电动机控制装置

摘要

本发明的目的在于提供一种电动机控制装置，能提高永磁体同步电动机的无传感器控制的稳定性。转子位置检测单元(10)具有电动机参数修正单元(30)，该电动机参数修正单元(30)对电动机的设备常数即参数（线圈的绕组电阻、永磁体的磁通量）进行修正，以消除所检测到的感应电压峰值与推定感应电压峰值之间的感应电压差，该转子位置检测单元(10)基于该修正后的参数来检测所述转子位置。

权利要求

1.一种电动机控制装置，利用无传感器控制来对永磁体同步电动机的转子位置进行检测，其特征在于，包括：电流检测单元，对流过所述电动机的线圈的电流进行检测；

施加电压检测单元，对施加在所述电动机的所述线圈上的电压进行检测；

转子位置检测单元，基于由所述电流检测单元所检测到的所述电流以及由所述施加电压检测单元所检测到的所述电压，来检测电流相位和电流峰值、以及感应电压相位和感应电压峰值，并基于所检测到的所述电流相位和所述电流峰值、以及所述感应电压相位和所述电动机的设备常数即参数，来检测所述转子位置，并对推定感应电压峰值进行检测；

转速检测单元，基于由所述转子位置检测单元所检测到的所述转子位置来检测所述电动机的转速，并检测该转速与对所述电动机指示的目标转速之间的转速差；

电压峰值检测单元，基于由所述转速检测单元所检测到的所述转速差来检测施加在所述线圈上的施加电压峰值；以及相电压设定单元，基于由所述电流相位设定单元所设定的所述目标电流相位以及由所述电压峰值检测单元所检测到的所述施加电压峰值来设定目标电压，所述转子位置检测单元具有电动机参数修正单元，该电动机参数修正单元对所述参数进行修正，以消除所检测到的所述感应电压峰值与所述推定感应电压峰值之间的感应电压差，该转子位置检测单元基于该修正后的参数来检测所述转子位置，所述参数包含所述线圈的绕组电阻。

2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述参数包含所述电动机的永磁体的磁通量。

3.如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述电动机参数修正单元中，当所述电动机以低速度、高转矩运行时，对所述绕组电阻进行修正，当所述电动机以高速度、低转矩运行时，对所述磁通量进行修正。

4.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电动机参数修正单元改变所述电动机的运行状态来决定所述参数的修正量。

5.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，包括异常检测单元，当即使通过所述电动机参数修正单元对所述参数进行了修正、所述感应电压差仍然产生规定范围以上的偏差时，该异常检测单元判定所述电动机处于异常，并检测出该异常。

说明书

电动机控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电动机控制装置，更详细而言，涉及通过无传感器控制来对永磁体同步电动机进行可变速控制的电动机控制装置。

背景技术

[0002] 作为高效且可变速范围较大的电动机，永磁体同步电动机(Permanent Magnetic Synchronous Motor：PMSM)、特别是在转子(旋转子)中埋入了永磁体的内置式永磁体同步电动机(Interior Permanent Magnetic Synchronous Motor：IPMSM)在车辆用空调装置的压缩机驱动用电动机、电动车驱动用电动机等用途中的应用范围得到了扩大，其需求值得期待。

[0003] 对这种电动机的驱动进行控制的电动机控制装置由电动机、逆变器、直流电源、以及内置了微机的控制器构成。

[0004] 在上述电动机的运行中，一般通过由控制器对卷绕在电动机的定子(电枢)上的线圈中所流过的电流进行检测，并进行电流反馈控制，使该电流跟随目标电流相位进行变化。在该电流反馈控制中，将目标电流相位分解成与磁场平行的d轴分量即d轴电流Id、以及与之正交的q轴分量即q轴电流Iq，并将d-q坐标轴上由d轴电流Id以及q轴电流Iq进行合成得到的电流矢量设定为目标电流相位来进行控制，由此能以最合适的转矩来使电动机高效地运行。

[0005] 此外，在上述电动机中，通常进行所谓的无传感器控制，即，根据由控制器所检测到的电流以及电压的信息等来检测电动机的感应电压，进而检测转子位置，从而在不使用物理传感器的情况下控制电动机。在无传感器控制时，实际的d、q轴是不能直接得到的，因此在控制器中分别对原来的d、q轴设置虚拟轴，并在该虚拟轴上执行电流矢量控制。

[0006] 然而，可知虚拟轴毕竟是在控制器内假设的轴，因此，在实际的d、q轴之间会存在Δθ的角度误差，为了使电动机高效地稳定运行，需要使该Δθ迅速且准确地收敛到零。

[0007] 例如，专利文献1公开了对轴位置的角度误差Δθc进行推定的如下简化的轴位置误差推定式。

[0008] [数学式1]

[0009]

