CN111181449A - 马达的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高控制的精度或响应性的马达的控制装置以及控制方法。马达控制装置具备用于检测转子的旋转位置的检测部，检测部具备：第一检测部，其利用来自旋转变压器的信号检测转子的旋转位置，第一检测部的旋转位置的分辨率在转子的旋转速度高于预定值的区域中比旋转速度为上述预定值以下的区域中低；以及第二检测部，其不利用来自旋转变压器的信号而利用马达的电流来推定转子的旋转位置，控制装置能够执行利用第一检测部检测出的旋转位置来控制马达的第一控制、以及利用第二检测部推定出的旋转位置来控制马达的第二控制，并且被设定为在旋转速度为上述预定值以下的区域中，能够对第一控制与第二控制进行切换并执行。

Description

马达的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及一种马达的控制装置以及控制方法。
背景技术
以往，已知有具备用于检测马达的旋转位置的检测部的马达的控制装置。例如专利文献1中记载的控制装置具备将由旋转变压器检测到的角度信号转换为数字信号的R/D转换器，并且被设置为能够基于从马达检测到的反电动势来推定马达的旋转角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-164187号公报
发明内容
技术问题
但是，由于上述专利文献1中记载的控制装置被构成为在通常时利用R/D转换器检测旋转角度，在故障时基于反电动势检测旋转角度，所以在通常时，不能够活用两个检测部的特性而进行马达的控制。因此，有提高控制的精度或响应性的空间。
因此，本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的在于，提供一种能够提高控制的精度或响应性的、新的且经改良的马达的控制装置以及控制方法。
技术方案
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供一种马达控制装置，其用于控制具备转子的马达，在马达设置有旋转变压器，控制装置具备用于检测转子的旋转位置的检测部，检测部具备：第一检测部，其利用来自旋转变压器的信号来检测转子的旋转位置，所述第一检测部的旋转位置的分辨率在转子的旋转速度高于第一预定值的区域中，比在旋转速度为第一预定值以下的区域中低；以及第二检测部，其不利用来自旋转变压器的信号而利用马达的电流来推定转子的旋转位置，控制装置能够执行利用第一检测部检测出的旋转位置来控制马达的第一控制、以及利用第二检测部推定出的旋转位置来控制马达的第二控制，控制装置被设定为在旋转速度为第一预定值以下的区域中，能够切换第一控制与第二控制而执行。
马达的控制装置可以被设定为在对第一控制与第二控制进行切换时，使用于马达的控制的旋转位置逐渐地从切换前的值向切换后的值变化。
马达的控制装置可以被设定为判断来自旋转变压器的信号中的噪声对由第一检测部进行的检测的精度带来的影响的大小，在影响的大小为阈值以上时，执行第二控制并禁止第一控制。
马达的控制装置可以被设定为在马达的转矩在单位时间的变化量或旋转速度在单位时间的变化量、或者与马达的转矩有关的参数在单位时间的变化量或与旋转速度有关的参数在单位时间的变化量为阈值以上时，执行第一控制并禁止第二控制。
在转子的旋转速度低于比第一预定值小的第二预定值的区域中，第二检测部的上述旋转位置的推定精度比预定的要求精度低，马达的控制装置可以被设定为在转子的旋转速度低于第二预定值时，执行第一控制并禁止第二控制。
在转子的旋转速度低于比第一预定值小的第二预定值的区域中，第二检测部的上述旋转位置的推定精度比预定的要求精度低，马达的控制装置可以被设定为在转子的旋转速度为低于第一预定值且高于第二预定值的第三预定值以下时，执行第一控制并禁止第二控制。
马达的控制装置可以被设定为在转子的旋转速度跨越预定值而变化时，对第一控制与第二控制进行切换，进一步地，可以被设定为在转子的旋转速度在包括上述预定值的预定的范围内的情况下，在朝向上述预定值的方向的转子的旋转加速度大时，比旋转加速度小时更早地对第一控制与第二控制进行切换。
另外，根据本发明的另一个观点，提供一种马达的控制装置，是用于控制驱动车辆用的马达的控制装置，在马达设置有旋转变压器，控制装置具备用于检测马达的转子的旋转位置的检测部，检测部具备：第一检测部，其利用来自旋转变压器的信号来检测转子的旋转位置；以及第二检测部，其不利用来自旋转变压器的信号而利用马达的电流来推定转子的旋转位置，控制装置能够对第一控制和第二控制进行切换并执行，所述第一控制利用第一检测部检测出的旋转位置来控制马达，所述第二控制利用第二检测部推定出的旋转位置来控制马达，控制装置被设定为在车辆的驱动力在单位时间的变化量或车速在单位时间的变化量、或者与车辆的驱动力有关的参数在单位时间的变化量或与车速有关的参数在单位时间的变化量为阈值以上时，执行第一控制并禁止第二控制。
马达的控制装置可以被设定为在执行用于将车速保持在预定范围内的巡航控制时，执行第二控制并禁止第一控制。
另外，根据本发明的另一个观点，提供一种马达的控制方法，是控制装置控制具备转子和旋转变压器的马达的方法，所述马达的控制方法在转子的旋转速度为预定值以下的区域中对第一控制、以及第二控制进行切换并执行，所述第一控制利用通过检测方法检测出的转子的旋转位置来控制马达，所述检测方法为利用来自旋转变压器的信号来检测旋转位置的方法，所述检测方法的旋转位置的分辨率在转子的旋转速度高于上述预定值的区域中，比在旋转速度为上述预定值以下的区域中低，所述第二控制利用推定出的旋转位置来控制马达，推定出的旋转位置为不利用来自旋转变压器的信号而利用马达的电流推定出的。
技术效果
根据本发明，提供通过对第一控制与第二控制进行切换，从而能够作为整体实现马达控制的高精度或响应性的马达的控制装置以及控制方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的马达的控制装置的框图。
图2是示出该实施方式的马达的旋转速度与利用旋转变压器的检测精度和利用电流的推定精度之间的关系的图表。
图3是示出由该实施方式的马达的控制装置进行的噪声影响程度的计算处理的流程图。
图4是示出由该实施方式的马达的控制装置进行的切换处理的流程图。
图5是示出在由该实施方式的马达的控制装置进行的切换时的控制用旋转速度的设定处理的流程图。
图6是示出由本发明的第二实施方式的马达的控制装置进行的切换处理的流程图。
符号说明
1 马达ECU(控制装置)
106 旋转位置推定部(第二检测部)
14 R/D转换器(第一检测部)
3 马达
30 旋转变压器
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，针对实质上具有相同功能、结构的要素，标注相同的符号，从而省略重复说明，另外对与本发明没有直接关系的要素省略图示。
＜第一实施方式＞
[构成]
首先，对第一实施方式的马达(旋转电机)的控制装置的构成进行说明。本实施方式的控制装置应用于搭载在电动车辆的马达的控制系统。图1是示出控制系统的电气构成的框图。电动车辆可以是电动汽车，也可以是混合动力电动汽车。另外，不限于汽车，也可以是用于铁路等的车辆。
马达3是作为用于产生车辆的驱动力的驱动力源而发挥功能，并且可以作为发电机而发挥功能的电动发电机。马达3的旋转轴与车辆的驱动轮4连结。应予说明，马达3的旋转轴可以与变速机或内燃机(的曲柄轴)连结。马达3是三相的无刷马达，具体而言是永磁同步马达。马达3的转子(rotor)作为场磁体而发挥功能。定子(stator)具有三相(U相、V相以及W相)的线圈。马达3可以是内转子型，也可以是外转子型。另外，永磁体可以位于转子的表面，也可以位于转子的内部。马达3的电源2是车载的直流电压源。
控制系统具有旋转变压器30以及马达ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)1。旋转变压器30检测转子的旋转位置(旋转角度)θ以及旋转速度(旋转角速度)ω。旋转变压器30例如，具有输入侧线圈以及两个输出侧线圈。在输入侧线圈施加有交流的信号(电压)。由此，若输入侧线圈被励磁，则在两个输出侧线圈产生感应电动势，各输出侧线圈输出交流的信号(电压)。两个输出侧线圈的输出信号的相位彼此不同。各输出侧线圈的输出信号的振幅根据转子的旋转位置θ而变化。应予说明，旋转变压器30不限于振幅调制方式，也可以是相位调制方式。
马达ECU1是作为马达3的控制装置而发挥功能的电子控制单元。马达ECU1可以被构成为将(作为电力转换电路的)逆变器11、电流传感器13、以及(作为模拟-数字转换电路的)R/D(Resolver-Digital：旋转变压器-数字)转换器14与(作为数字电路的)微型计算机10一起配备于一个基板上的功率控制单元。在该情况下，为了抑制来自外部的电磁噪声的影响，可以利用屏蔽物体来覆盖马达ECU1。应予说明，逆变器11等可以与马达ECU(微型计算机10)是分体。
逆变器11是由六个开关元件(IGBT等)构成的三相桥式电路。逆变器11通过电源线20而与电源2连接，并且通过电线21而与马达3连接。为了抑制电源2与逆变器11之间的直流电压的变化而与电源2并联地设置有电容器12。应予说明，电源2不限于直流电源，也可以由交流电源和整流电路构成。电流传感器13是分别检测在定子线圈流通的三相电流iu、iv、iw的检测器。
R/D转换器14经由信号线22而与旋转变压器30的输出侧线圈连接。R/D转换器14将从旋转变压器30接收到的模拟信号(输出侧线圈的输出信号)转换为数字信号，并作为转子的旋转位置θ的检测值(检测旋转位置θ1)以及旋转速度ω的检测值(检测旋转速度ω1)而输出。例如，R/D转换器14基于输出侧线圈的输出信号的振幅变化的周期而计算出检测旋转速度ω1。根据两个输出侧线圈的输出信号的组合而计算出检测旋转位置θ1。R/D转换器14作为用于检测转子的旋转位置θ的第一检测部而发挥功能。
R/D转换器14的旋转位置θ的分辨率在转子的旋转速度ω(或者旋转加速度)高于第一预定值A1的区域中，比在旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域中低。即，R/D转换器14具有能够跟随转子的旋转而以预定的分辨率检测旋转位置θ的旋转速度ω的范围，该范围的上限(最大速度)是第一预定值A1。因此，如图2的示例所示，在旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域的、利用旋转变压器30的检测旋转位置θ1和检测旋转速度ω1的检测精度X11，比在旋转速度ω高于第一预定值A1的区域的、利用旋转变压器30的检测旋转位置θ1和检测旋转速度ω1的检测精度X12高。在此，通常，与旋转速度ω高时相比，在旋转速度ω低时马达的控制所需要的旋转位置θ或旋转速度ω的精度(以下，称为要求精度)X0高。在图2中，利用阴影区域来表示没有满足要求精度X0的区域。如图2所示，在旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域，利用旋转变压器30的检测精度X11可以在要求精度X0以上。
另外，R/D转换器14被设置为能够判定在输出侧线圈的输出信号中是否夹杂有噪声。即，在马达3的漏磁通、其他磁通贯穿了旋转变压器30的线圈或信号线22的情况下，会产生噪声。在该情况下，输出侧线圈的输出信号的波形本身有可能变形。另外，在作为PWM驱动电路的逆变器11所产生的尖峰信号加载于信号线22等的情况下，会产生噪声。在该情况下，尖峰状的噪声与输出侧线圈的输出波形叠加。R/D转换器14例如能够在输出侧线圈的输出信号的振幅中心和最大振幅在正常范围内的状态下，在上述输出信号高于或低于预定的阈值时判定为产生有噪声的叠加。应予说明，R/D转换器14可以设置为能够检测出R/D转换器14自身的功能异常、或者与旋转变压器30连接的信号线22的断线等。
马达ECU1(微型计算机10)经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)或信号线而与搭载于车辆的上位ECU5和各种传感器连接。这些传感器包括旋转变压器30以及车速传感器6等。马达ECU1基于从上述传感器接收到的信号而生成操作逆变器11(开关元件)的信号并将其输出，以便实现从上位ECU5接收到的马达3的指令转矩Tr*或指令旋转速度ω*。由此，通过控制马达3，从而实现符合车辆的行驶状况的适当的驱动力。应予说明，马达ECU1可以经由上位ECU5而(间接地)接收车速传感器6等的信号。
