[发明专利]用于交流电动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于AC（交流）电动机的控制装置，该用于AC电动机的控制装置使用电流传感器检测三相中的一相中的相电流以控制AC电动机的通电。

背景技术

近年来，鉴于改进燃油经济性和减少废气排放的社会需求，安装有AC电动机作为车辆的驱动电源的电动车辆和混合动力车辆受到关注。例如，一些混合动力车辆被配置成使得：DC（直流）电源如二次电池和AC电动机通过电力转换设备如逆变器彼此连接。DC电源的DC电压通过逆变器转换成AC电压以驱动AC电动机。AC电动机由控制装置以例如下列专利文献中公开的方式来控制。

专利文献1：JP-A-2004-159391

专利文献2：JP-A-2010-124544

专利文献3：JP-A-2008-86139

专利文献4：JP-A-2004-64903

专利文献5：JP-A-H10-225199

专利文献6：JP-A-2001-145398

在专利文献1中，由电流传感器来检测流经AC电动机的三相中的一相（例如，U相）的电流。然后，基于电流传感器检测的电流检测值、d轴电流命令值、q轴电流命令值和AC电动机的电角，计算其他相（例如，V相和W相）的电流估计值。

具体地，通过将由q轴以及d轴电流命令值Id*和q轴电流命令值Iq*的组合向量形成的命令电流相角α加上由AC电动机的定子和转子的U相轴形成的角θ来计算U相电流相角θ1（=α+θ）。然后，根据下面的公式使用U相电流相角θ1和电流传感器检测的电流检测值Iu计算电流幅度Ia。然后，根据下面的公式使用电流幅度Ia和U相电流相角θ1计算其他相的电流估计值Iv和Iw。

基于电流检测值Iu以及电流估计值Iv和Iw计算d轴电流Id和q轴电流Iq。然后，通过计算AC电动机的电压命令值对流经AC电动机的电流进行反馈控制，使得d轴电流Id和q轴电流Iq可以分别等于d轴电流命令值Id*和q轴电流命令值Iq*。

注意，AC电动机的电流向量随命令电流向量（对应于电流命令值的电流向量）变化。然而，由于控制误差和反馈控制的影响，电流向量与命令电流向量之间有偏差（即差异）。因此，命令电流相位不同于实际电流相位并且不能真实地反映实际电流相位。

然而，根据专利文献1，通过使用根据命令电流相角计算的U相电流相角，在不考虑实际电流相位的情况下计算其他相的电流估计值。因此，电流估计值可能不具有足够高以控制AC电动机的精度。

在专利文献3中，由电流传感器检测流经AC电动机的三相中的一相（例如，U相）的电流。然后，基于AC电动机的三相电流命令值和电流传感器检测的电流检测值计算其他相（例如，V相和W相）的电流估计值。

具体地，通过基于电流传感器检测的电流检测值Iu以及其他相的三相电命令值Iv*和Iw*使用电角进行dq转换来控制AC电动机。电命令值Iv*和Iw*通过基于AC电动机的d轴电流命令值Id*和q轴电流命令值Iq*使用电角进行转换来计算。然而，由于电命令值被简单地用作其他相的电流检测值的替代，因此命令电流相位不能真实地反映实际电流相位。因此，在转矩和旋转速度需要时刻改变的车辆中，将不能充分精确地计算估计电流，因此将不能适当地控制AC电动机。

在专利文献4中，DC电源线上设置有一个电流传感器以检测总线电流。然而，如果用于控制安装在车辆上的大功率电动机的控制系统中的DC电源线上设置有电流传感器，那么由于DC电源线的扩展，可能会增加传导噪声。

在专利文献5中，根据由电动机常量获取的状态方程使用AC电动机的三相中的一相的电流检测值来计算d轴电流Id和q轴电流Iq。然而，电动机常量随温度变化。因此，根据状态方程计算的d轴电流Id和q轴电流Iq可能具有大的估计误差，使得控制可能变得不稳定。另外，由于计算复杂，可能使得电子控制单元（ECU）难以执行计算。

在专利文献6中，通过对AC电动机的三相中的一相的电流检测值和其他相的电流估计值进行dq转换来计算AC电动机的d轴电流Id和q轴电流Iq。然后，经由一阶滞后滤波器执行平均，然后执行逆dq转换。然而，由于一阶滞后滤波器，电流估计值中可能会发生滞后，从而控制可能变得不稳定。

发明内容