[0010] 上式中，Δθc：轴位置推定误差(转子位置误差、电流相位误差)、Vdc：施加电压的d轴分量、Vqc：施加电压的q轴分量、Idc：d轴电流、Iqc：q轴电流、Lq：q轴电感、Ld：d轴电感、R：线圈的绕组电阻、ω1：施加电压的频率。Vdc、Vqc、Idc、Iqc都是以虚拟轴为前提的控制器内的假定值，Lq、Ld、R均为电动机的设备常数，ω1为测定值。并且，在进行无传感器控制时，为了使上述Δθc收敛到零，利用控制器进行控制。

[0011] 由于数学式1的轴位置误差推定式的绕组电阻R为电动机的设备常数，而且是包含电动机固有的设备误差的参数，因此该参数的理论值与实际值之间的误差会对轴位置推定精度造成较大影响。这种参数的误差不仅会因电动机的设备误差而产生，也会根据电动机所处的环境而产生变动。特别地，由于线圈通常由铜线形成，因此线圈的实际绕组电阻容易因电动机所处的温度而产生变动，参数误差也会变大。

[0012] 若该参数误差变大，则上述轴位置误差推定式中的分母项可能变成零或负值，在该情况下将无法推定轴位置，也无法推定转子位置，因此电动机可能会脱离能通过无传感器控制来进行稳定运行的稳定运行极限，从而产生失步。

[0013] 为此，在上述现有技术中，基于在上述d-q轴坐标系中检测到的电流相位来对设定为绕组电阻的理论值的设定值R'与绕组电阻的实际值R之间的误差进行修正。

[0014] 现有技术文献

[0015] 专利文献

[0016] 专利文献1：日本专利特开2006-87152号公报

发明内容

[0017] 发明所要解决的技术问题

[0018] 然而，在上述现有技术中，采用了仅基于电流相位来仅计算作为电动机参数的绕组电阻R的修正量的方法，并没有对绕组电阻R的实际值进行推定，而且由于仅基于电流相位进行计算，因此修正计算较为复杂，可能会在无传感器控制中产生相应延迟，从而对控制的稳定性造成影响。

[0019] 本发明是有鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动机控制装置，能提高永磁体同步电动机的无传感器控制的稳定性。

[0020] 解决技术问题所采用的技术方案

[0021] 为实现上述目的，本发明的电动机控制装置利用无传感器控制来对永磁体同步电动机的转子位置进行检测，其特征在于，包括：电流检测单元，对流过电动机的线圈的电流进行检测；施加电压检测单元，对施加在电动机的线圈上的电压进行检测；转子位置检测单元，基于由电流检测单元所检测到的电流以及由施加电压检测单元所检测到的电压，来检测电流相位和电流峰值、以及感应电压相位和感应电压峰值，并基于所检测到的电流相位和电流峰值、以及感应电压相位和电动机的设备常数即参数，来检测转子位置，并对推定感应电压峰值进行检测；转速检测单元，基于由转子位置检测单元所检测到的转子位置来检测电动机的转速；以及相电压设定单元，基于由电流检测单元所检测到的电流以及由转子位置检测单元所检测到的转子位置来设定目标电压，转子位置检测单元具有电动机参数修正单元，该电动机参数修正单元对参数进行修正，以消除所检测到的感应电压峰值与推定感应电压峰值之间的感应电压差，该转子位置检测单元基于该修正后的参数来检测转子位置。

[0022] 具体而言，参数为线圈的绕组电阻、电动机的永磁体的磁通量。

[0023] 优选为，电动机参数修正单元根据电动机的运行状态来对参数进行修正。

[0024] 此外，作为电动机的运行状态，电动机参数修正单元基于由转子位置检测单元所检测到的电流相位以及由转速检测单元所检测到的转速来对参数进行修正。

[0025] 另外，电动机参数修正单元通过改变电动机的运行状态来决定参数的修正量。

[0026] 优选为，具备异常检测单元，当即使通过电动机参数修正单元对参数进行了修正、感应电压差仍然产生规定范围以上的偏差时，该异常检测单元判定所述电动机处于异常，并检测出该异常。

[0027] 发明效果

[0028] 根据实施方式1所述的电动机控制装置，转子位置检测单元具有电动机参数修正单元，该电动机参数修正单元对参数进行修正，以消除所检测到的感应电压峰值与推定感应电压峰值之间的感应电压差，该转子位置检测单元基于该修正后的参数来检测转子位置。由此，消除了电动机参数的理论值与实际值之间的误差，因而能避免伴随该误差而产生的不能进行无传感器控制的状态，能够提高永磁体同步电动机的无传感器控制的稳定性。

[0029] 根据本发明，具体而言，要修正的参数为线圈的绕组电阻、永磁体的磁通量，这些参数容易受电动机所处的温度变化的影响，它们的误差也有增大的趋势，因此通过消除该误差，能有效地提高无传感器控制的稳定性。

[0030] 根据本发明，电动机参数修正单元根据电动机的运行状态来对参数进行修正，由此能对根据电动机的运行状态而变化的参数的修正量进行变更，因此能进一步提高无传感器控制的精度，能进一步提高其稳定性。

