轴高频电流Ai化及q轴高频电 流Aiqr如下式似所示。
[0051] [数学式2] Aidr=Acos(whXt+A白e) (2) Aiqr=Asin(whXt+A0e)
[0化引在转矩检测部2检测出的输出转矩Tm中，与叠加于实际的d-q轴上的d轴高频电 流Ai化及q轴高频电流Aiqr相对应的转矩Tm'如下式（3)所示。作为下式（3)中的参 数，化表示极对数，取表示感应电压常数，Ld及Lq表示电感的d轴分量及q轴分量。并且， 化、巧、Ld及Lq是表示交流旋转电机1的特性的常数。输出转矩Tm中，关于与d轴电流指 令idl*及q轴电流指令iql*相对应的转矩，此处省略记载。
[0053][数学式3] Tm' =Pm<l)Aiqr+Pm(Ld-Lq)AidrAiqr 二化Asin(whXt+A0e)+Pm(Ld-Lq)Acos(whXt+A0e)Asin(whXt+A0e) (3)=APmsin(whXt+A目e)+A2化(Ld-Lq)sin(2whXt+2A白e)
[0化4] 如上所述，将d轴高频电流Aid及q轴高频电流Aiq的角频率wh设定为比d轴电 流指令idl*及q轴电流指令iql*所包含的频率分量大足够多的值（大规定倍的值）。因 此，输出转矩高频发生部21能生成仅基于d轴高频电流Aid及q轴高频电流Aiq的输出转 矩高频Tmhf。
[0055] 即，输出转矩高频发生部21仅从输出转矩Tm(与d轴高频电流Ai化及q轴高频 电流Aiqr相对应的转矩Tm')提取出d轴高频电流Aid及q轴高频电流Aiq的角频率wh 附近的信号，从而能生成如下式（4)所示那样的输出转矩高频Tmhf。
[0056] [数学式句 Tmhf=APm<l)sin(whXt+A白e) (4)
[0化7] 此处，通过上式（1)及上式（4)可知，q轴高频电流Aiq与输出转矩高频Tmhf之 间的相位差为旋转位置误差A06。此外，旋转位置推定误差A0与旋转位置误差A0e相同，因此，若计算出q轴高频电流Aiq与输出转矩高频Tmhf之间的相位差即旋转位置误 差A0e，则能计算出旋转位置推定误差A0。
[005引接着，推定误差运算部22中的乘法运算部221通过将上式（1)所示的d轴高频电 流Aid乘W上式（4)所示的输出转矩高频Tmhf，从而计算与d轴相对应的积Pd，并输出至 积分部222。
[0化9] 积分部222如下式（5)所示那样，在时刻tl至时刻t2的区间中对乘法运算部221 输出的积Pd进行时间积分，从而对d轴相关值Zd进行计算，并输出至位置误差推定部223。 其中，上式（1)和上式（4)中的旋转位置误差A0e与旋转位置推定误差A0相同，因此 如下式（5)所示那样，将旋转位置误差A0e置换作为旋转位置推定误差A0。
[0060] [数学式引
【主权项】
1. 一种交流旋转电机的控制装置，其特征在于，包括： 交流旋转电机； 向所述交流旋转电机提供功率的功率提供部； 对所述交流旋转电机的输出转矩进行检测的转矩检测部；以及 推定所述交流旋转电机的旋转位置的旋转位置推定部， 所述功率提供部对希望提供给所述交流旋转电机的功率叠加规定的高频功率， 所述旋转位置推定部基于所述输出转矩所包含的高频分量和与所述高频功率相对应 的高频分量，来推定旋转位置。
2. 如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述功率提供部向与所述旋转位置同步旋转的旋转坐标轴上提供所述高频功率。
3. 如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述功率提供部向静止正交坐标轴上提供所述高频功率。
4. 如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 与所述高频功率相对应的高频分量是高频电流。
5. 如权利要求4所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 与所述高频功率相对应的高频电流是电流指令。
6. 如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述功率提供部所置加的规定的尚频功率为尚频电流。
