旋转电机的控制装置及控制方法制造方法及图纸

转子位置判断部(10)利用产生于电枢绕组(5)的各相(U、V、W)的感应电压(Vu、Vv、Vw)来确定转子位置。在流过励磁绕组(3)的励磁电流朝目标值上升的期间即励磁电流随时间而变化的期间，通过与电枢绕组(5)交链的磁通的时间微分，在电枢绕组(5)的各相产生感应电压。转子位置判断部(10)基于将产生于各相的感应电压的振幅比和极性组合而成的表格，对转子位置即转子(4)的d轴进行确定。

Control Device and Control Method of Rotating Motor

The rotor position determination unit (10) determines the rotor position by using the inductive voltage (Vu, Vv, Vw) generated by the phases (U, V, W) of the armature winding (5). During the period when the excitation current flowing through the excitation winding (3) rises towards the target value, i.e. the excitation current changes with time, the induction voltage is generated in each phase of the armature winding (5) by the time differential of the flux crosslinked with the armature winding (5). The rotor position determination unit (10) determines the rotor position, i.e. the d-axis of the rotor (4), based on a table which combines the amplitude ratio and polarity of the induced voltage generated in each phase.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机的控制装置及控制方法
本专利技术涉及具有励磁绕组和电枢绕组的旋转电机的控制技术。
技术介绍
已往，已知，当车辆在十字路口等停止时，使发动机自动停止的怠速停止。即使在执行了怠速停止后，发动机处于直到停止的减速运转中，例如，当红灯变为绿灯，有时驾驶者也会对车辆进行发动操作。在上述情况下，请求车辆响应驾驶者的发动操作而迅速地使发动机再起动。为了响应上述请求，例如，存在通过兼具电动机功能和发电功能的电动发电机(也称作ISG)，使发动机再起动的示例。在装设于车辆的电动发动机中，存在使用旋转励磁型的同步电动发电机的情况。旋转励磁型的同步电动发电机的转子中包括励磁绕组，定子中包括电枢绕组。然而，在通过同步电动发电机进行发动机的再起动时，励磁绕组具有较大的电感。由此，同步电动发电机需要时间来使励磁电流上升。也就是说，从励磁电流开始朝励磁绕组流动到励磁电流达到目标值的时间变长。其结果是，发动机再起动需要花费时间。对此，在专利文献1中，公开了以下技术。专利文献1记载的技术中，从励磁电流开始朝励磁绕组流动起经过励磁电流的上升速度相对高的期间后，朝将由励磁电流产生的励磁磁通抵消的方向，使电枢电流的d轴分量流过电枢绕组。根据上述技术，能通过励磁绕组和电枢绕组的互感分量抵消由励磁绕组的自感分量导致的电压下降。能使励磁电流提早上升。藉此，能缩短励磁电流达到目标值的时间，能迅速地使发动机再起动。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2016-59152号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在专利文献1记载的技术中，为了确定转子的d轴(励磁绕组的中心轴)，需要对转子的角度位置进行检测的旋转角传感器。也就是说，专利文献1记载的技术必须旋转角传感器，没有旋转角传感器则不成立。