[0031] 根据本发明，具体而言，作为电动机的运行状态，电动机参数修正单元基于由转子位置检测单元所检测到的电流相位以及由转速检测单元所检测到的转速来对参数进行修正。

[0032] 根据本发明，电动机参数修正单元改变电动机的运行状态来决定参数的修正量，由此能主动进行电动机参数的修正，因此能进一步提高无传感器控制的精度，能进一步提高其稳定性。

[0033] 根据本发明，包括异常检测单元，当即使通过电动机参数修正单元对参数进行了修正、感应电压差仍然产生规定范围以上的偏差时，该异常检测单元判定电动机处于异常，并检测出该异常，因此，能够迅速地将即使利用电动机参数修正单元仍无法消除感应电压差的情况作为电动机的异常检测出，从而停止电动机的输出，因而能提高电动机的无传感器控制的可靠性。

附图说明

[0034] 图1是本发明的实施方式1所涉及的电动机控制装置的结构图。

[0035] 图2是对于由图1的控制器所进行的电动机的转子位置的无传感器控制进行表示的控制框图。

[0036] 图3是对图2的转子位置检测部的细节进行表示的控制框图。

[0037] 图4是对图2的电动机的U相线圈Uc、V相线圈Vc和W相线圈Wc进行正弦波通电(180°通电)时的相电流波形图。

[0038] 图5是对图2的电动机的U相线圈Uc、V相线圈Vc和W相线圈Wc进行正弦波通电(180°通电)时的感应电压波形图。

[0039] 图6是图2的电动机的转子旋转时的电动机矢量图。

[0040] 图7是对本发明的实施方式2所涉及的转子位置检测部的细节进行表示的控制框图。

[0041] 图8是对图7的情况下、根据电动机参数所推定出的推定感应电压峰值Ep'进行表示的电动机矢量图。

[0042] 图9是对与图8的情况相比、磁通量Ψ减少时的实际值即感应电压峰值Ep进行表示的电动机矢量图。

[0043] 图10是图7的电动机参数修正部对电动机参数进行修正时所使用的数据表格的生成方法的说明图。

[0044] 图11是表示本发明的实施方式3所涉及的电动机参数修正部中所准备的映射的图。

[0045] 图12是表示本发明的实施方式4所涉及的电动机参数修正部中所准备的映射的图。

[0046] 图13是对在本发明的实施方式5所涉及的电动机参数修正部中使d轴电流Id增加时的感应电压峰值Ep的减少进行说明的说明图。

具体实施方式

[0047] 图1是本发明的实施方式1所涉及的电动机控制装置的结构图。电动机控制装置由电动机1、逆变器2、直流电源4、以及内置了微机的控制器6构成。

[0048] 图2是对于由控制器6所进行的电动机1的无传感器控制进行表示的控制框图。控制器6包括PWM信号生成部8、转子位置检测部(转子位置检测单元)10、转速检测部(转速检测单元)12、目标电流相位设定部(电流相位设定单元)14、加法器16、电压峰值检测部
18、电压相位检测部20、以及相电压设定部(相电压设定单元)22。

[0049] 电动机1是三相无刷DC电动机，具有包含三相线圈(U相线圈Uc、V相线圈Vc以及W相线圈Wc)的未图示的定子、以及包含永磁体的未图示的转子，U相线圈Uc、V相线圈Vc以及W相线圈Wc如图1所示，以中性点N为中心联接成星形或者联接成三角形。

[0050] 逆变器2是三相双极型驱动方式逆变器，且具备与电动机1的三相线圈相对应的三相开关元件，具体而言，具有由IGBT等形成的6个开关元件(上相开关元件Us、Vs和Ws以及下相开关元件Xs、Ys和Zs)、以及分流电阻器R1、R2和R3。

[0051] 上相开关元件Us、下相开关元件Xs、分流电阻器R1；上相开关元件Vs、下相开关元件Ys、分流电阻器R2；上相开关元件Ws、下相开关元件Zs、分流电阻器R3分别串联连接，各个串联连接线的两端与产生高压电压Vh的直流电源4的输出端子并联连接。

[0052] 此外，上相开关元件Us的发射极侧与电动机1的U相线圈Uc相连，上相开关元件Vs的发射极侧与电动机1的V相线圈Vc相连，上相开关元件Ws的发射极侧与电动机1的V相线圈Wc相连。

[0053] 另外，上相开关元件Us、Vs和Ws的栅极、下相开关元件Xs、Ys和Zs的栅极以及直流电源4的二次侧输出端子分别与PWM信号生成部8相连。而且，分流电阻器R1的下相开关元件Xs侧、分流电阻器R2的下相开关元件Ys侧、以及分流电阻器R3的下相开关元件Zs侧分别与转子位置检测部10相连。

[0054] 逆变器2利用由分流电阻器R1、R2和R3分别检测出的电压，来检测电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc和W相线圈Wc中流过的电流(U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw)(电流检测单元)，并将它们发送给转子位置检测部10。

