正值映射时，利用针对该调制率域所包含的调制率m的试验结果，针对每个检测角度θ计算修正值Δθ的平均值。例如，利用图4所示的调制率m为“0.2”的情况下的试验结果L1～L5而得到的修正值Δθ被用于制成图3中的第三修正值映射M3。另外，这里，以通过试验来制成修正值映射的情况为例进行了说明，但是也可以以相同的手法通过仿真来制成。

另外，也可以构成为，在电机驱动控制装置1进行工作时，学习修正信息，对预先存储在修正信息存储部25中的修正值映射进行更新，或者新制成修正值映射。即，如上述那样，当在能够得到旋转变压器44的传感器转子的实际的电角度θr的状态下电机4进行工作时，能够对旋转变压器44的检测角度θ和实际的电角度θr进行比较来求出修正值Δθ。例如，当电机4作为驱动力源被设置于电动车辆或混合动力车辆等时，在车辆处于匀速驾驶状态的情况下，或在车速以等加速度或等减速度进行变化那样的情况下等，成为能够得到Z相脉冲间的实际的电角度θr的状态。在电机4以这样的状态进行工作的情况下，与上述的试验同样地取得修正值Δθ，由此能够对对应于修正值Δθ取得时的调制率m的修正值映射进行更新，或者新制成修正值映射。这样的在电机驱动控制装置1进行工作时学习修正信息的构成，例如在构成旋转变压器44、R/D变换器30、控制装置2等的部件发生老化等情况下特别有效。

但是，如上述那样，在本实施方式中，修正信息存储部25除了将修正信息与调制率m建立关联地进行存储以外，还将修正信息与系统电压Vdc建立关联地进行存储。即，与系统电压Vdc建立关联地具有多个如图3概念性所示那样的修正值映射。另外，与这样的系统电压Vdc建立关联地存储修正信息的原因在于，若系统电压Vdc不同，则即使开关元件E1～E6的导通截止时刻相同，开关噪声的产生量也会不同，开关噪声对旋转变压器44的检测信号造成的影响也不同。

在本实施方式中，将系统电压Vdc能够取值的范围区分成多个区域，从而设定多个系统电压域。在图5中，作为一例，表示了所设定的多个系统电压域的一部分。并且，针对这样的系统电压域的每个设定7个调制率域，对由系统电压域和调制率域决定的电机4的运转状态分别分配固有的ID。该ID的每个与对应的修正值映射建立关联，后述的检测角度修正部28构成为，选择与检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的电机4的运转状态(在本例中是调制率m和系统电压Vdc)相对应的ID，并取得与该ID建立了关联的修正值映射，由此来取得所需的修正值Δθ。

另外，这里，以针对每个系统电压域设定7个调制率域的情况为例进行了表示，但是也可以构成为，针对每隔规定的间隔设定的多个系统电压Vdc中的每个设定多个(例如7个)调制率域。在这种情况下，后述的检测角度修正部28可以构成为，在检测角度取得部27取得旋转变压器44的检测角度θ的时间点的系统电压Vdc与每隔规定的间隔设定的系统电压Vdc不一致的情况下，利用值接近的系统电压Vdc所对应的修正值映射，或者利用值接近的多个(例如2个)系统电压Vdc所对应的修正值映射，通过线性插值等来取得修正值Δθ。

2-4.检测角度修正部

检测角度修正部28是根据检测角度取得部27取得旋转变压器44的检测角度θ的时间点的调制率m和系统电压Vdc来从修正信息存储部25取得修正信息，并根据该修正信息对旋转变压器44的检测角度θ进行修正的功能部。如上述那样，检测角度取得部27所取得的旋转变压器44的检测角度θ、和系统电压取得部26所取得的系统电压Vdc被输入至检测角度修正部28。另外，检测角度修正部28构成为，取得调制率m。由此，检测角度修正部28取得旋转变压器44的检测角度θ、检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的调制率m、和检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的系统电压Vdc。

检测角度修正部28根据取得的系统电压Vdc和调制率m，从修正信息存储部25取得修正信息。在本实施方式中，如上述那样，针对每个系统电压域，按照对该系统电压域所设定的每个调制率域存储包含修正信息的修正值映射。因此，在本实施方式中，检测角度修正部28从如下的修正值映射中取得用于修正旋转变压器44的检测角度θ的修正信息，该修正值映射是与对包含检测角度取得部27取得旋转变压器44的检测角度θ的时间点的系统电压Vdc的系统电压域所设定的、且包含检测角度取得部27取得旋转变压器44的检测角度θ的时间点的调制率m的调制率域相对应的修正值映射。具体来讲，如图5所示那样，根据系统电压Vdc和调制率m，选择与该运转状态相对应的ID，从与所选择的ID相对应的修正值映射中取得修正值Δθ，进行检测角度θ的修正。在本实施方式中，将修正值Δθ规定为，在检测角度θ大于实际的电角度θr的情况下为负值，因此通过对检测角度θ加上修正值Δθ，能够得到修正后的检测角度θc。

