發(fā)動機(jī)控制裝置、空氣調(diào)節(jié)機(jī)、以及發(fā)動機(jī)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低成本、且高可靠性的發(fā)動機(jī)控制裝置等。本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制裝置(1)具備啟動時狀態(tài)推定部(115)，該啟動時狀態(tài)推定部(115)基于通過在逆變器電路(2)的直流側(cè)設(shè)置的分流電阻(R)而檢測出的電流值，對逆變器電路(2)輸出控制信號，來以無位置傳感器方式對發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，啟動時狀態(tài)推定部(115)在啟動發(fā)動機(jī)(M)時，以該發(fā)動機(jī)(M)的電樞所具備的多相繞組中的一相為基準(zhǔn)，將使在dq坐標(biāo)系中沿著d軸的定位電流流動的指令輸出給逆變器電路(2)，并基于根據(jù)該指令通過分流電阻(R)而檢測出的電流值，至少推定流過所述電樞的發(fā)動機(jī)電流的相位角以及電氣角頻率。
【專利說明】發(fā)動機(jī)控制裝置、空氣調(diào)節(jié)機(jī)、以及發(fā)動機(jī)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對發(fā)動機(jī)的驅(qū)動進(jìn)行控制的發(fā)動機(jī)控制裝置等。

【背景技術(shù)】
[0002] 公知一種基于在發(fā)動機(jī)的3相繞組產(chǎn)生的線間電壓等，來推定轉(zhuǎn)子的位置，并根 據(jù)該推定結(jié)果來對發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的無位置傳感器控制。通過采用無位置傳感器控制，存 在能夠在各種設(shè)置環(huán)境設(shè)置發(fā)動機(jī)，并且由于省略了位置傳感器，故而能夠削減相應(yīng)的制 造成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 例如，專利文獻(xiàn)1中記載了一種電動機(jī)的控制裝置，其具備：對3相繞組的線間感 應(yīng)電壓進(jìn)行檢測的感應(yīng)電壓檢測電路；用于對在逆變器的直流側(cè)流動的電流進(jìn)行檢測的分 流電阻；和對同步發(fā)動機(jī)的驅(qū)動進(jìn)行控制的微機(jī)。
[0004] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2007-166695號公報 [0007]【發(fā)明概要】
[0008]【發(fā)明要解決的技術(shù)課題】
[0009] 在專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明中，微機(jī)在啟動發(fā)動機(jī)時（發(fā)動機(jī)停止時），通過感應(yīng) 電壓檢測電路來檢測空轉(zhuǎn)所伴隨的轉(zhuǎn)子的磁極位置等。另外，微機(jī)，一邊基于分流電阻的電 流值來對發(fā)動機(jī)電流進(jìn)行再現(xiàn)，一邊執(zhí)行PWM(PulseWidthModulation，脈寬調(diào)制）控制來 驅(qū)動發(fā)動機(jī)。
[0010] 如此記載于專利文獻(xiàn)1的發(fā)明，是一種在對發(fā)動機(jī)的磁極位置等進(jìn)行檢測時，啟 動前和啟動后使用不同的電路（感應(yīng)電壓檢測電路以及分流電阻）的構(gòu)成。這樣由于存在 多個用于發(fā)動機(jī)的磁極位置等的檢測的電路，因此存在相應(yīng)地控制裝置的制造成本變高的 問題。另外，在一方的電路存在不良狀況的情況下，便有可能無法適當(dāng)?shù)貑影l(fā)動機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 因而，本發(fā)明的課題在于，提供一種低成本、且高可靠性的發(fā)動機(jī)控制裝置等。
[0012] 【用于解決課題的技術(shù)手段】
[0013] 為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的發(fā)動機(jī)控制裝置，其特征在于，在啟動發(fā)動機(jī) 時，以該發(fā)動機(jī)的電樞所具備的多相繞組中的一相為基準(zhǔn)，將使在dq坐標(biāo)系中沿著d軸的 定位電流流動的指令輸出給逆變器電路，并基于根據(jù)該指令由電流檢測器檢測出的電流 值，至少推定流過所述電樞流動的發(fā)動機(jī)電流的相位角以及電氣角頻率。
[0014] 另外，關(guān)于詳細(xì)情況，在本發(fā)明的實(shí)施方式中進(jìn)行說明。
[0015] 【發(fā)明效果】
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種低成本、高可靠性的發(fā)動機(jī)控制裝置等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的發(fā)動機(jī)控制裝置的構(gòu)成圖。
[0018] 圖2是具備與發(fā)動機(jī)連結(jié)的室外風(fēng)扇的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
[0019] 圖3是表示在發(fā)動機(jī)的3相繞組中流動的相電流的相位角、與在3相繞組中流動 的電流的走向之間的關(guān)系的說明圖
[0020] 圖4 (a)是表示在發(fā)動機(jī)的停止過程中由于室外風(fēng)扇的空轉(zhuǎn)而在3相繞組中流動 電流的狀態(tài)的說明圖，（b)是表示將上臂開關(guān)元件設(shè)置為接通的狀態(tài)的說明圖，（c)是表示 將下臂開關(guān)元件設(shè)置為接通的狀態(tài)的說明圖。
[0021] 圖5(a)是表示發(fā)動機(jī)的實(shí)軸與控制軸之間的關(guān)系的說明圖，（b)是表示在發(fā)動機(jī) 中流動定位電流時的電流矢量的說明圖。
[0022] 圖6是發(fā)動機(jī)控制裝置所具備的啟動時狀態(tài)推定部的構(gòu)成圖。
[0023] 圖7是表示發(fā)動機(jī)控制裝置執(zhí)行的處理的流程的流程圖。
[0024] 圖8是表示發(fā)動機(jī)控制裝置執(zhí)行的啟動時狀態(tài)推定處理（S102:參照圖7)的流程 的流程圖。
[0025]圖9(a)是用dq坐標(biāo)系對定位電流進(jìn)行矢量表示的說明圖，（b)是表示發(fā)動機(jī)正 向轉(zhuǎn)動的情況下的q軸電流隨時間推移發(fā)生的變化的說明圖，（c)是表示發(fā)動機(jī)停止的情 況下的q軸電流隨時間推移而發(fā)生的變化的說明圖，（d)是表示發(fā)動機(jī)逆向轉(zhuǎn)動的情況下 的q軸電流隨時間推移而發(fā)生的變化的說明圖。
[0026] 圖10是與反饋電流的檢測相關(guān)的說明圖，（a)是U相、V相、W相的電壓指令定時 器計(jì)數(shù)值的說明圖，（b)是表示各開關(guān)元件的接通/斷開的說明圖，（c)是表示在分流電阻 中流動的母線電流的變化的說明圖。
[0027] 圖11是表示在輸入了定位電流指令的情況下流動的3相電流的走向的說明圖， (a)與圖10(c)的區(qū)間K2對應(yīng)，（b)與圖10(c)的區(qū)間K3對應(yīng)。
[0028] 圖12是表示在輸入了定位電流指令的情況下流動的3相電流的走向的說明圖， (a)與圖10(c)的區(qū)間K5對應(yīng)，（b)與圖10(c)的區(qū)間K6對應(yīng)。
[0029] 圖13是表示發(fā)動機(jī)控制裝置執(zhí)行的控制模式設(shè)定處理（S103:參照圖7)的流程 的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式，適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D詳細(xì)進(jìn)行說明。以下，作為一例，針對與 空氣調(diào)節(jié)機(jī)S(參照圖2)的室外機(jī)So連結(jié)的發(fā)動機(jī)M的控制進(jìn)行說明。
[0031] 《實(shí)施方式》
[0032] 圖1是本實(shí)施方式涉及的發(fā)動機(jī)控制裝置的構(gòu)成圖。發(fā)動機(jī)控制裝置1是如下裝 置：基于在逆變器電路2的直流側(cè)設(shè)置的分流電阻R的電流檢測值，對逆變器電路2輸出控 制信號來以無位置傳感器方式對發(fā)動機(jī)M進(jìn)行驅(qū)動。