[0055] PWM信号生成部8对直流电源4的高压电压Vh进行检测，基于高压电压Vh和由相电压设定部22所设定的相电压，来生成PWM信号，并发送给逆变器2，该PWM信号用于在逆变器2的上相开关元件Us、Vs和Ws的栅极以及下相开关元件Xs、Ys以及Zs的栅极中、使各个开关元件导通或截止。

[0056] 逆变器2的上相开关元件Us、Vs和Ws以及下相开关元件Xs、Ys和Zs根据来自PWM信号生成部8的PWM信号来以规定模式导通和截止，对电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc和W相线圈Wc进行基于该导通截止模式的正弦波通电(180度通电)。

[0057] 此外，PWM信号生成部8与转子位置检测部10相连，并利用由PWM信号生成部8所检测到的直流电源4的高压电压Vh，来检测施加在电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc以及W相线圈Wc上的电压(U相施加电压Vu、V相施加电压Vv、W相施加电压Vw)(施加电压检测单元)，并发送给转子位置检测部10。

[0058] 图3是对转子位置检测部10的细节进行表示的控制框图。转子位置检测部10包括相电流相位检测部24、感应电压相位检测部26、转子位置、电流相位推定部28、以及电动机参数修正部(电动机参数修正单元)30。

[0059] 相电流相位检测部24利用由逆变器2送出的U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw，来检测相电流峰值Ip(电流相位)和相电流电角度θi(电流相位)，并将它们发送到转子位置、电流相位推定部28。此外，这里将所检测到的相电流峰值Ip发送给目标电流相位设定部14。

[0060] 详细而言，若参照图4的对电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc和W相线圈Wc进行正弦波通电(180°通电)时的相电流波形图，则呈正弦波形的U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw分别具有120°的相位差。

[0061] 根据该相电流波形图，对于U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw、以及相电流峰值Ip和相电流电角度θi成立下式：

[0062] ·Iu＝Ip×cos(θi)

[0063] ·Iv＝Ip×cos(θi-2/3π)

[0064] ·Iw＝Ip×cos(θi+2/3π)

[0065] 相电流相位检测部24中的相电流峰值Ip和相电流电角度θi的检测是以上式成立为前提来进行的，利用由逆变器2送出的U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw，并利用上式进行计算，从而求得相电流峰值Ip和相电流电角度θi。

[0066] 感应电压相位检测部26利用由逆变器2送出的U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw以及由PWM信号生成部8送出的U相施加电压Vu、V相施加电压Vv和W相施加电压Vw，来检测感应电压峰值Ep和感应电压电角度θe(感应电压相位)作为实际值，并将它们发送到转子位置、电流相位推定部28。此外，将检测到的感应电压峰值Ep发送给电动机参数修正部30。

[0067] 详细而言，若参照图5的对电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc和W相线圈Wc进行正弦波通电(180°通电)时的感应电压波形图，则呈正弦波形的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew分别具有120°的相位差。

[0068] 根据该感应电压波形图，对于U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew、以及感应电压峰值Ep和感应电压电角度θe成立下式：

[0069] ·Eu＝Ep×cos(θe)

[0070] ·Ev＝Ep×cos(θe-2/3π)

[0071] ·Ew＝Ep×cos(θe+2/3π)

[0072] 此外，对于U相施加电压Vu、V相施加电压Vv和W相施加电压Vw、以及U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw、以及U相线圈电阻Ru、V相线圈电阻Rv和W相线圈电阻Rw、以及U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew，则成立下式：

[0073] ·Vu-Iu×Ru＝Eu

[0074] ·Vv-Iv×Rv＝Ev

[0075] ·Vw-Iw×Rw＝Ew

[0076] 感应电压相位检测部26中的感应电压峰值Ep和感应电压电角度θe的检测是以上式成立为前提而进行的，利用由逆变器2送出的U相电流Iu、V相电流Iv和W相电流Iw、以及由PWM信号生成部8送出的U相施加电压Vu、V相施加电压Vv和W相施加电压Vw，并根据上式(后一公式)来求得U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew，然后利用所求得的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew，并根据上式(前一公式)来求得感应电压峰值Ep和感应电压电角度θe。

[0077] 转子位置、电流相位推定部28利用这里所检测到的相电流电角度θi和根据预先准备的后述的数据表格所选定的电流相位β，并根据下式

[0078] ·θm＝θi-β-90°

[0079] 来检测转子位置θm，从而在转子位置检测部10中进行不使用物理传感器的无传感器控制。另外，如上所述，通过无传感器控制所检测到的转子位置θm存在轴位置的角度误差Δθ。

[0080] 此处使用的数据表格将“相电流峰值Ip”和“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为参数来规定电流相位β，能够将“相电流峰值Ip”和“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为参数来选定所期望的电流相位β。另外，“相电流峰值Ip”相当于由转子位置检测部10所检测到的相电流峰值Ip，而且，“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”相当于将由转子位置检测部10所检测到的感应电压电角度θe与相电流电角度θi相减后的值。

[0081] 图6是电动机1的转子旋转时的电动机矢量图，在d-q轴坐标中以矢量来表示电压V、电流I以及感应电压E的关系。图中的Vd为电压V的d轴分量，Vq为电压V的q轴分量，Id为电流I的d轴分量(d轴电流)，Iq为电流I的q轴分量(q轴电流)，Ed为感应电压E的d轴分量，Eq为感应电压E的q轴分量，α为以q轴为基准的电压相位，β为以q轴为基准的电流相位，γ为以q轴为基准的感应电压相位。此外，图中的Ψa为转子的永磁体的磁通，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，R为定子的绕组电阻，Ψ为转子的总交链磁通。

[0082] 根据该电动机矢量图，如果将转子的转速设为ω，则成立下式：

[0083] [数学式2]

[0084]

[0085] 此外，如果从等式右边将与ω相关的值移到左边，则成立下式：

[0086] [数学式3]

[0087]

[0088] 在转子位置、电流相位推定部28中检测转子位置θm时使用的数据表格的生成是以在上述电动机矢量图下上式成立为前提来进行的，在规定范围内呈阶梯形地分别增加上述电动机矢量图中所示的电流相位β和电流I，并保存“感应电压相位γ-电流相位β”为规定值时的电流相位β，将相当于“电流I”的“相电流峰值Ip”和相当于“感应电压相位γ-电流相位β”的“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为参数来生成电流相位β的数据表格。然后，将转子位置、电流相位推定部28利用该生成的数据表格所检测到的转子位置θm发送给转速检测部12。此外，这里将所利用的相电流峰值Ip发送给电动机参数修正部30。

[0089] 电动机参数修正部30利用电动机固有的设备常数、即电动机参数(Ψ、Ld、Lq、R、ω)，并根据图6所示的电动机矢量图和以上述数学式2、数学式3成立为前提所生成的数据表格，来对推定感应电压峰值Ep'进行检测。并且，对利用由感应电压相位检测部26送出的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew所求得的、可谓是实际值的感应电压峰值Ep与上述推定感应电压峰值Ep'的感应电压峰值差ΔEp进行检测。并且，利用由转子位置、电流相位推定部28送出的相电流峰值Ip，并通过下式来计算绕组电阻R的修正量ΔR。

[0090] ·Ep＝R·Ip

[0091] ·Ep'＝R'·Ip

[0092] 若取两式的差，则成立下式

[0093] ·Ep-Ep'＝(R-R')·Ip

[0094] 若将Ep-Ep'＝ΔEp、R-R'＝ΔR代入该式，则成立下式

[0095] ·ΔR＝ΔEp/Ip

[0096] 若使利用该式所检测到的修正量ΔR通过规定的低通滤波器LPF来去除其噪音，并将其与理论值、即绕组电阻R求和，从而计算修正绕组电阻R'，则成立下式[0097] ·R'＝R+LPF(ΔR)

[0098] 将所求得的修正绕组电阻R'发送给转子位置、电流相位推定部28，在转子位置、电流相位推定部28的基于数学式2、数学式3的数据表格中，将该修正绕组电阻R'作为理论绕组电阻R的替代来使用，用于转子位置θm的检测。

[0099] 转速检测部12利用由转子位置检测部10所检测到的转子位置θm，并将转子位置θm与运算周期为一个周期以前的转子位置θm-1相减，从而求得转子位置变化量Δθm，并将该转子位置变化量Δθm与规定的滤波因子相乘，来检测电动机1的转速ω，并发送给加法器16。然后，通过加法器16将由转速检测部12所求得的转速ω反馈至对控制器6所指示的电动机1的目标转速ωt，通过P控制、PI控制等处理来计算转速差Δω，并发送给电压峰值检测部18。

[0100] 电压峰值检测部18利用所求得的转速差Δω，并通过P控制、PI控制等处理，来对施加在电动机1上的电压的施加电压峰值Vp进行检测，并发送给相电压设定部22。

[0101] 目标电流相位设定部14通过例如称为最大转矩/电流控制的电流矢量控制，来设定目标电流相位，使得电动机1所产生的转矩相对于相电流达到最大。具体而言，利用由转子位置检测部10所检测到的相电流峰值Ip和预先准备的数据表格来设定目标d轴电流Idt，并发送给电压相位检测部20。

[0102] 电压相位检测部20利用由目标电流相位设定部14所设定的目标d轴电流Idt来对施加在电动机1上的电压的施加电压相位θv(目标电压相位)进行检测，并发送给相电压设定部22。

[0103] 相电压设定部22利用由电压峰值检测部18所检测到的施加电压峰值Vp以及由电压相位检测部20所检测到的施加电压相位θv，来对电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc以及W相线圈Wc设定接下来要施加的施加设定电压(U相施加设定电压Vut、V相施加设定电压Vvt、和W相施加设定电压Vwt)，并发送给PWM信号生成部8。

[0104] PWM信号生成部8基于PWM信号的导通截止模式来对相电压设定部22经由逆变器2对电动机1的U相线圈Uc、V相线圈Vc以及W相线圈Wc设定的施加设定电压进行正弦波通电(180度通电)，由此使得电动机1以所期望的转速来运行。

[0105] 如上所述，在本实施方式中，包括电动机参数修正部，该电动机参数修正部基于感应电压相位来对电动机参数进行修正，以消除其理论值与实际值之间的误差，转子位置检测部基于经电动机参数修正部修正后的电动机参数来检测转子位置。由此，消除了电动机参数的理论值与实际值之间的误差，因而能避免伴随该误差而产生的无法进行无传感器控制的状态，能够提高永磁体同步电动机的无传感器控制的稳定性。

[0106] 此外，通过将线圈的绕组电阻R作为要修正的电动机参数，由此，由于线圈通常由铜线形成，绕组电阻R容易受电动机1所处的温度变化的影响，其误差也有增大的趋势，因此，通过消除该误差，能有效地提高无传感器控制的稳定性。

[0107] 接着，说明本发明的实施方式2。

[0108] 图7是对本实施方式所涉及的转子位置检测部10的细节进行表示的控制框图。另外，电动机控制装置的基本结构、无传感器控制等电动机1的基本控制方法等与实施方式1的情况相同，因此省略说明。

[0109] 本实施方式的电动机参数修正部30与实施方式1的情况相同，利用电动机固有的设备常数、即电动机参数(Ψ、Ld、Lq、R、ω)，并根据图6所示的电动机矢量图和以上述数学式2、数学式3成立为前提所生成的数据表格，来对推定感应电压峰值Ep'进行检测。并且，利用由感应电压相位检测部26送出的实际值、即感应电压峰值Ep以及由转子位置、电流相位推定部28送出的相电流峰值Ip，并根据下式来计算永磁体磁通量Ψ的修正量ΔΨ。

[0110] ·Ep＝ω·Ψ

[0111] ·Ep'＝ω·Ψ

[0112] 该式中，Ψ为理论值，Ψ'修正后的实际值，若取两式的差，则成立下式[0113] ·Ep-Ep'＝ω·(Ψ-Ψ')

[0114] 若将Ep-Ep'＝ΔEp、Ψ-Ψ'＝ΔΨ代入该式，则成立下式，

[0115] ·ΔΨ＝ΔEp/ω

[0116] 然后，使利用该式所求得的修正量ΔΨ通过规定的低通滤波器LPF来去除其噪音，并将其与理论值、即磁通量Ψ求和，从而计算修正磁通量Ψ'。

[0117] ·Ψ'＝Ψ+LPF(ΔΨ)

[0118] 将利用该式所求得的修正磁通量Ψ'发送给转子位置、电流相位推定部28，在转子位置、电流相位推定部28的基于数学式2、数学式3的数据表格中，将该修正磁通量Ψ'作为理论磁通量Ψ的替代来使用，用于转子位置θm的检测。

[0119] 图8示出了表示根据电动机固有的设备常数即电动机参数(Ψ、Ld、Lq、R、ω)所推定出的推定感应电压峰值Ep'的电动机矢量图。

[0120] 图9示出了表示与图8的情况相比、磁通量Ψ减少时的实际值即感应电压峰值Ep的电动机矢量图。另外，图9中用虚线示出了图8的情况下的矢量。

[0121] 若对图8、图9进行比较，则由于磁通量Ψ减少，使得相当于感应电压相位γ的感应电压电角度θe和相当于电流相位β的相电流电角度θi均变大。转子位置、电流相位推定部28中预先准备的数据表格将“相电流峰值Ip”和“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为参数来对电流相位β进行规定，将“相电流峰值Ip”和“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为参数来选定所期望的电流相位β，因此，电流相位β显然也会随着“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”进行变化。

[0122] 为此，在本实施方式的电动机参数修正部30中，利用由上式计算出的ΔEp，不仅对磁通量Ψ进行修正，也对电流相位β即相电流电角度θi(电流相位θi)进行修正。

[0123] 详细而言，根据上式可成立下式

[0124] ·Ep/(ω·Ψ)＝Ep'/(ω·Ψ')

[0125] 若对该式进行变形，则成立下式

[0126] ·Ψ＝(Ep/Ep')·Ψ'

[0127] 若利用该式来求理论值Ψ与修正后的实际值Ψ'的差，则成立下式[0128] ·Ψ-Ψ'＝(Ep/Ep')·Ψ'-Ψ'

[0129] ＝((Ep-Ep')/Ep')·Ψ'

[0130] 若进一步对该式进行变形，则成立下式

[0131] ·(Ψ-Ψ')/Ψ'＝(Ep-Ep')/Ep'

[0132] 根据上式，判断磁通量Ψ具有与感应电压峰值Ep相等的变化率Rc。

[0133] 若进一步将磁通量变化率作为ΔΨ，将感应电压峰值变化率作为ΔE代入该式，则成立下式

[0134] ·(Ψ-Ψ')/Ψ'＝ΔΨ＝(Ep-Ep')/Ep'＝ΔE＝Rc

[0135] 并且，电动机参数修正部30利用数据表格来检测相电流电角度θi相对于磁通量变化率ΔΨ的电流相位变化率Rci。

[0136] 此处使用的数据表格将“相电流峰值Ip”和“相电流电角度θi”作为参数来规定电流相位θi的变化率Rci即电流相位变化率Δθi，能够将“相电流峰值Ip”和“相电流电角度θi”作为参数来选定所期望的电流相位变化率Δθi。

[0137] 具体而言，变化率Rci由以下关系式计算得出

[0138] ·Rci＝f(Ip，θi)

[0139] 将以该结果作为数据的数据表格预先准备在电动机参数修正部30中。

[0140] 磁通量Ψ以变化率Rc进行变化时的电流相位变化率Δθi由下式计算得到。

[0141] ·Δθi＝Rc·ΔE

[0142] 并且，修正后的电流相位θi'由下式计算得到。

[0143] ·θi'＝θi+Δθi

[0144] 在电动机参数修正部30中检测变化率Rci即电流相位变化率Δθi时使用的数据表格的生成是以在图6的电动机矢量图下、数学式2、数学式3成立为前提来进行的，该生成以如下方式进行：即，在规定范围内呈阶梯形地分别增加上述电动机矢量图中所示的电流相位β和电流I，并且保存“感应电压相位γ-电流相位β”为规定值时的电流相位β，将相当于“电流I”的“相电流峰值Ip”和相当于“感应电压相位γ-电流相位β”的“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为参数来生成电流相位β的数据表格。

[0145] 详细而言，如图10所示，使电流相位β从-180°到180°为止以0.001°递增，并且使电流I从0A到64为止以1A递增(参照步骤ST1、ST2和ST5～ST8)，并且利用电动机1固有的电动机参数，根据上述电动机矢量图求出感应电压E、磁通Ψ、以及电压相位α、电流相位β和感应电压相位γ，然后保存“磁通Ψ”的变化率ΔΨ为1％、2％、3％……时的电流相位β(参照步骤ST3和ST4)。由此，生成了感应电压相位β的数据表格，该数据表格将相当于“电流I”的“相电流峰值Ip”作为一个参数，且将相当于“感应电压相位γ-电流相位β”的“感应电压电角度θe-相电流电角度θi”作为另一参数。

[0146] 如上所述，本实施方式与实施方式1的情况同样，消除了电动机参数的理论值与实际值之间的误差，因而能避免伴随该误差而产生的不能进行无传感器控制的状态，能提高电动机1的无传感器控制的稳定性。此外，通过将永磁体的磁通量Ψ作为要修正的电动机参数，由此，由于永磁体通常由铁氧体或者钕形成，磁通量Ψ容易受电动机1所处的温度变化的影响，其误差也有增大的趋势，因此，通过消除该误差，能有效地提高无传感器控制的稳定性。

[0147] 接着，说明本发明的实施方式3。

[0148] 本实施方式采用了根据电动机的运行状态来对磁通量Ψ和绕组电阻R赋予权重从而进行修正的方法。

[0149] 详细而言，当电动机以低速度、高转矩运行时，成立ωΨ＜RI的关系式，因此绕组电阻R的误差的影响较大，故优先对绕组电阻R进行修正，另一方面，当电动机以高速度、低转矩运行时，成立ωΨ＞RI的关系式，因此磁通量Ψ的误差的影响较大，故通过对感应电压E进行修正来优先修正磁通量Ψ。

[0150] 详细而言，预先在电动机参数修正部30中准备映射，该映射将仅对磁通量Ψ进行修正的运行区域A1和仅对感应电压E进行修正的运行区域A2区分设置在图11的电流I对电动机1的转速ω的坐标上，判定电动机1的运行状态处于区域A1、A2中的哪一个来选定修正对象。当电动机1的运行状态位于区域A1时，仅对磁通量Ψ进行修正，而当位于区域A2时，则仅对感应电压E、即磁通量Ψ进行修正。

[0151] 此外，当电动机1的运行状态位于各区域A1、A2的边界线L上时，利用插值处理等近似计算来计算磁通量Ψ的修正量与绕组电阻R的修正量的比例，并利用赋予了权重的参数修正来对电动机1进行最合适的控制。

[0152] 作为具体的赋予权重的方法，计算修正量不会产生影响的程度来作为电压的变动范围，并将其用作赋予权重的参数，由此来计算修正量。

[0153] 详细而言，若将根据绕组电阻R的变化而产生变动的电压设为Vr，将根据感应电压E的变化而产生变动的电压设为Ve，将总电压变化量设为ΔEp，将绕组电阻修正电压比例设为Vr-rate，将感应电压修正电压比例设为Ve-rate，则成立下式

