交流电机的控制装置制造方法及图纸

提供了一种交流电机的控制装置。一种用于控制具有逆变器的三相交流电机的控制装置，该控制装置包括：用于传感器相电流感测值的传感器相电流获取值；用于旋转角度感测值的旋转角度获取装置；用于转数的转数运算装置；用于电流估计值的电流估计装置；用于第一电压指令值的第一电压指令值运算装置；用于电压指令参考值的电压指令参考值运算装置；用于第二电压指令值的第二电压指令值运算装置；用于在转数大于阈值时切换至第一控制模式并且在转数不大于阈值时切换至第二控制模式的控制模式切换装置；以及用于在第二控制模式期间监视输出转矩的转矩异常监视装置。

【技术实现步骤摘要】
交流电机的控制装置
本公开涉及一种交流电机的控制装置。
技术介绍
近年，由于降低燃料消耗和减少废气排放的社会需求，电动汽车和混合动力汽车(其每个安装有作为车辆的功率源的交流电机)引起了注意。例如，在一些混合动力汽车中，由二次电池等构成的直流电源和交流电机经由逆变器等构建的电力转换装置而彼此连接；并且直流电源的直流电压由逆变器转换为交流电压从而驱动交流电机。在安装在这种混合动力汽车和电动汽车中的交流电机的控制装置中，已知下述一种技术：在该技术中，在一个相中设置有用于感测相电流的电流传感器，从而减少了电流传感器的数量，借此可以减小逆变器的三个相的输出端子附近的结构的尺寸并且可以降低交流电机的控制系统的成本(例如，参见专利文献1)。在专利文献1中，按照下面的方式执行单相控制：对于一个相，使用该一个相的电流传感器值；并且对于其他相，使用三相交流电流指令值作为其他相的电流估计值，该三相交流电流指令值可以通过基于电角对d轴电流指令值和q轴电流指令值进行逆dq变换而获取。通过对d轴电流指令值和q轴电流指令值进行逆dq变换所获取的三相交流电流指令值未成为正确地反映交流电机的实际电流的信息，并且因此交流电机的控制很可能变得不稳定。特别地，当交流电机的转数小时，每采样间隔中电流检测值的电流改变和旋转角度运动变小并且因此缺乏实际信息，其因此很可能使得交流电机的控制更加不稳定。同时，考虑作为交流电机的转矩感测装置的一种的电流传感器，当基于电流感测值和旋转角度感测值来控制交流电机时，可以考虑基于输出转矩来控制交流电机。另一方面，当不使用电流感测值的控制(例如，前馈控制)被用于交流电机的驱动控制时，不能说基于输出转矩来控制交流电机。当采用这样的控制时，为了确保与基于电流感测值和和旋转角度感测值来控制交流电机时相同的功能安全，需要单独监视输出转矩。当监视来自交流电机的输出转矩时，期望基于从两个相的电流感测值所转换的值直接地监视输出转矩。然而，当采用单相控制时，不可以操作实际的d轴电流和实际的q轴电流，并且因此难以进行转矩转换，其因此使得不可以直接地监视输出转矩。[专利文献1]JP-A第2008-86139号(对应于US2008/0079385-A)
技术实现思路
本公开的目的是提供一种交流电机的控制装置，该交流电机的控制装置即使在交流电机的转数小的低速旋转范围中也可以稳定地驱动交流电机，并且可以监视输出转矩。根据本公开的一个方面，一种具有由逆变器控制的施加电压的三相交流电机的控制装置，该控制装置控制电机的驱动并且包括：传感器相电流获取装置，用于从第一电流传感器获取传感器相电流感测值，第一电流传感器布置在作为电机的三个相中的一个相的电机的传感器相上；旋转角度获取装置，用于从旋转角度传感器获取旋转角度感测值，该旋转角度传感器检测电机的旋转角度；转数运算装置，用于基于旋转角度感测值，对电机的转数进行运算；电流估计装置，用于根据传感器相电流感测值和旋转角度感测值，对电流估计值进行运算；第一电压指令值运算装置，用于根据与电机的驱动有关的电流指令值和要被反