[0033] 以下，首先，針對作為發(fā)動機(jī)控制裝置1的控制對象的逆變器電路2以及發(fā)動機(jī)M 進(jìn)行簡單說明。接著，針對與發(fā)動機(jī)M連結(jié)的室外風(fēng)扇F等進(jìn)行說明，在對與該室外風(fēng)扇F 的狀態(tài)推定相關(guān)的概要進(jìn)行說明之后，針對本實(shí)施方式涉及的發(fā)動機(jī)控制裝置1詳細(xì)進(jìn)行 說明。
[0034] 圖1所示的逆變器電路2是如下電力變換器：將從直流電源3輸入的直流電壓（直 流電力）變換成3相交流電壓（3相交流電力），將該3相交流電壓輸出給發(fā)動機(jī)M。在此， 直流電源3將從交流電源31輸入的交流電力通過整流電路32以及平滑電容器33變換成 直流電力。
[0035] 逆變器電路2通過將具備開關(guān)元件Tr_PU、Tr_NU的第1支路（參照圖4)、具備開 關(guān)元件Tr_Pv、Tr_Nv的第2支路、和具備開關(guān)元件Tr_Pw、Tr_Nw的第3支路相互并聯(lián)連接 而構(gòu)成。以下，有時將任意的開關(guān)元件僅記作"開關(guān)元件Tr"。為了防止因整流而引起的開 關(guān)元件Tr的破壞，因而在開關(guān)元件Tr反并聯(lián)連接有回流二極管D_Pu、D_Nu等（參照圖4)。
[0036] 在逆變器電路2所具有的下臂開關(guān)元件Tr_Nu、Tr_Nv、Tr_Nw(參照圖4)的共同連 接點(diǎn)與直流電源3的負(fù)極之間（S卩，在逆變器電路2的直流側(cè)連接的母線A)，設(shè)置有分流電 阻R(電流檢測器）。在分流電阻R中流動的電流的檢測值，被輸出給發(fā)動機(jī)控制裝置1的 電流再現(xiàn)處理部101。
[0037] 發(fā)動機(jī)11是例如無刷直流發(fā)動機(jī)，具有卷繞3相繞組1^、1^、1^(參照圖4)的定子 (電樞：未圖示）、和相對于該定子可旋轉(zhuǎn)地被軸支撐的轉(zhuǎn)子（永久磁鐵：未圖示）。
[0038] 通過上述的逆變器電路2的驅(qū)動，來切換在3相繞組Lu、Lv、Lw中流動的電流的走 向，在與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生吸引力/反作用力。發(fā)動機(jī)M的轉(zhuǎn)子的軸X，與空氣調(diào)節(jié)機(jī)S的室外 風(fēng)扇F連結(jié)。
[0039] 圖2是具備與發(fā)動機(jī)連結(jié)的室外風(fēng)扇的空氣調(diào)節(jié)機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。另外，圖2所 示的箭頭表示在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時冷媒流動的方向。
[0040] 空氣調(diào)節(jié)機(jī)S具備：壓縮機(jī)41、四通閥42、室外熱交換器43、膨脹閥44、室內(nèi)熱交 換器45、室外風(fēng)扇F、和室內(nèi)風(fēng)扇F1。通過將四通閥42、壓縮機(jī)41、室外熱交換器43、膨脹 閥44、以及室內(nèi)熱交換器45按環(huán)狀依次連接，從而構(gòu)成冷媒回路T。
[0041] 室外風(fēng)扇F是向室外熱交換器43送入室外空氣的風(fēng)扇，被設(shè)置于室外機(jī)So。通過 室外風(fēng)扇F的轉(zhuǎn)動，從而在室外熱交換器43中流通的冷媒與外部氣體進(jìn)行熱交換。如前所 述，在室外風(fēng)扇F連結(jié)有本實(shí)施方式所涉及的發(fā)動機(jī)M的轉(zhuǎn)子（未圖示）。
[0042] 室內(nèi)風(fēng)扇F1是向室內(nèi)熱交換器45送入室內(nèi)空氣的風(fēng)扇，被設(shè)置于室內(nèi)機(jī)Si。通 過室內(nèi)風(fēng)扇F1的轉(zhuǎn)動，從而在室內(nèi)熱交換器45中流通的冷媒與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換。在 室內(nèi)風(fēng)扇F1設(shè)置另外的發(fā)動機(jī)Ml。
[0043] 室外機(jī)So由于被設(shè)置在屋外，因而很多情況下自然風(fēng)會流入室外風(fēng)扇F。因此，即 使在發(fā)動機(jī)M停止的狀態(tài)下（即，下次啟動時），有時室外風(fēng)扇F也會因自然風(fēng)而正向轉(zhuǎn)動 或者逆向轉(zhuǎn)動。
[0044] 本實(shí)施方式中，在發(fā)動機(jī)M的啟動前，基于分流電阻R的電流檢測值來推定在發(fā)動 機(jī)M中流動的電流的相位角等。以下，有時將室外風(fēng)扇F(S卩，發(fā)動機(jī)M的轉(zhuǎn)子）空轉(zhuǎn)的情 況僅記作"發(fā)動機(jī)M空轉(zhuǎn)"。
[0045]〈發(fā)動機(jī)驅(qū)動過程中的相電流〉
[0046] 圖3是表示在發(fā)動機(jī)的3相繞組流動的相電流的相位角、與在3相繞組流動的電 流的走向之間的關(guān)系的說明圖。另外，圖3所示的"流入側(cè)"以及"流出側(cè)"，表示以發(fā)動機(jī) M為基準(zhǔn)的電流的走向。
[0047] 發(fā)動機(jī)控制裝置1，基于PWM控制使電氣角的相位角逐次相差120。的電流在3相 繞組Lu、Lv、Lw中流動來使發(fā)動機(jī)M驅(qū)動。即，發(fā)動機(jī)控制裝置1，使各開關(guān)元件Tr的接通 占空（onduty)改變，以使得在3相繞組Lu、Lv、Lw中流動的電流按照電流相位區(qū)間L0? L5的順序推移。由此，在3相繞組Lu、Lv、Lw產(chǎn)生使得與轉(zhuǎn)子的磁極之間產(chǎn)生吸引力/反 作用力的磁場。
[0048]〈伴隨發(fā)動機(jī)的空轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的相電流〉
[0049] 如前所述，若在使發(fā)動機(jī)M的驅(qū)動停止的狀態(tài)下吹入自然風(fēng)，則有時會反抗作用 于發(fā)動機(jī)M的轉(zhuǎn)子的慣性力/摩擦力、或在3相繞組Lu、Lv、Lw產(chǎn)生的反電動勢而使得室外 風(fēng)扇F空轉(zhuǎn)（freerun)。若室外風(fēng)扇F空轉(zhuǎn)，則與該室外風(fēng)扇F連結(jié)的轉(zhuǎn)子也空轉(zhuǎn)，通過在 轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生的反電動勢，從而電流流過3相繞組Lu、Lv、Lw。
[0050]〈空轉(zhuǎn)狀態(tài)的推定處理的概要〉
[0051] 圖4(a)是表示在發(fā)動機(jī)的停止中，由于室外風(fēng)扇的空轉(zhuǎn)而在3相繞組流動電流的 狀態(tài)的說明圖。若在開關(guān)元件Tr全部斷開的狀態(tài)下室外風(fēng)扇F進(jìn)行空轉(zhuǎn)（逆轉(zhuǎn)），則在某 個時刻會流動圖4(a)所示的走向的電流。即，產(chǎn)生勝過直流電源3的電動勢的反電動勢， 并經(jīng)由母線A以及回流二極管D_Nu向線圈Lu流入U相電流Iu。
[0052] 另一方面，流經(jīng)線圈Lv的V相電流Iv，經(jīng)由回流二極管D_Pv被推向直流側(cè)，流經(jīng) 線圈Lw的W相電流Iw經(jīng)由回流二極管D_Pw被推向直流偵彳。另夕卜，電流Iu、Iv、Iw的走向， 根據(jù)轉(zhuǎn)子的磁極位置而時刻發(fā)生變化。
[0053] 接著，針對在停止了發(fā)動機(jī)M的驅(qū)動的狀態(tài)下，使以U相為基準(zhǔn)的微小的定位電流 (d軸電流指令）流過3相繞組Lu、Lv、Lw的情況進(jìn)行考慮。即，通過發(fā)動機(jī)控制裝置1，向 逆變器電路2輸入以U相為基準(zhǔn)在dq坐標(biāo)系中沿著d軸的定位電流指令。
[0054] 圖4(b)是表示將上臂開關(guān)元件設(shè)置為接通的狀態(tài)的說明圖。在室外風(fēng)扇F空轉(zhuǎn) 的狀態(tài)下，例如按占空比10%將開關(guān)元件Tr_Pu設(shè)為接通，按占空比5%將開關(guān)元件Tr_Pv、 Tr_Pw設(shè)為接通。
[0055] 如圖4(b)所示，在發(fā)動機(jī)M未空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在開關(guān)元件Tr_Pu中流動的U相電 流Iu流入線圈Lu之后，朝向線圈Lv、Lw進(jìn)行分流。從線圈Lv流出的V相電流Iv，經(jīng)由回 流二極管D_Pv朝向開關(guān)元件Tr_Pu(關(guān)于W相電流Iw也同樣）。這種情況下，發(fā)動機(jī)M的 電樞不產(chǎn)生反電動勢，沒有轉(zhuǎn)矩電流流過3相繞組Lu、Lv、Lw(q軸分量）。
[0056] 如圖4(c)所示，關(guān)于將下臂開關(guān)元件Tr設(shè)置為接通的情況也同樣（關(guān)于圖4(b)、 (c)所示的區(qū)間K1、K2在后面敘述）。
[0057] 另一方面，在發(fā)動機(jī)M空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，若使上述的定位電流流過3相繞組Lu、Lv、 Lw，則不僅與該定位電流對應(yīng)的電流（d軸分量）流動，而且因伴隨轉(zhuǎn)子的空轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的反 電動勢的影響而導(dǎo)致分流電阻R中也有電流流動。
[0058] 在本實(shí)施方式中，對在像這樣提供微小的定位電流時在分流電阻R中流動的電流 進(jìn)行檢測，并基于該電流檢測值來推定3相繞組Lu、Lv、Lw的電流相位角、電氣角頻率、以及 空轉(zhuǎn)的方向（正向轉(zhuǎn)動/停止/逆向轉(zhuǎn)動）。
[0059]〈發(fā)動機(jī)控制裝置的構(gòu)成〉
[0060] 再次返回到圖1繼續(xù)進(jìn)行說明。發(fā)動機(jī)控制裝置1是如下裝置：基于被從分流電 阻R輸入的電流檢測值1st來生成PWM信號，并將該P(yáng)WM信號輸出給逆變器電路2。發(fā)動 機(jī)控制裝置1是例如微機(jī)（Microcomputer:未圖示），讀出在R0M(ReadOnlyMemory,只 讀存儲器）中存儲的程序并在RAM(RandomAccessMemory，隨機(jī)訪問存儲器）中展開，由CPU(CentralProcessingUnit，中央處理器）執(zhí)行各種處理。
[0061] 另外，圖1所示的構(gòu)成圖中用粗邊線示出的啟動時狀態(tài)推定部115以及啟動模式 設(shè)定部116,在對發(fā)動機(jī)M進(jìn)行啟動時（S卩，停止中）被使用，在發(fā)動機(jī)M的驅(qū)動過程中不被 使用。
[0062] 圖5(a)是表示發(fā)動機(jī)的實(shí)軸與控制軸之間的關(guān)系的說明圖。圖5(a)所示的d軸 是表示作為永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的磁通方向的軸，q軸是與d軸正交的軸。在進(jìn)行無位置傳感 器控制的情況下，在作為被推定的d軸的dc軸以及作為被推定的q軸的qc軸上進(jìn)行電流 控制。以下，有時將d軸以及q軸記作"實(shí)軸"，將dc軸以及qc軸記作"控制軸"。
[0063] 發(fā)動機(jī)控制裝置1主要具備電流再現(xiàn)處理部101、3相/2軸變換器102、軸誤差推 定器103、電壓指令運(yùn)算器112、2軸/3相變換器113、PWM信號發(fā)生器114、啟動時狀態(tài)推定 部115、和啟動模式設(shè)定部116。
[0064] 電流再現(xiàn)處理部101根據(jù)被從分流電阻R輸入的電流檢測值1st、和逆變器電路 2所具有的開關(guān)元件Tr(參照圖4)的接通/斷開信號，來對在發(fā)動機(jī)M中流動的3相電流 Iuc、Ivc、Iwc進(jìn)行再現(xiàn)。電流再現(xiàn)處理部101，將所再現(xiàn)的3相電流Iuc、Ivc、Iwc輸出給 3相/2軸變換器102。
[0065] 3相/2軸變換器102在發(fā)動機(jī)M的驅(qū)動過程中執(zhí)行以下的處理。即，3相/2軸變 換器102基于被再現(xiàn)的3相電流Iuc、Ivc、Iwc和從積分器107輸入的相位0dc，來計(jì)算控 制系統(tǒng)的dc軸電流Idc以及qc軸電流Iqc。
[0066] 然后，3相/2軸變換器102將dc軸電流Idc輸出給d軸電流指令發(fā)生器108,將qc軸電流Iqc輸出給q軸電流指令發(fā)生器109。另外，3相/2軸變換器102將dc軸電流 Idc以及qc軸電流Iqc輸出給軸誤差推定器103。
[0067] 另外，在圖1中，雖然將dc軸電流Idc的信號線、和qc軸電流Iqc的信號線從中 途起作為同一信號線進(jìn)行記載，但實(shí)際上分別作為不同的信號被輸入至軸誤差推定器103 等（關(guān)于后述的Vdc*、Vqc*也同樣）。
[0068] 另外，3相/2軸變換器102在啟動發(fā)動機(jī)M時（S卩，發(fā)動機(jī)M的驅(qū)動停止過程中）， 執(zhí)行以下的處理。即，3相/2軸變換器102,根據(jù)被從電流再現(xiàn)處理部101輸入的3相電流 Iuc、Ivc、Iwc來計(jì)算反饋電流Idfb、Iqfb。然后，啟動時狀態(tài)推定部115將所計(jì)算出的反饋 電流Idfb、lqfb輸出給啟動時狀態(tài)推定部115。
[0069] 這樣，3相/2軸變換器102的處理內(nèi)容在發(fā)動機(jī)啟動時和在發(fā)動機(jī)驅(qū)動過程中是 不同的。
[0070] 軸誤差推定器103基于dc軸電壓指令Vdc*、qc軸電壓指令Vqc*、dc軸電流Idc、 qc軸電流Iqc、和電氣角頻率lc，來推定軸誤差A(yù)0c。即，軸誤差推定器103基于被從分 流電阻R輸入的電流值1st，來推定發(fā)動機(jī)M的實(shí)軸和控制軸之間的軸誤差A(yù)0C。另外， 省略關(guān)于該推定處理的詳細(xì)說明。
[0071] 軸誤差推定器103將所推定出的軸誤差A(yù)0c輸出給符號翻轉(zhuǎn)器104。
[0072] 符號翻轉(zhuǎn)器104使被從軸誤差推定器103輸入的軸誤差A(yù)0c的符號翻轉(zhuǎn)（g卩，從 作為軸誤差指令值的零中減去軸誤差A(yù)0C)。符號翻轉(zhuǎn)器104將值（_A0C)輸出給PLL 電路105。
[0073]PLL(PhaseLockedLoop，鎖相環(huán)）電路105使用從符號翻轉(zhuǎn)器104輸入的值 (-A0c)來執(zhí)行PI(ProportionalIntegral,比例積分）控制，計(jì)算出發(fā)動機(jī)M的角頻率 修正值A(chǔ)? 1。PLL電路105將所計(jì)算出的角頻率修正值A(chǔ)? 1輸出給加算器106。
[0074] 加算器106將從角頻率指令運(yùn)算器111輸入的電氣角頻率指令《 1*、和從PLL電 路105輸入的角頻率修正值A(chǔ) 相加，來計(jì)算出角頻率修正值A(chǔ)?1。加算器106將角頻 率修正值A(chǔ)? 1輸出給積分器107以及軸誤差推定器103。積分器107對從加算器106輸 入的電氣角頻率《1(3進(jìn)行積分來計(jì)算相位推定值0dc。積分器107將所計(jì)算出的相位推 定值9dc輸出給3相/2軸變換器102以及2軸/3相變換器113。
[0075]d軸電流指令發(fā)生器108基于從3相/2軸變換器102輸入的dc軸電流Idc來計(jì) 算d軸電流指令I(lǐng)d*。d軸電流指令發(fā)生器108將所計(jì)算出的d軸電流指令I(lǐng)d*輸出給電 壓指令運(yùn)算器112。
[0076]q軸電流指令發(fā)生器109基于從3相/2軸變換器102輸入的qc軸電流Iqc來計(jì) 算q軸電流指令I(lǐng)q*。q軸電流指令發(fā)生器109,將所計(jì)算出的q軸電流指令I(lǐng)q*輸出給電 壓指令運(yùn)算器112。
[0077] 另外，d軸電流指令發(fā)生器108以及q軸電流指令發(fā)生器109在被從遙控器5輸 入啟動指令時（即，實(shí)際使發(fā)動機(jī)M剛剛驅(qū)動之前），生成規(guī)定的定位電流。如前所述，定位 電流是用于對室外風(fēng)扇F的空轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測的微小電流。另外，關(guān)于采用定位電流的處 理的詳細(xì)情況在后面敘述。
[0078] 角頻率指令發(fā)生器110為了按照預(yù)先設(shè)定的程序使發(fā)動機(jī)M驅(qū)動而產(chǎn)生角頻率指 令《r*，以使得向室外熱交換器43送入規(guī)定的風(fēng)量的外部空氣。角頻率指令發(fā)生器110將 所產(chǎn)生的角頻率指令輸出給角頻率指令運(yùn)算器111。
[0079] 另外，角頻率指令發(fā)生器110在發(fā)動機(jī)M的剛剛啟動之前使定位電流（d軸電流指 令）在電樞中流動時，產(chǎn)生角頻率指令《r* = 0。進(jìn)而，角頻率指令發(fā)生器110基于通過啟 動時狀態(tài)推定部115推定的電氣角頻率Frq、和從啟動模式設(shè)定部116輸入的狀態(tài)信息，來 生成角頻率指令
[0080] 角頻率指令運(yùn)算器111將從角頻率指令發(fā)生器110輸入的角頻率指令乘以 發(fā)動機(jī)M的極對數(shù)（P/2)，來計(jì)算電氣角頻率指令《1*。角頻率指令運(yùn)算器111將所計(jì)算 出的電氣角頻率指令《1*輸出給加算器106以及電壓指令運(yùn)算器112。
[0081] 電壓指令運(yùn)算器112基于上述的d軸電流指令I(lǐng)d*、q軸電流指令I(lǐng)q*、和電氣角 頻率指令《 1*，來計(jì)算d軸電壓指令Vd*以及q軸電壓指令Vq*。電壓指令運(yùn)算器112將 所計(jì)算出的d軸電壓指令Vd*以及q軸電壓指令Vq*輸出給軸誤差推定器103以及2軸/3 相變換器113。
[0082] 2軸/3相變換器113基于從電壓指令運(yùn)算器112輸入的d軸電壓指令Vd*以及 q軸電壓指令Vq*、和從積分器107輸入的相位推定值0dc，來計(jì)算發(fā)動機(jī)的3相電壓指令 Vu*、Vv*、Vw*。2軸/3相變換器113將所計(jì)算出的3相電壓指令Vu*、Vv*、Vw*輸出給PWM 信號發(fā)生器114。
[0083]PWM信號發(fā)生器114基于從2軸/3相變換器113輸入的3相電壓指令Vu*、Vv*、 Vw*，生成PWM信號。PWM信號發(fā)生器114將所生成的PWM信號輸出給逆變器電路2的開關(guān) 元件Tr(參照圖4)。
[0084]啟動時狀態(tài)推定部115基于伴隨上述的定位電流的輸入而在分流電阻R中流動的 饋電流Idfb、lqfb，來推定啟動時的發(fā)動機(jī)M的空轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此，"發(fā)動機(jī)M的空轉(zhuǎn)狀態(tài)"包 含在3相繞組Lu、Lv、Lw中流動的發(fā)動機(jī)電流的相位角、電氣角頻率、以及轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)的方向 (正向轉(zhuǎn)動/停止/逆向轉(zhuǎn)動）。
[0085] 圖5 (b)是表示在發(fā)動機(jī)中流動定位電流時的電流矢量的說明圖。在發(fā)動機(jī)M未 空轉(zhuǎn)的情況下，與以d軸為基準(zhǔn)的定位電流相應(yīng)的電流I在分流電阻R中流動。這種情況 下，q軸分量的反饋電流I%b成為零。
[0086] 另一方面，在發(fā)動機(jī)M空轉(zhuǎn)的情況下，因反電動勢的影響而產(chǎn)生的電流AI加在上 述的電流I中，作為矢量而相加的電流（I+AI)在分流電阻R中流動。即，如圖5(b)所示， 電流（1+AI)的相位角根據(jù)發(fā)動機(jī)M空轉(zhuǎn)的速度、方向而發(fā)生變化。
[0087] 這樣在本實(shí)施方式中，利用在分流電阻R中流動的反饋電流1心、lqfb根據(jù)室外風(fēng) 扇F的空轉(zhuǎn)狀態(tài)而發(fā)生變化，來推定發(fā)動機(jī)M的空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0088] 圖6是發(fā)動機(jī)控制裝置所具備的啟動時狀態(tài)推定部的構(gòu)成圖。
[0089] 啟動時狀態(tài)推定部115具有電流相位運(yùn)算部115a、d軸相位變換部115b、減法運(yùn) 算器115c、相位差運(yùn)算部115d、狀態(tài)判定部115e、和頻率運(yùn)算部115f。
[0090] 電流相位運(yùn)算部115a在啟動發(fā)動機(jī)M時基于從3相/2軸變換器102輸入的反饋 電流Idfb、Iqfb，來計(jì)算發(fā)動機(jī)電流的相位角。另外，電流相位運(yùn)算部115a按規(guī)定周期（例 如、每0. 01秒）對相位角小進(jìn)行運(yùn)算。電流相位小基于以下所示的（式1)來計(jì)算。其 中，本實(shí)施方式中由于以q軸為基準(zhǔn)執(zhí)行運(yùn)算處理，因此（式1)中將分母設(shè)為q軸的反饋 電流Iqfb。
[0091]【式1】

【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)動機(jī)控制裝置，其特征在于， 具備控制單元，該控制單元基于由在逆變器電路的直流側(cè)設(shè)置的電流檢測器檢測出的 電流值，對所述逆變器電路輸出控制信號，來以無位置傳感器方式對發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動， 所述控制單元，在對所述發(fā)動機(jī)進(jìn)行啟動時，以該發(fā)動機(jī)的電樞所具備的多相繞組中 的一相為基準(zhǔn)，將使在dq坐標(biāo)系中沿著d軸的定位電流流動的指令輸出給所述逆變器電 路，并基于根據(jù)該指令由所述電流檢測器檢測出的電流值，至少推定流過所述電樞的發(fā)動 機(jī)電流的相位角以及電氣角頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述控制單元具備： 電流相位運(yùn)算部，其在對所述發(fā)動機(jī)進(jìn)行啟動時，按規(guī)定周期來計(jì)算所述發(fā)動機(jī)電流 的相位角； 相位差運(yùn)算部，其計(jì)算由所述電流相位運(yùn)算部本次計(jì)算出的相位角、和前次計(jì)算出的 相位角之間的相位差； 頻率運(yùn)算部，其基于由所述相位差運(yùn)算部計(jì)算出的相位差，來計(jì)算空轉(zhuǎn)所伴隨的發(fā)動 機(jī)電流的電氣角頻率；和 狀態(tài)判定部，其基于由所述相位差運(yùn)算部計(jì)算出的相位差的符號，判定所述發(fā)動機(jī)是 正向轉(zhuǎn)動、停止、逆向轉(zhuǎn)動中的哪一個狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電流相位運(yùn)算部，通過對所述逆變器電路所具有的多個開關(guān)元件中、為了使所述 定位電流流動而輸入接通信號的開關(guān)元件進(jìn)行切換，從而計(jì)算所述多相繞組的電流值，并 基于該電流值來計(jì)算dq坐標(biāo)系中的所述發(fā)動機(jī)電流的相位角。
4. 一種空氣調(diào)節(jié)機(jī)，具備： 冷媒回路，其將壓縮機(jī)、室外熱交換器、膨脹閥、和室內(nèi)熱交換器按環(huán)狀依次連接而 成； 室外風(fēng)扇，其向所述室外熱交換器送入外部空氣；和 室內(nèi)風(fēng)扇，其向所述室內(nèi)熱交換器送入室內(nèi)空氣， 所述室外風(fēng)扇與由權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所記載的發(fā)動機(jī)控制裝置進(jìn)行驅(qū)動的所述 發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子連結(jié)。
5. -種發(fā)動機(jī)控制方法，其由控制單元執(zhí)行，該控制單元基于由在逆變器電路的直流 側(cè)設(shè)置的電流檢測器檢測出的電流值，對所述逆變器電路輸出控制信號來以無位置傳感器 方式對發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動， 所述發(fā)動機(jī)控制方法的特征在于， 所述控制單元在對所述發(fā)動機(jī)進(jìn)行啟動時，以該發(fā)動機(jī)的電樞所具備的多相繞組中的 一相為基準(zhǔn)，將使在dq坐標(biāo)系中沿著d軸的定位電流流動的指令輸出給所述逆變器電路， 基于根據(jù)該指令由所述電流檢測器檢測出的電流值，至少推定流過所述電樞的發(fā)動機(jī) 電流的相位角以及電氣角頻率。
【文檔編號】H02P21/14GK104518723SQ201410404003
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月2日
【發(fā)明者】田村建司, 奧山敦, 樋爪達(dá)也, 田村正博 申請人:日立空調(diào)·家用電器株式會社