CN105576903B - 电机控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电机控制装置，其估计激励电机时温度估计目标元件的温度，并且通过控制电力来驱动电机。该电机控制装置包括：输出主延迟响应作为温度改变量的主延迟算术单元(1)；将温度传感器的传感器值与温度改变量相加的传感器值加法器(14)；将偏移温度与传感器值加法器的输出相加的偏移加法器(15)；确定增益和时间常数的响应常数确定部(2)；以及偏移温度确定部(5)。响应常数和偏移温度中的至少一个根据电源电压或输入电压而改变。

Description

电机控制装置
技术领域
本公开内容涉及具有过热预防功能的电机控制装置。
背景技术
专利文献1：JP 4483298 B2
专利文献2：JP 2009-17707 A
按照惯例，电机控制装置是已知的。该电机控制装置估计用于配置电机线圈或电力转换器的电子组件(例如，元件)的温度。并且电机控制装置限制电流命令值以预防过热。在专利文献1中所公开的电机线圈的温度估计方法中，将提供给电机线圈的电流的电流平方值的积分值的时间平均值输入主延迟函数。温度估计方法估计电机线圈的温度。在专利文献2中，通过将开启电机旋转之前温度传感器所测量的逆变器的温度测量结果与旋转电机时基于每个相电流所估计的预测发热值相加来计算每个相的估计温度(也称为每相估计温度)。
专利文献1中的温度估计方法估计电机线圈的温度。该方法可以用于电力转换器的温度估计。结合专利文献2中所公开的技术，可以设想如下配置：将“通过将电流平方值的积分值的时间平均值输入至主延迟计算单元而获得的主延迟响应”与“温度传感器值”相加，并且估计温度。本申请的发明人已经发现关于传统技术的以下困难。
根据传统技术，因为根据(i)向电力转换器提供的电流的平方值，以及(ii)温度传感器的值(也称为温度传感器值)来估计温度，所以原则上不可以估计在将电流提供给电力转换器之前各个组件的自发热，以及从其他组件的发热而收到的热量。当发热量被统一求和并修正时，以很大的预期的温度上升(即，温度上升被估计过高)来过度地限制电流。不能有效地展现电机的性能。
假设通过添加偏移温度来估计功耗根据电源电压而改变的元件(例如IC)的温度。当将偏移温度被设为固定值时，电源电压的变化不能反映在偏移温度上。当预期最大的电源电压，并且从故障安全的角度来设置偏移温度时，在电源电压低时很大程度上会过度地预期偏移温度。因此，过度限制电流，并且不能有效地展现电机的性能。
当估计电力转换器中切换元件的温度时，因为占空比随着电力转换器的输入电压的改变而改变(例如，当输入电压变高时，对于相同输出，上臂元件的占空比减少)，切换元件的发热状态会改变。因此，当主延迟响应的增益和时间常数被设为固定值时，不能以高精确度来估计温度。
当切换元件的占空比在PWM(脉冲宽度调制)控制下改变时，允许电流的导通时间比率(on-time ratio)改变(例如，在电机锁定状态下，具有大占空比的切换元件的温度增加)。因此，在不考虑占空比的配置中不能获得足够的估计精确度。
例如，假设在三相电机的PWM控制下，电机控制装置根据电压利用率在三相调制和二相调制之间切换。在此情况下，当在如下电角度范围的条件下估计温度时：通过针对上臂元件的上平二相调制(upper flatbed two-phase modulation)而将占空比固定为上限的电角度范围，以及通过针对下臂元件的下平二相调制(lower flatbed two-phasemodulation)而将占空比固定为下限的电角度范围，在其他电角度范围或三相调制中电流会被过度地限制。因此，不能有效展现电机的性能。
在多相电机中的每个相的切换元件中，由于硬件因素例如散热器形状或散热结构，每个相的切换元件与散热器的接合部的散热的热阻(heat resistance)或热容(heatcapacity)可能出现差异(变化)。可能出现发热差异。在此情况下，当从设备保护的角度参照具有最大热阻(温度易于增加最大)的相来估计温度时，对于热阻相对小(温度难以增加)的相，会很大程度上过度预期温度上升。因此，过度地限制电流，并且不能有效展现电机的性能。
因此，在考虑外部因素或控制条件的变化的情况下，以传统方式不能以足够高的精确度来进行温度估计。不能有效地展现电机的性能。当即使在电流限制的情况下也要确保所需转矩时，会增加组件的额定值或散热器的主体尺寸。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机控制装置，其通过考虑外部因素和控制条件的变化来提高目标元件的温度估计精确度。
根据本发明的一个方面，提供了一种电机控制装置，其估计激励电机时预定的温度估计目标元件的温度，并且通过控制由电力转换器提供的电力来驱动所述电机。该电机控制装置包括主延迟算术单元、传感器值加法器、偏移加法器、响应常数确定部以及偏移温度确定部。主延迟算术单元接收向电机提供的电流的电流平方值或该电流平方值的积分值的时间平均值，并且输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量。传感器值加法器将温度传感器的传感器值与温度改变量相加。偏移加法器将偏移温度与传感器值加法器的输出相加。响应常数确定部确定主延迟算术单元的增益和时间常数，该增益和时间常数是响应常数。偏移温度确定部确定偏移温度。根据(i)向温度估计目标元件提供的电源电压或(ii)向电力转换器提供的输入电压来改变响应常数和偏移温度中的至少一个。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机控制装置，其估计激励电机时预定的温度估计目标元件的温度，并且通过控制由电力转换器提供的电力来驱动具有多个相的电机。该电机控制装置包括主延迟算术单元、传感器值加法器以及响应常数确定部。主延迟算术单元接收向电机提供的电流的电流平方值或该电流平方值的积分值的时间平均值，并且输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量。传感器值加法器将温度传感器的传感器值与温度改变量相加。响应常数确定部确定主延迟算术单元的增益和时间常数，该增益和时间常数是响应常数。响应常数确定部根据(i)针对温度估计目标元件估计的发热的变化或(ii)针对多个相中的温度估计目标元件估计的相间发热差异来改变响应常数。温度估计目标元件是上臂元件或者下臂元件，该上臂元件是在通过PWM控制来控制的电力转换器的高电势侧的切换元件，该下臂元件是在通过PWM控制来控制的电力转换器的低电势侧的切换元件。该温度估计目标元件的温度被估计。该响应常数确定部根据占空比来改变响应常数，该占空比是上臂元件或下臂元件的导通时间或关断时间与切换周期的比率。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机控制装置，其估计激励电机时预定的温度估计目标元件的温度，并且通过控制由电力转换器提供的电力来驱动具有多个相的电机。