微型计算机10可以是如下通常的结构：具有执行各种运算处理的中央处理单元(CPU)、存储各种控制程序的只读存储器(ROM)、作为用于存储数据和/或执行程序的工作区域而利用的随机存取存储器(RAM)、以及输入输出接口(I/O)，并且上述各装置通过双向性的公共总线而彼此连接。微型计算机10通过执行预定的程序而作为多个处理部发挥功能。多个处理部具备指令电流运算部101、指令电压运算部102、坐标转换部103、坐标转换部105、PWM信号生成部104、旋转位置推定部106、旋转速度推定部107、以及切换部108。在此，运算等是指在软件上的整个处理，各处理部通过软件而实现。应予说明，各处理部也可以通过电子电路而实现。
指令电流运算部101基于指令转矩Tr*，或者基于指令旋转速度ω*和(从切换部108接收到的)旋转速度ω而运算出dq坐标系上的指令电流(d轴指令电流id*，q轴指令电流iq*)。dq坐标系是与转子(永磁体)同步旋转的正交坐标系。d轴指令电流id*是沿着转子的磁极方向的d轴电流分量的指令值。q轴指令电流Iq*是与d轴正交的q轴电流分量的指令值。指令电流运算部101可以通过算术表达式而计算出id*、iq*，也可以利用映射来设定id*、iq*。在该映射中，例如预先通过实验等设定了符合指令转矩Tr*或旋转速度偏差(ω*-ω)的id*、iq*。
指令电压运算部102运算出dq坐标系上的指令电压(d轴指令电压vd*、q轴指令电压vq*)。例如，通过对(从指令电流运算部101接收到的)指令电流id*、iq*与(从坐标转换部105接收到的)实际电流id、iq的偏差进行积分，并在其上乘以预定的增益，从而计算出vd*、vq*。
坐标转换部103进行如下运算：利用(从切换部108接收到的)转子的旋转位置θ而将(从指令电压运算部102接收到的)指令电压vd*、vq*转换为固定于定子的三相坐标系上的指令电压(三相指令电压，即u相指令电压vu*、v相指令电压vv*、w相指令电压vw*)。vu*、vv*、vw*是用于控制逆变器11的各相的指令电压。
PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)信号生成部104基于(从坐标转换部103接收到的)三相指令电压vu*、vv*、vw*而生成导通关断信号(操作信号)，并将其输出到逆变器11。由此，以与各相的指令电压vu*、vv*、vw*对应的占空比，在马达3的各相施加电压。逆变器11通过供给三相电流(正弦波)从而驱动马达3。
坐标转换部105进行如下运算：利用(从切换部108接收到的)转子的旋转位置θ而将(从电流传感器13接收到的)三相的实际电流iu、iv、iw转换为dq坐标系上的实际电流(d轴实际电流id，q轴实际电流iq)。
旋转位置推定部106基于dq轴指令电压vd*，vq*、dq轴实际电流id，iq、以及(从旋转速度推定部107接收到的)转子的旋转速度ω2，利用马达3的预定模式而运算出旋转位置θ的推定值(推定旋转位置)θ2。具体而言，通过从vd*、vq*中减去由定子的线圈电阻和dq轴电感产生的(通过id、iq以及ω2而计算出的)电压下降的量，从而以向量的形式计算出由转子的永磁体而产生的感应电压。根据该向量(扩展感应电压)的相位计算出推定旋转位置θ2。在进行该计算时，能够使用通过低通滤波器而分别除去接收到的vd*、vq*和id、iq的高频分量后的值。另外，能够将通过低通滤波器除去如上所述地计算出的推定旋转位置θ2的高频分量后的值作为最终的推定旋转位置θ2。由此，旋转位置推定部106作为用于检测转子的旋转位置θ的第二检测部而发挥功能。
旋转速度推定部107使用(从旋转位置推定部106接收到的)推定旋转位置θ2来运算出旋转速度ω的推定值(推定旋转速度)ω2。例如，通过对在上一次以前的处理中接收到的θ2进行微分，并利用低通滤波器除去其高频分量，从而能够计算出ω2。
如图2所示，利用电流的推定旋转位置θ2和推定旋转速度ω2的推定精度X2可以一方面比在转子的旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域中的利用旋转变压器30的检测精度X11低，另一方面比旋转速度ω高于第一预定值A1的区域中的利用旋转变压器30的检测精度X12高。在此，通常，与旋转速度ω高时相比，在旋转速度ω低时要求精度X0高。因此，在旋转速度ω为第一预定值A1以下时，在旋转速度ω为第二预定值A2(＜A1)以上的区域中，利用电流的推定精度X2可以在要求精度X0以上，另一方面在旋转速度ω低于第二预定值A2的区域中，利用电流的推定精度X2可以变得低于要求精度X0。换言之，旋转位置推定部106具有能够确保预定的要求精度X0的旋转速度ω的范围，该范围的下限(最小速度)是第二预定值A2。如上所述，旋转位置推定部106利用由转子的旋转产生的感应电动势(感应电压)来计算出推定旋转位置θ2。但是，由于转子的旋转速度ω越低，则感应电压越小，所以θ2成为与实际的旋转位置θ偏离的值，换言之，推定精度X2恶化的可能性变高。由此，在旋转速度ω低于第二预定值A2的区域中，推定精度X2变得低于要求精度X0的可能性也变高。
切换部108从上位ECU5接收马达3的指令转矩Tr*或指令旋转速度ω*，并且能够接收表示正在执行巡航控制等车辆控制的信号。切换部108基于来自上位ECU5的信号、来自R/D转换器14的信号(关于噪声的信息)、旋转速度ω1、旋转速度ω2、以及车速信号Vsp等，对检测旋转位置θ1与推定旋转位置θ2进行切换而将其中任一者作为最终的旋转位置θ，并输出该θ。另外，对检测旋转速度ω1与推定旋转速度ω2进行切换而将其中任一者作为最终的旋转速度ω，并输出该ω。
另外，在输入到R/D转换器14的旋转变压器30的输出信号中夹杂有噪声的情况下，切换部108能够基于来自R/D转换器14的信号，而判断上述噪声对R/D转换器14进行的检测旋转位置θ1和检测旋转速度ω1的检测的精度或可靠性带来的影响的大小(噪声的影响程度)。例如，若在预定时间内的噪声的产生次数为预定次数以上，则能够判定为噪声的影响程度大。或者，若将噪声引起的信号波形的变形程度数值化，并且其为预定的阈值以上，则能够判定为噪声的影响程度大。由此，通过利用预定的参数(噪声的产生次数或波形的变形程度等)将影响程度数值化，并将其与预定的阈值进行比较，从而能够判断噪声带来的影响的大小。
图3示出切换部108计算噪声的影响程度的流程的一例。该处理的流程以预定的周期重复地执行。在步骤S71中，计算在上一次的周期中检测到的旋转速度ω1(m-1)与在本次周期中检测到的旋转速度ω1(m)之间的差的大小，并判断该差的大小是否大于预定的噪声产生判定阈值f。若上述差的大小比f大则进入步骤S72。若上述差的大小为f以下则进入步骤S73。在步骤S72中，在噪声影响程度d上加1，并结束本次的周期。在步骤S73中，从噪声影响程度d中减去1，并进入步骤S74。在步骤S74中，判断噪声影响程度d是否为负值。若噪声影响程度d为负，则进入步骤S75。若d为0以上，则结束本次的周期。在步骤S75中，将d设为0。即，在图3所示的流程中，作为根据判定为产生了噪声的次数而增加的值，计算出噪声的影响程度d(步骤S71→S72)。另外，作为根据判定为没有产生噪声的次数而减小的值，计算出噪声的影响程度d(S71→S73)。噪声影响程度d的下限是0(步骤S74→S75)。应予说明，用于计算噪声影响程度d的检测值不限于检测旋转速度ω1，可以是检测旋转位置θ1等。
图4示出切换部108执行的主要处理的流程的一例。该处理的流程以预定的周期重复地执行。在步骤S1中，判断在上一次的周期中输出的旋转速度ω是否为第一预定值A1以下。若ω为A1以下则进入步骤S2，若ω高于A1则进入步骤S6。应予说明，可以使用指令旋转速度ω*来代替ω。在步骤S2中，判断在上一次的周期中输出的旋转速度ω是否低于第二预定值A2。若ω低于A2则进入步骤S5，若ω为A2以上则进入步骤S3。应予说明，可以使用ω*来代替ω。
在步骤S3中，判断旋转变压器30的输出信号中的噪声的影响程度d是否为阈值D以上。作为噪声影响程度d，能够使用按照图3所示的流程而计算出的值，但是不限于此。若噪声影响程度d为阈值D以上则进入步骤S6，若d小于D则进入步骤S4。在步骤S4中，判断从上位ECU5接收到的马达3的指令转矩Tr*在单位时间的变化量(例如周期之间的Tr*的差)ΔTr*是否为预定的阈值B以上，或者，在直到上次为止的周期中输出的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω是否为预定的阈值C以上。若ΔTr*为B以上，或者Δω为C以上，则进入步骤S5。若ΔTr*小于B，且Δω小于C，则进入步骤S6。
在步骤S5中，将检测旋转位置θ1作为旋转位置θ，将检测旋转速度ω1作为旋转速度ω，而将它们输出，并结束本次的周期。在步骤S6中，将推定旋转位置θ2作为旋转位置θ，将推定旋转速度ω2作为旋转速度ω，而将它们输出，并结束本次的周期。
应予说明，切换部108也可以在步骤S2中进行了否定判定后进入步骤S3前，执行步骤S4。在该情况下，也可以在步骤S4中进行了否定判定后，进入步骤S3。
切换部108在将旋转位置θ和旋转速度ω的组(θ，ω)在(θ1，ω1)与(θ2，ω2)之间进行切换时，可以使其逐渐地从切换前的值向切换后的值变化。例如，在从(θ1，ω1)向(θ2，ω2)进行切换的情况下，不是立刻切换为(θ2，ω2)，而是以(θ，ω)的时间变化率(Δθ，Δω)为预定范围内的方式向(θ2，ω2)变化。例如，可以使每个周期输出的(θ，ω)的差，即(θ，ω)的变化斜率为预定的恒定值。应予说明，切换部108也可以将用于使除了上述切换过程中以外，不进行输出的一方的(θ，ω)的检测或推定停止的指令输出到R/D转换器14或旋转位置推定部106(以及旋转速度推定部107)。
图5示出在图4的步骤S6中，切换部108将旋转速度ω从检测旋转速度ω1切换到推定旋转速度ω2的流程的一例。该处理的流程以预定的周期重复地执行。以下，将切换过程中的旋转速度ω称为控制用旋转速度ω。在步骤S61中，判断是否检测旋转速度ω1大于推定旋转速度ω2，且，从检测旋转速度ω1减去推定旋转速度ω2而得的值(ω1-ω2)大于预定的变化阈值c。若判断为肯定，则进入步骤S62。若判断为否定，则进入步骤S65。在步骤S62中，判断将(ω1-ω2)除以预定的次数n而得的值(ω1-ω2)/n是否小于变化阈值c。若(ω1-ω2)/n小于变化阈值c则进入步骤S63。若(ω1-ω2)/n为变化阈值c以上则进入步骤S64。在步骤S63中，将从检测旋转速度ω1减去(ω1-ω2)/n而得的值设定为控制用旋转速度ω。在步骤S64中，将从检测旋转速度ω1减去变化阈值c而得的值设定为控制用旋转速度ω。
在步骤S65中，判断是否检测旋转速度ω1小于推定旋转速度ω2，且，从推定旋转速度ω2减去检测旋转速度ω1而得的值(ω2-ω1)大于变化阈值c。若判断为肯定，则进入步骤S66。若判断为否定，则进入步骤S69。在步骤S66中，判断将(ω2-ω1)除以次数n而得的值(ω2-ω1)/n是否小于变化阈值c。若(ω2-ω1)/n小于变化阈值c则进入步骤S67。若(ω2-ω1)/n为变化阈值c以上则进入步骤S68。在步骤S67中，将在检测旋转速度ω1上加上(ω2-ω1)/n而得的值设定为控制用旋转速度ω。在步骤S68中，将在检测旋转速度ω1上加上变化阈值c而得的值设定为控制用旋转速度ω。在步骤S69中，将推定旋转速度ω2设定为控制用旋转速度ω。
即，切换部108在将旋转速度ω从检测旋转速度ω1向推定旋转速度ω2切换时，将每个周期的控制用旋转速度ω的变化量抑制在变化阈值c以下。具体而言，若两个旋转速度ω1、ω2的差的大小为变化阈值c以下，则立刻从检测旋转速度ω1切换为推定旋转速度ω2(步骤S61→S65→S69)。若切换前的检测旋转速度ω1与切换后的推定旋转速度ω2之间的旋转速度差大于变化阈值c，则通过分成预定的次数n而使上述旋转速度差逐渐地减小，从而将切换过程中的控制用旋转速度ω的每个周期的变化量抑制为小于变化阈值c(步骤S61→S62→S63、S65→S66→S67)。若将上述旋转速度差以次数n划分而得的值为变化阈值c以上，则通过使上述旋转速度差逐渐地以变化阈值c的量减小，从而将切换过程中的控制用旋转速度ω的每个周期的变化量抑制为变化阈值c(步骤S61→S62→S64、S65→S66→S68)。应予说明，步骤S61、步骤S65中的变化阈值c可以是与步骤S62、步骤S66等中的变化阈值c不同的值。切换部108在图4的步骤S5中从推定旋转速度ω2向检测旋转速度ω1切换时，也可以使用与图5相同的流程。另外，在图4的步骤S5、步骤S6中，将旋转位置θ在检测旋转位置θ1与推定旋转位置θ2之间进行切换时，也可以使用与图5相同的流程。
[作用效果]
接下来，对作用效果进行说明。马达ECU1能够执行利用R/D转换器14检测出的旋转位置θ1的马达控制(以下，称为第一控制)、以及利用旋转位置推定部106(微型计算机10)推定到的旋转位置θ2的马达控制(以下，称为第二控制)。θ1是利用来自旋转变压器30的信号而检测出的旋转位置。θ2是利用马达3的电流而推定到的旋转位置。马达ECU1通过切换检测旋转位置θ1和推定旋转位置θ2来使用，从而能够切换第一控制和第二控制来执行。因此，在R/D转换器14与旋转位置推定部106的一者故障的情况下，由于能够使用另一者，所以能够提高故障安全性能。即使在R/D转换器14与旋转位置推定部106都没有故障的情况下，也能够通过以彼此弥补第一控制与第二控制的缺点的方式对第一控制与第二控制进行切换，从而作为整体实现马达控制的高精度或响应性。
即，作为第一控制的缺点而列举例如以下几点。
·在转子的旋转速度ω高的区域(ω＞A1)中，检测旋转位置θ1的分辨率降低，检测旋转位置θ1(和检测旋转速度ω1)的检测精度X12有可能低于要求精度X0。应予说明，若为了使检测精度不低于要求精度X0而提高能够将检测旋转位置θ1的分辨率维持得高的旋转速度ω的上限A1，则导致R/D转换器14的成本增加。
·噪声可以经由连接旋转变压器30与马达ECU1的信号线22而夹杂到来自旋转变压器30的信号中。特别地，在信号线22通过马达3的附近、或者与电源线20或电线21并行地配置、或者信号线22比较长的情况下，容易夹杂噪声。
作为第二控制的缺点而列举例如以下几点。
·在转子的旋转速度ω低的区域(ω＜A2)中，推定旋转位置θ2(和推定旋转速度ω2)的推定精度X2有可能低于要求精度X0。
·由于在反馈控制之中需要旋转位置θ2(和旋转速度ω2)的推定处理，所以针对指令值Tr*、ω*的变化的响应性低。
即，就第一控制来看，与旋转速度ω大于第一预定值A1的区域相比，在旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域中利用来自旋转变压器30的信号的检测旋转位置θ1的分辨率高。但是，由于在来自旋转变压器30的信号中夹杂噪声，所以检测旋转位置θ1等的检测精度X11有可能降低。另一方面，就第二控制来看，由于能够在马达ECU1的内部检测马达3的电流iu、iv、iw等，所以噪声进入电流信号的可能性小。由于利用该电流信号而推定旋转位置θ2等，所以因噪声而导致旋转位置θ2等的推定精度X2降低的可能性小。但是，在第二控制中，针对指令值Tr*、ω*的变化的响应性低于第一控制。另外，在第二控制中，在旋转速度ω小于第二预定值A2的区域中，旋转位置θ2等的推定精度X2有可能低于要求精度X0。
因此，马达ECU1在转子的旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域中，基本上执行第一控制。由此，由于利用旋转变压器30的检测精度X11可以达到要求精度X0以上，所以能够实现马达控制精度的提高。例如，在旋转速度ω低于第二预定值A2(＜A1)时，马达ECU1可以执行第一控制，并禁止第二控制(图4的步骤S2→S5)。在该情况下，由于避免执行基于比要求精度X0低的推测精度X2的第二控制，所以能够提高马达控制的精度。另一方面，即使在旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域中，马达ECU1也不是一律执行第一控制，而是根据状况对第一控制与第二控制进行切换并执行，从而能够作为整体提高马达控制的精度或响应性。
例如，马达ECU1可以在转子的旋转速度ω为第一预定值A1以下的区域中，判断在来自旋转变压器30的信号中的噪声对由R/D转换器14进行的检测的精度带来的影响的大小，并且在影响的大小为预定的阈值D以上时，执行第二控制并禁止第一控制(图4的步骤S3→S6)。在正在执行第一控制时切换为第二控制，在正在执行第二控制时继续进行第二控制。在该情况下，通过将受噪声影响小的推定旋转位置θ2用于控制，从而能够提高马达控制的精度。另外，在R/D转换器14中，由于设置用于除去噪声的滤波器等的必要性降低，所以能够使R/D转换器14的构成简化。另外，在信号线22设置用于噪声对策的屏蔽物体等的必要性降低，能够使信号线22的配置和/或长度的自由度提高。
另一方面，马达ECU1可以在第二控制的响应性有可能低时，执行第一控制并禁止第二控制。例如，马达ECU1可以在马达3的转矩Tr*在单位时间的变化量ΔTr*为阈值B以上时，执行第一控制并禁止第二控制(图4的步骤S4→S5)。在正在执行第二控制时切换为第一控制，在正在执行第一控制时继续进行第一控制。在该情况下，在作为控制对象的马达3的转矩变化的情况下，通过禁止针对该变化的响应性低的第二控制，执行响应性高的第一控制，从而能够确保马达控制的响应性。通过判断ΔTr*是否为B以上，从而能够判断作为控制对象的马达3的转矩的变化。
应予说明，不限于马达转矩的指令值Tr*的变化量ΔTr*，也可以使用由传感器等得到的检测值Tr的变化量ΔTr来判断转矩的变化。在使用指令值Tr*的变化量ΔTr*的情况下，由于无需检测出实际的转矩值，所以能够更加迅速地判断转矩变化。另外，不限于马达3的转矩本身的变化量，也可以使用与马达3的转矩有关的参数在单位时间的变化量来判断转矩的变化。例如，可以将马达3的旋转加速度(加速度包括减速度。以下相同。)或电流作为上述参数来使用。上述参数可以是利用传感器等检测到的值，可以是由运算而得的推定值，也可以是指令值。
在马达3的转矩Tr*在单位时间的变化量ΔTr*小于阈值B时，马达ECU1也可以执行第一控制并禁止第二控制。与此相对，本实施方式的马达ECU1在马达3的转矩Tr*在单位时间的变化量ΔTr*小于B时，会执行第二控制并禁止第一控制(图4的步骤S4→S6)。因此，在作为控制对象的马达3的转矩的变化小的情况下，换言之在针对变化的响应性要求小，且第二控制的缺点少的状况下，通过执行第二控制而能够弥补第一控制的缺点。应予说明，在图4的步骤S4中，也可以设置为，即使马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω为阈值C以上，若马达3的转矩在单位时间的变化量ΔTr*小于阈值B，则向步骤S6转移。
另外，例如，马达ECU1可以在马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω为阈值C以上时，执行第一控制并禁止第二控制(图4的步骤S4→S5)。因此，在作为控制对象的马达3的旋转速度ω变化的情况下，通过禁止针对该变化的响应性低的第二控制，执行响应性高的第一控制，从而能够确保马达控制的响应性。通过判断是否旋转速度ω在单位时间的变化量Δω为C以上，从而能够判断作为控制对象的马达3的旋转速度ω的变化。
应予说明，马达ECU1不限于检测旋转速度ω1或推定旋转速度ω2的变化量，也可以利用旋转速度的指令值ω*的变化量Δω*来判断旋转速度ω的变化。由于在利用指令值的变化量Δω*的情况下无需检测或推定实际的旋转速度ω，所以能够更加迅速地判断旋转速度ω的变化。另外，不限于马达3的旋转速度ω本身的变化量，也可以利用关于旋转速度ω的参数在单位时间的变化量来判断旋转速度ω的变化。例如，可以将马达3的旋转加速度或电压作为上述参数来使用。上述参数可以是利用传感器等检测到的值，可以是由运算而得的推定值，也可以是指令值。
马达ECU1也可以在马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω小于阈值C时，执行第一控制并禁止第二控制。与此相对，本实施方式的马达ECU1在马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω小于C时，会执行第二控制并禁止第一控制(图4的步骤S4→S6)。因此，在作为控制对象的马达3的旋转速度ω的变化小的情况下，换言之在针对变化的响应性要求小且第二控制的缺点少的状况下，通过执行第二控制而能够弥补第一控制的缺点。应予说明，在图4的步骤S4中，也可以设置为，即使马达3的转矩在单位时间的变化量ΔTr*为阈值B以上，若马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω小于阈值C，则向步骤S6转移。
马达3用于驱动车辆。马达3的转矩在单位时间的变化量ΔTr*可以与在车辆的控制中所要求的、车辆的驱动力在单位时间的变化量相当。因此，在ΔTr*为阈值B以上时执行第一控制并禁止第二控制，有助于通过确保马达控制的响应性而提高车辆的驱动力控制的响应性。另外，例如在混合动力电动汽车中，在使马达3的转矩与发动机的输出转矩协调而进行控制这样的情况下，能够通过精度良好地控制马达3的转矩变化，从而实现发动机的燃油经济性或排气性能的提高。从这样的观点来看，在图4的步骤S4中，可以在判断中使用与在车辆的控制中所要求的车辆驱动力有关的(马达转矩以外的)参数在单位时间的变化量，从而代替马达3的转矩在单位时间的变化量ΔTr*。上述参数包括例如车辆的驱动轴的转矩、车辆加速度、加速操作量、或者制动操作量。这些可以是检测到的值、可以是运算而得的推定值，也可以是指令值。另外，也可以代替与车辆驱动力有关的(包括马达转矩)的参数在单位时间的变化量而在上述参数的大小为阈值以上时执行第一控制并禁止第二控制。这是因为在车辆驱动力大时，通过精度良好地控制马达3的转矩变化而得到的(燃油经济性等的)效果明显。
另外，马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω可以与在车辆的控制中所要求的、车速Vsp在单位时间的变化量(车辆加速度)相当。因此，在Δω为阈值C以上时执行第一控制并禁止第二控制，有助于通过确保马达控制的响应性而提高车辆的速度控制的响应性。从这样的观点来看，在图4的步骤S4中，可以在判断中使用与在车辆的控制中所要求的车速Vsp有关的(马达旋转速度ω以外的)参数在单位时间的变化量，从而代替马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω。上述参数包括例如车辆的驱动轴的旋转速度ω(车速Vsp)或车轮速度。这些可以是检测到的值、可以是运算而得的推定值，也可以是指令值。
在执行用于将车速Vsp保持在预定范围内的巡航控制时，能够判断为在控制中所要求的车速Vsp在单位时间的变化量小，并且马达3的旋转速度ω在单位时间的变化量Δω小。因此，可以设置为在执行巡航控制时，马达ECU1执行第二控制并禁止第一控制。例如，在图4的步骤S4中，可以代替判断Δω而判断巡航控制是否正在执行，若判定为正在执行则向步骤S6转移。
应予说明，不利用来自旋转变压器30的信号而推定转子的旋转位置θ2的方法，可以是利用马达3的电流的方法，也可以是在指令电压上叠加位置推定用的脉冲信号并通过检测该电流响应，从而推定旋转位置θ2等的方法。对此，本实施方式的马达ECU1(微型计算机10)基于通过转子的旋转而产生的马达3的感应电动势来推定转子的旋转位置θ2。因此，在检测感应电动势的电路(旋转位置推定部106或旋转速度推定部107)中有时间常数(滤波器)的情况下，针对指令值Tr*、ω*的变化的响应性变低。因此，通过向第一控制进行切换而能够有效地弥补马达控制的响应性的降低。另外，在转子的旋转速度ω低的情况下，利用感应电动势来推定旋转位置θ2时的精度恶化的可能性高。对此，马达ECU1在旋转速度ω小于第二预定值A2的区域中，执行第一控制并禁止第二控制(图4的步骤S2→S5)。由此，能够提高马达控制的精度。
马达ECU1可以在旋转速度ω高于第一预定值A1的区域中，执行第二控制并禁止第一控制(图4的步骤S1→S6)。在正在执行第一控制时切换为第二控制，在正在执行第二控制时继续进行第二控制。在该情况下，即使在利用来自旋转变压器30的信号的检测旋转位置θ1的分辨率降低的状况下，也能够通过利用推定旋转位置θ2来执行第二控制从而以一定程度的精度继续进行马达控制。特别地，在旋转速度ω高于A1的区域中，在检测旋转位置θ1的精度X12变得低于推定旋转位置θ2的精度X2的情况下有效。应予说明，即使在旋转速度ω高于第一预定值A1的区域中，即，即使在检测旋转位置θ1的分辨率低时，也不是一律执行第二控制，而是可以与在ω为A1以下的区域中同样地，以根据状况对第一控制与第二控制进行切换并执行的方式设置马达ECU1。
马达ECU1在对第一控制与第二控制进行切换时，可以使用于马达3的控制的旋转位置θ逐渐地从切换前的值向切换后的值变化。由此，抑制用于马达控制的旋转位置θ随着第一控制与第二控制的切换而突然变化。因此，能够抑制马达控制的不稳定。应予说明，在图4的步骤S1中，马达ECU1可以将在判断旋转速度ω从高于A1的区域向A1以下的区域转移时的A1与在判断旋转速度ω从A1以下的区域向高于A1的区域转移时的A1，设定为彼此不同的值。由此，能够抑制第一控制与第二控制被频繁地切换(控制的波动)。对于步骤S2中的A2或步骤S4中的B、C也是同样的。
＜第二实施方式＞
接下来，参照图6，对第二实施方式的马达的控制装置进行说明。首先，仅对与第一实施方式(图4)不同的结构进行说明，对与第一实施方式共通的结构标注相同的符号并省略说明。
图6示出切换部108执行的处理的流程的一例。该流程不具有图4的步骤S2和步骤S4，取而代之地具有步骤S10，在这一点上与第一实施方式不同。若在步骤S1中判断为肯定则进入步骤S10。在步骤10中，判断在上一次的周期中输出的旋转速度ω是否为第三预定值A3以下。如图2所示，第三预定值A3是高于第二预定值A2且低于第一预定值A1的值(A2＜A3＜A1)。第三预定值A3是与在车辆的控制中所要求的车辆驱动力在单位时间的变化量超过第二控制的响应性这样的车速范围的上限值相对应的值，能够通过实验等预先设定。若ω为A3以下则进入步骤S5，若ω高于A3则进入步骤S3。应予说明，可以用ω*来代替ω。在步骤S3中，若旋转变压器30的输出信号中的噪声的影响程度小于阈值D，则进入步骤S5。
切换部108在将旋转位置θ和旋转速度ω的组(θ，ω)在(θ1，ω1)与(θ2，ω2)之间进行切换时，在旋转速度ω在包括第三预定值A3的预定的范围内时，可以在朝向A3的方向的旋转加速度大时，比旋转加速度小时更早地从切换前的值向切换后的值变化。例如，在ω在包括A3的预定的范围内时，若朝向A3的方向的旋转加速度为预定的阈值以上，则通过使A3以接近当前的旋转速度ω的方式变化，从而能够使切换的开始时间提前。
接下来，对作用效果进行说明。马达ECU1在转子的旋转速度ω为第三预定值A3以下时，执行第一控制并禁止第二控制。由此，在ω为A3以下时，能够判断为车速Vsp低，并且在车辆的控制中所要求的车辆驱动力在单位时间的变化量大，即，马达3的控制所要求的响应性高于第二控制的响应性。通过在此时执行第一控制，并针对要求驱动力的变化以高的响应性来检测旋转位置，从而能够精确地控制马达3的转矩(车辆的驱动力)。应予说明，通过将A3设定为高于A2，从而在从步骤S10进入步骤S5的情况下，能够获得与在第一实施方式中从步骤S2进入步骤S5的情况相同的作用效果。
在旋转速度ω在包括第三预定值A3的预定的范围内的情况下，马达ECU1可以在朝向A3的方向的旋转加速度大时，比旋转加速度小时更早地对第一控制与第二控制进行切换。即，在朝向A3的方向的旋转加速度大时，比旋转加速度小时，ω跨越A3的可能性更高。在此时，通过在更早的时刻切换控制，从而能够实现更迅速且准确的切换。例如，在朝向A3的方向的旋转加速度为预定的阈值以上时，可以使A3以接近当前的ω的方式变化。在该情况下，通过使切换控制的阈值A3变化这样的简单的构成，能够进行上述时刻的变更。
应予说明，在图6的步骤S10中，马达ECU1可以将在判断旋转速度ω从高于A3的区域向A3以下的区域转移时的A3与在判断旋转速度ω从A3以下的区域向高于A3的区域转移时的A3，设为彼此不同的值。由此，能够抑制控制的波动。另外，马达ECU1可以对第二预定值A2也与A3同样地构成，在ω在包括A2的预定的范围内的情况下，在朝向A2的方向的旋转加速度大时，比旋转加速度小时更早地对第一控制与第二控制进行切换。另外，马达ECU1可以仅在ω从高于A3的区域朝向A3的方向的旋转加速度大时，将控制的切换时刻提前，并且在ω从低于A3的区域朝向A3的方向的旋转加速度大时，不使控制的切换时刻提前。由此，由于在旋转加速度大时，针对ω的变化的响应性的要求有可能高，所以通过优先执行第一控制，从而能够提高马达控制的响应性。
在执行用于将车速Vsp保持在预定范围内的巡航控制时，能够判断为在车辆的控制中所要求的车辆驱动力在单位时间的变化量小，即马达3的控制所要求的响应性低。因此，可以设置为在执行巡航控制时，马达ECU1执行第二控制并禁止第一控制。例如，可以在图6的步骤S10中判定为否定而前往步骤S3的中途设置步骤S11，并在该步骤S11中判断巡航控制是否正在执行，若判定为没有正在执行则转移到步骤S3，若判定为正在执行则转移到步骤S6。
以上，虽然参照附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但是本发明不限于这样的例子。本发明所属技术领域的技术人员应当理解，在权利要求书描述的技术思想的范围内能够想到各种变更例或修正例，并且了解这些变更例和修正例也显然属于本发明的技术范围内。
例如，马达不限于同步马达，也可以是感应马达等，总而言之，只要是具备转子的旋转电机，且设置有旋转变压器即可。马达不限于用于车辆，也可以是用于家电等的。
从逆变器向马达输出的电压不限于PWM控制，也可以使用PAM(PulseAmplitudeModulation：脉冲幅度调制)控制来进行控制。从逆变器向马达输出的电压不限于正弦波，也可以是矩形波或梯形波。即，马达不限于无刷AC马达，也可以是无刷DC马达。
控制装置利用检测或推定出的旋转位置来控制马达的方法不限于向量控制。在如实施方式那样利用向量控制的情况下，能够有效地控制马达的转矩。
控制装置可以不利用电流传感器直接检测在无传感器控制(第二控制)中使用的电流，而推定在无传感器控制中使用的电流。例如，可以利用分流电阻等来检测逆变器的直流母线电流，并对马达电流进行推定运算。

Claims (10)

1.一种马达的控制装置，其特征在于，用于控制具备转子的马达，
在所述马达设置有旋转变压器，
所述控制装置具备用于检测所述转子的旋转位置的检测部，
所述检测部具备：
第一检测部，其利用来自所述旋转变压器的信号来检测所述转子的旋转位置，所述第一检测部的所述旋转位置的分辨率在所述转子的旋转速度高于第一预定值的区域中，比在所述旋转速度为所述第一预定值以下的区域中低；以及
第二检测部，其不利用来自所述旋转变压器的信号而利用所述马达的电流来推定所述转子的旋转位置，
所述控制装置能够执行如下控制：
利用所述第一检测部检测出的所述旋转位置来控制所述马达的第一控制、以及
利用所述第二检测部推定出的所述旋转位置来控制所述马达的第二控制，
所述控制装置被设定为在所述旋转速度为所述第一预定值以下的区域中，能够对所述第一控制与所述第二控制进行切换并执行。
2.根据权利要求1所述的马达的控制装置，其特征在于，
所述控制装置被设定为在对所述第一控制与所述第二控制进行切换时，使用于所述马达的控制的所述旋转位置逐渐地从所述切换前的值向所述切换后的值变化。
3.根据权利要求1或2所述的马达的控制装置，其特征在于，
所述控制装置被设定为判断来自所述旋转变压器的信号中的噪声对由所述第一检测部进行的检测的精度带来的影响的大小，在所述影响的大小为阈值以上时，执行所述第二控制并禁止所述第一控制。
4.根据权利要求1或2所述的马达的控制装置，其特征在于，
所述控制装置被设定为在所述马达的转矩在单位时间的变化量或所述旋转速度在单位时间的变化量、或者与所述转矩有关的参数在单位时间的变化量或与所述旋转速度有关的参数在单位时间的变化量为阈值以上时，执行所述第一控制并禁止所述第二控制。
5.根据权利要求1或2所述的马达的控制装置，其特征在于，
在所述转子的旋转速度低于比所述第一预定值小的第二预定值的区域中，所述第二检测部的所述旋转位置的推定精度比预定的要求精度低，
所述控制装置被设定为在所述转子的旋转速度低于所述第二预定值时，执行所述第一控制并禁止所述第二控制。
6.根据权利要求1或2所述的马达的控制装置，其特征在于，
在所述转子的旋转速度低于比所述第一预定值小的第二预定值的区域中，所述第二检测部的所述旋转位置的推定精度比预定的要求精度低，
所述控制装置被设定为在所述转子的旋转速度为低于所述第一预定值且高于所述第二预定值的第三预定值以下时，执行所述第一控制并禁止所述第二控制。
7.根据权利要求1或2所述的马达的控制装置，其特征在于，
所述控制装置被设定为在所述转子的旋转速度跨越预定值而变化时，对所述第一控制与所述第二控制进行切换，进一步地，所述控制装置被设定为在所述转子的旋转速度在包括所述预定值的预定的范围内的情况下，在朝向所述预定值的方向的所述转子的旋转加速度大时，比所述转子的旋转加速度小时更早地对所述第一控制与所述第二控制进行切换。
8.一种马达的控制装置，其特征在于，用于控制驱动车辆用的马达，
在所述马达设置有旋转变压器，
所述控制装置具备用于检测所述马达的转子的旋转位置的检测部，
所述检测部具备：
第一检测部，其利用来自所述旋转变压器的信号来检测所述旋转位置；以及
第二检测部，其不利用来自所述旋转变压器的信号而利用所述马达的电流来推定所述旋转位置，
所述控制装置能够对第一控制和第二控制进行切换并执行，
所述第一控制利用所述第一检测部检测出的所述旋转位置来控制所述马达，
所述第二控制利用所述第二检测部推定出的所述旋转位置来控制所述马达，
所述控制装置被设定为在车辆的驱动力在单位时间的变化量或车速在单位时间的变化量、或者与车辆的驱动力有关的参数在单位时间的变化量或与车速有关的参数在单位时间的变化量为阈值以上时，执行所述第一控制并禁止所述第二控制。
9.根据权利要求8所述的马达的控制装置，其特征在于，
所述控制装置被设定为在执行用于将车速保持在预定范围内的巡航控制时，执行所述第二控制并禁止所述第一控制。
10.一种马达的控制方法，其特征在于，所述控制方法是控制装置控制具备转子和旋转变压器的马达的方法，
所述马达的控制方法在所述转子的旋转速度为预定值以下的区域中对第一控制、以及第二控制进行切换并执行，
所述第一控制利用通过检测方法检测出的所述转子的旋转位置来控制所述马达，所述检测方法为利用来自所述旋转变压器的信号来检测所述旋转位置的方法，所述检测方法的所述旋转位置的分辨率在所述旋转速度高于所述预定值的区域中，比在所述旋转速度为所述预定值以下的区域中低，
所述第二控制利用推定出的所述旋转位置来控制所述马达，推定出的所述旋转位置为不利用来自所述旋转变压器的信号而利用所述马达的电流推定出的。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11130518B2 (en) * 2016-11-14 2021-09-28 Mitsubishi Electric Corporation Motor control apparatus and electric power steering control apparatus equipped with the motor control apparatus
US11404983B2 (en) * 2020-01-07 2022-08-02 Infineon Technologies Austria Ag Catch spin method for permanent magnet synchronous motor with sensorless field oriented control
CN115104005A (zh) * 2020-02-26 2022-09-23 三菱电机株式会社 旋转变压器的异常检测装置
US11916507B2 (en) * 2020-03-03 2024-02-27 Schlumberger Technology Corporation Motor angular position control

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310727A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Mitsubishi Electric Corp 位置検出装置の異常検出装置およびその方法
JP4488708B2 (ja) 2003-09-26 2010-06-23 株式会社東芝 回転機制御装置および洗濯機
JP2006325305A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Nsk Ltd モータ制御装置
JP2007124857A (ja) 2005-10-31 2007-05-17 Yaskawa Electric Corp 電力変換装置
JP2010063218A (ja) 2008-09-02 2010-03-18 Panasonic Corp サーボシステム
US8278915B2 (en) * 2008-12-15 2012-10-02 Chun Soo Park Minimizing magnetic interference in a variable reluctance resolver
JP5412845B2 (ja) 2009-01-23 2014-02-12 日産自動車株式会社 車両用モータ制御装置及びその方法
TWI403871B (zh) * 2010-10-25 2013-08-01 Ind Tech Res Inst 伺服馬達驅動之回授切換裝置及方法
JP2015194007A (ja) 2014-03-31 2015-11-05 住友重機械工業株式会社 ショベル用電動旋回装置
JP6460927B2 (ja) * 2015-06-29 2019-01-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP6635059B2 (ja) * 2017-01-24 2020-01-22 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置

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