馈的电流估计值，对第一电压指令值进行运算；电压指令参考值运算装置，用于根据电流指令值，对电压指令参考值进行运算；第二电压指令值运算装置，用于对电压指令参考值进行校正，以便对第二电压指令值进行运算；控制模式切换装置，用于当转数大于预定切换确定阈值时，将控制模式切换至第一控制模式，以用于根据第一电压指令值生成与逆变器的驱动有关的驱动信号，并且用于当转数不大于切换确定阈值时，将控制模式切换至第二控制模式，以用于根据第二电压指令值生成驱动信号；以及转矩异常监视装置，当控制模式是第二控制模式时，用于基于传感器相电流感测值，监视从电机所输出的输出转矩。因此，以上控制装置校正电压指令参考值并且对第二电压指令值进行运算，以及在低速旋转范围中，基于第二电压指令值，在第二控制模式中控制交流电机的驱动。以这种方式，在低速旋转范围中，可以从交流电机启动的时间起稳定地控制交流电机，并且驱动交流电机直到交流电机停止的时间为止。此外，以上控制装置基于传感器相电流感测值来监视从交流电机所输出的输出转矩。以这种方式，即使在交流电机的转数小的低速旋转范围中，本公开也可以在第二模式中稳定地驱动交流电机，以及可以监视输出转矩并且可以确保功能安全。附图说明根据参照附图而进行的下面的详细描述，本公开的以上的和其他的目的、特征以及优点将变得更加明显。在附图中：图1是示出本公开的第一实施例的交流电机驱动系统的构造的示意图；图2是示出本公开的第一实施例的电动机控制装置的构造的示意图；图3是示出本公开的第一实施例的控制部的构造的框图；图4是示出在本公开的第一实施例中根据转数切换控制模式的图；图5A至图5C是示出在高速旋转范围中交流电机的运动的时间图；图6A至图6C是示出在中速旋转范围中交流电机的运动的时间图；图7A至图7C是示出在低速旋转范围中交流电机的运动的时间图；图8是示出根据本公开的第一实施例的输出转矩异常确定的图形；图9是示出根据本公开的第一实施例的驱动控制处理的流程图；图10是示出本公开的第二实施例的控制部的构造的框图；图11是示出本公开的第三实施例的控制部的构造的框图；图12A和图12B是示出根据本公开的第三实施例的输出转矩异常确定的图形；图13是示出本公开的第四实施例的控制部的构造的框图；图14是示出本公开的第五实施例的控制部的构造的框图；图15是示出本公开的第六实施例的控制部的构造的框图；以及图16是示出根据本公开的第六实施例的驱动控制处理的流程图。具体实施方式在下文中，将基于附图来描述根据本公开的交流电机的控制装置。就这点而言，在下文中的多个实施例中，将通过相同的附图标记来表示基本上相同的构造，并且将省略对其的描述。(第一实施例)如图1所示，作为根据本公开的第一实施例的交流电机2的控制装置的电动机控制装置10被应用到用于驱动电动车辆的电动机驱动系统1。电动机驱动系统1包括交流电机2、直流电源8、电动机控制装置10等。交流电机2是例如用于生成驱动电动车辆的驱动轮6的转矩的电动机。本实施例的交流电机2是永磁同步类型的三相交流电机。假定电动车辆包括用于通过电能来驱动驱动轮6的车辆(诸如混合动力汽车、电动汽车以及由燃料电池供电的车辆)。本实施例的电动车辆是设置有引擎3的混合动力车辆，并且交流电机2是所谓的电动发电机(在附图中由“MG”所标记)，其具有作为生成用于驱动驱动轮6的转矩的电动机的功能，以及具有作为由从引擎3和驱动轮6所传送的车辆的动能所驱动的、并且可以生成电力的发电机的功能。交流电机2经由传动装置4(例如，变速箱)耦接到车轴5。以这种方式，由交流电机2的驱动所生成的转矩经由传动装置4来旋转车轴5，从而驱动驱动轮6。直流电源8是可以对电力进行充电和放电的电力存储装置，例如，诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池、以及双电层电容器。直流电源8连接到电动机控制装置10的逆变器12(参见图2)，即，这样地构建直流电源8以便将电力提供给交流电机2并且经由逆变器12将电力从交流电机2提供给直流电源8。车辆控制电路9由微型计算机等构成，并且其中设置有CPU、ROM、I/O以及用于连接这些元件的基线(bassline)，所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有由逆变器控制的施加电压的三相交流电机的控制装置，所述控制装置控制所述电机的驱动，所述控制装置包括：传感器相电流获取装置，用于从第一电流传感器获取传感器相电流感测值，所述第一电流传感器布置在作为所述电机的三个相中的一个相的所述电机的传感器相上；旋转角度获取装置，用于从旋转角度传感器获取旋转角度感测值，所述旋转角度传感器感测所述电机的旋转角度；转数运算装置，用于基于所述旋转角度感测值，对所述电机的所述转数进行运算；电流估计装置，用于根据所述传感器相电流感测值和所述旋转角度感测值，对电流估计值进行运算；第一电压指令值运算装置，用于根据与所述电机的驱动有关的电流指令值和要被反馈的所述电流估计值，对第一电压指令值进行运算；电压指令参考值运算装置，用于根据所述电流指令值，对电压指令参考值进行运算；第二电压指令值运算装置，用于对所述电压指令参考值进行校正，以便对第二电压指令值进行运算；控制模式切换装置，用于当所述转数大于预定切换确定阈值时，将控制模式切换至用于根据所述第一电压指令值生成与所述逆变器的驱动有关的驱动信号的第一控制模式；并且用于当所述转数不大于所述切换确定阈值时，将所述控制模式切换至用于根据所述第二电压指令值生成所述驱动信号的第二控制模式；以及转矩异常监视装置，当所述控制模式为所述第二控制模式时，用于基于所述传感器相电流感测值，监视从所述电机输出的输出转矩。...

【技术特征摘要】
2013.02.08 JP 2013-0231521.一种具有由逆变器控制的施加电压的三相交流电机的控制装置，所述控制装置控制所述电机的驱动，所述控制装置包括：传感器相电流获取装置，用于从第一电流传感器获取传感器相电流感测值，所述第一电流传感器布置在作为所述电机的三个相中的一个相的所述电机的传感器相上；旋转角度获取装置，用于从旋转角度传感器获取旋转角度感测值，所述旋转角度传感器感测所述电机的旋转角度；转数运算装置，用于基于所述旋转角度感测值，对所述电机的所述转数进行运算；电流估计装置，用于根据所述传感器相电流感测值和所述旋转角度感测值，对电流估计值进行运算；第一电压指令值运算装置，用于根据与所述电机的驱动有关的电流指令值和要被反馈的所述电流估计值，对第一电压指令值进行运算；电压指令参考值运算装置，用于根据所述电流指令值，对电压指令参考值进行运算；第二电压指令值运算装置，用于对所述电压指令参考值进行校正，以便对第二电压指令值进行运算；控制模式切换装置，用于当所述转数大于预定切换确定阈值时，将控制模式切换至用于根据所述第一电压指令值生成与所述逆变器的驱动有关的驱动信号的第一控制模式；并且用于当所述转数不大于所述切换确定阈值时，将所述控制模式切换至用于根据所述第二电压指令值生成所述驱动信号的第二控制模式；以及转矩异常监视装置，当所述控制模式为所述第二控制模式时，用于基于所述传感器相电流感测值，监视从所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：小俣隆士，伊藤武志，加古宽文，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP