CN111771330B - 马达控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制由尖峰噪声引起的转矩骤变的马达控制装置。控制装置300(马达控制装置)在向马达400供给的电流发生了骤变的情况下，使用dq轴电流指令值Id*、Iq*(电流指令值)或检测到噪声状态之前的dq轴检测电流值real_Id、real_Iq(所述电流发生骤变之前的检测电流值)来代替dq轴检测电流值real_Id、real_Iq(最新的检测电流值)，继续马达控制。
Description
技术领域
本发明涉及马达控制装置。
背景技术
已知有将马达作为动力源的混合动力汽车和电动汽车，在搭载于这样的电动车辆的马达控制系统中，通常进行使用了逆变器的马达驱动控制。
在马达驱动控制中，按照来自上位的转矩指令值，计算出驱动马达所需的电流指令值，以实际流过马达的电流与电流指令值一致的方式进行反馈控制。
另外，转矩指令值是由上位控制器根据由位置传感器等检测出的加速器或制动器的位置(踩踏量)计算出的。通过设置在连接逆变器和马达的电力线上的电流传感器来检测流过马达的电流。
作为现有技术，已知有感应电动机的矢量控制装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，记载了为了控制马达而使用矢量控制，将前馈控制的马达电压生成值和反馈控制的马达电压生成值合计后的值作为马达的电压生成值进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3520002号说明书
发明内容
在专利文献1中，完全没有提及对电流传感器施加某种尖峰噪声时的动作。在专利文献1所公开的技术中，当产生尖峰噪声时，由于使用被施加了该噪声的检测电流来实施电流反馈控制，因此存在引起马达驱动电流的骤变、进而引起转矩骤变的问题。
本发明的目的在于提供一种能够抑制由尖峰噪声引起的转矩骤变的马达控制装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的马达控制装置在向马达供给的电流发生了骤变的情况下，使用电流指令值或所述电流发生骤变前的检测电流值来代替最新的检测电流值，继续进行马达控制。
发明的效果
根据本发明，能够抑制由尖峰噪声引起的转矩骤变。上述以外的课题、构成及效果通过以下的实施方式的说明而明确。
附图说明
图1是说明包含本发明的实施方式的控制装置(马达控制装置)的马达控制系统的图。
图2是示出对U相的电流传感器施加了尖峰噪声的状态的一例的图。
图3是示出对电流传感器施加了尖峰噪声的状态的一例的图。
图4是示出对电流传感器施加了尖峰噪声时的置换处理的一例的图。
图5是示出对电流传感器施加了尖峰噪声时的置换处理的另一例的图。
图6是示出对电流传感器施加了尖峰噪声且其状态持续了规定时间的情况下的动作的一例的图。
具体实施方式
以下，使用附图对马达控制系统的构成及动作进行说明。本发明的实施方式的马达控制系统为了防止转矩骤变，在对电流传感器施加了尖峰噪声时，置换检测电流。
在此，尖峰噪声是由执行马达控制的软件的微型计算机识别的电流值引起与物理电流值的行为不同的行为的主要原因的总称。例如，考虑干扰被施加在感测部(电流传感器)上，或者在将传感器值取入微型计算机中时在AD转换部中产生噪声，或者传感器自身的接触不良等。在三相交流电流传感器的情况下，指的是通常成为正弦波的交流波形但偏离了该波形的状态。
(系统构成)
首先，说明马达控制系统的构成。图1是说明包括本发明的实施方式的控制装置300(马达控制装置)的马达控制系统1的图。
马达控制系统1包括：马达400(作为三相交流马达的旋转电机)、HV电池200(电池)、以及控制它们的控制装置300。
控制装置300包括：微型计算机310、将来自微型计算机310的信号输出转换为驱动IGBT等功率模块元件的信号的栅极驱动电路360、具有根据来自栅极驱动电路360的信号将来自HV电池200(电源电路)的电力切换为三相交流波形的功率模块的逆变器电路370、以及检测流过U相、V相、W相的电流的电流传感器380。
安装在马达400上的旋转位置传感器410具有检测转子的旋转位置作为旋转角度的功能。作为旋转位置传感器，例如使用旋转变压器，本信号被取入微型计算机，由位置速度运算部325(位置速度运算器)根据磁极位置θd、旋转角度的时间微分算出马达400的旋转速度ω。磁极位置θd用于二相三相转换部322和三相二相转换部324的转换，旋转速度ω用于电流指令值计算。
HV电池200是向马达400供给驱动电力的电力源，例如使用具有300V的端子间电压的锂离子电池或镍氢电池等。
HV电池200经由逆变器电路370与马达400连接，在马达400进行动力运转的情况下，向其供给电力，在马达400进行再生运转的情况下，接受再生电力，对电池进行充电。
微型计算机310具有电流指令运算部320、电流控制部321、二相三相转换部322、栅极信号运算部323、三相二相转换部324、位置速度运算部325、噪声检测部331以及dq轴检测电流置换部332，成为将三相交流系统的坐标转换为二相坐标来控制电流的矢量控制方式。另外，微型计算机310由CPU(Central Processing Unit)等处理器、RAM(Random AccessMemory)、ROM(Read Only Memory)等存储器、输入输出电路等构成。
电流指令运算部320根据从上位控制器输入的马达400应输出的转矩指令值T*，例如根据预先适合于马达而导出的、嵌入了马达转矩和电流指令值的关系的电流映射等，考虑旋转速度、HV电池电压，计算出需要的d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*。
即，电流指令运算部320将转矩指令转换为dq轴电流指令。在计算dq轴电流指令值时，还根据从马达温度传感器420获取得到的马达温度或逆变器的温度(未图示)等考虑组件的保护。
电流控制部321根据由电流指令运算部320算出的dq轴电流指令值(Id*、Iq*)、以及由电流传感器380检测到的电流值(Iu、Iv、Iw)通过三相二相转换部324转换为dq轴电流、进而在dq轴检测电流置换部232经过规定的处理而得到的dq轴检测电流值(real_Id、real_Iq)，算出d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*。
即，三相二相转换部324将由电流传感器380检测到的三相交流电流转换为dq轴电流作为dq轴检测电流。电流控制部321根据dq轴电流指令和dq轴检测电流进行反馈控制。
更具体而言，电流控制部321包括电流前馈控制和电流反馈控制，作为电流反馈控制，包含比例积分控制(PI控制)。根据dq轴电流指令值和dq轴检测电流值算出d轴电流偏差ΔId和q轴电流偏差ΔIq，使用PI控制根据它们算出d轴电压偏差ΔVd和q轴电压偏差ΔVq作为反馈项(FB项)，与根据dq轴电流指令值求出的前馈项(FF项)合计，算出d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*。
二相三相转换部322具有将由电流控制部321算出的dq轴电压指令转换为各相电压的功能。即，根据马达400的磁极位置角度θd，将d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*转换为各相电压指令Vu*、Vv*、Vw*。
栅极信号运算部323通过各相电压指令Vu*、Vv*、Vw*和载波的比较，生成控制逆变器电路370内的各功率模块元件的PWM信号。在逆变器电路370中，通过在每一相中存在两个功率模块元件即上臂和下臂，合计具有六个，作为PWM信号也输出六个。也将HV电池电压、死区时间补偿等纳入考虑,生成最终的PWM信号。
逆变器电路370按照6个PWM信号使功率模块元件的上下臂接通/断开，由此将用于实现所期望的转矩的电力从HV电池向马达400供给。
噪声检测部331和dq轴检测电流置换部332是本发明的特征部。
噪声检测部331是判断由电流传感器380检测出的电流值(Iu、Iv、Iw)是否被施加了尖峰噪声的部分，如后所述，有根据由电流传感器380检测出的电流值(Iu、Iv、Iw)进行判定的方法、和转换为Id、Iq轴后进行判定的方法。
换言之，噪声检测部331对示出三相交流电流自正弦波形偏离了的状态的噪声状态进行检测。
在由噪声检测部331判断为产生了噪声的情况下，如后所述，dq轴检测电流置换部332将由三相二相转换部324算出的dq轴检测电流置换为其他值，算出real_Id、real_Iq。
换言之，在检测出噪声状态的期间，dq轴检测电流置换部332实施dq轴检测电流的置换处理。
(尖峰噪声的第一判定方法)