[0154] ·Vr-rate＝Vr/(Vr+Ve)

[0155] ·Ve-rate＝Ve/(Vr+Ve)

[0156] 若利用这些公式来计算绕组电阻修正电压ΔEr、感应电压修正电压ΔEe的变化量，则成立下式

[0157] ·ΔEr＝ΔEp·Vr-rate

[0158] ·ΔEe＝ΔEp·Ve-rate

[0159] 若进一步根据这些公式，并将绕组电阻修正量设为ΔR，将感应电压修正量设为ΔE，则成立下式

[0160] ·ΔR＝ΔEr/Ip

[0161] ·ΔE＝ΔEr/Ep

[0162] 从而计算出各电动机参数的修正量。

[0163] 如上所述，在本实施方式中，电动机参数修正单元根据电动机的运行状态来对参数进行修正。具体而言，作为电动机的运行状态，基于由转子位置检测单元所检测到的电流相位以及由转速检测单元所检测到的转速来对参数进行修正。由此，能够对根据电动机的运行状态而变化的参数的修正量进行变更，因此能进一步提高无传感器控制的精度，能进一步提高其稳定性。

[0164] 接着，说明本发明的实施方式4。

[0165] 本实施方式中，预先在电动机参数修正部30中准备映射，该映射将电动机1的电压误差不同的A1～A3的各个运行区域区分设置在图12的转矩T对电动机1的转速ω的坐标上，判定电动机1的运行状态处于区域A1～A3中的哪一个来选定修正对象。

[0166] 当电动机1的运行状态处于区域A1时，转速ω大致为零，因此感应电压E、即磁通量Ψ几乎不会产生误差，而仅考虑绕组电阻R的误差，并对绕组电阻R的修正量进行计算。另一方面，当电动机1的运行状态处于区域A2时，电动机1的转矩T大致为零，流过电动机
1的线圈的相电流也大致为零，因此绕组电阻R几乎不会产生误差，而仅考虑感应电压E的误差，并对感应电压E、即磁通量Ψ的修正量进行计算。

[0167] 此外，当电动机1的运行状态处于各区域A1、A2之间的区域时，利用插值处理等近似计算来计算磁通量Ψ的修正量与绕组电阻R的修正量的比例，并利用赋予了权重的参数修正来对电动机1进行最合适的控制。

[0168] 另一方面，当电动机1的运行状态处于区域A3时，感应电压E大致为零，因此对施加在逆变器2上的电压误差的修正量进行计算，并进行修正。

[0169] 如上所述，本实施方式与实施方式3的情况同样，根据电动机的运行状态来对上述参数进行修正，由此能对根据电动机的运行状态而变化的参数的修正量进行变更，因此能进一步提高无传感器控制的精度，能进一步提高其稳定性。

[0170] 接着，说明本发明的实施方式5。

[0171] 本实施方式中，在电动机1的运行过程中例如对d轴电流Id进行增减，并利用由此产生的感应电压峰值Ep的变化量来对电动机参数(R、Ψ)进行修正。

[0172] 例如如图13所示，若使负的d轴电流Id增加1A，则感应电压峰值Ep会如图中所示那样减少。当电动机参数具有误差从而产生偏差时，感应电压峰值Ep的减少程度会不同，因此利用该特性来计算电动机参数的修正量。

[0173] 如上所述，在本实施方式中，电动机参数修正部30改变电动机的运行状态来决定上述参数的修正量，由此能主动进行电动机参数的修正，因此能进一步提高无传感器控制的精度，能进一步提高其稳定性。

[0174] 以上完成了本发明的实施方式的说明，但本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的中心思想的范围进行各种变更。

[0175] 具体而言，也可以具备异常检测单元，该异常检测单元在通过电动机参数修正部30对参数进行了修正后、感应电压差仍然产生了规定范围以上的偏差时，判定电动机1处于异常状态，并检测出此异常。由此，能够迅速地将即使利用电动机参数修正部30仍无法消除感应电压差的情况作为电动机1的异常检测出，从而停止电动机1的输出，因而能提高电动机1的无传感器控制的可靠性。

[0176] 此外，在上述实施方式中，作为电动机1例示了三相无刷DC电动机，并且作为逆变器2例示了三相双极型驱动方式逆变器，但并不限于此，只要是具备三相以外的同步电动机用的逆变器的电动机控制装置，都能在应用本发明之后获得与上述相同的作用和效果。

[0177] 此外，将上述实施方式的电动机控制装置应用到车辆用空调装置的压缩机驱动用电动机控制中，或者应用到电动车驱动用电动机控制中，由此改善上述那样的无传感器控制的问题，提高压缩机、电动车的控制性，较为理想。

[0178] 标号说明

[0179] 1 永磁体同步电动机

[0180] 10 转子位置检测部(转子位置检测单元)

[0181] 12 转速检测部(转速检测单元)

[0182] 22 相电压设定部(相电压设定单元)

[0183] 30 电动机参数修正部(电动机参数修正单元)