7. 如权利要求2所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述旋转位置推定部包括： 推定误差运算部，该推定误差运算部基于所述输出转矩所包含的高频分量、和与所述 高频功率相对应的高频电流，来输出推定旋转位置的误差即旋转位置推定误差；以及 推定误差控制部，该推定误差控制部以所述旋转位置推定误差成为零的方式来计算所 述旋转位置，并输出所述旋转位置。
8. 如权利要求7所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述推定误差运算部包括： 乘法运算部，该乘法运算部将所述输出转矩所包含的高频分量和旋转坐标轴的各轴分 量分别相乘，该旋转坐标轴和与所述高频功率相对应的高频电流的所述推定旋转位置同步 旋转； 积分部，该积分部在至少比所述高频功率的周期要长的区间中分别对所述乘法运算部 的输出进行积分；以及 位置误差推定部，该位置误差推定部根据所述积分部的输出各自的关系，基于反正切 函数来计算出所述旋转位置推定误差。
9. 如权利要求3所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述旋转位置推定部包括： 乘法运算部，该乘法运算部将所述输出转矩所包含的高频分量和与所述高频功率相对 应的高频电流的静止正交坐标轴的各轴分量分别进行相乘； 积分部，该积分部在至少比所述高频功率的周期要长的区间中分别对所述乘法运算部 的输出进行积分；以及 位置误差推定部，该位置误差推定部根据所述积分部的输出各自的关系，基于反正切 函数来计算出所述旋转位置。
10. 如权利要求8或9所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述位置误差推定部将根据所述积分部的输出各自的关系、并利用反正切函数计算得 到的位置加上或减去规定值，将由此得到的值作为旋转位置推定误差。
11. 如权利要求1所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述旋转位置推定部通过基于所述输出转矩所包含的高频分量和与所述高频功率相 对应的高频分量而计算出的旋转位置、以及基于所述交流旋转电机的感应电压而计算出的 旋转位置这两者，来推定旋转位置。
12. 如权利要求11所述的交流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述旋转位置推定部仅在所述交流旋转电机以规定转速以上的转速进行动作的情况 下，使用基于所述交流旋转电机的感应电压而计算出的旋转位置。
13. -种交流旋转电机驱动系统，该交流旋转电机驱动系统包括权利要求1所述的交 流旋转电机的控制装置，其特征在于， 所述交流旋转电机驱动系统包括： 传递所述交流旋转电机的输出转矩的传动轴；以及 经由传动轴施加交流旋转电机的输出转矩的旋转负载， 所述功率提供部所叠加的规定的高频功率具有比因所述交流旋转电机驱动系统的交 流旋转电机的惯性、旋转负载的惯性、传动轴的刚性而引起的谐振频率要高的频率。
14. 一种电动助力转向系统，其特征在于， 权利要求13所述的交流旋转电机驱动系统是电动助力转向系统， 所述功率提供部所叠加的规定的高频功率为在20Hz以上300Hz以下的范围内的频率。
【专利摘要】根据本发明的交流旋转电机的控制装置、交流旋转电机的控制方法以及具备交流旋转电机的控制装置的交流旋转电机驱动系统，将叠加有与输入至自身的高频信号相对应的高频分量的高频功率提供给交流旋转电机，并且基于交流旋转电机的输出转矩所包含的输出转矩高频和高频信号之间的相位差来计算交流旋转电机的旋转位置，由此能获得一种不受交流旋转电机的转速、是否有电突极性以及是否发射磁饱和这些情况的制约，而能推定交流旋转电机的旋转位置的交流旋转电机的控制装置、具备交流旋转电机的控制装置的交流旋转电机驱动系统以及电动助力转向系统。
【IPC分类】H02P21-00, H02P27-06, H02P27-04
【公开号】CN104838583
【申请号】CN201280077244
【发明人】中嶋俊介, 金原义彦
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2012年11月22日
【公告号】EP2924874A1, US20150249409, WO2014080497A1