该电机控制装置包括主延迟算术单元、传感器值加法器以及响应常数确定部。主延迟算术单元接收向电机提供的电流的电流平方值或该电流平方值的积分值的时间平均值，并且输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量。传感器值加法器将温度传感器的传感器值与温度改变量相加。响应常数确定部确定主延迟算术单元的增益和时间常数，该增益和时间常数是响应常数。响应常数确定部根据(i)针对温度估计目标元件估计的发热的变化或(ii)针对多个相中的温度估计目标元件估计的相间发热差异来改变响应常数。温度估计目标元件是上臂元件或者下臂元件，该上臂元件是在电力转换器的高电势侧的切换元件，该下臂元件是在电力转换器的低电势侧的切换元件。该温度估计目标元件的温度被估计。该响应常数确定部根据向每个相供电的硬件的热阻或热容的差异所引起的发热差异来改变响应常数。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机控制装置，其估计激励电机时预定的温度估计目标元件的温度，并且通过控制由电力转换器提供的电力来驱动具有多个相的电机。该电机控制装置包括主延迟算术单元、传感器值加法器、响应常数确定部以及电机锁定确定部。主延迟算术单元接收向电机提供的电流的电流平方值或该电流平方值的积分值的时间平均值，并且输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量。传感器值加法器将温度传感器的传感器值与温度改变量相加。响应常数确定部确定主延迟算术单元的增益和时间常数，该增益和时间常数是响应常数。电机锁定确定部确定电机是否处于锁定状态，在锁定状态下，在电机中生成转矩的q轴电流被输入，并且电机的旋转停止。响应常数确定部根据(i)针对温度估计目标元件估计的发热的变化或(ii)针对多个相中的温度估计目标元件估计的相间发热差异来改变响应常数。当电机锁定确定部确定电机处于锁定状态时，响应常数确定部根据预定的输入信息来改变响应常数。
根据电机控制装置，能够提高温度估计精确度。通过提高温度估计精确度，在假设最严重的温度上升状况下也总是能防止过度限制电流。因此，能够有效地提供电机的性能。能够缩小散热器和切换元件的尺寸，同时保持等同性能。因此，能够通过考虑外部因素和控制条件的变化来提高目标元件的温度估计精确度。
附图说明
根据参照附图进行的以下详细描述，本发明的以下和其他目的、特征和优点将变得更加明显。
图1是示出在根据本公开内容的实施方式的电机控制装置中使用的电机驱动系统的示意性配置的图；
图2是示出根据第一实施方式的温度估计配置的框图；
图3是示出偏移温度确定部的电源电压-偏移温度特性的图；
图4是示出在温度估计目标元件是IC的情况下，响应常数确定部的电源电压-增益特性和电源电压-时间常数特性的图；
图5是示出在温度估计目标元件是MOS的情况下，响应常数确定部的电源电压-增益特性和电源电压-时间常数特性的图；
图6是示出通过对比第一实施方式的估计温度与对比示例而获得的仿真结果的图；
图7是示出根据第二实施方式的温度估计配置的框图；
图8A是示出在q轴电流>0的情况下三相调制的波形的图；
图8B是示出在q轴电流<0的情况下三相调制的波形的图；
图9是示出上平二相调制的波形的图；
图10是示出下平二相调制的波形的图；
图11是示出根据第二实施方式在q轴电流>0的情况下增益确定部的细节的框图；
图12是示出在q轴电流<0的情况下增益确定部的细节的框图；
图13是示出根据第三实施方式的温度估计配置的框图；
图14是示出根据第三实施方式的增益确定部的框图；
图15是示出根据第三实施方式的修改示例的温度估计配置的框图；
图16是示出仿真中所使用的增益确定部的细节的框图；
图17A是示出根据对比示例在下MOS估计的情况下的仿真结果的图；
图17B是示出根据第三实施方式在下MOS估计的情况下的仿真结果的图；
图18A是示出根据对比示例在上MOS估计的情况下的仿真结果的图；
图18B是示出根据第三实施方式在上MOS估计的情况下的仿真结果的图；
图19是示出根据第四实施方式的温度估计配置的框图；
图20是示出根据第四实施方式的增益确定部的细节的框图；
图21是示出根据第五实施方式和第六实施方式的温度估计配置的框图；
图22是示出根据第五实施方式在上MOS估计的情况下的增益确定部的细节的框图；
图23是示出在下MOS估计的情况下的增益确定部的细节的框图；
图24是示出根据第六实施方式的增益确定部的细节的框图；以及
图25是示出根据对比示例的温度估计配置的框图。
具体实施方式
将参照附图描述根据本发明实施方式的电机控制装置。
(通用配置)
将描述各个实施方式的通用配置。附带地，短语“本实施方式”表示所有实施方式，即，第一实施方式至第六实施方式。
如图1所示，根据本公开内容的电机控制装置90操作逆变器70的切换操作，以控制电机80的激励。逆变器70是电力转换器的示例。短语激励表示提供电力或电流。根据本实施方式的电机80是具有三相电机线圈81、82和83的三相无刷电机。电机80用作为例如在车辆的电力转向设备中用于协助驾驶员的转向操作的转向协助电机。由旋转角度传感器85所检测的电机80的转子旋转角度被转换为电角度θ，并且输入至电机控制装置90。
逆变器70具有在桥电路中连接的六个切换元件71至76(即，切换元件71、切换元件72、切换元件73、切换元件74、切换元件75和切换元件76)，逆变器70在PWM控制下将电池91的直流(DC)电转化为三相交流(AC)电，并且将所转化的电力提供给电机80。
在本实施方式中，将金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)用作切换元件71至76。下文中，也将切换元件71至76分别称为MOS 71至MOS 76。作为高电势侧的切换元件的“上臂元件”被称作“上MOS 71、上MOS 72和上MOS 73”。作为低电势侧的切换元件的“下臂元件”被称作“下MOS 74、下MOS 75和下MOS 76”。附带地，可以在其他实施方式中使用除了MOSFET或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以外的场效应晶体管。
通过电力线Lp将逆变器70连接至电池91的正极侧。通过接地线Lg将逆变器70连接至电池91的负极侧。逆变器70的输入侧设置有电容器92以平滑输入电压的脉动。
电池91是例如具有14V额定电压的车辆辅助机器电池。在本实施方式中，电池91的电压VB实际上是逆变器70的输入电压。
从逆变器70到电机线圈81、82和83的电路径具有分别用于检测各个相的相电流lu，lv和lw的电流传感器77、78和79。在另一实施方式中，可以将电流传感器布置于下MOS74、下MOS 75和下MOS 76中的每个下MOS与接地线Lg之间。可以将电流传感器布置与三个相中的两个相中，并且可以根据基尔霍夫定律来估计其他相的电流。
温度传感器96如热敏电阻被布置于例如安装有MOS 71至MOS 76的基板上。温度传感器96的传感器值T_sns被估计为与散热器相对应的温度或平均初始温度，该平均初始温度是在相同基板上的MOS 71至MOS 76的元件温度估计的基础温度。
电机控制装置90包括用作微型计算机或驱动电路(前级驱动器)的IC95。电机控制装置90基于从外部输入的转矩信号、电机80的相电流lu，lv和lw、以及电角度θ的反馈信号来计算电压命令值。在此情况下，在已知矢量控制下将三相电流lu，lv和lw进行坐标转换为dq轴电流ld和lq。在PWM控制下，电机控制装置90基于所计算的电压命令值来操作逆变器70的各个MOS 71至MOS 76。
在PWM控制下，例如，为了提高电压利用率，在一些情况下可以增大或减小通过三相调制或二相调制的一个或多个相的占空比。在另一实施方式中，逆变器70的驱动控制可以不限于PWM控制。
在本实施方式中，将电池91的电压VB用作IC 95的操作电源。因此，电池91被共享作为逆变器70的输入电源和IC 95的操作电源。
可以将IC 95与微型计算机相集成，以执行直接电机驱动控制，以及监测微型计算机、传感器电源电路、变换器的驱动电路(例如电荷泵)、以及通过控制器局域网(CAN)与车辆的另一设备进行通信的驱动电路。CAN是可用于车载设备以及相关联装备的网络的标准的示例。
附带地，通常，当通过频率切换操作来激励配置逆变器70的MOS 71至MOS 76时，MOS 71至MOS 76会产生热量。当将IC 95设置于与MOS 71至MOS 76相同的基板或者与MOS71至MOS 76在空间上接近的位置时，IC 95的温度随着MOS 71至MOS 76的发热而上升。为了防止由发热引起的元件故障，电机控制装置90具有基于所估计的元件温度来限制电流命令值的上限的过热保护功能。
当元件的温度被估计为高于实际温度时，会过度地限制电流。在此情况下，不能有效展现最初由电机80执行的性能。当即使在电流限制的情况下也要确保所请求的转矩时，会增加组件的额定值以及散热器的主体尺寸。特别地，在车辆的电力转向设备中，急转向操作需要大电流，并且对安装空间的限制会是严格的。
需要以尽可能高的精确度来估计元件的温度。例如，当将专利文献1和专利文献2所公开的技术相结合时，可以获得图25所示的温度估计配置。对比示例中的温度估计配置包括主延迟算术单元1和传感器值加法器14，该主延迟算术单元1利用电流平方值的积分值的输入来计算主延迟响应，传感器值加法器14将温度传感器值T_sns(等于最初温度)与主延迟算术单元1的输出值(等于温度变化量)相加。
在考虑实际电机控制中所假设的外部因素(例如电源电压)和控制条件(例如占空比)的变化的情况下，对比示例中不可能以足够高的精确度来进行温度估计。元件的温度可能会被估计为高于实际温度，并且通过过度的电流限制不能有效地展现电机的性能。
根据本发明的电机控制装置通过根据外部因素(例如电源电压)或控制条件(例如占空比)的变化适当改变在温度估计计算中所使用的常数，来提高温度估计精确度，并避免过度执行的电流限制。将描述每个实施方式的具体配置。
每个实施方式的控制框图示出仅与温度估计相关的特性配置。与反馈控制或PWM控制相关的一般电机控制的配置是众所周知的，并且图示和描述将被省略。
(第一实施方式)
将参照图2至图6来描述根据本发明的第一实施方式的电机控制装置。
如图2所示，实施方式1中的电机控制装置90包括作为与温度估计相关的配置的主延迟算术单元1、传感器值加法器14、偏移加法器15、响应常数确定部2以及偏移温度确定部5。附带地，在第一实施方式中，逆变器70的驱动控制不限于PWM控制。
主延迟算术单元1接收电流平方值(I2)和积分值的时间平均值(ΣI2/Δt)。附带地，用于激励电机的电流的电流平方值可以表示提供给电机的电流的电流平方值。电流包括相电流lu，lv和lw以及dq轴电流Id和Iq。主延迟算术单元1通过使用用于所输入的电流平方值的传输函数“K/(τs+1)”来计算主延迟响应。在此情况下，K是增益，并且τ是时间常数。例如在几十毫秒至几百毫秒的时间段内进行计算(在较短的时间段内执行计算积分值时的积分操作)，并且瞬时估计温度上升。
增益K与时间常数τ的组合被称作响应常数。而且，短语“响应常数改变”表示“增益K和时间常数τ中的至少一个被改变”。
激励的功耗W表示为“W＝I2×R”(I：电流，R：电阻)。根据元件或散热单元(例如散热器)的热阻和热容，功耗W在传导量和传导速度方面可能不同。热传导量和传导速度反映在增益K和时间常数τ上。计算主延迟响应，从而在激励开始后t秒处的元件的温度改变量被瞬时估计。以此方式，主延迟算术单元1利用输入的电流平方值(I2)或电流平方值的积分值的时间平均值(ΣI2/Δt)来输出温度改变量ΔT。
主延迟算术单元1不限于单个单元，而是可以并行布置多个主延迟算术单元。
传感器值加法器14将在开始激励电机80时由温度传感器96检测的传感器值T_sns与主延迟算术单元1输出的温度改变量ΔT相加。因为难以单独测量多个温度估计目标元件的初始温度，所以将例如布置于相同基板的温度传感器96的传感器值T_sns看作各个温度估计目标元件的初始温度。
偏移加法器15进一步将偏移温度T_off与传感器值加法器14的输出相加，并且输出相加的温度作为估计的温度T_est。
响应常数确定部2包括增益确定部3和时间常数确定部4。响应常数确定部2确定响应常数，该响应常数是主延迟算术单元1的增益K和时间常数τ。
偏移温度确定部5确定偏移温度T_off。
如图3至图5所示，可以优选的是，在各个确定单元3、4、5的每个输出部分都装配有低通滤波器(下文称为LPF)。根据该配置，当通过各个确定单元3、4、5来改变常数时，能够防止由于所估计的温度T_est的快速变化而造成控制变得不稳定。只要常数被平滑地改变，可以应用除了LPF以外的技术。
在第一实施方式中，将电池91的电源电压VB输入(施加)至响应常数确定部2和偏移温度确定部5。响应常数确定部2和偏移温度确定部5根据电源电压VB来确定增益K、时间常数τ和偏移温度T_off。
作为第一实施方式的示例，假设温度估计目标元件是IC 95或MOS 71至MOS 76。在图2的配置示例中，电源电压VB表示IC 95的操作电源电压。电源电压VB表示MOS 71至MOS76的逆变器输入电压。
将参照图3和图4来描述温度估计目标元件是IC 95的情况。
IC 95包括稳压器(regulator)，并且对应于根据电源电压而改变功耗的“压敏元件”。作为元件发热因素的功耗通常被表示为“I2×R”或“I×V(电压)”。在压敏元件中，包括电压的表示“I×V”是期望的。因此，在“I2×R”作为从MOS接收到的热量的情况下，IC 95的发热表示为“I2×R+K×I’×V＝I2×R+T(V)”。可替代地，由“I2×R(V)”来表示发热。在此情况下，考虑电阻是根据电压V而改变的函数。概念(a)与偏移温度T_off的变化相对应，并且概念(b)与增益K的变化相对应。
将参照图3来描述用于改变偏移温度T_off的配置的具体示例。偏移温度确定部5将偏移温度T_off设置为：在从最小值VB_min至最大值VB_max的有效电压范围内，电源电压VB越高，偏移温度T_off越大，从下限值T_off_min至上限值T_off_max。有效电压范围是IC95能够正常操作的电压范围。偏移温度确定部5估计：电源电压VB越高，由IC 95的功耗所引起的发热越大。通过LPF 59来输出所确定的偏移温度T_off。
在图4中示出用于改变增益K和时间常数τ的配置的具体示例。响应常数确定部2的增益确定部3将增益K设置为：在有效电压范围内，电源电压VB越高，增益K越大，从下限值Kmin至上限制Kmax。时间常数确定部4将时间常数τ设置为：在有效电压范围内，电源电压VB越高，时间常数τ越小，从上限值τmax至下限值τmin。增益确定部3估计：电源电压VB越高，IC95的发热越大并且温度上升越高。分别通过LPF 39和LPF 49来输出所确定的增益K和时间常数τ。
将参照图5来描述温度估计目标元件是MOS 71至MOS 76的情况。
假设电机80的请求转矩是相同的。作为逆变器70的输入电压的电源电压VB越高，电压利用率越低。因此，PWM控制下的占空比(上MOS的占空比)变小，并且发热有减小趋势。如图5所示，响应常数确定部2的增益确定部3将增益K设置为：在有效电压范围内，电源电压VB越高，增益K越小。时间常数确定部4将时间常数τ设置为：在有效电压范围内，电源电压VB越高，时间常数τ越大。基于与温度估计目标元件为IC 95时的特性(图4)相反的特性来确定增益K和时间常数τ。
(仿真结果)
将参照图6来描述通过在本发明的第一实施方式与对比示例之间比较温度估计精确度所获得的仿真结果。
假设电源电压VB从低电压VL阶梯式地改变为高电压VH。在此情况下，仿真在偏移温度T_off固定的情况(对应于对比示例)与偏移温度T_off根据电源电压VB而改变的另一情况(对应于本发明的第一实施方式)之间比较所估计的温度。
图6示出了对比示例中所估计的温度T_est’(双点划线)、在根据本发明的第一实施方式中所估计的温度T_est(虚线)以及所测量的温度T_real(实线)。
电源电压VB保持低电压VL(例如12V)直至时间t0，并且在时间t0处从低电压VL阶梯式地改变为高电压VH(例如14V)。在对比示例中，因为假设发热大的高电压来设置偏移温度T_off，所以在时间t0之前的低电压时间处偏移温度T_off过大。因此，与所测量的温度T_real相比，在所估计的温度T_est’中，估计误差Terr在较高温度侧上增加。
根据本实施方式所估计的温度T_est在时间t0之前与所测量的温度T_real很好地匹配。即使在电源电压VB在时间t0处改变之后，所估计的温度T_est也改变以跟随所测量的温度T_real，并且发现与对比示例相比提高了温度估计精确度。
提高了温度估计精确度，使得根据第一实施方式的电机控制装置90能够在假设最严重的温度上升的状况下防止总是过度限制电流。因此，能够有效展现电机80的性能。而且，能够在保持等同性能的同时缩小散热器和MOS 71至MOS 76的尺寸。
在第二实施方式和第六实施方式中，假设MOS 71至MOS 76是温度估计目标元件。在第二实施方式至第六实施方式的各个附图中，与该实施方式中的配置基本相同的配置由相同的附图标记来表示，并且将省略重复描述。
在第二实施方式至第四实施方式中，逆变器70通过PWM控制来驱动，并且按照根据电机80的请求转矩而计算的电压利用率在三相调制与二相调制之间切换调制。在此情况下，在占空比(其是在PWM控制中各个MOS 71至MOS 76的导通时间或关断时间与切换周期的比率)方面，将“上MOS 71、上MOS 72和上MOS 73的导通占空比(on-duty)”写为“占空比(DUTY)(％)”。当忽略死区时间时，下MOS 74、下MOS 75和下MOS 76的导通占空比对应于“100-占空比(％)”。附带地，在另一实施方式中，可以适当选择基于控制的占空比。
在第二实施方式至第六实施方式的各个控制框图中，作为能够根据请求来设置的可选配置，由虚线来表示“电机锁定确定部”。电机锁定表示尽管电机80被激励但不旋转的状态。作为检测激励状态的方法，存在着确定电机80被激励的方法，例如，当dq轴电流或q轴电流的平方和不是基本为0。在电机锁定状态下，电流聚集在特定的相，并且该相的MOS可能过度发热。在此情况下，特别需要准确的温度估计。
在电机80正常旋转的状态下，因为每个相的发热被平均，所以防止过度发热的必要性相对低。可以仅在电机80被锁定的状态下执行、或者可以不论电机80是否在电机锁定状态下总执行根据各个实施方式的特性化温度估计。
(第二实施方式)
将参照图7至图12来描述根据本发明的第二实施方式的电机控制装置。
如图7所示，第二实施方式的电机控制装置90包括作为与温度估计相关的配置的主延迟算术单元41、传感器值加法器14、偏移加法器15、响应常数确定部2以及电机锁定确定部6。基本配置与以下第三实施方式至第六实施方式中的配置相同。
根据第二实施方式的主延迟算术单元1接收与待估计的相匹配的相电流的平方值(lu2，lv2，lw2)，或该平方值的积分值的时间平均值(例如ΣIu2/Δt)。主延迟算术单元1通过使用针对输入的相电流平方值的传输函数“K/(τs+1)”来计算主延迟响应。在此情况下，K是增益，τ是时间常数。增益K与时间常数τ的组合被称为“响应常数”。短语“响应常数改变”表示“增益K与时间常数τ中的至少一个改变”。
激励的功耗W表示为“W＝I2×R”(I是电流，R是电阻)。根据元件或散热单元(例如散热器)的热阻和热容，功耗W在传导量和传导速度方面可能不同。在此情形下，热传导量和传导速度反映在增益K和时间常数τ上，并且计算主延迟响应，从而在激励开始后t秒处的元件的温度改变量被瞬时估计。主延迟算术单元1利用输入的相电流平方值或积分值的时间平均值来输出温度改变量ΔT。
传感器值加法器14将在开始激励电机80时由温度传感器96检测的传感器值T_sns与主延迟算术单元1输出的温度改变量ΔT相加。因为难以单独测量多个温度估计目标元件的初始温度，所以将例如布置于相同基板的温度传感器96的传感器值T_sns看作与散热器相对应的温度，该温度作为元件温度估计的基本温度或各个温度估计目标元件的初始温度。
偏移加法器15进一步将偏移温度T_off与传感器值加法器14的输出相加，并且输出相加的温度作为估计的温度T_est。
响应常数确定部2包括增益确定部3和时间常数确定部4，并且确定响应常数，该响应常数是主延迟算术单元1的增益K和时间常数τ。在此情况下，增益K的增加以及时间常数τ的降低均用于增大所估计的温度T_est。增益K的降低以及时间常数τ的增加均用于减小所估计的温度T_est。增益K和时间常数τ具有相反的特性。在以下附图中，增益K相对于响应常数的参数的变化特性被示为代表。通过反转增益K的变化特性来解释时间常数τ的变化特性。
如图11及后面的附图所示，可以优选的是，在增益确定部3和时间常数确定部4的每个输出部分设置低通滤波器(下文称为LPF)。相应地，当通过各个确定单元3、4来改变增益K或时间常数τ时，能够防止由于所估计的温度T_est的快速变化而造成控制变得不稳定。只要增益K或时间常数被平滑地改变，可以使用除了LPF以外的技术。
在第二实施方式中，响应常数确定部2接收电角度θ、q轴电流Iq以及调制模式。响应常数确定部2将q轴电流Iq分类为正和负，并且将调制模式分类为三相调制和二相调制。响应常数确定部2根据电角度θ来确定增益K和时间常数τ。
电机锁定确定部6接收电机旋转速度N以及dq轴电流平方和。基于通过以时间对电角度θ求微分而获得的电角度速率ω来计算电机旋转速度N。可替代地，实际上可以将电角度速率ω视为旋转速度。
电机锁定确定部6将尽管电机80被激励但电机80不旋转的状态确定为电机锁定状态。例如，当电机旋转速度N基本为0并且dq轴电流平方和不基本为0时，电机锁定确定部6确定电机80处于锁定状态。
响应常数确定部2通过后面描述的方法来确定至少当电机80处于锁定状态时的增益K和时间常数τ。当电机80不在锁定状态时，类似于对比示例，响应常数确定部2可以将增益K和时间常数τ设为固定值。
图8A至图10示出了在PWM控制下的三相调制和二相调制中的各个相电压命令信号Du、Dv和Dw的波形。
如图8A和图8B所示，在三相调制下，各个相电压命令信号Du、Dv和Dw基本以正弦波形改变。在图8A所示的q轴电流Iq为正(Iq>0)时和图8B所示的q轴电流Iq为负(Iq<0)时之间，各个相电压命令信号Du、Dv和Dw正负反转。例如，在电力转向设备中，q轴电流的正负与转向方向相对应。
图9和图10分别示出了在q轴电流Iq为负(Iq<0)的情况下的上平二相调制和下平二相调制的波形。在q轴电流Iq为正(Iq>0)的情况下的波形对应于图9和图10的倒置波形。在例如JP 5045799B2中公开了“上平二相调制”和“下平二相调制”。
如图9所示，上平二相调制是从所有相的电压命令信号中减去如下值的调制处理：该值是通过从相的最大电压命令信号中减去预定的上限值Dmax获得的，使得三个相的电压命令信号Du、Dv和Dw中最大的电压命令信号变成预定的上限值Dmax。
如图10所示，下平二相调制是从所有相的电压命令信号中减去如下值的调制处理：该值是通过从相的最小电压命令信号中减去预定的下限值Dmin获得的，使得三个相的电压命令信号Du、Dv和Dw中最小的电压命令信号变成预定的下限值Dmin。
将参照图11和图12来描述根据第二实施方式的增益确定部3的配置。
增益确定部3包括开关31、为每个相创建的上平二相调制图321和下平二相调制图322以及LPF 39。
开关31根据调制模式将确定增益K的处理切换为另一处理。当调制模式是三相调制时，增益确定部3在不考虑电角度θ的情况下将增益K设为K1(参考值)。当调制模式是上平二相调制时，增益确定部3参照上平二相调制图321来确定增益K2。当调制模式是下平二相调制时，增益确定部3参照下平二相调制图322来确定增益K2。通过LPF 39输出所确定的增益K1或所确定的增益K2。附带地，当调制模式是三相调制时，增益K1可以是针对电角度θ的图，并且可以不是固定值。在此情况下，将增益K设置为例如与旋转状态与锁定状态之间的功耗差异相匹配的图。
根据上平二相调制图321，在占空比被固定为上限值Dmax的电角度范围中，增益K在上MOS估计时阶梯式地增大至比增益K1大的增益K2，并且在下MOS估计时阶梯式地减小至比增益K1小的增益K2。
根据下平二相调制图322，在占空比被固定为下限值Dmin的电角度范围中，增益K在上MOS估计时阶梯式地减小至比增益K1小的增益K2，并且在下MOS估计时阶梯式地增大至比增益K1大的增益K2。
在当被估计温度的MOS的导通时间最长时认为发热最大的电角度范围中，增益K2被设为比K1大的值，并且在当被估计温度的MOS的关断时间最长时认为发热最小的电角度范围内，增益K被设为比K1小的值。被估计温度的MOS表示要估计其温度的MOS。
根据该配置，因为在考虑调制模式的情况下针对每个相的上MOS和下MOS中的每一个来估计温度，所以能够提高温度估计精确度。
第二实施方式中的电机控制装置90提高了温度估计精确度。因此，在假设最严重的温度上升状况下能防止总是过度限制电流。因此，能够有效展现电机80的性能。另外，能够在保持等同性能的同时缩小散热器和MOS 71至MOS 76的尺寸。
效果在以下第三实施方式至第六实施方式中是共通的。
(第三实施方式)
将参照图13至图18B来描述本发明的第三实施方式。
如图13所示，代替于第二实施方式的相电流，根据第三实施方式，将dq轴电流的平方和(Id2+Iq2)输入至主延迟算术单元1。主延迟算术单元1通过使用针对dq轴电流平方值的积分值的传输函数“K/(τs+1)”来计算主延迟响应。根据第三实施方式，仅将调制模式输入至响应常数确定部2。换言之，在第三实施方式中，不是针对每个相，而是包含三个相，来估计上MOS和下MOS的温度。用于主延迟计算的增益K和时间常数τ不依赖于q轴电流Iq的正负以及电角度θ。
如图14所示，根据第三实施方式的增益确定部3包括开关31、上平二相调制图331、下平二相调制图332和LPF 39。
开关31按照调制模式来将增益K的设置路线切换为另一路线。类似于第二实施方式的情况，当调制模式是三相调制时，增益确定部3在不考虑电角度θ的情况下将增益K设为增益K1(参考值)。当调制模式为上平二相调制时，增益确定部3参照上平二相调制图331来确定增益K2。当调制模式为下平二相调制时，增益确定部3参照下平二相调制图332来确定增益K2。所确定的增益K1和所确定的增益K2通过LPF 39输出。
根据上平二相调制图331，在上MOS估计时确定比增益K1大的增益K2，并且在下MOS估计时确定比增益K1小的增益K2。
根据下平二相调制图332，在上MOS估计时确定比增益K1小的增益K2，并且在下MOS估计时确定比增益K1大的增益K2。
假设将三相上MOS作为MOS组来处理，并且将三相下MOS作为另一MOS组来处理。在被估计温度的MOS组的平均导通时间比三相调制时的平均导通时间长时，认为发热增加，将增益K2设为比增益K1大。在被估计温度的MOS组的平均关断时间比三相调制时的平均关断时间长时，认为发热减少，将增益K2设为比增益K1小。附带地，被估计温度的MOS组表示估计其温度的MOS组。
根据该配置，因为在考虑调制模式的情况下针对每个组的三相上MOS和三相下MOS来估计温度，所以能够以较小的计算量来提高温度估计精确度。
(修改示例)
在温度估计配置中，主延迟算术单元不限于一个单元，而可以布置多个主延迟算术单元。例如，图15中示出了对图13的温度估计配置提供两个主延迟算术单元的配置。在此示例中，将分别在两个主延迟算术单元11和12中计算的温度改变量ΔT1和ΔT2输入至传感器值加法器14用于相加。可以设置三个或更多个主延迟算术单元。类似地，可以在另一实施方式的温度估计配置中提供多个主延迟算术单元。
(仿真结果)
将参照图16至图18B来描述通过在本发明的第三实施方式与对比示例之间比较温度估计精确度而获得的仿真结果。
当在电机旋转停止期间(当电机锁定时)将PWM控制的调制模式从三相调制切换为下平二相调制模式时，仿真在主延迟算术单元1的增益K固定的情况(与对比示例的情况相对应)与增益K根据调制模式而改变的情况(与本发明的第三实施方式的情况相对应)之间比较所估计的上MOS的温度和下MOS的温度。
图16示出了仿真中所使用的增益确定部3的配置。在仿真中，增益K的开关31被布置于图14的配置中的下平二相调制图332的后面。在电机没有被锁定时，使用三相调制时的增益K1。如上所述，当代替于增益K而改变时间常数τ时，增益K2与增益K1之间的幅值关系被设为与该增益图相反。
图17A和图17B示出下MOS。图18A和图18B示出上MOS。图17A和图18A示出对比示例中所估计的温度T_est’(双点划线)。图17B和图18B示出根据本发明第三实施方式中所估计的温度T_est(虚线)。在图17A至图18B中，通过实线示出所测量的温度T_real。
在时间tx之前的三相调制时，在对比示例和本发明的第三实施方式中，所估计的温度T_est’和T_est与所测量的温度T_real相匹配。
假设调制模式在时间tx时从三相调制变成二相调制。在此情况下，与三相调制的上升曲线相比，所测量的下MOS的温度T_real(图17A和图17B)上升，这是因为通过锁定而聚集电流的相的下MOS的导通时间变得比三相调制中的导通时间长，从而增加发热。相反，与三相调制的上升曲线相比，所测量的上MOS的温度T_real(图18A和图18B)下降，这是因为相对应的上MOS的关断时间变得比三相调制中的关断时间短，从而减少发热。
在不管调制方式而固定增益K的对比示例中，在下MOS和上MOS中，所估计的温度T_est’偏离于所测量的温度T_real。在根据调制方式来改变增益K的本发明的第三实施方式中，发现所估计的温度T_est改变以跟随所测量的温度T_real，提高了温度估计精确度。
(第四实施方式)
在本发明的第四实施方式中，将参照图19和图20仅描述与第三实施方式的不同。
如图19所示，类似于第三实施方式，根据第四实施方式的主延迟算术单元1接收dq轴电流的平方和(Id2+Iq2)。根据第四实施方式的响应常数确定部2接收调制模式和占空比。除了根据第三实施方式的“根据调制模式的三相上MOS组和三相下MOS组的温度估计”以外，第四实施方式在考虑占空比的变化的情况下进行温度估计。
如图20所示，根据第四实施方式的增益确定部3包括开关1、上平二相调制图341、下平二相调制图342和LPF 39。
根据上平二相调制图341，在上MOS估计时，在占空比增大时确定比增益K1大的增益K2。当占空比减小时确定比增益K1小的增益K2。在下MOS估计时，当占空比增大时确定比增益K1小的增益K2。当占空比减小时确定比增益K1大的增益K2。
根据下平二相调制图342，在上MOS估计时，在占空比增大时确定比增益K1小的增益K2。当占空比减小时确定比增益K1大的增益K2。在下MOS估计时，当占空比增大时确定比增益K1大的增益K2。当占空比减小时确定比增益K1小的增益K2。
在此示例中，当将占空比固定为上限值Dmax或下限值Dmin并且占空比保持固定时，增益可以包括在增大和减小中的任一个，或者可以设定“K2＝K1”。
例如，在上平二相调制中的上MOS估计时或在下平二相调制中的下MOS估计时，当占空比增大时，因为将来发热变大，所以将增益K2设为大于增益K1。当占空比减小时，因为将来发热变小，所以将增益K2设为小于增益K1。在上平二相调制中的下MOS估计时或在下平二相调制中的上MOS估计时，增益相反。
根据该配置，与第三实施方式相比，在进一步考虑占空比变化的情况下，针对每个组的三相上MOS和三相下MOS来估计温度，能够提高温度估计精确度。
(第五实施方式)
将参照图21至图23来描述本发明的第五实施方式。在第五实施方式中，考虑由三相逆变器70中的每个相的硬件的热阻或热容的差异引起的发热差异，详细地，与MOS和散热器的接合处的散热有关的热阻或热容的差异(变化)。
如图21所示，根据第五实施方式的主延迟算术单元1接收dq轴电流的平方和(Id2+Iq2)。主延迟算术单元1通过使用针对输入的dq轴电流平方值和的传输函数“K/(τs+1)”来计算主延迟响应。在第五实施方式中，响应常数确定部2接收电角度θ和q轴电流Iq。
在第五实施方式中，在三相上MOS组或三相下MOS组的q轴电流Iq的各正向和负向上进行加权，以估计温度，该加权反映在每个相的电流幅值为最大的电角度θ处硬件的热阻或热容的差异。
将参照图22和图23来描述根据第五实施方式的增益确定部3的详细配置。
增益确定部3包括开关3、上MOS估计图351、下MOS估计图352和LPF 39。上MOS估计图351和下MOS估计图352定义增益K与电角度θ的关系。
在上MOS估计图351和下MOS估计图352中的每个图中，设置了在q轴电流Iq为正(Iq>0)的情况与q轴电流Iq为负(Iq<0)的情况之间倒置的两个图。
例如，当q轴电流Iq为正时，假设与MOS和散热器的接合处的散热有关的热阻按照以下顺序变大：在图22的示例的上MOS中，以U-相、W-相和V-相的顺序；在图23的示例的下MOS中，以W-相、V-相和U-相的顺序。在热阻最小的相的MOS中，温度在电流幅值最大的电角度θ处不可能相对上升。在热阻最大的相的MOS中，温度在电流幅值最大的电角度θ处可能相对上升。在上MOS估计图351和下MOS估计图352中，增益K根据温度上升的容易性而改变。
根据该配置，即使存在着由于与每个相中的MOS与散热器的接合处的散热有关的热阻或热容的差异而产生发热的差异，也能够在考虑发热差异的情况下估计三相上MOS组和三相下MOS组中的每个组的温度。因此，能够提高温度估计精确度。
(第六实施方式)
在本发明的第六实施方式中，将参照图24仅描述与第五实施方式的不同。根据第六实施方式的温度估计的配置与图21所示的第五实施方式的配置相同。
如图24所示，根据第六实施方式的增益确定部3包括开关31、上下MOS共享估计图36以及LPF 39。在上下MOS共享估计图36中，设置有在q轴电流Iq为正(Iq>0)的情况与q轴电流Iq为负(Iq<0)的情况之间倒置的两个图。
上下MOS共享估计图36将第五实施方式的上MOS估计图351与下MOS估计图352集成为一体，并且图的技术意义符合第五实施方式。在第六实施方式中，因为通过一个图来确定用于六个MOS 71至MOS 76的温度估计的增益K，所以能够降低计算量。
(其他实施方式)
根据电源电压改变偏移温度或响应常数的第一实施方式可以用在有刷直流电机中。在此情况下，H桥电路与“电力转换器”相对应。
在本实施方式中，多相无刷电机不限于三相无刷电机，也可以用于四相或更多相的无刷电机。
作为IC 95的操作电源，可以使用与作为逆变器70的电源的电池91不同的专用电源。当估计IC 95的温度时，偏移温度确定部5根据该专用电源的电压来改变偏移温度T_off。
改变偏移温度T_off的配置可以被配置为将增益Ks与输入至传感器值加法器14的温度传感器值T_sns相乘，如图2中的虚线所表示的。
在电池与电力转换器之间具有升压转换器(boost converter)的配置中，当估计切换元件的温度时，适当的是将升压电压用作为“输入至电力转换器的输入电压”。在此情况下，可以获得布置于电力转换器的输入部分的电压传感器的传感器值，或者可以使用对于升压比较器的升压命令值。
在根据第一实施方式的图3至图5中的特性图中，偏移温度T_off、增益K以及时间常数τ与电源电压VB的关系通过右向上斜直线或向下斜直线(线性函数)来表示。这些关系不限于直线(线性函数)，也可是以阶梯式的、弯曲的(例如二次函数)、或这些形状的组合。
在第二实施方式的图11和图12中，在上平/下平二相调制时，在上MOS或下MOS的占空比被固定为上限值Dmax或下限值Dmin的电角度范围中，与其他电角度范围相比，增益K2阶梯式地改变。换言之，增益K2仅在发热的影响特别大的“固定范围”中改变，并且忽略在其他电角度范围中的占空比改变。根据该配置，能够以最小的计算量来有效改变增益K2。
当存在计算能力的富余时，增益K2可以被改变，以便甚至在不同于“固定范围”的电角度范围中跟随占空比的改变。例如，与图11和图12所示的二级阶梯式图相比，可以根据电角度来创建多级阶梯状、梯形形状或正弦波形状的图。
在第二实施方式至第六实施方式中，在没有提供附图中的虚线所表示的电机锁定确定部6的情况下，即使在正常电机旋转状态下，响应常数确定部2也能够根据各种输入信息来改变主延迟算术单元1的响应常数。
在各个实施方式中的增益确定部3、时间常数确定部4和偏移温度确定部5中，例如，当响应常数和偏移温度的突然改变不是问题时，可以不提供附图中的虚线所表示的LPF39、LPF 49和LPF 59。
逆变器70与电力转换器的示例相对应。MOS 71至MOS 76与温度估计目标元件的示例相对应。IC 95与电压依赖性元件和温度估计目标元件的示例相对应。
本发明涉及电机控制装置，该电机控制装置通过控制由电力转换器提供的电力来驱动电机，并且估计在激励电机时预定的温度估计目标元件的温度。例如，包括在用于执行控制操作的IC或电力转换器中的切换元件与预定的温度估计目标元件相对应。电力转换器例如是用于多相无刷电机的逆变器、用于有刷DC电机的H桥电路。
根据本发明的第一方面的电机控制装置包括主延迟算术单元、传感器值加法器、偏移加法器、响应常数确定部以及偏移温度确定部。
主延迟算术单元接收(i)与电机的激励有关的电流的电流平方值或(ii)电流平方值的积分值的时间平均值。并且，主延迟算术单元输出使用增益和时间常数所计算的主延迟响应作为“温度改变量”。
传感器值加法器将温度传感器的传感器值与温度改变量相加。温度传感器被安装在包括例如温度估计目标元件的相同基板上，并且检测与散热器相对应的温度，该温度是元件温度估计的基本温度以及开始电机激励时温度估计目标元件的初始温度。
偏移加法器将偏移温度与传感器值加法器的输出相加。
响应常数确定部确定主延迟算术单元的增益和时间常数的响应常数。
偏移温度确定部确定偏移温度。
电机控制装置根据要提供给温度估计目标元件的“电源电压”或要提供给电力转换器的“输入电压”来改变响应常数和偏移温度中的至少一个。例如，在共享相同的电池，作为IC操作电源(作为温度估计目标元件)和逆变器的输入电源的电路配置中，“电源电压”和“输入电压”两者与电池电压相对应。
响应常数改变表示增益和时间常数中的至少一个改变。换言之，响应常数确定部可以仅改变增益或仅改变时间常数，或者偏移温度确定部可以仅改变偏移温度。
具体地，当温度估计目标元件被用于电压依赖性元件(例如IC)的温度估计时，该电压依赖性元件具有由于电源电压而改变的功耗，偏移温度确定部根据要提供给电压依赖性元件的电源电压来改变偏移温度。
可替代地，当温度估计目标元件被用于电压依赖性元件或电力转换器的切换元件的温度估计时，响应常数确定部根据要提供给电力转换器的输入电压来改变响应常数。
因此，能够提高温度估计精确度。通过提高温度估计精确度，在假设最严重的温度上升状况下能够总是防止执行对电流的过度限制。因此，能够有效地提供电机的性能。能够在保持等同性能的同时缩小散热器和切换元件的尺寸。
将根据本发明的第二方面的电机控制装置应用于多相电机，并且该电机控制装置包括主延迟算术单元、传感器值加法器以及响应常数确定单元。
主延迟算术单元接收用于激励电机的电流的电流平方值或电流平方值的积分值的时间平均值，并且输出使用增益和时间常数所计算的主延迟响应作为“温度改变量”。
传感器值加法器将温度传感器的传感器值与温度改变量相加。温度传感器被安装在包括例如温度估计目标元件的相同基板上，并且在开始电机激励时检测温度估计目标元件的初始温度。
响应常数确定部确定主延迟算术单元的增益以及时间常数的响应常数。
响应常数确定部根据在温度估计目标元件中估计的发热的改变，或者针对多个相中的温度估计目标元件估计的相间发热差异，来改变响应常数。“响应常数改变”表示增益和时间常数中的至少一个改变。
“温度估计目标元件中所估计的发热的变化”与例如切换元件的导通时间的变化相对应。在电流值相同的情况下，导通时间越长，发热越大。“在多相温度估计目标元件中估计的相间发热差异”中，由于例如硬件因素(如与每个相的切换元件相对应的散热器形状或散热结构)，出现每个相的切换元件与散热器的接合处的散热的热阻或热容的差异(变化)，并且出现发热差异。即使在每个相的切换元件的操作相同的情况下，在影响散热的硬件条件不同时，发热特性也不同。
在第二方面的第一示例中，将温度估计目标元件用于上臂元件或下臂元件的温度估计，该上臂元件是经受PWM控制的电力转换器的高电势侧上的切换元件，该下臂元件是该电力转换器的低电势侧上的切换元件。响应常数确定部基于“占空比”来改变响应常数，该“占空比”是上臂元件或下臂元件的导通时间或关断时间与切换周期的比率。
切换元件的导通时间越长，增益增加越多或者很大程度上预期温度上升，并且时间常数减小。因此，能够提高温度估计精确度。
在第二方面的第二示例中，将温度估计目标元件用于上臂元件或下臂元件的温度估计，该上臂元件是电力转换器的高电势侧上的切换元件，该下臂元件是该电力转换器的低电势侧上的切换元件。响应常数确定部根据依据每个相的激励的“硬件的热阻或热容的差异所引起的发热差异”来改变响应常数。
通过针对温度可能增大的相的切换元件主要预期温度上升，并且增益增大或时间常数减小，能够提高温度估计精确度，在该相中，硬件的热阻(详细地，针对切换元件与散热器的接合处的散热的热阻)大。
通过提高温度估计精确度，在假设最严重的温度上升的状况时能够防止总是过度限制电流。因此，能够有效展现电机的性能。能够在保持等同性能的同时缩小散热器和切换元件的尺寸。
尽管已经参照本发明的实施方式描述了根据本发明的电机控制装置的实施方式、配置和模式，但是应当理解本发明不限于该实施方式和构造。本发明易于包含各种修改和等同设置。另外，除了各种组合和配置，包括更多元件、更少元件或仅一个元件的其他组合和配置也在本发明的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种电机控制装置，所述电机控制装置估计激励电机(80)时预定的温度估计目标元件的温度，并且通过控制由电力转换器(70)提供的电力来驱动所述电机，所述电机控制装置包括：
主延迟算术单元(1)，其
接收向所述电机提供的电流的电流平方值或所述电流平方值的积分值的时间平均值，以及
输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量；
传感器值加法器(14)，其将温度传感器(96)的传感器值与所述温度改变量相加；
偏移加法器(15)，其将偏移温度与所述传感器值加法器的输出相加；
响应常数确定部(2)，其确定所述主延迟算术单元的所述增益和所述时间常数，所述增益和所述时间常数是响应常数；以及
偏移温度确定部(5)，其确定所述偏移温度，
其中，所述响应常数和所述偏移温度中的至少一个根据以下来改变：
向所述温度估计目标元件提供的电源电压；或者
向所述电力转换器提供的输入电压。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，
所述温度估计目标元件是功耗根据所述电源电压改变的电压依赖性元件(95)；
所述电压依赖性元件的温度被估计；以及
所述偏移温度确定部根据向所述电压依赖性元件提供的所述电源电压来改变所述偏移温度。
3.根据权利要求1或2所述的电机控制装置，其中，
所述温度估计目标元件是：
所述电力转换器的切换元件(71，72，73，74，75，76)，或者
功耗根据所述电源电压改变的电压依赖性元件(95)；
所述温度估计目标元件的温度被估计；以及
所述响应常数确定部根据向所述电力转换器提供的所述输入电压来改变所述响应常数。
4.一种电机控制装置，所述电机控制装置估计激励电机(80)时预定的温度估计目标元件(71，72，73，74，75，76)的温度，并且通过控制由电力转换器(70)提供的电力来驱动具有多个相的所述电机，所述电机控制装置包括：
主延迟算术单元(1)，其
接收向所述电机提供的电流的电流平方值或所述电流平方值的积分值的时间平均值，以及
输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量；
传感器值加法器(14)，其将温度传感器(96)的传感器值与所述温度改变量相加；以及
响应常数确定部(2)，其确定所述主延迟算术单元的所述增益和所述时间常数，所述增益和所述时间常数是响应常数，
其中，所述响应常数确定部根据以下来改变所述响应常数：
针对所述温度估计目标元件估计的发热的变化，或者
针对所述多个相处的所述温度估计目标元件估计的相间发热差异，
其中，所述温度估计目标元件是：
上臂元件(71，72，73)，所述上臂元件(71，72，73)是在通过PWM控制来控制的所述电力转换器的高电势侧的切换元件，或者
下臂元件(74，75，76)，所述下臂元件(74，75，76)是在通过所述PWM控制来控制的所述电力转换器的低电势侧的切换元件；
其中，所述温度估计目标元件的温度被估计；以及
其中，所述响应常数确定部根据占空比来改变所述响应常数，所述占空比是所述上臂元件或所述下臂元件的导通时间或关断时间与切换周期的比率。
5.根据权利要求4所述的电机控制装置，其中，
所述响应常数确定部根据所述电力转换器的PWM控制的调制模式来改变所述响应常数。
6.根据权利要求5所述的电机控制装置，其中，
所述电机是三相电机；以及
所述响应常数确定部根据所述PWM控制的调制模式是(i)三相调制，(ii)上平二相调制，还是(iii)下平二相调制，来切换确定所述响应常数的处理。
7.根据权利要求6所述的电机控制装置，其中，
所述响应常数确定部根据针对每个所述相的所述电机的电角度来确定：
在每个所述相中所述上臂元件的温度估计中所使用的响应常数；以及
在每个所述相中所述下臂元件的温度估计中所使用的响应常数。
8.一种电机控制装置，所述电机控制装置估计激励电机(80)时预定的温度估计目标元件(71，72，73，74，75，76)的温度，并且通过控制由电力转换器(70)提供的电力来驱动具有多个相的所述电机，所述电机控制装置包括：
主延迟算术单元(1)，其
接收向所述电机提供的电流的电流平方值或所述电流平方值的积分值的时间平均值，以及
输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量；
传感器值加法器(14)，其将温度传感器(96)的传感器值与所述温度改变量相加；以及
响应常数确定部(2)，其确定所述主延迟算术单元的所述增益和所述时间常数，所述增益和所述时间常数是响应常数，
其中，所述响应常数确定部根据以下来改变所述响应常数：
针对所述温度估计目标元件估计的发热的变化，或者
针对所述多个相处的所述温度估计目标元件估计的相间发热差异，
其中，所述温度估计目标元件是：
上臂元件(71，72，73)，所述上臂元件(71，72，73)是在所述电力转换器的高电势侧的切换元件，或者
下臂元件(74，75，76)，所述下臂元件(74，75，76)是在所述电力转换器的低电势侧的切换元件；
其中，所述温度估计目标元件的温度被估计；以及
其中，所述响应常数确定部根据向每个所述相供电的硬件的热阻或热容的差异所引起的发热差异来改变所述响应常数。
9.根据权利要求8所述的电机控制装置，其中，
所述响应常数确定部根据所述电机的电角度来确定：
在每个所述相中所述上臂元件的温度估计中所使用的响应常数；以及
在每个所述相中所述下臂元件的温度估计中所使用的响应常数。
10.一种电机控制装置，所述电机控制装置估计激励电机(80)时预定的温度估计目标元件(71，72，73，74，75，76)的温度，并且通过控制由电力转换器(70)提供的电力来驱动具有多个相的所述电机，所述电机控制装置包括：
主延迟算术单元(1)，其
接收向所述电机提供的电流的电流平方值或所述电流平方值的积分值的时间平均值，以及
输出使用增益和时间常数计算的主延迟响应作为温度改变量；
传感器值加法器(14)，其将温度传感器(96)的传感器值与所述温度改变量相加；
响应常数确定部(2)，其确定所述主延迟算术单元的所述增益和所述时间常数，所述增益和所述时间常数是响应常数，以及
电机锁定确定部(6)，其确定所述电机是否处于锁定状态，在所述锁定状态下，在所述电机中生成转矩的q轴电流被输入，并且所述电机的旋转停止，
其中，所述响应常数确定部根据以下来改变所述响应常数：
针对所述温度估计目标元件估计的发热的变化，或者
针对所述多个相处的所述温度估计目标元件估计的相间发热差异，
其中，当所述电机锁定确定部确定所述电机处于所述锁定状态时，所述响应常数确定部根据预定的输入信息来改变所述响应常数。
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