3.检测角度修正处理的流程

接着，参照图6，对在本实施方式涉及的电机驱动控制装置1中执行的检测角度修正处理的流程(检测角度修正方法)进行说明。下面说明的检测角度修正处理的流程利用构成上述的控制装置2的检测角度取得部27、系统电压取得部26、和检测角度修正部28的各功能部的硬件或软件(程序)或者其两者来执行。在利用程序来构成这些各功能部的情况下，控制装置2所具有的运算处理装置作为执行构成各功能部的程序的计算机而进行工作。

首先，检测角度取得部27取得旋转变压器44的检测角度θ(步骤#01)，并且，系统电压取得部26取得系统电压Vdc(步骤#02)，进而，检测角度修正部28取得调制率m(步骤#03)。由于与检测角度θ和系统电压Vdc有关的信息被送往检测角度修正部28，所以检测角度修正部28能够取得旋转变压器44的检测角度θ、检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的调制率m、和检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的系统电压Vdc。并且，检测角度修正部28根据系统电压Vdc和调制率m，选择与该运转状态相对应的ID(步骤#04)，并从与所选择的ID相对应的修正值映射取得修正值Δθ(步骤#05)。并且，检测角度修正部28通过对检测角度θ加上修正值Δθ来进行检测角度θ的修正(步骤#06)。

另外，检测角度修正处理的流程的执行不限于图6所示的顺序，例如，也可以构成为在步骤#04和步骤#05之间进行步骤#01。在该构成中，可以构成为，根据电机4的运转状态(在本例中是调制率m和系统电压Vdc)预先选择ID(步骤#02，步骤#03，步骤#04)，只要没有发生导致ID变更那样的运转状态的变化，则不进行步骤#02、步骤#03、和步骤#04而是反复进行步骤#01、步骤#05、和步骤#06。

4.其他的实施方式

(1)在上述的实施方式中，以修正信息是规定了针对检测角度θ的修正值Δθ的修正值映射的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此。因此，例如作为本发明的优选的实施方式之一，也可以构成为，由修正值映射规定针对从R/D变换器30输出的A相信号和B相信号所包含的脉冲的计数值的修正值，并利用修正后的脉冲的计数值来计算电角度。

(2)在上述的实施方式中，以修正信息是按照将调制率m能够取值的范围区分成多个区域而设定的多个调制率域的每个调制率域存储的修正值映射的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此。因此，例如作为本发明的优选的实施方式之一，也可以构成为，不是按照每个调制率域，而是针对每隔某规定的间隔(例如0.01、0.05、0.1等)设定的多个调制率m来存储修正值映射。在这种情况下，也可以构成为，当检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的调制率m与每隔规定的间隔设定的调制率m不一致时，检测角度修正部28，利用与值接近的调制率m相对应的修正值映射，或者利用与值接近的多个(例如2个)调制率m相对应的修正值映射，通过线性插值等来取得所需的修正值Δθ。另外，对于规定的间隔，无需是固定值，优选对于当调制率m发生变化时，对旋转变压器44的检测信号造成影响的开关噪声的产生状态变化较大这样的区域，缩小规定的间隔。

(3)在上述的实施方式中，以修正信息包含对随着开关元件E1～E6的开关噪声增大而增加的检测角度θ的误差进行修正的信息的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此，作为本发明的优选的实施方式之一，也可以构成为，修正信息还包含对因旋转变压器44的温度、旋转变压器44或R/D变换器30的老化、电机4漏出的漏磁通等引起的检测角度θ的误差进行修正的信息。另外，优选构成为，在旋转变压器44的电角度的零点和电机4的电角度的零点相互不相等的情况下，还包含用于对这些零点进行修正的修正信息。

(4)在上述的实施方式中，以将修正信息也与系统电压Vdc建立关联地进行存储的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此，也优选构成为，将修正信息只与调制率m建立关联地进行存储，检测角度修正部28仅根据检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的调制率m来取得修正信息，并根据该修正信息对检测角度θ进行修正。该构成优选适用于系统电压Vdc的变化量较小的情况，或对旋转变压器44的检测信号造成影响的开关噪声的产生状态依赖于系统电压Vdc的程度较小的情况。

(5)在上述的实施方式中，以通过将修正信息与调制率m建立关联地进行存储，结果成为也与逆变器6的控制方式建立关联地来存储修正信息的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此。因此，例如作为本发明的优选的实施方式之一，也可以构成为，在调制率域的边界与对控制方式进行切换的边界不一致的情况下等，修正信息存储部25也将修正信息与控制方式建立关联地进行存储，检测角度修正部28根据检测角度取得部27取得检测角度θ的时间点的控制方式来取得修正信息。另外，优选构成为，在对旋转变压器44的检测信号造成影响的开关噪声的产生状态依赖于控制方式的程度较小的情况下，或者在控制方式不进行切换的情况下，不将修正信息与控制方式建立关联地进行存储。

(6)在上述的实施方式中，以构成为使得二相调制控制方式与三相调制控制方式进行切换的边界、和正弦波PWM控制方式与过调制PWM控制方式进行切换的边界一致的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此，也优选构成为，这些边界不一致。在这样的构成中，在修正信息存储部25将修正信息也与控制方式建立关联地进行存储的情况下，优选构成为，与正弦波PWM控制方式、过调制PWM控制方式、矩形波控制方式这样的与输出电压的波形有关的控制方式的分类、和二相调制控制方式、三相调制控制方式这样的与各相的通电状态有关的控制方式的分类的双方建立关联地存储修正信息。

(7)在上述的实施方式中，以将直流电源3的电源电压直接作为系统电压Vdc进行供给的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此。因此，例如，作为本发明的优选的实施方式之一，也可以构成为，电机驱动控制装置1具备对直流电源3的电源电压进行升压或者降压的变换器，将变换器的输出作为系统电压Vdc进行供给。

(8)在上述的实施方式中，以交流电机(电机4)是利用三相交流进行工作的内置式永磁构造的同步电机(IPMSM)的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式不限于此，例如，作为交流电机，也可以利用表面式永磁构造的同步电机(SPMSM)，或者，在同步电机以外，例如，也可以利用感应电机等。另外，作为向这样的交流电机供给的交流，也可以利用三相以外的二相或者四相以上的多相交流。

产业上的利用可能性

本发明优选适用于具备利用设置于交流电机的转子的旋转变压器的检测角度来将直流的系统电压变换成交流电压并向上述交流电机供给的直流交流变换部的电机驱动控制装置。

图中符号说明：

1：电机驱动控制装置

4：电机(交流电机)

6：逆变器(直流交流变换部)

25：修正信息存储部

26：系统电压取得部

27：检测角度取得部

28：检测角度修正部

44：旋转变压器

E1～E6：开关元件

Vdc：系统电压

m：调制率

θ：检测角度

Claims (5)

1.一种电机驱动控制装置，具备利用设置于交流电机的转子的旋转变压器的检测角度将直流的系统电压变换成交流电压并供给至上述交流电机的直流交流变换部，该电机驱动控制装置，具备：

检测角度取得部，其取得上述旋转变压器的检测角度；

修正信息存储部，其将上述交流电压的基波分量的有效值相对于上述系统电压的比率作为调制率，将用于修正上述检测角度的修正信息与上述调制率建立关联地进行存储；和

检测角度修正部，其根据上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述调制率，从上述修正信息存储部取得上述修正信息，并根据该修正信息对上述检测角度进行修正。

2.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置，其中，

上述修正信息存储部所具备的上述修正信息包含对随着上述直流交流变换部所具备的开关元件的开关噪声增大而增加的上述检测角度的误差进行修正的信息。

3.根据权利要求1或2所述的电机驱动控制装置，其中，

上述修正信息存储部按照将上述调制率能够取值的范围区分成多个区域而设定的多个调制率域中的每个调制率域，存储规定了针对上述检测角度的修正值的修正值映射，

上述检测角度修正部从与包含上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述调制率的上述调制率域相对应的上述修正值映射取得上述修正信息。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电机驱动控制装置，其中，

上述直流交流变换部构成为，能够对用于变换的开关切换方式不同的多个控制方式进行切换，

上述修正信息存储部还将上述修正信息与上述控制方式建立关联地进行存储，

上述检测角度修正部还根据上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述控制方式，从上述修正信息存储部取得上述修正信息。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的电机驱动控制装置，其中

还具备取得上述系统电压的系统电压取得部，

上述修正信息存储部还将上述修正信息与上述系统电压建立关联地进行存储，

上述检测角度修正部还根据上述检测角度取得部取得上述检测角度的时间点的上述系统电压，从上述修正信息存储部取得上述修正信息。

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