接着，说明基于噪声检测部331的尖峰噪声的第一判定方法。图2是示出对U相的电流传感器380施加了尖峰噪声的状态的一例的图。
由于马达400的各相线圈的中性点共同连接，所以流过马达的U、V、W三相的电流和(三相总电流)理论上为0，但如本图所示，若被施加尖峰噪声，则该关系性会被破坏。
在此，在三相总电流超过规定值Ith的情况下，噪声检测部331判断为被施加了尖峰噪声。即，在三相交流电流的三相总和超过规定值Ith的情况下，噪声检测部331判断为检测到噪声状态。为了防止误检测，也可以在三相总电流超过规定值Ith的状态持续了规定时间时，判断为检测到噪声状态。
(尖峰噪声的第二判定方法)
接着，说明基于噪声检测部331的尖峰噪声的第二判定方法。图3是示出对电流传感器380施加了尖峰噪声的状态的一例的图。另外，图3示出Iq电流的例子。
在转矩指令恒定的状态下，当被施加尖峰噪声时，通过三相二相转换而转换得到的Iq电流会骤变。
噪声检测部331根据Δreal_Iq/Δt求出其变化程度(斜率)，在该值超过规定值的情况下，判断为被施加了尖峰噪声。即，噪声检测部331在dq轴检测电流的变化度超过规定值的情况下，判断为检测到噪声状态。
此外，在尖峰噪声产生之后，在产生了与检测到尖峰噪声时的方向相反的方向(符号相反)的变化度的情况下，噪声检测部331判断为尖峰噪声已被去除。
另外，在转矩指令骤变的情况下，上述Real_Iq的变化程度变大，也有可能发生误判定，因此，鲁棒性较高的做法是，计算出Iq电流指令的变化度(ΔIq*/Δt)，并根据该Iq电流指令的变化度与Iq检测电流的变化度的比较，判定被施加了尖峰噪声。
具体而言，在Δreal_Iq/Δt超过规定值且Δreal_Iq/Δt相比于ΔIq*/Δt大幅度背离的情况下，噪声检测部331判断为被施加了尖峰噪声。也就是说，在Δreal_Iq/Δt超过预定值、并且Δreal_Iq/Δt与ΔIq*/Δt的绝对值之差大于阈值的情况下，噪声检测部331判断为被施加了尖峰噪声。
换言之，噪声检测部331在dq轴检测电流的变化度超过规定值且dq轴检测电流的变化度比dq轴电流指令的变化度大的情况下，判断为检测到噪声状态。
(电流检测值的第一置换方法)
接着，说明基于dq轴检测电流置换部332的电流检测值的第一置换方法。图4是示出对电流传感器施加了尖峰噪声时的置换处理的一例的图。另外，图4示出Iq电流检测值的置换处理。在此，作为一例，噪声产生判定是基于三相总电流来实施的。
来自电流传感器380的输出值的取入以电流控制运算的周期进行，t1、t2的运算间隔例如以100us(微秒)实施。
当在t1和t2之间产生三相交流电流传感器噪声时，三相总电流示出0以外的值，由此，噪声检测部331判定为噪声施加。在判定为噪声施加的情况下，dq轴检测电流置换部332以Real_Iq＝Iq*的方式实施置换处理。
即，dq轴检测电流置换部332将由电流传感器380检测到的电流值置换为电流指令值。详细地说，dq轴检测电流置换部332用dq轴电流指令置换最新的dq轴检测电流。另外，在没有产生噪声的情况下，如图4所示，检测电流Real_Iq成为虚线的动作。
噪声产生后，在t2，在电流传感器380的输出值的取入时刻，噪声检测部331通过三相总电流判断为噪声产生，dq轴检测电流置换部332立即实施Real_Iq的置换。因此，噪声产生时的值(检测电流)就不会用于运算。
当三相交流电流传感器噪声在t3和t4之间被去除时，三相总电流大致示出0(规定值Ith以下)，由此，噪声检测部331判定为噪声去除。在被判定为噪声去除的情况下，dq轴检测电流置换部332中止Real_Iq的置换处理，返回到“Real_Iq＝来自电流传感器380的计算值(检测值)”，实施通常的控制。
(电流检测值的第二置换方法)
接着，说明基于dq轴检测电流置换部332的电流检测值的第二置换方法。图5是示出对电流传感器380施加了尖峰噪声时的置换处理的另一例的图。另外，图5示出Iq电流检测值的置换处理。
关于噪声产生检测动作，与图4相同。即，作为一例，噪声检测部331根据三相总电流来判定是否被施加了尖峰噪声。
在噪声产生时，dq轴检测电流置换部332以Real_Iq＝Real_Iq前一次值(噪声产生前)的方式实施置换处理。即，dq轴检测电流置换部332将由电流传感器380检测到的最新的电流值置换为在一个周期前由电流传感器380检测到的电流值。换言之，dq轴检测电流置换部332将最新的所述dq轴检测电流置换为检测到噪声状态之前的dq轴检测电流。
在判定为噪声去除的情况下，中止Real_Iq的置换处理，返回到“Real_Iq＝来自电流传感器380的计算值(检测值)”，实施通常的控制。
(向简并模式的转移)
接着，对向简并模式(故障保护)转移的处理进行说明。图6是示出对电流传感器380施加了尖峰噪声且其状态持续了规定时间的情况下的动作的一例的图。
在根据电流的三相总和判断为被施加了尖峰噪声的情况下(t1、t2、t3)，dq轴检测电流置换部332使计数器递增，并且实施dq轴检测电流的置换处理。
在示出计数器递增的期间的尖峰噪声持续时间持续了长时间(例如阈值以上)的情况下，dq轴检测电流置换部332转移到简并模式。为了即使在噪声产生/去除的猎振动作的情况下也一定能够确定异常，设为在噪声产生时递增2，在噪声去除了的情况下递减1的构成。
当尖峰噪声持续时间为长时间、计数器超过异常确定阈值(t4)时，dq轴检测电流置换部332判断为异常确定，转移到简并模式。
另外，dq轴检测电流置换部332也可以在噪声状态持续了规定时间的情况下、或者断续地检测到规定次数的噪声状态的情况下，转移到简并模式。在转移到简并模式后，也可以在满足规定条件(例如，微型计算机的复位时等)的情况下恢复到通常模式。
如以上说明的那样，本实施方式的控制装置300(马达控制装置)在向马达400供给的电流骤变的情况下，使用电流指令值或所述电流骤变前的检测电流值来代替最新的检测电流值，继续进行马达控制。根据本实施方式，能够抑制由尖峰噪声引起的转矩骤变。
另外，本发明的实施方式也可以是以下的方式。
(1).一种马达控制装置，其检测U、V、W的三相交流电流，在所述三相交流电流的三相总和为规定值以上的噪声产生期间，使用电流指令值代替所述三相交流检测电流值，或者使用前一次噪声产生前的检测电流值代替所述三相交流检测电流值，继续进行马达控制。
U、V、W的三相交流的各相电流的合计理论上为0，但如果被施加了噪声等，则会产生不为0的状态。因此，能够根据三相电流和的值检测噪声产生状态。
如果在对检测电流施加了噪声的状态下继续进行控制，则就会基于被施加了噪声的检测电流来实施电流控制，因此有可能引起马达驱动电流的骤变以及转矩骤变。
在此，在产生噪声时，通过将检测电流置换为电流指令值，能够去除噪声的影响，抑制马达驱动电流的骤变。另外，作为另一个手段，通过将检测电流置换为噪声产生前的检测电流值，同样能够抑制马达驱动电流的骤变。
另外，作为检测电流的置换处理，有(i)三相交流电流(Iu、Iv、Iw)的置换和(ii)将三相转换为dq轴的二相的电流(Id、Iq)的置换这两种。在(i)的置换处理的情况下，由于电流成为交流波形，所以不能成为固定值，需要根据马达相位进行变化，处理复杂化，所以(ii)的方法是有效的。
根据(1)，即使对三相交流电流传感器施加了噪声，也能够不引起马达驱动电流的骤变地控制马达。
(2).一种控制交流马达的驱动的马达控制装置，其具有：电流指令运算单元，其将转矩指令值转换为dq轴电流指令；三相电流检测单元，其检测U、V、W的三相交流电流；三相二相转换单元，其将所述三相交流电流转换为dq轴检测电流；以及电流控制单元，其根据所述dq轴电流指令和所述dq轴检测电流进行用于驱动所述交流马达的控制，该马达控制装置具有噪声检测单元，其在所述三相交流电流上重叠有噪声的情况下，检测所述噪声状态，该马达控制装置具有dq轴检测电流置换单元，其在检测到所述噪声状态的期间，实施所述dq轴检测电流的置换处理。
(2)是对(1)追加了更具体的构成要件的构成。在矢量控制中，将三相电流转换为二相的dq轴电流来实施电流控制。因此，转矩指令值通过电流指令运算部转换为二相的dq轴电流指令值，另外，由三相电流检测部获取的U、V、W的三相交流电流通过三相二相转换部转换为二相的dq轴检测电流。电流传感器是检测三相交流电流的器件，从而尖峰噪声被重叠在该传感器部上。
当尖峰噪声被叠加在三相交流电流上时，基于此对经三相二相转换后的dq轴检测电流也产生其影响。作为马达驱动控制，具备对dq轴检测电流和dq轴电流指令值的偏差进行反馈控制的功能，因此，例如当dq轴检测电流向正的方向被施加噪声时，dq轴检测电流相对于dq轴电流指令值就成为大的状态，因此作为反馈控制，向急剧减小马达驱动电流的方向作用，就会导致转矩急剧减小。
在此，在检测到上述尖峰噪声产生状态的情况下，实施dq轴检测电流的置换处理。
通过(2)，能够去除dq轴检测电流的尖峰噪声的影响，因此能够防止马达驱动电流的骤变。即，即使三相交流电流传感器被施加了噪声，也能够不引起马达驱动电流的骤变地控制马达。
(3).根据(2)所述的马达控制装置，其特征在于，在所述U、V、W的三相交流电流的三相总和为规定值以上时，所述噪声检测单元判断为产生噪声。
在U、V、W相上分别连接有电流传感器是为前提。由于马达的各相线圈的中性点共同连接，所以U、V、W的三相交流的各相电流的合计理论上为0，但若被施加了噪声等，则会产生不为0的状态。因此，能够根据三相电流和的值检测噪声产生状态(参照图2)。
根据(3)，能够检测在三相交流电流传感器中产生噪声的状态。由于通过三相电流和来判定噪声，所以不能判定哪个相被施加了噪声，但具有能够通过简单的构成来检测噪声的优点。
(4).根据(2)所述的马达控制装置，其特征在于，在发生了所述dq轴检测电流的骤变时，所述噪声检测单元判断为产生了噪声。
在转矩指令恒定的情况下，dq轴的检测电流基本上会示出大致恒定值。在此，能够在发生了dq轴检测电流的骤变的情况下判断为被施加了噪声(参照图3)。
根据(4)，能够检测在三相交流电流传感器中产生噪声的状态。
(5).如(2)～(4)所述的马达控制装置，其特征在于，所述dq轴检测电流置换单元对所述dq轴检测电流设定所述dq轴电流指令。
若电流传感器被施加噪声，则其检测值会大幅猛涨，但若将其直接使用，则会实施电流反馈控制的修正，就会产生转矩骤变。
在此，通过将电流传感器被施加了噪声的情况下的电流传感器的检测值置换为电流指令值而不是实际的检测值，能够防止向电流反馈控制输入电流检测骤变值(参照图4)。
另外，虽然电流传感器噪声由三相交流电流传感器产生，但电流值的置换处理本身通过dq轴电流实施，从而简化了构成。在用三相交流电流传感器实施置换处理的情况下，需要追踪正弦波形，在噪声产生时，需要置换为与相位对应的正弦波形，但通过用dq轴电流进行，修正变得容易。
根据(5)，能够抑制马达电流控制的骤变、即转矩骤变。
(6).如(2)～(4)所述的马达控制装置，其特征在于，所述dq轴检测电流置换单元设定所述噪声检测前的所述dq轴检测电流。
在如(5)那样作为置换部设置了dq轴电流指令的情况下，dq轴电流偏差为0，在过渡响应中，电流反馈控制的积分项就会成为前一次值保持，所以认为电流响应延迟。在此，通过如(6)那样设定噪声产生前的dq轴检测电流的前一次值，能够维持响应性(参照图5)。
但是，虽然在短时间的尖峰噪声产生时没有问题，但如果噪声产生期间变长，保持前一次值的状态就会持续，则积分项累积，会产生电流的过修正等，因此也可以编入从中途切换为dq轴电流指令值的控制。
另外，也可以不设定前一次值本身，而例如如下式那样设定考虑了前一次值与dq轴电流指令的差分的规定比例的值。规定比例也可以随时间可变。作为修正值A，设定0～1。
Real_Iq置换＝Real_Iq前一次值+(Iq*-Real_Iq前一次值)×修正值A
例如，在噪声刚产生后，设修正值A＝0，原样保持前一次值，但在下一个运算周期中，采用修正值A＝0.2等而考虑q轴电流指令值(Iq*)，最终通过采用修正值A＝1，置换为q轴电流指令值(Iq*)，由此，能够确保响应性，并且防止过修正。
根据(6)，能够在维持电流控制的响应性的同时，抑制马达电流控制的骤变、即转矩骤变。
(7).如(2)～(6)所述的马达控制装置，其特征在于，在所述噪声检测状态持续了规定时间的情况下，或者断续地经历了规定次数的所述噪声检测状态的情况下，判断为电流传感器异常确定，除了所述dq轴检测电流的置换处理之外，还转移到简并模式。
当噪声产生状态持续时，在用检测电流进行置换时，无法追随来自上位控制器的转矩要求，从而无法安全地进行控制。在此，如(7)所示，在产生了不是噪声而是长时间持续的异常的情况下，除了置换处理之外，通过另外转移到简并模式来确保安全状态(参照图6)。
简并模式是用于确保在发生异常时使车辆安全地退避行驶到路肩或修理工厂等所需的动力的安全对策。作为简并模式的一例，例如有以下方法：在搭载发动机的混合动力车的情况下，切换为发动机行驶，另一方面，作为马达，使三相栅极的上臂或下臂为全接通的三相短路模式或全断开的三相开路模式等。
在仅有马达400的电动汽车的情况下，例如有限制转矩指令值，仅通过前馈控制实施电流控制等。也可以限制dq轴电流指令值(Id*、Iq*)或dq轴电压指令值(Vd*、Vq*)而代替转矩指令值。
根据(7)，在产生尖峰噪声的场景中，不会发生转矩的骤变而能够继续电流控制，并且在发生了真正的故障的情况下，能够转移到安全的运转动作状态。
另外，本发明不限于上述实施方式，包括各种变形例。例如，上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，不一定限定于具备说明的全部构成。
另外，上述的各构成、功能等也可以通过例如用集成电路设计它们的一部分或全部等从而用硬件来实现。另外，上述的各构成、功能等也可以通过处理器(微型计算机)解析并执行实现各自的功能的程序从而用软件来实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息可以放置在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
符号的说明
1…马达控制系统
200…HV电池
300…控制装置
310…微型计算机
320…电流指令运算部
321…电流控制部
322…二相三相转换部
323…栅极信号运算部
324…三相二相转换部
325…位置速度运算部
331…噪声检测部
332…dq轴检测电流置换部
360…栅极驱动电路
370…逆变器电路
380…电流传感器
400…马达
410…旋转位置传感器
420…马达温度传感器。
Claims (5)
1.一种马达控制装置，其特征在于，
在向马达供给的电流发生了骤变的情况下，使用电流指令值或所述电流发生骤变前的检测电流值来代替最新的检测电流值，继续进行马达控制，
所述马达控制装置包括：
电流指令运算部，其将转矩指令转换为dq轴电流指令；
三相二相转换部，其将由电流传感器检测到的三相交流电流转换为dq轴电流作为dq轴检测电流；
电流控制部，其根据所述dq轴电流指令和所述dq轴检测电流进行反馈控制；
噪声检测部，其检测示出所述三相交流电流自正弦波形偏离的状态的噪声状态；以及
dq轴检测电流置换部，其在检测到所述噪声状态的期间，实施所述dq轴检测电流的置换处理，
在所述dq轴检测电流的变化度超过规定值且所述dq轴检测电流的变化度相比于所述dq轴电流指令的变化度背离了的情况下，所述噪声检测部判断为检测到所述噪声状态。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
在所述三相交流电流的三相总和超过规定值的情况下，所述噪声检测部判断为检测到所述噪声状态。
3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述dq轴检测电流置换部用所述dq轴电流指令置换最新的所述dq轴检测电流。
4.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述dq轴检测电流置换部用检测到所述噪声状态前的所述dq轴检测电流置换最新的所述dq轴检测电流。
5.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述dq轴检测电流置换部在所述噪声状态持续了规定时间、或者断续地检测到规定次数的所述噪声状态的情况下，转移到简并模式。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101383585A (zh) * | 2008-10-17 | 2009-03-11 | 清华大学 | 一种用于交流异步电机的无速度传感器的矢量控制方法 |
| JP2009113509A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用操舵装置 |
| WO2013015167A1 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置及び電力変換システム |
| JP2013021857A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Toyota Motor Corp | モータ駆動制御システム |
| CN103715960A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 株式会社电装 | 用于交流电机的控制设备 |
| CN103999349A (zh) * | 2011-10-21 | 2014-08-20 | 三菱重工业株式会社 | 马达控制装置及马达控制方法 |
| CN105162138A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 合肥工业大学 | 基于电压序分解的无功及谐波电流快速检测方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522B2 (zh) | 1971-11-12 | 1977-01-05 | ||
| JP3520002B2 (ja) | 1999-12-08 | 2004-04-19 | 三菱電機株式会社 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
| JP4942425B2 (ja) | 2006-08-22 | 2012-05-30 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータの制御装置 |
| JP2009131043A (ja) | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
| JP5446324B2 (ja) | 2008-03-12 | 2014-03-19 | 三洋電機株式会社 | インバータ装置 |
| JP5527559B2 (ja) | 2012-04-22 | 2014-06-18 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
| JP5939228B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-06-22 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
| JP5888567B2 (ja) * | 2014-02-12 | 2016-03-22 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
| JP6614825B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2019-12-04 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 電力変換装置およびモータ駆動装置、冷凍装置 |
| JP6714952B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2020-07-01 | 三菱電機株式会社 | 電動機制御装置及び電動パワーステアリング装置 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113509A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用操舵装置 |
| CN101383585A (zh) * | 2008-10-17 | 2009-03-11 | 清华大学 | 一种用于交流异步电机的无速度传感器的矢量控制方法 |
| JP2013021857A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Toyota Motor Corp | モータ駆動制御システム |
| WO2013015167A1 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置及び電力変換システム |
| CN103999349A (zh) * | 2011-10-21 | 2014-08-20 | 三菱重工业株式会社 | 马达控制装置及马达控制方法 |
| CN103715960A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 株式会社电装 | 用于交流电机的控制设备 |
| CN105162138A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 合肥工业大学 | 基于电压序分解的无功及谐波电流快速检测方法 |
Also Published As
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