本专利技术提供一种不使用旋转角传感器就能确定转子的角度位置的旋转电机的控制技术。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的技术的一个方式即旋转电机的控制装置具有包括励磁绕组的转子以及包括多相的电枢绕组的定子。此外，旋转电机的控制装置具有励磁电流控制部、转子位置检测部以及电枢电流控制部。励磁电流控制部对向励磁绕组通电的励磁电流进行控制。转子位置检测部对转子的角度位置进行检测。电枢电流控制部基于由转子位置检测部检测的转子的角度位置，对向电枢绕组通电的电枢电流进行控制。转子位置检测部具有感应电压检测部和转子位置判断部。感应电压检测部在通过励磁电流控制部向励磁绕组通电的励磁电流朝目标值上升期间，对产生于电枢绕组的各相的感应电压进行检测。转子位置判断部基于由感应电压检测部检测的感应电压，确定上述转子的角度位置。本专利技术的转子位置检测部即使在转子处于停止中，也能对转子的角度位置进行检测。在流过励磁绕组的励磁电流朝目标值上升的期间，通过与电枢绕组交链的磁通的时间微分，在电枢绕组的各相产生感应电压。因此，本专利技术的转子位置检测部通过感应电压检测部对上述感应电压进行检测，基于检出的感应电压，通过转子位置判断部对转子的角度位置进行确定。藉此，在本专利技术的技术中，不需要使用用于对转子的角度位置进行检测的高价的旋转角传感器。因此，可以降低成本。附图说明图1是第一实施方式的发动机起动装置的结构图。图2是表示第一实施方式的控制装置的处理步骤的流程图。图3是在时间轴上表示第一实施方式的控制动作的时序图。图4是第一实施方式的各相的感应电压的波形图。图5是表示用于确定第一实施方式的转子位置的表格的图。图6是表示第二实施方式的控制装置的处理步骤的流程图。图7是第三实施方式的各相的感应电压的波形图。图8是表示用于确定第三实施方式的转子位置的表格的图。图9是表示第四实施方式的控制装置的处理步骤的流程图。图10是第五实施方式的发动机起动装置的结构图。图11是第五实施方式的各相的感应电压的波形图。具体实施方式参照附图，对实施本专利技术的实施方式进行详细说明。[第一实施方式]在本实施方式中，对将本专利技术的技术应用于发动机起动装置的示例进行说明。如图1所例示，发动机起动装置包括相当于本专利技术的旋转电机的电动发电机1以及控制装置2。电动发电机1兼具电动机功能和发电功能。控制装置2对电动发电机1的电动机动作进行控制。电动发电机1具有包括励磁绕组3的转子4以及包括三相电枢绕组5的定子。电动发电机1的转子4通过皮带等与发动机(未图示)的曲柄轴连结。励磁绕组3与安装于转子轴的集电环(未图示)连接。励磁绕组3通过与集电环滑动接触的电刷6，从励磁电流控制部7通电有励磁电流。电枢绕组5的例如星形连接的各相U、V、W连接于电枢电流控制部8。电枢绕组5由电枢电流控制部8施加三相交流电而产生旋转磁场。控制装置2除了上述励磁电流控制部7和电枢电流控制部8以外，还包括转子位置检测部20。转子位置检测部20对转子4的角度位置进行检测。其详细如后所述。励磁电流控制部7例如对施加于励磁绕组3的直流电压进行调节。藉此，励磁电流控制部7将流向励磁绕组3的励磁电流控制成规定的目标值。以下，将转子4的励磁极产生的磁通的方向定义为d轴，将与该d轴电气地正交的方向定义为q轴。电枢电流控制部8是将直流电源的电转换为交流电而向电枢绕组5供电的逆变器。电枢电流控制部8将电枢电流分为涉及转矩生成的电流分量和涉及磁通生成的电流分量，并对各电流分量独立地进行控制。在本实施方式中，将涉及转矩生成的电流分量(q轴方向的电流分量)称为q轴分量。此外，将涉及磁通生成的电流分量(d轴方向的电流分量)称为d轴分量。转子位置检测部20具有以下说明所述的感应电压检测部9和转子位置判断部10。感应电压检测部9在流过励磁绕组3的励磁电流朝目标值上升的情况下，通过与电枢绕组5交链的磁通的时间微分，对产生于电枢绕组5的各相U、V、W的感应电压Vu、Vv、Vw进行检测。也就是说，感应电压检测部9在励磁电流随时间而变化的情况下，通过与电枢绕组5交链的磁通的时间微分，对产生于电枢绕组5的各相U、V、W的感应电压Vu、Vv、Vw进行检测。转子位置判断部10基于由感应电压检测部9检测的各相U、V、W的感应电压Vu、Vv、Vw，对转子4的角度位置进行确定。以下，将转子4的角度位置称作转子位置。用于确定转子位置的具体方法后述。在本实施方式中，关于通过控制装置2对电动发电机1的电动机动作进行控制的步骤，基于图2的流程图和图3的时序图进行说明。另外，下述的步骤S10～S90相当于图2所示的流程的各处理中标注的S10～S90。控制装置2对是否输入了发动机的起动请求(参照图3)进行判断(步骤S10)。发动机的起动请求例如在下述情况下通过控制发动机的运转状态的发动机ECU(未图示)来输出。具体而言，在执行了怠速停止而使发动机停止后，当驾驶者进行了发动操作时，输出发动机的起动请求。另外，驾驶者的发动操作例如是松开刹车踏板、变速杆从N档进入D档等动作。在输入有发动机的起动请求之前(步骤S10：否)，控制装置2反复进行步骤S10的判断处理。当输入有发动机的起动请求时(步骤S10：是)，控制装置2前进至步骤S20的处理。控制装置2的励磁电流控制部7基于励磁电流指令If＊，开始向励磁绕组3进行第一预备励磁(步骤S20)。另外，“＊”表示指令值。控制装置2对通过感应电压检测部9是否检测出产生于电枢绕组5的各相的感应电压进行判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转电机(1)的控制装置(2)，具有：包括励磁绕组(3)的转子(4)；以及包括多相的电枢绕组(5)的定子，其特征在于，具有：励磁电流控制部(7)，所述励磁电流控制部(7)对向所述励磁绕组通电的励磁电流进行控制；转子位置检测部(20)，所述转子位置检测部(20)对所述转子的角度位置进行检测；以及电枢电流控制部(8)，所述电枢电流控制部(8)基于由所述转子位置检测部检测的所述转子的角度位置，对向所述电枢绕组通电的电枢电流进行控制，所述转子位置检测部具有：感应电压检测部(9)，所述感应电压检测部(9)在通过所述励磁电流控制部向所述励磁绕组通电的所述励磁电流朝目标值上升的期间，对产生于所述电枢绕组的各相(U、V、W)的感应电压进行检测；以及转子位置判断部(10)，所述转子位置判断部(10)基于由所述感应电压检测部检测的所述感应电压，确定所述转子的角度位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.12 JP 2016-1376481.一种旋转电机(1)的控制装置(2)，具有：包括励磁绕组(3)的转子(4)；以及包括多相的电枢绕组(5)的定子，其特征在于，具有：励磁电流控制部(7)，所述励磁电流控制部(7)对向所述励磁绕组通电的励磁电流进行控制；转子位置检测部(20)，所述转子位置检测部(20)对所述转子的角度位置进行检测；以及电枢电流控制部(8)，所述电枢电流控制部(8)基于由所述转子位置检测部检测的所述转子的角度位置，对向所述电枢绕组通电的电枢电流进行控制，所述转子位置检测部具有：感应电压检测部(9)，所述感应电压检测部(9)在通过所述励磁电流控制部向所述励磁绕组通电的所述励磁电流朝目标值上升的期间，对产生于所述电枢绕组的各相(U、V、W)的感应电压进行检测；以及转子位置判断部(10)，所述转子位置判断部(10)基于由所述感应电压检测部检测的所述感应电压，确定所述转子的角度位置。2.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，所述转子位置判断部基于产生于所述电枢绕组的各相的所述感应电压的振幅比和极性，确定所述转子的角度位置。3.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，所述转子位置判断部基于产生于所述电枢绕组的各相的所述感应电压的大小关系和极性，确定所述转子的角度位置。4.如权利要求3所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，所述电枢绕组为六相以上，所述转子位置判断部具有两个以上用于对产生于所述电枢绕组的各相的所述感应电压的大小关系和极性进行判断的阈值。5.如权利要求3或4所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，所述电枢电流控制部朝产生于...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岡卓郎，藤井淳，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP