JP2013013276A - 電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置 - Google Patents

電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013013276A
JP2013013276A JP2011145345A JP2011145345A JP2013013276A JP 2013013276 A JP2013013276 A JP 2013013276A JP 2011145345 A JP2011145345 A JP 2011145345A JP 2011145345 A JP2011145345 A JP 2011145345A JP 2013013276 A JP2013013276 A JP 2013013276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
phase correction
electric motor
correction amount
position sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011145345A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5307855B2 (ja
Inventor
Yuya Kuno
雄也 久野
Hideyuki Tanaka
英之 田中
Masahiro Iesawa
雅宏 家澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2011145345A priority Critical patent/JP5307855B2/ja
Priority to US13/465,440 priority patent/US9212602B2/en
Priority to DE102012209372A priority patent/DE102012209372A1/de
Publication of JP2013013276A publication Critical patent/JP2013013276A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5307855B2 publication Critical patent/JP5307855B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/15Controlling commutation time
    • H02P6/157Controlling commutation time wherein the commutation is function of electro-magnetic force [EMF]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/1055Disposition or mounting of transducers relative to record carriers
    • G11B11/10556Disposition or mounting of transducers relative to record carriers with provision for moving or switching or masking the transducers in or out of their operative position
    • G11B11/1056Switching or mechanically reversing the magnetic field generator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

【課題】電動機の損傷が発生することなく、適切に位置センサの位相を補正でき、位置センサの取り付け誤差低減にコストをかける必要のない電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置を得る。
【解決手段】電動機5の磁極位置を検出する位置センサ信号の位相を補正する位相補正量を生成して出力する位相補正手段83を備え、位相補正手段83は、電動機5の回転速度が所定の範囲内にある場合に、通電停止信号を生成して出力し、位置センサの信号または第1の位相と電動機5の誘起電圧との比較に基づいて位相補正量を生成して記憶し、出力する。
【選択図】図2

Description

この発明は、位置センサを用いて電動機の制御を行う電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置に関するものである。
電動機回転子の磁極位置を検出する位置センサを用いて電動機を制御する電動機制御装置においては、位置センサを取り付ける際に生じる物理的な位置ずれ(取り付け誤差)により、位置センサに基づく位相と実際の磁極位置との間にずれが生じると、制御特性の劣化を招き、例えば所望のトルク、効率が得られないといった問題が生じる可能性がある。また、電動機及び電動機制御装置を用いて内燃機関の過給を行う電動過給装置においては、電動機制御装置の制御特性の劣化が、電動過給装置の制御特性の劣化につながり、例えば所望の過給圧、効率が得られないなどの問題が生じる可能性がある。位置センサの取り付け誤差を低減すれば、制御特性の劣化を低減することができるが、取り付け誤差の低減を追及すると電動機制御装置及び電動過給装置の高コスト化を招くことになる。
位置センサの位相を補正するために、通電を停止したときに誘起電圧が検出できることを利用した特開2009−248749号公報(特許文献1)に開示された技術がある。特許文献1に開示された技術によれば、誘起電圧は電動機の回転速度に比例するため、低回転領域においては誘起電圧の振幅が小さくなり、検出の精度が低下するが、電動機の所定の回転速度以上のときのみに誘起電圧検出を行うため、誘起電圧の検出精度低下の影響を抑えることができる。なお、電動過給装置における電動機は必要な時だけ通電して駆動させるため、誘起電圧検出のために特別に通電を停止する期間を設ける必要はなく、電動過給装置の通常動作の範囲内で位置センサの位相を補正することができる。
特開2009−248749号公報
しかし、前記特許文献1に開示された技術は、誘起電圧検出が可能な電動機の回転速度の下限値は設けられているが、上限値は設けられていない。このため、高速回転時に瞬時に電動機への通電を停止することによって、大きなトルク変動、振動などが発生し、電動機の損傷が発生することがあるという問題がある。
また、誘起電圧検出を行っている場合に電動機のトルク変動、振動、回転速度変動が生じた場合には、誘起電圧波形が乱れて正確な誘起電圧検出が行えないという問題がある。
更に、位置センサに基づく位相と実際の磁極位置との間に生じるずれは、主として位置センサを取り付ける際に生じる物理的な位置ずれによって生じるため、位置センサの取り付け精度内に収まるはずである。従って、誘起電圧検出によって位相のずれがこの範囲を逸脱する場合は、誘起電圧検出自体が正常に行われていないと判断した方がよい。しかし、前記特許文献1に開示された技術では、位相補正量の範囲が定められていないため、誘起電圧検出が正常に行えていないときに得られた不適切な位相補正量がそのまま設定されてしまうという問題がある。
また、位置センサに基づく位相と実際の磁極位置との間に生じるずれは、位置センサを
取り付ける際に生じる物理的な位置ずれの他に、位置センサ信号の時間的遅延も含まれている。仮に位置センサ信号の時間的遅延が一定値であった場合、位相のずれは電動機の回転速度に比例する。従って、位置センサ信号の時間的遅延が無視できない場合、一定の位相補正量を設定するだけでは所望の制御特性が得られない場合がある。
この発明の目的は、上記の課題に鑑みて、電動機の損傷が発生することなく、適切に位置センサの位相を補正でき、位置センサの取り付け誤差低減にコストをかける必要のない電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いて適切な過給を行うことができる電動過給装置を提供することにある。
この発明に係る電動機制御装置は、電動機を制御する電動機制御装置であって、前記電動機の磁極位置を検出する位置センサと、前記位置センサの信号に基づいて第1の位相を生成して出力するセンサ位相生成手段と、前記位置センサの信号に基づいて前記電動機の回転速度を演算して出力する回転速度演算手段と、前記位置センサの信号の位相を補正する位相補正量を生成して出力する位相補正手段と、前記第1の位相と前記位相補正量とに基づいて位相指令を生成して出力する位相指令生成手段と、前記電動機に出力する通電信号の大きさを表す振幅指令を生成して出力する振幅指令生成手段と、前記電動機への通電を停止する通電停止信号と、前記位相指令と前記振幅指令とに基づいて通電信号を生成して前記電動機に出力する通電手段と、を備え、前記位相補正手段は、前記電動機の前記回転速度が所定の範囲内にある場合に、前記通電停止信号を生成して出力し、前記位置センサの信号または前記第1の位相と前記電動機の誘起電圧との比較に基づいて前記位相補正量を生成して記憶し、出力するものである。
この発明に係る電動機制御装置によれば、電動機の損傷が発生することなく、適切に位置センサの位相を補正でき、位置センサの取り付け誤差低減にコストをかける必要のない電動機制御装置を得ることができる。
この発明の実施の形態1に係る電動機制御装置を用いた電動過給装置の概略構成を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る電動機制御装置の概略構成を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る位置センサの信号と位相との関係を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る位相補正量の検出手順を示すフローチャートである。
以下、この発明に係る電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以降の説明では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示している。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動機制御装置を用いた電動過給装置の概略構成を示す図である。
図1において、エンジン1は、後述する電動過給装置2により多くの吸入空気を過給することで、高出力化及び低燃費化を実現している。なお、適用されるエンジン1は、気筒数の制限はない。またエンジン1の燃焼方式についても制限はなく、シリンダ内に燃料を噴射する直噴エンジン、及びスロットルバルブ3の後方に設けられるインテークマニホー
ルド4内に燃料を噴射するポート噴射エンジンに適用することも可能である。
電動機5は、排気ガスにより駆動されるタービン6と電動過給装置2のコンプレッサ7の軸上にある。本実施の形態では、電動機5は同期電動機とする。図1では明示していないが、電動機5には3相分の磁極位置を検出できるように3つの位置センサが取り付けられている。3相分の位置センサの信号を電動機制御装置8に入力し、電動機制御装置8は位置センサの信号に基づいて3相交流の通電信号を生成し、これを電動機5に出力して電動機5を制御する。電動機制御装置8の詳細な機能については後述する。
エンジン1において、吸入空気はエアクリーナー9でゴミや塵などを取り除いた後、電動過給装置2のコンプレッサ7で圧縮される。その後、圧縮された空気はインタークーラ10に入り、スロットルバルブ3の開度に応じてインテークマニホールド4よりエンジン1内に吸入される。インタークーラ10は、吸入空気が圧縮されることで上昇する温度を
下げて充填効率を向上させる目的で配置される。
スロットルバルブ3の開度はエンジンECU11の指令により定められる。エンジンECU11は、エンジン回転数、車速、アクセルペダルの踏込量などの車両運転情報に基づいてエンジン制御を行う以外に、電動機5の駆動信号と回転速度指令を電動機制御装置8に出力している。駆動信号は、具体的には電動機5の通電、無通電を制御する信号であり、通電する場合には通電許可信号、無通電にする場合には通電停止信号として出力する。電動機5の回転速度指令は、エンジン1の制御状態に応じて生成する。なお、エンジンECU11は、図1では示されていないがCPU、ROM、RAMなどの算術論理演算可能な回路で構成される。
エンジン1での燃焼後の排気ガスは、エキゾーストマニホールド12を通じてタービン6を駆動する。その後、排気ガスを浄化する排気浄化装置13を通じて大気中に排出される。
タービン6の回転速度が低い時は、電動機5を駆動させることでコンプレッサ7を回転させ過給圧を上昇させる。一方、タービン6が高回転の時にはタービン6の回転のみでコンプレッサ7を回転させる。なお、排気ガスによりタービン6が十分な回転速度を得ている場合は排気エネルギーを利用した発電による電力回生を行ってもよい。
なお、電動機5のみでコンプレッサ7を回転させる電動過給装置の場合にはタービン6が不要となる。
次に、実施の形態1に係る電動機制御装置8について図2を参照しながら説明する。図2は、実施の形態1に係る電動機制御装置8の概略構成を示す図である。
図2において、電動機制御装置8は電動機5を制御する。電動機5は固定子51と回転子52を有している。上述したように、電動機5には3つの位置センサが取り付けられている。また、電動機制御装置8は、減算器81、振幅指令生成手段82、位相補正手段83、回転速度演算手段84、センサ位相生成手段85、位相指令生成手段86、及び通電手段87を備えている。
減算器81は、電動機5の回転速度指令から電動機5の回転速度を減算したものを電動機5の回転速度偏差として出力する。
振幅指令生成手段82は、電動機5の回転速度偏差に基づいて振幅指令を生成して出力する。電動機5の回転速度偏差に基づいて振幅指令を生成する方法としては、電動機5の回転速度偏差に比例する振幅指令を生成するP制御、電動機5の回転速度偏差に比例する
項と電動機5の回転速度偏差の積分値に比例する項の和を振幅指令とするPI制御などが挙げられる。
位相補正手段83は、電動機5の回転速度に基づいて通電停止信号を生成して出力し、後述する第1の位相と誘起電圧との比較に基づいて、3相分の位置センサの位相を補正するための位相補正量を生成して記憶し、次回の通電時に出力する。位相補正手段83の詳細な機能については後述する。
回転速度演算手段84は、3相分の位置センサのうちいずれかの位置センサの信号を選択して電動機5の回転速度を演算して出力する。例えば、ある1相分の位置センサの信号のパルス間隔を時間計測して電動機5の回転速度を演算する。なお、位置センサの故障を検出する手段を別に設けておき、故障していない位置センサの信号を選択して電動機5の回転速度を演算するようにしてもよい。
センサ位相生成手段85は、3相分の位置センサの信号に基づいて第1の位相を生成して出力する。図3は、電動機5が一回転したときの3相分の位置センサの信号とそれに対する位相の値を示す模式図である。位置センサの信号の立ち上がりまたは立ち下がりを検出することで位相の値が求められる。つまり、U相の位置センサの信号において、立ち上がりは0度、立ち下がりは180度であり、V相の位置センサの信号において、立ち上がりは120度、立ち下がりは300度であり、W相の位置センサの信号において、立ち上がりは240度、立ち下がりは60度である、と求めることができる。このように、位置センサの信号から60度毎の位相の値を求めることができる。さらに回転速度演算手段84から出力される電動機5の回転速度を用いれば、さらに細かい位相がわかるので、これを第1の位相として出力する。具体的には、位置センサの信号のパターンから得られる60度毎の位相に、電動機5の回転速度を時間積分した値(積分初期値を0とする)を加算した値を第1の位相として出力する。
位相指令生成手段86は、センサ位相生成手段85からの第1の位相と位相補正手段83からの位相補正量とに基づいて位相指令を生成して出力する。例えば、第1の位相と位相補正量を加算したものを位相指令として出力する。
なお、初回駆動時には位相補正量が定まっていないため、第1の位相と位相補正量に基づいて位相指令を生成することができない。この状態から電動機5を駆動して位相補正量を検出するために、位相指令生成手段86は、第1の位相によらず位相指令を生成して出力することができるようになっている。
通電手段87は、振幅指令生成手段82からの振幅指令と位相指令生成手段86からの位相指令に基づいて交流の通電信号を生成して出力する。具体的にはPWMインバータ、PAMインバータなどが挙げられる。また、インバータの大まかな区分として、電圧型、電流型の2種類が存在するが、ここでは電圧型のPWMインバータを用いる。
次に、位相補正手段83の詳細な機能について説明する。まず誘起電圧について説明する。誘起電圧は、界磁の役割を担う回転子52が回転することによって、固定子51に鎖交する磁束が変化することにより、固定子51に3相交流電圧として発生する。
通電手段87から電圧信号(通電信号)を出力している間は通電手段87の出力端では誘起電圧を観測できず、通電を停止してかつ回転子52が回転しているときのみ観測することができる。従って、誘起電圧を検出する際には、通電を停止する必要があり、そのために位相補正手段83は電動機5への通電停止を要求する通電停止信号を生成して通電手段87に出力する。
なお、本実施の形態における電動過給装置2を駆動しているときには、電動機5の駆動及び停止の制御は上述のエンジンECU11で行うため、エンジンECU11から通電停止信号が出力される。そのため、位相補正手段83はこの通電停止信号をそのまま通電手段87に出力する。ただし、初回駆動時などに電動機5単体で駆動して位相補正量を検出する場合は、位相補正手段83が通電停止信号を生成して出力する。
次に、位置センサの信号と誘起電圧の比較に基づく位相補正量の生成について説明する。位置センサの信号は磁極位置に応じて出力されるため、位置センサの信号と誘起電圧は対応がとれる。例えば、位置センサの信号の立ち上がりと立ち下がりはそれぞれ誘起電圧の立ち上がりと立ち下がりと理想的には一致する。ただし、位置センサの取り付け誤差や位置センサの信号の時間的遅延がある場合にはずれが生じる。
位置センサの信号の関係から60度毎の位相を第1の位相として求めたように、誘起電圧の関係からも60度毎の位相を第2の位相として求めることができる。第2の位相から第1の位相を減じたものを△φとする。この△φを位相補正量として位相指令生成手段86に出力することにより、位置センサの位相ずれを補正することができる。
あるいは、第1の位相を用いる代わりに位置センサの3つの信号を用い、位置センサの信号と誘起電圧の比較によって△φを求めてもよい。具体的には、位置センサの信号の立ち上がりと誘起電圧の立ち上がり、または位置センサの立ち下がりと誘起電圧の立ち下がりのタイミングの時間差△tを計測し、この時間差△tに電動機5の回転速度ωを乗じたものを△φとする。ただし、△φは位置センサの信号に対して誘起電圧が進んでいる場合を正、遅れている場合を負とする。この△φを位相補正量として位相指令生成手段86に出力することにより、位置センサの位相ずれを補正することができる。以上のように位置センサの信号と誘起電圧の比較に基づいて位相補正量の生成が行える。
次に、本実施の形態に係る位相補正手段83の処理について図4のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップS1では、エンジンECU11からの通電停止信号の有無を確認する。YESであればステップS2に、NOであればENDに進む。
ステップS2では、通電手段87に通電停止信号を出力し、ステップS3に進む。
ステップS3では、電動機5の回転速度が所定の範囲内、つまり位相補正量の検出を行うことができる範囲内にあるかを判定している。YESであればステップS4に、NOであればENDに進む。この電動機5の回転速度の範囲については後述する。
ステップS4では、電動機5の回転速度の変化量が所定の範囲内、つまり位相補正量の検出を行うことができる範囲にあるかを判定している。YESであればステップS5に、NOであればENDに進む。この電動機5の回転速度の変化量の範囲については後述する。
ステップS5では、上述の通り、位置センサの信号と誘起電圧の比較に基づいて位相補正量を検出し、ステップS6に進む。
ステップS6では、ステップS5で検出した位相補正量を設定(記憶)する。なお、図4のフローチャートは1回分の検出について示しているが、複数回検出を実施する場合には、複数得られた位相補正量の平均値を設定する。
なお、位置センサの信号の時間的遅延を考慮する場合、例えば位置センサの信号に一定の時間的遅延が生じる場合、位相補正量は次の式(1)のように表せる。式(1)において、ωは電動機5の回転速度、△tdは位置センサの信号の時間的遅延の量、△φcはωに依存しない定数で、位置センサの取り付け誤差に起因する値である。
△φ=ω×△td+△φc…(1)
式(1)に基づいて位相補正量を検出して設定する場合には、△tdと△φcを同定する必要がある。そのために例えば、2点の異なるωについて△φを検出して、式(1)に基づく2つの式を立てて連立方程式を解く、あるいは2点よりも多くの異なるωについて△φを求めて、最小二乗法により△tdと△φcを求めるといった方法を用いる。
また、位置センサが3つあるため、位置センサの信号の立ち上がりと誘起電圧の立ち上がり、位置センサの信号の立ち下がりと誘起電圧の立ち下がりのそれぞれのずれが全て異なる場合には、6つの位相補正量を求める。具体的には、第1の位相が0度、60度、120度、180度、240度、300度となるそれぞれの場合について位相補正量を求め、次回の駆動時には、第1の位相に応じて(0度、60度、120度、180度、210度、240度、300度と変化する毎に)位相補正量を変化させて出力する。
また、得られた位相補正量が下限値を下回る、あるいは上限値を上回る場合には、それぞれ位相補正量の下限値、上限値を設定する。このとき、位相補正量異常信号を生成して出力することにより、運転者に教示することができる。
以上のようにして、位相補正量を設定することができる。ただし、初回駆動時には、位相補正量の設定が全く行われていないため、位相補正量に基づいて位相指令を生成することができない。
初回駆動時には、位相指令生成手段86が位相補正量によらずに位相指令を生成して出力する。例えば、第1の位相をそのまま位相指令として出力する。
なお、位置センサの仕様によっては、位置センサの起動時に電動機5が停止している場合、位置センサの初期化のために電動機5を1度回転させなければならないことがある。その場合には、第1の位相をそのまま位相指令として出力することはできないため、位相指令生成手段86は第1の位相によらず位相指令を生成して出力する。
初回駆動時に電動機5単体で駆動する場合、エンジンECU11から通電停止信号を受け取ることができないため、位相補正手段83が通電停止信号を生成して出力する。その際、電動機5の回転速度が所定の範囲内にあるかを判定して、範囲内にあるときのみ通電停止信号を出力するようにする。
また、初回駆動時に電動機5単体で駆動する場合、エンジンECU11から電動機5の回転速度指令を受け取ることができないため、振幅指令生成手段82が電動機5の回転速度偏差によらずに振幅指令を生成して出力する、あるいは電動機5の回転速度指令を生成して出力する回転速度指令生成手段を電動機制御装置8内に設ける、といった方法を用いるようにする。
ステップS3の時点、及び位相補正手段83が通電停止信号を出力する際に、電動機5の回転速度の範囲の判定を行うが、これについて説明する。まず、電動機5の回転速度の上限値について説明する。電動機5が高速に回転している状態から、瞬時に通電を停止すると、トルク変動、振動などにより、電動機5を損傷する恐れがあるため、通電を停止し
て誘起電圧の検出を開始する電動機5の回転速度に上限値を設ける。この上限値を把握するためには、例えば、予め電動機5の通電を停止したときの挙動を調べて、通電を停止しても問題のない電動機5の回転速度を求めるといった方法を用いる。
次に、電動機5の回転速度の下限値について説明する。誘起電圧の振幅は電動機5の回転速度に比例するため、電動機5の回転速度が低い場合には、誘起電圧の振幅が小さくなって検出精度が低下する。そのために通電停止信号を出力して誘起電圧の検出を行う際の電動機5の回転速度に下限値を設ける。この下限値は、電圧検出の精度を考慮して設定する。
このように、位相補正量の検出を行う電動機5の回転速度に上限値と下限値を設けることにより、電動機5の損傷なく、精度よく誘起電圧の検出を行うことができる。
ステップS4において電動機5の回転速度の変化量の範囲を判定しているが、これについて説明する。上述したように、位相補正量△φを算出する際に電動機5の回転速度を用いているが、この電動機5の回転速度は位置センサの信号の時間間隔に基づいて求めたものであり、瞬時値ではない。従って、精度よく位相補正量を求めるためには、電動機5の回転速度が一定であることが望ましく、電動機5の回転速度が大きく変動している場合には、誤差が大きくなる恐れがある。そのため、電動機5の回転速度の変化量の範囲を判定し、所定の範囲を逸脱するようであれば、位相補正量の検出を行わないようにしている。
以上のように、実施の形態1に係る電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置によれば、電動機5の損傷などなく、精度よく誘起電圧を検出して位置センサの位相ずれを補正することができ、電動機5及び電動過給装置2の適切な制御を行うことができる。
また、本実施の形態では、振幅指令を電動機5の回転速度偏差に基づいて生成する方法を説明したが、振幅指令はどのように生成してもよい。例えば、電動機5の回転速度や回転速度指令に基づいて振幅指令を生成してもよいし、dq座標系を用いたベクトル制御によって振幅指令を生成してもよい。
また、本実施の形態では、第1の位相と位相補正量を加算したものを位相指令としたが、第1の位相と位相補正量を加算したものにさらに所定の値だけ位相を補償したものを位相指令としてもよい。
例えば、通電手段87は、電圧型のPWMインバータからなり、電動機5に対して電圧信号を供給しているが、電動機5を高回転させる場合には、固定子51のインダクタンス成分の影響が大きくなって、電圧位相に対して電流位相が大きく遅れることになる。このとき、磁極位相に対して電圧位相を進めなければ、所望の電動機効率が得られない場合があり、また、所望の電動機5の回転速度を得るために、弱め磁束制御を行う必要がある場合もある。
このような場合には、磁極位相に対して所定の値だけ位相指令を進めるために、第1の位相と位相補正量を加算したものにさらに所定の値を加算したものを位相指令とする。
また、本実施の形態では電動機5を同期電動機としたが、直流電動機であってもよい。
また、本実施の形態では三相交流によって電動機5を制御する電動機制御装置8の場合について説明したが、交流の相数及び位置センサの数はこれに限定されない。
また、本実施の形態における位相補正量の検出は、通電を停止するたびに毎回行ってもよいし、初回駆動時のみ行うようにしてもよく、検出の回数とタイミングは任意に定めることができる。
以上、この発明を実施の形態1に関して説明したが、この発明はこれらの実施の形態のみに限られるものではなく、この発明の範囲内においては他に種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
1 内燃機関(エンジン) 2 電動過給装置
3 スロットルバルブ 4 インテークマニホールド
5 電動機 6 タービン
7 コンプレッサ 8 電動機制御装置
9 エアクリーナー 10 インタークーラ
11 エンジン制御装置(エンジンECU) 12 エキゾーストマニホールド
13 排気浄化装置 51 固定子
52 回転子 81 減算器
82 振幅指令生成手段 83 位相補正手段
84 回転速度演算手段 85 センサ位相生成手段
86 位相指令生成手段 87 通電手段

Claims (10)

  1. 電動機を制御する電動機制御装置であって、
    前記電動機の磁極位置を検出する位置センサと、前記位置センサの信号に基づいて第1の位相を生成して出力するセンサ位相生成手段と、前記位置センサの信号に基づいて前記電動機の回転速度を演算して出力する回転速度演算手段と、前記位置センサの信号の位相を補正する位相補正量を生成して出力する位相補正手段と、前記第1の位相と前記位相補正量とに基づいて位相指令を生成して出力する位相指令生成手段と、前記電動機に出力する通電信号の大きさを表す振幅指令を生成して出力する振幅指令生成手段と、前記電動機への通電を停止する通電停止信号と、前記位相指令と前記振幅指令とに基づいて通電信号を生成して前記電動機に出力する通電手段と、を備え、
    前記位相補正手段は、前記電動機の前記回転速度が所定の範囲内にある場合に、前記通電停止信号を生成して出力し、前記位置センサの信号または前記第1の位相と前記電動機の誘起電圧との比較に基づいて前記位相補正量を生成して記憶し、出力することを特徴とする電動機制御装置。
  2. 前記位相補正手段は、前記電動機の前記回転速度の変動が所定の範囲内にある場合に、前記位相補正量を生成して記憶することを特徴とする請求項1に記載の電動機制御装置。
  3. 前記位相補正量は、1回もしくは予め定めた回数だけ検出を実施したときに得られる前記位相補正量の平均値を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動機制御装置。
  4. 前記位置センサを複数備え、前記複数の位置センサの信号と前記電動機の複数の前記誘起電圧の比較に基づいて前記位相補正量を複数生成して記憶し、出力することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
  5. 前記位相補正手段は、前記位相補正量に少なくとも上限値、下限値のいずれか1つを設け、生成した前記位相補正量が前記上限値を上回る場合には、前記位相補正量を前記上限値に、前記位相補正量が前記下限値を下回る場合には、前記位相補正量を前記下限値に設定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
  6. 前記位相補正手段は、前記位相補正量が前記上限値を上回る場合、あるいは前記下限値を下回る場合には、位相補正量異常信号を生成して出力することを特徴とする請求項5に記載の電動機制御装置。
  7. 前記位相補正手段は、前記電動機の複数の前記回転速度に応じて前記位相補正量を生成して得られる、前記電動機の前記回転速度と前記位相補正量の関係に基づいて前記位相補正量を生成して記憶し、出力することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
  8. 前記位相指令生成手段は、前記位相補正手段で前記位相補正量の検出を行う前に、前記位相補正量によらず前記位相指令を生成して出力し、前記電動機を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
  9. 内燃機関の吸気通路上に配置された電動過給装置を駆動する電動機と、前記電動機を制御する請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の電動機制御装置と、を備えたことを特徴とする電動過給装置。
  10. 前記電動過給装置は、内燃機関の排気通路上に配置されるタービンを備え、前記タービ
    ンと前記電動機によって駆動されることを特徴とする請求項9に記載の電動過給装置。
JP2011145345A 2011-06-30 2011-06-30 電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置 Expired - Fee Related JP5307855B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011145345A JP5307855B2 (ja) 2011-06-30 2011-06-30 電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置
US13/465,440 US9212602B2 (en) 2011-06-30 2012-05-07 Electric motor control apparatus and electric supercharging apparatus using electric motor control apparatus
DE102012209372A DE102012209372A1 (de) 2011-06-30 2012-06-04 Elektromotorsteuerungsgerät und Elektromotorsteuerungsgerät verwendendes Elektroverdichtergerät

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011145345A JP5307855B2 (ja) 2011-06-30 2011-06-30 電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013013276A true JP2013013276A (ja) 2013-01-17
JP5307855B2 JP5307855B2 (ja) 2013-10-02

Family

ID=47355326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011145345A Expired - Fee Related JP5307855B2 (ja) 2011-06-30 2011-06-30 電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9212602B2 (ja)
JP (1) JP5307855B2 (ja)
DE (1) DE102012209372A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017135950A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 株式会社マキタ 電動作業機
JP2020120513A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 東芝三菱電機産業システム株式会社 同期電動機の制御装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3021696B1 (fr) * 2014-05-28 2020-01-03 Valeo Equipements Electriques Moteur Compresseur de suralimentation de vehicule automobile
US9915192B2 (en) * 2014-08-04 2018-03-13 Jeffrey J. Buschur Power conversion device
JP6295227B2 (ja) * 2015-03-31 2018-03-14 アズビル株式会社 タービン式流量制御装置
US9634591B2 (en) * 2015-08-17 2017-04-25 Infineon Technologies Ag System and method for motor control using position sensors

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05225540A (ja) * 1992-02-13 1993-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録再生装置
JPH06284778A (ja) * 1993-03-29 1994-10-07 Toshiba Corp モータ駆動方法及びその装置
JPH1080188A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Mitsubishi Electric Corp 回転磁石形多相同期電動機の制御方法及びその装置
JPH10260729A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 無人走行車両の運行制御システム
JP2004129471A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Toyota Motor Corp 電動機の運転制御装置
WO2004042912A1 (ja) * 2002-10-22 2004-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. モータ駆動装置
JP2006033903A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ制御装置
JP2009248749A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Denso Corp 電動パワーステアリング装置の制御装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4633158A (en) * 1983-11-05 1986-12-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Control system for an AC motor
DE3667811D1 (de) * 1985-08-28 1990-02-01 Isuzu Motors Ltd Kraftgenerator zur benutzung mit einem verbrennungsmotor.
JP2791505B2 (ja) * 1990-07-20 1998-08-27 三菱電機株式会社 光磁気ディスク装置におけるバイアス磁界印加装置
JPH0776533B2 (ja) * 1991-07-06 1995-08-16 いすゞ自動車株式会社 回転電機付ターボチャージャの駆動装置
US5994881A (en) * 1997-10-07 1999-11-30 Hitachi, Ltd. Control apparatus for a synchronous generator system and a hybrid-type electric vehicle using it
US6972534B1 (en) 2004-09-03 2005-12-06 General Motors Corporation Delay compensation for stable current regulation when using variable-delay random PWM switching
JP4165598B2 (ja) 2006-11-02 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 電動過給機
DE102010024688A1 (de) 2010-06-23 2011-12-29 Festo Ag & Co. Kg Steueranordnung und Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Antriebseinrichtung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05225540A (ja) * 1992-02-13 1993-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録再生装置
JPH06284778A (ja) * 1993-03-29 1994-10-07 Toshiba Corp モータ駆動方法及びその装置
JPH1080188A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Mitsubishi Electric Corp 回転磁石形多相同期電動機の制御方法及びその装置
JPH10260729A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 無人走行車両の運行制御システム
JP2004129471A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Toyota Motor Corp 電動機の運転制御装置
WO2004042912A1 (ja) * 2002-10-22 2004-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. モータ駆動装置
JP2006033903A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ制御装置
JP2009248749A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Denso Corp 電動パワーステアリング装置の制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017135950A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 株式会社マキタ 電動作業機
JP2020120513A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 東芝三菱電機産業システム株式会社 同期電動機の制御装置
JP7107235B2 (ja) 2019-01-24 2022-07-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 同期電動機の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130004334A1 (en) 2013-01-03
US9212602B2 (en) 2015-12-15
JP5307855B2 (ja) 2013-10-02
DE102012209372A1 (de) 2013-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5307855B2 (ja) 電動機制御装置、及びその電動機制御装置を用いた電動過給装置
US9154064B2 (en) Control device for AC motor
KR101957120B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 하이브리드 차량의 제어 장치
JP2019071755A (ja) モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法
US20160356210A1 (en) Turbocharger and marine vessel
JP7343269B2 (ja) モータの制御装置および制御方法
JP2010220472A (ja) 同期モータ駆動装置
JP4501448B2 (ja) モータ駆動装置
JP2007274779A (ja) 電動駆動制御装置及び電動駆動制御方法
JP2015100142A (ja) 同期電動機の回転位相検出装置
JP2010148270A (ja) 永久磁石式回転電機の制御装置
JP5605312B2 (ja) 回転機の制御装置
US9035580B2 (en) AC motor control apparatus
JP5606562B2 (ja) 電動過給機の制御装置
US9374031B2 (en) AC motor control apparatus
JP5259936B2 (ja) 電動車両のモータ診断装置
JP6269328B2 (ja) 同期モータの制御装置、及び、これを備える車両制御システム
JP5904583B2 (ja) モータの制御装置
JP7149398B2 (ja) モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法
JP2011259569A (ja) モータ制御装置
JP5533928B2 (ja) 交流電動機の制御装置
JP5458626B2 (ja) モータ制御駆動装置
JP5605311B2 (ja) 回転機の制御装置
WO2024100911A1 (ja) 制御装置、制御方法および空気調和機
JP5093615B2 (ja) 電気自動車の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130618

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130627

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5307855

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees