[發明專利]用于交流電動機的控制裝置

有效

• 申請號: 201310530615.0
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103812413B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 小俁隆士;伊藤武志;加古寬文
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,李春暉

技術領域

本發明涉及一種用于AC（交流）電動機的控制裝置，該用于AC電動機的控制裝置使用電流傳感器檢測三相中的一相中的相電流以控制AC電動機的通電。

背景技術

近年來，鑒于改進燃油經濟性和減少廢氣排放的社會需求，安裝有AC電動機作為車輛的驅動電源的電動車輛和混合動力車輛受到關注。例如，一些混合動力車輛被配置成使得：DC（直流）電源如二次電池和AC電動機通過電力轉換設備如逆變器彼此連接。DC電源的DC電壓通過逆變器轉換成AC電壓以驅動AC電動機。AC電動機由控制裝置以例如下列專利文獻中公開的方式來控制。

專利文獻1：JP-A-2004-159391

專利文獻2：JP-A-2010-124544

專利文獻3：JP-A-2008-86139

專利文獻4：JP-A-2004-64903

專利文獻5：JP-A-H10-225199

專利文獻6：JP-A-2001-145398

在專利文獻1中，由電流傳感器來檢測流經AC電動機的三相中的一相（例如，U相）的電流。然后，基于電流傳感器檢測的電流檢測值、d軸電流命令值、q軸電流命令值和AC電動機的電角，計算其他相（例如，V相和W相）的電流估計值。

具體地，通過將由q軸以及d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*的組合向量形成的命令電流相角α加上由AC電動機的定子和轉子的U相軸形成的角θ來計算U相電流相角θ1（=α+θ）。然后，根據下面的公式使用U相電流相角θ1和電流傳感器檢測的電流檢測值Iu計算電流幅度Ia。然后，根據下面的公式使用電流幅度Ia和U相電流相角θ1計算其他相的電流估計值Iv和Iw。

基于電流檢測值Iu以及電流估計值Iv和Iw計算d軸電流Id和q軸電流Iq。然后，通過計算AC電動機的電壓命令值對流經AC電動機的電流進行反饋控制，使得d軸電流Id和q軸電流Iq可以分別等于d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*。

注意，AC電動機的電流向量隨命令電流向量（對應于電流命令值的電流向量）變化。然而，由于控制誤差和反饋控制的影響，電流向量與命令電流向量之間有偏差（即差異）。因此，命令電流相位不同于實際電流相位并且不能真實地反映實際電流相位。

然而，根據專利文獻1，通過使用根據命令電流相角計算的U相電流相角，在不考慮實際電流相位的情況下計算其他相的電流估計值。因此，電流估計值可能不具有足夠高以控制AC電動機的精度。

在專利文獻3中，由電流傳感器檢測流經AC電動機的三相中的一相（例如，U相）的電流。然后，基于AC電動機的三相電流命令值和電流傳感器檢測的電流檢測值計算其他相（例如，V相和W相）的電流估計值。

具體地，通過基于電流傳感器檢測的電流檢測值Iu以及其他相的三相電命令值Iv*和Iw*使用電角進行dq轉換來控制AC電動機。電命令值Iv*和Iw*通過基于AC電動機的d軸電流命令值Id*和q軸電流命令值Iq*使用電角進行轉換來計算。然而，由于電命令值被簡單地用作其他相的電流檢測值的替代，因此命令電流相位不能真實地反映實際電流相位。因此，在轉矩和旋轉速度需要時刻改變的車輛中，將不能充分精確地計算估計電流，因此將不能適當地控制AC電動機。

在專利文獻4中，DC電源線上設置有一個電流傳感器以檢測總線電流。然而，如果用于控制安裝在車輛上的大功率電動機的控制系統中的DC電源線上設置有電流傳感器，那么由于DC電源線的擴展，可能會增加傳導噪聲。

在專利文獻5中，根據由電動機常量獲取的狀態方程使用AC電動機的三相中的一相的電流檢測值來計算d軸電流Id和q軸電流Iq。然而，電動機常量隨溫度變化。因此，根據狀態方程計算的d軸電流Id和q軸電流Iq可能具有大的估計誤差，使得控制可能變得不穩定。另外，由于計算復雜，可能使得電子控制單元（ECU）難以執行計算。

在專利文獻6中，通過對AC電動機的三相中的一相的電流檢測值和其他相的電流估計值進行dq轉換來計算AC電動機的d軸電流Id和q軸電流Iq。然后，經由一階滯后濾波器執行平均，然后執行逆dq轉換。然而，由于一階滯后濾波器，電流估計值中可能會發生滯后，從而控制可能變得不穩定。

發明內容