交流旋轉電機控制裝置以及具備其的電動助力轉向裝置的制作方法

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本發(fā)明涉及一種在旋轉位置傳感器異常時能繼續(xù)驅動交流旋轉電機的交流旋轉電機控制裝置以及具備交流旋轉電機控制裝置的電動助力轉向裝置。

背景技術：

通常，在控制交流旋轉電機時，為了以對應于轉子旋轉位置的合適的相位來供應電流，需要編碼器、旋轉變壓器、霍爾元件等旋轉位置傳感器。

因此，旋轉位置傳感器異常時便無法控制交流旋轉電機，因而需要停止交流旋轉電機。

從這一觀點出發(fā)，提議有一種方法：即，在旋轉位置傳感器異常時不使用旋轉位置傳感器來推斷轉子的旋轉位置，而切換到推斷用于控制交流旋轉電機的旋轉位置信號(以下，稱為控制角)的旋轉位置，從而即便在位置傳感器異常時仍然能夠繼續(xù)控制交流旋轉電機。

例如，專利文獻1中記載的現(xiàn)有交流旋轉電機控制裝置中，在旋轉位置傳感器異常時，將用于推斷旋轉位置的高頻限制電壓施加給交流旋轉電機的繞組，基于與之相應的交流旋轉電機的電流檢測值，無需使用旋轉位置傳感器便能控制交流旋轉電機。

此外，由于推斷旋轉位置需要一定的時間，在轉移到根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時所產生的旋轉位置不確定期間中，在剛轉移到無傳感器控制之后的期間內，將之前根據旋轉位置傳感器的輸出信號而獲得的旋轉位置用于無傳感器控制中，從而解決該問題。

這里，旋轉位置傳感器的異常包括旋轉位置傳感器自身的異常、旋轉位置傳感器的信號線或供電線的斷線異常。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2013-59258號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

專利文獻1中記載的現(xiàn)有交流旋轉電機控制裝置將旋轉位置推斷用的電力供應給交流旋轉電機，根據與之相應的交流旋轉電機的響應來計算推斷旋轉位置，因此，旋轉位置的推斷需要一定時間，在轉移至根據推斷旋轉位置來控制交流旋轉電機的無傳感器控制時，會產生旋轉位置不確定期間。

因此，根據現(xiàn)有發(fā)明，在剛轉移到無傳感器控制后的期間內，將之前根據旋轉位置傳感器的輸出信號而獲得的旋轉位置用于無傳感器控制。

但是，在旋轉位置不確定期間中，如果交流旋轉電機旋轉，則旋轉位置傳感器信號成為異常前的旋轉位置、與交流旋轉電機的實際旋轉位置不同，因此，該期間中交流旋轉電機的控制中所使用的控制角與實際旋轉位置存在不確定誤差，該誤差最大為180度。

此外，由于旋轉位置傳感器的異常是偶然發(fā)生的，因此，無法限定發(fā)生異常時交流旋轉電機并不在旋轉。

也就是說，即便控制角使用旋轉位置傳感器即將變?yōu)楫惓Ｖ?、根據旋轉位置傳感器的輸出信號而獲得的旋轉位置，但從交流旋轉電機控制裝置判斷旋轉位置傳感器為異常起到推斷出旋轉位置為止的期間是旋轉位置不確定期間這一點不變，在該期間中無法根據合適的控制角控制交流旋轉電機。

再者，從旋轉位置傳感器實際發(fā)生異常起、到交流旋轉電機控制裝置判斷旋轉位置傳感器為異常為止需要時間，因此，旋轉位置不確定期間會相應地延長。

另一方面，在旋轉位置傳感器發(fā)生異常前后，交流旋轉電機的用途不變，力求獲得同樣的功能，因而以專利文獻1所記載的現(xiàn)有交流旋轉電機控制裝置為代表，在轉移至無傳感器控制時供應給交流旋轉電機的轉矩軸上的電流和即將轉移至無傳感器控制前保持連續(xù)。因此，在旋轉位置傳感器即將發(fā)生異常之前，向交流旋轉電機供應轉矩軸電流，在轉移至無傳感器控制時，控制角和實際旋轉位置的誤差在90度以上的情況下，會產生反轉矩，其作用于期望轉矩的相反方向。

這里，關于反轉矩的大小，控制角和實際旋轉位置的誤差越大，交流旋轉電機的電流越大，則反轉矩就越大。

此外，除上述旋轉位置不確定期間以外，從開始推斷旋轉位置起、到計算出誤差至少在90度以下的推斷旋轉位置為止的時間內，反轉矩也會繼續(xù)存在。

反轉矩會使交流旋轉電機開展非預期的動作，因此，會對順利地轉移至無傳感器控制造成阻礙。

此外，如果交流旋轉電機控制裝置根據交流旋轉電機的速度或者輸出轉矩的相應狀態(tài)量來計算轉矩軸電流指令，則反轉矩所帶來的阻礙會更大。

例如，在常規(guī)的電動助力轉向裝置的情況下，如果駕駛員的轉向轉矩變大，則交流旋轉電機的轉矩指令變大，其方向和轉向轉矩相同。

因此，在駕駛員進一步轉動方向盤的狀態(tài)下產生上述反轉矩時，由于反轉矩，駕駛員進一步轉動方向盤所用的轉向轉矩會進一步增大，其結果為，轉矩指令進一步變大，從而產生反轉矩繼續(xù)增大這一負面連鎖反應。因此，駕駛員的不協(xié)調感增大。

再者，轉移至無傳感器控制時如果控制角和實際旋轉位置的誤差較大，則分別在不同于交流旋轉電機的實際旋轉軸的錯誤方向施加兩個旋轉軸上的期望電壓，因而導致交流旋轉電機產生非預期的電流。兩個旋轉軸上的電壓越大，該電流越大。

因此，在控制角和實際旋轉位置的誤差較大，交流旋轉電機的電流較大，交流旋轉電機的感應電壓即旋轉速度較大時，會產生過電流，交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路可能會發(fā)生故障。

交流旋轉電機或交流旋轉電機的驅動電路發(fā)生故障時，不得不停止交流旋轉電機，就無法轉移至無傳感器控制來繼續(xù)驅動交流旋轉電機。

本發(fā)明為解決上述問題開發(fā)而成，其目的在于，在旋轉位置傳感器異常時根據推斷旋轉位置來繼續(xù)驅動交流旋轉電機的交流旋轉電機控制裝置中，降低轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障。

解決技術問題所采用的技術方案

本發(fā)明所涉及的交流旋轉電機控制裝置具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常判斷單元，其判斷所述旋轉位置傳感器的異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，至少從所述傳感器異常判斷單元判斷為異常起，在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，所述電力限制單元限制所述驅動電力。

或者具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常判斷單元，其判斷旋轉位置傳感器的異常；旋轉位置推斷單元，其在旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在傳感器異常判斷單元判斷旋轉位置傳感器為異常時，基于推斷旋轉位置，向交流旋轉電機供應電力，所述電力是電力限制單元所限制的驅動電力加上用于確保旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力；所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力。

或者具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常判斷單元，其判斷所述旋轉位置傳感器的異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；感應電壓獲取單元，其獲取所述交流旋轉電機的感應電壓；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應所述電力限制單元所限制的所述驅動電力；所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元判斷為異常起，限制所述驅動電力至少到所述交流旋轉電機的所述感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下為止。

或者具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；感應電壓獲取單元，其獲取所述交流旋轉電機的感應電壓；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應所述電力限制單元所限制的所述驅動電力；所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并限制所述驅動電力至少到所述交流旋轉電機的所述感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下為止。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明，在旋轉位置傳感器異常時根據推斷旋轉位置繼續(xù)驅動交流旋轉電機的交流旋轉電機控制裝置以及具備交流旋轉電機控制裝置的電動助力轉向裝置中，在轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時，限制交流旋轉電機的驅動電力至少到經過推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間為止，因此，能夠實現(xiàn)如下顯著效果，即不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，這些效果是現(xiàn)有裝置所不具有的。

此外，根據本發(fā)明，在旋轉位置傳感器異常時根據推斷旋轉位置繼續(xù)驅動交流旋轉電機的交流旋轉電機控制裝置以及具備交流旋轉電機控制裝置的電動助力轉向裝置中，在轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時，限制交流旋轉電機的驅動電力至少到交流旋轉電機的感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下為止，因此，能夠達到防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障的顯著效果，該效果是現(xiàn)有裝置所不具有的。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明實施方式1中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖2是表示本發(fā)明實施方式1中旋轉位置推斷單元9的構成的圖。

圖3是表示本發(fā)明實施方式1中d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的合成矢量和被供應d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的推斷d-q軸以及實際d-q軸的相位關系的圖。

圖4是表示本發(fā)明實施方式1中d-q軸電流限制值idqlim的變化的圖。

圖5是表示本發(fā)明實施方式1中d-q軸電流限制值idqlim的變化的圖。

圖6是表示本發(fā)明實施方式1中d-q軸電流限制值idqlim的變化的圖。

圖7是表示本發(fā)明實施方式1中d-q軸電流限制值idqlim的變化的圖。

圖8是表示本發(fā)明實施方式2中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖9是表示本發(fā)明實施方式2中電力轉換器14a的構成的圖。

圖10是表示本發(fā)明實施方式3中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖11是表示本發(fā)明實施方式3中電力轉換器14b的構成的圖。

圖12是表示本發(fā)明實施方式4中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖13是表示本發(fā)明實施方式5中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖14是表示本發(fā)明實施方式5中旋轉位置推斷單元9d的構成的圖。

圖15是表示本發(fā)明實施方式6中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖16是表示本發(fā)明實施方式6中旋轉位置推斷單元9e的構成的圖。

圖17是表示本發(fā)明實施方式7中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖18是表示本發(fā)明實施方式8中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

圖19是表示本發(fā)明實施方式8中旋轉位置推斷單元9f的構成的圖。

圖20是表示本發(fā)明實施方式8中施加于交流旋轉電機1、方向盤34、傳遞軸37的轉矩關系的機械等價結構圖。

圖21是表示本發(fā)明實施方式8中輸出轉矩高頻Tmhf0和高頻輸出轉矩Tmhf、以及被供應d-q軸上高頻電流Aid、Aiq的推斷d-q軸的相位關系的圖。

具體實施方式

實施方式1.

圖1是表示本發(fā)明實施方式1中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

使交流旋轉電機1的兩個旋轉軸中的第1軸方向、與交流旋轉電機1的轉子磁通的相位方向相同，使兩個旋轉軸中的第2軸方向、與兩個旋轉軸中的第1軸正交，分別將第1軸表示為d軸，將第2軸表示為q軸。

在圖中，交流旋轉電機1具有三相繞組(U相、V相、W相)，利用施加于各繞組的交流電壓進行驅動。

另外，交流旋轉電機1由三相繞組構成，也可以由不同于三相繞組的繞組數(shù)構成。

旋轉位置傳感器2檢測交流旋轉電機1的旋轉位置，經由信號線2a，將包括旋轉位置信息在內的旋轉位置信號輸出到傳感器異常判斷單元3、旋轉位置運算單元4。

傳感器異常判斷單元3基于旋轉位置信號，檢測旋轉位置傳感器2的異常，以預先設定的規(guī)定時間持續(xù)地檢測出異常時，判斷旋轉位置傳感器2為異常。傳感器異常判斷單元3將旋轉位置傳感器2的異常檢測狀態(tài)以及異常判斷結果保存到異常判斷信號中，并將異常判斷信號輸出到切換器5、電流限制單元6、旋轉位置推斷電力發(fā)生器8以及旋轉位置推斷單元9。

異常判斷信號是在旋轉位置傳感器2沒有被判斷為異常時顯示正常的信號，在旋轉位置傳感器2被判斷為異常時顯示異常的信號。

另外，為了防止雖然旋轉位置傳感器2正常，但由于旋轉位置信號的噪聲等原因而將旋轉位置傳感器誤判斷為異常這中情況，設置了傳感器異常判斷單元3判斷旋轉位置傳感器2為異常所需的規(guī)定時間，該規(guī)定時間設定為不會誤判斷旋轉位置傳感器2的異常而能夠確定異常的充分長的時間，并且設定為旋轉位置傳感器2實際發(fā)生異常時該異常的影響進入容許范圍內所需的充分短的時間。

這里，傳感器異常判斷單元可以構成為檢測出異常的累計次數(shù)在預先設定的規(guī)定次數(shù)以上時判斷旋轉位置傳感器2為異常，檢測出異常時將旋轉位置傳感器2判斷為異常的方法不限。

例如，既可以包括表示從檢測旋轉位置傳感器2異常、到判斷為異常為止的期間的信號，又可以包括表示檢測出旋轉位置傳感器2異常的時間的信號。

另外，傳感器異常判斷單元3可以根據眾所周知的方法來判斷旋轉位置傳感器2的異常。例如，旋轉位置傳感器2為旋轉變壓器時，通過對旋轉變壓器的信號線所導出的信號進行監(jiān)視，便能檢測旋轉變壓器的異常、信號線的斷線異常、信號線的接地異常。

更具體而言，可以采用將旋轉變壓器和交流旋轉電機控制裝置之間的信號線2a經由上拉電阻連接到電源電位，或者經由下拉電阻連接到接地電位的構成。

該情況下，如果信號線2a斷線，則該信號線2a不會導出來自旋轉變壓器的信號(正弦信號或余弦信號)，取而代之的是，該信號線2a被固定到電源電位或接地電位。

因此，傳感器異常判斷單元3可以通過判斷信號線2a是否被固定到電源電位或接地電位，從而判斷旋轉變壓器有無異常(包括信號線的異常)。

這里，旋轉位置傳感器2的異常判斷可以采用其他方法，旋轉位置傳感器2也可以為旋轉變壓器以外的設備。

旋轉位置運算單元4基于旋轉位置傳感器2輸出的旋轉位置信號，計算旋轉位置θ。

切換器5基于異常判斷信號，在異常判斷信號顯示為異常時選擇推斷旋轉位置θe，在異常判斷信號顯示為正常時選擇旋轉位置θ，并作為控制角θc輸出。

電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除旋轉位置傳感器2異常、轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機1的無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。

具體而言，電流限制單元6基于異常判斷信號，利用設定為正值或零值的d-q軸電流限制值idqlim，限制用于驅動交流旋轉電機1的電流指令即d-q軸上的電流指令id1*、iq1*(以下，統(tǒng)稱為idq1*)的大小，并作為d-q軸上的電流指令id2*、iq2*(以下，統(tǒng)稱為idq2*)輸出。

具體為，當d軸上的電流指令id1*的絕對值大于d-q軸電流限制值idqlim時，則d軸上的電流指令id2*符號和d軸上的電流指令id1*相同，大小設為d-q軸電流限制值idqlim的值。

反之，當d軸上的電流指令id1*的絕對值在d-q軸電流限制值idqlim以下時，則d軸上的電流指令id2*和d軸上的電流指令id1*相同。

q軸上的電流指令iq2*和d軸上的電流指令id2*一樣，基于q軸上的電流指令iq1*、d-q軸電流限制值idqlim計算得出。

不需要限制時，將d-q軸電流限制值idqlim設定為比交流旋轉電機1的額定電流大的值。

關于利用電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*的方法，即d-q軸電流限制值idqlim的設定方法，將在后文闡述。

這里，利用設定為正值或零值的d-q軸電流限制值idqlim限制d-q軸上的電流指令id1*、iq1*的大小，但也可以利用設定為正值或負值的電流限制值進行限制，限制d-q軸上的電流指令id1*、iq1*的方法不限。

轉矩檢測單元7檢測交流旋轉電機1的輸出轉矩Tm，并輸出到旋轉位置推斷單元9。

在異常判斷信號顯示為異常時，旋轉位置推斷電力發(fā)生器8生成d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq(以下，統(tǒng)稱為Aidq)，并輸出到旋轉位置推斷單元9、電力供應單元10。

在異常判斷信號顯示為正常時，d-q軸上的高頻電流Aidq設為零。

但是，在容許旋轉位置傳感器2沒有異常時由于高頻電流疊加而產生的聲音、振動等情況下，即便旋轉位置傳感器2沒有顯示為異常，也可以輸出高頻電流。

這里，d-q軸上的高頻電流Aidq為同一振幅、頻率互相正交的正弦波，如公式1所示。

公式1中A表示高頻振幅，wh表示高頻的角頻率，t為時刻。

[公式1]

公式1

Aid＝Acos(wh×t)

Aiq＝Asin(wh×t)

為了在旋轉位置推斷單元9中計算推斷旋轉位置θe而供應d-q軸上的高頻電流Aidq，高頻振幅A設為確保d-q軸上的電流指令idq1*對交流旋轉電機1的動作影響非常小者。

此外，為確保作為輸出轉矩Tm的高頻分量即角頻率wh分量的輸出轉矩高頻Tmhf僅基于要疊加的d-q軸上的高頻電流Aidq，將角頻率wh設為比高頻加法運算前d-q軸上的電流指令idq1*所包含的頻率分量大非常多的值。

另外，在本實施方式1中，將d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq設為互相正交的正弦波，但也可以將d-q軸上的高頻電流Aidq設為梯形波、矩形波、三角波、鋸齒波等不同形狀的波動，其種類不限。

在異常判斷信號顯示為異常時，旋轉位置推斷單元9基于d-q軸上的高頻電流Aidq對輸出轉矩Tm的響應，計算推斷旋轉位置θe。

電力供應單元10由高頻疊加器11、電流控制器12、坐標轉換器13、電力轉換器14、電流檢測器15構成，基于d-q軸上的電流指令idq2*、d-q軸上的高頻電流aidqh*、控制角θc，將三相交流電壓施加給交流旋轉電機1，上述三相交流電壓使得要供應給交流旋轉電機1的d軸電流、q軸電流分別與將d-q軸上的電流指令idq2*加上d-q軸上的高頻電流Aidq后所得的值一致。

接下來，對電力供應單元10的內部構成進行說明。

高頻疊加器11對d-q軸上的電流指令id2*、iq2*分別加上d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，并作為d-q軸上的高頻疊加電流指令id3*、iq3*(以下，統(tǒng)稱為idq3*)輸出。

電流控制器12基于d-q軸上的高頻疊加電流指令id3*、iq3*以及d-q軸上的檢測電流id、iq，運算d-q軸上的電壓指令vd*、vq*(以下，統(tǒng)稱為vdq*)，上述d-q軸上的電壓指令vd*、vq*使得d-q軸上的檢測電流id、iq分別與d-q軸上的高頻疊加電流指令id3*、iq3*一致。

坐標轉換器13基于控制角θc，將三相檢測電流iu、iv、iw(以下，統(tǒng)稱為iuvw)坐標轉換為d-q軸上的檢測電流idq，并輸出到電流控制器12，此外，還基于控制角θc，將d-q軸上的電壓指令vdq*轉換為三相電壓指令vu*、vv*、vw*(以下，統(tǒng)稱為vuvw*)，并輸出到電力轉換器14。

電力轉換器14將基于三相交流電壓指令vuvw*的三相交流電壓施加給交流旋轉電機1。

電流檢測器15對電力轉換器14供應給交流旋轉電機1的三相檢測電流iuvw進行檢測。

如上所述，電力供應單元10基于d-q軸上的電流指令idq2*、d-q軸上的高頻電流Aidq、控制角θc，將應向交流旋轉電機1供應d-q軸上的高頻疊加電流指令idq3*的三相交流電壓vuvw*施加給交流旋轉電機1。

這里，如果控制角θc中存在相對于交流旋轉電機1的旋轉位置的誤差，則坐標轉換時會產生誤差，d-q軸上的高頻疊加電流指令idq3*會被供應給從交流旋轉電機1的實際d-q軸起旋轉控制角θc的誤差后得到的直角坐標軸上。

圖2是表示旋轉位置推斷單元9的構成的圖。接下來，對旋轉位置推斷單元9的內部構成進行說明。

帶通濾波器16從轉矩檢測單元7輸出的輸出轉矩Tm中僅提取d-q軸上的高頻電流Aidq的頻率附近的信號，作為輸出轉矩高頻Tmhf輸出。

推斷誤差運算單元17基于d-q軸上的高頻電流Aidq、輸出轉矩高頻Tmhf，計算基于交流旋轉電機1實際旋轉位置的實際d-q軸、與基于推斷旋轉位置θe的推斷d-q軸之間的位置差即旋轉位置推斷誤差Δθ。

這里，推斷誤差運算單元17由乘法器19、積分器20、位置誤差推斷器21構成，乘法器19對d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq分別乘以輸出轉矩高頻Tmhf，并輸出d-q軸上的乘積Pd、Pq，積分器20在相當于d-q軸上的高頻電流Aidq一個周期的區(qū)間分別對d-q軸上的乘積Pd、Pq進行時間積分，并輸出d-q軸上的相關值Zd、Zq，位置誤差推斷器21將d軸上的相關值Zd除以q軸上的相關值Zq，對其結果的反正切進行運算，并作為旋轉位置推斷誤差Δθ輸出。

此外，推斷誤差控制單元18由PI控制器22構成，對旋轉位置推斷誤差Δθ為零的推斷旋轉位置θe進行運算。

另外，推斷誤差控制單元18利用PI控制器22對推斷旋轉位置θe進行運算，但也可以例如對推斷旋轉位置的前一次運算值加上旋轉位置推斷誤差Δθ進行補正，從而對推斷旋轉位置進行運算，其方法不限。

如上所述，旋轉位置推斷單元9基于轉矩檢測單元7輸出的輸出轉矩Tm、由電力供應單元10供應給交流旋轉電機1的d-q軸上的高頻電流Aidq，對交流旋轉電機1的推斷旋轉位置θe進行運算。

根據以上構成，該交流旋轉電機控制裝置在旋轉位置傳感器異常時向交流旋轉電機供應高頻電力，基于交流旋轉電機的輸出轉矩中所包含的高頻分量、以及對應于高頻電力的高頻分量，推斷交流旋轉電機的旋轉位置，并基于該旋轉位置控制交流旋轉電機，在這種構成中，通過限制作為交流旋轉電機驅動電力的d-q軸上的電流指令idq1*，能夠消除在旋轉位置傳感器發(fā)生異常，轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩或者過電流。

以下，對上述構成中異常判斷信號顯示為異常時旋轉位置推斷單元9推斷交流旋轉電機1的旋轉位置的原理進行說明。

如上所述，在異常判斷信號顯示為異常時，電力供應單元10基于旋轉位置推斷單元9推斷的推斷旋轉位置θe，將電力供應給交流旋轉電機1，因此，d-q軸上的高頻電流Aidq分別被供應給交流旋轉電機1的推斷d-q軸。

圖3表示供應給推斷d-q軸的d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的合成矢量和被供應d-q軸上的高頻電流Aidq的推斷d-q軸、以及基于交流旋轉電機1實際旋轉位置的實際d-q軸的相位關系，將推斷d-q軸和實際d-q軸的相位差設為旋轉位置誤差Δθe。

由圖2可知，供應到實際d-q軸上的高頻電流Aidr、Aiqr(以下，統(tǒng)稱為Aidqr)如公式2所示。

[公式2]

公式2

Aidr＝Acos(wh×t+Δθe)

Aiqr＝Asin(wh×t+Δθe)

因此，基于d-q軸上的高頻電流Aidq的交流旋轉電機1的輸出轉矩Tm＇如公式3所示。

這里，公式3中的Pm、Ld、Lq是表示交流旋轉電機1的特性的值，Pm表示極對數(shù)，表示感應電壓常數(shù)，Ld、Lq分別表示電感的d軸分量、q軸分量。

[公式3]

公式3

Tm′＝PmφAiqr+Pm(Ld-Lq)AidrAiqr

＝PmφAsin(wh×t+Δθe)+Pm(Ld-Lq)Acos(wh×t+Δθe)Asin(wh×t+Δθe)

＝APmφsin(wh×t+Δθe)+A²Pm(Ld-Lq)sin(2wh×t+2Δθe)

d-q軸上的高頻電流Aidq的角頻率wh比高頻加法運算前d-q軸上的電流指令id1*、iq1*所包含的頻率分量大非常多，因此，帶通濾波器16計算的輸出轉矩高頻Tmhf僅基于d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq。

因此，帶通濾波器16從輸出轉矩Tm中提取d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的頻率即角頻率wh附近的分量，其輸出的輸出轉矩高頻Tmhf如公式4所示。

[公式4]

公式4

Tmhf＝APmφsin(wh×t+Δθe)

由公式1、公式4可知，q軸上的高頻電流Aiq和輸出轉矩高頻Tmhf的相位差為旋轉位置誤差Δθe。

也就是說，在推斷d-q軸上疊加d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，計算q軸上的高頻電流Aiq和輸出轉矩高頻Tmhf的相位差，從而能夠計算旋轉位置推斷誤差Δθe。

因此，旋轉位置推斷單元9利用帶通濾波器16僅提取輸出轉矩的角頻率wh附近分量，計算輸出轉矩高頻Tmhf，利用推斷誤差運算單元17，并基于輸出轉矩高頻Tmhf分別和疊加于推斷d-q軸的d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的互相關函數(shù)，計算輸出轉矩高頻Tmhf和q軸上的高頻電流Aiq的相位差，并作為旋轉位置推斷誤差Δθ輸出。

以下所示為推斷誤差運算單元17中旋轉位置推斷誤差Δθ的計算過程。

首先，如公式5所示，利用乘法器19對公式4所表示的輸出轉矩高頻Tmhf和公式1所表示的d軸上的高頻電流Aid的乘積進行運算，利用積分器20進行時間積分，從而對輸出轉矩高頻Tmhf和d軸上的高頻電流Aid的互相關函數(shù)進行運算，計算d軸上的相關值Zd。

其中，旋轉位置推斷單元9會將公式1、4中的旋轉位置誤差Δθe作為旋轉位置推斷誤差Δθ處理，將公式1、4的旋轉位置誤差Δθe替換為旋轉位置推斷誤差Δθ。

[公式5]

另外，為了適當?shù)赜嬎爿敵鲛D矩高頻Tmhf和d軸上的高頻電流Aid的相關關系，積分器20中積分區(qū)間需要為d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq周期的整數(shù)倍，但在本實施方式1中，為了提高d軸上的相關值Zd對輸出轉矩高頻Tmhf的變動的響應性，將積分區(qū)間設為d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的一個周期，將公式5中的t2設為積分運算時刻中的當前時刻，t1如公式6所示。

[公式6]

公式6

同樣，如公式7所示，利用乘法器19、積分器20對輸出轉矩高頻Tmhf和q軸上的高頻電流Aiq的互相關函數(shù)進行運算，計算q軸上的相關值Zq。

[公式7]

公式7

繼而，如公式8所示，利用位置誤差推斷器21，將d軸的相關值Zd除以q軸相關值Zq，進行反正切運算，從而可以計算旋轉位置推斷誤差Δθ。

[公式8]

公式8

根據該原理，推斷誤差運算單元17基于輸出轉矩高頻Tmhf和d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，計算輸出轉矩高頻Tmhf和q軸上的高頻電流Aiq的相位差，并作為旋轉位置推斷誤差Δθ輸出。

進而，旋轉位置推斷單元9利用推斷誤差控制單元18中的PI控制器22，對推斷誤差運算單元17輸出的旋轉位置推斷誤差Δθ進行公式9所示的運算，并作為推斷旋轉位置θe，經由切換器5輸出到電力供應單元10。

這里，公式9中的s為拉普拉斯算子，KP、KI為常數(shù)，為了確保PI控制器22計算出旋轉位置推斷誤差Δθ為零的推斷旋轉位置θe，需要設定KP、KI。

[公式9]

公式9

如上所述，根據該旋轉位置推斷單元9，對交流旋轉電機1的推斷d-q軸供應d-q軸上的高頻電流Aidq，基于所產生的輸出轉矩高頻Tmhf和d-q軸上的高頻電流Aidq，無需使用位置傳感器便能推斷轉子的旋轉位置。

這里，與d-q軸上的高頻電流Aidq相應的交流旋轉電機1的輸出轉矩高頻Tmhf的產生不會受到交流旋轉電機1的轉速的影響，因此，無論交流旋轉電機1的轉速如何，旋轉位置推斷單元9都能推斷交流旋轉電機1的旋轉位置，尤其是在低轉速時、停止時，能夠推斷更高精度的旋轉位置θ。

此外，可以明確，即便交流旋轉電機1為隱極式，即交流旋轉電機1的電感Ld和Lq一致時，由公式3所示的輸出轉矩Tm＇導出的輸出轉矩高頻Tmhf也和公式4一樣。

因此，無論交流旋轉電機1有無凸極性，旋轉位置推斷單元9都可以推斷交流旋轉電機1的旋轉位置。

進而，無論交流旋轉電機1有無發(fā)生磁飽和，都會產生與d-q軸上的高頻電流Aidq相應的交流旋轉電機1的輸出轉矩高頻Tmhf，因此，無論交流旋轉電機1有無磁飽和，旋轉位置推斷單元9都能推斷交流旋轉電機1的旋轉位置。

另外，電流控制器12動作，使得d-q軸上的檢測電流id、iq分別與d-q軸上的高頻疊加電流指令id3*、iq3*一致，因此，d-q軸上的高頻疊加電流指令id3*、iq3*和d-q軸上的檢測電流id、iq相等。

因此，旋轉位置推斷單元9基于電流指令即d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，計算推斷旋轉位置θe，但也可以從檢測電流即d-q軸上的檢測電流idq中提取角頻率wh分量，計算d-q軸上的高頻檢測電流，并基于該d-q軸上的高頻檢測電流計算推斷旋轉位置θe，可以獲得相同的效果。

但是，由于要計算d-q軸上的檢測電流id、iq的角頻率wh分量，運算量相應地增大，因此，如本實施方式1所示，旋轉位置推斷單元9基于電流指令即d-q軸上的高頻電流Aidq計算旋轉位置θ會在運算處理負荷方面更為有利。

此外，將電力供應單元10中要疊加的高頻電力、以及旋轉位置推斷單元9中用于運算的高頻電力設為電流，但也可以設為電壓。

該情況下，電力供應單元10構成為，對d-q軸上的電壓指令vd*、vq*加上d-q軸上的高頻電壓Avd、Avq，代替對d-q軸上的電流指令id2*、iq2*加上d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，旋轉位置推斷單元9可以不基于d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，而是基于d-q軸上的高頻電壓Avd、Avq來計算旋轉位置θ。

但是，雖然q軸上的高頻電流相位和輸出轉矩高頻的相位始終一致，但是q軸上的電壓中，隨著交流旋轉電機1的轉速增大，由d軸方向交鏈磁通所產生的電壓分量會增加，因此，交流旋轉電機1的轉速越大，q軸上的高頻電壓和輸出轉矩高頻的相位差越大，旋轉位置推斷單元9計算的旋轉位置θ會產生基于該相位差的誤差。

因此，如本實施方式1所示，將電力轉換器14中要疊加的高頻電力、以及旋轉位置推斷單元中用于運算的高頻電力設為電流，能夠計算更高精度的旋轉位置θ，效果較好。

此外，電力供應單元10中要疊加的高頻電力、旋轉位置推斷單元9的運算中所使用的高頻電力分別為d軸方向以及q軸方向的電力，但也可以使用對應于任意坐標系的電力，從而對推斷旋轉位置θe進行運算。

也就是說，例如電力供應單元10也可以構成為，在相對交流旋轉電機1靜止的坐標系即α-β軸上，疊加對應于α軸方向的α軸高頻電流Aiα以及對應于β軸方向的β軸高頻電流Aiβ。然后，旋轉位置推斷單元9可以基于輸出轉矩Tm、α軸高頻電流Aiα、β軸高頻電流Aiβ，對推斷旋轉位置θe進行運算。

該情況下，旋轉位置推斷電力發(fā)生器8產生同一振幅A、頻率wh互相正交的正弦波即α-β軸高頻電流Aiα、Aiβ，電力供應單元10使用切換器5輸出的控制角θc，將α-β軸高頻電流Aiα、Aiβ坐標轉換為d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq，在高頻疊加器11中，分別對d-q軸上的電流指令id2*、iq2*進行加法運算。

此外，旋轉位置推斷單元9進行與推斷誤差運算單元17相同的運算，從而能夠計算靜止坐標系α-β軸和實際d-q軸的相位差。

這里，靜止坐標系α-β軸與實際d-q軸的相位差正是推斷旋轉位置θe。

也就是說，該情況下，不需要進行相當于推斷誤差控制單元18的相關運算，只開展與推斷誤差運算單元17相同的運算，即可計算推斷旋轉位置θe。

另外，電力供應單元10例如還可以構成為，對相對交流旋轉電機1靜止的坐標系上的u相電壓指令vu*、v相電壓指令vv*以及w相電壓指令vw*，疊加各自的相位差為120度的u相高頻電壓Avu、v相高頻電壓Avv以及w相高頻電壓Avw。

然后，旋轉位置推斷單元9基于輸出轉矩Tm、u相高頻電壓Avu、v相高頻電壓Avv以及w相高頻電壓Avw，同樣能夠對推斷旋轉位置θe進行運算。

該情況下，和上述公式5所示的d軸相關值Zd一樣，推斷誤差運算單元17分別對u相高頻電壓Avu、v相高頻電壓Avv以及w相高頻電壓Avw這三者與輸出轉矩高頻Tmhf之間互相關函數(shù)進行運算，從而運算u相相關值Zu、v相相關值Zv以及w相相關值Zw。

進而，將u相相關值Zu、v相相關值Zv以及w相相關值Zw轉換為正交的靜止坐標系即α-β軸上所對應的α軸相關值Zα、β軸相關值Zβ，將α軸相關值Zα除以β軸相關值Zβ，對除法值(Zα/Zβ)的反正切進行運算，從而能夠計算靜止坐標系α-β軸和實際d-q軸的相位差即推斷旋轉位置θe。

此外，旋轉位置推斷單元9基于角頻率wh即d-q軸上的高頻電流Aidq以及輸出轉矩高頻Tmhf，計算旋轉位置推斷誤差Δθ，由公式3可知，也可以根據輸出轉矩Tm＇的角頻率wh的2倍頻率分量、與頻率為角頻率wh的2倍且相互正交的兩個正弦波之間的相關關系，計算旋轉位置推斷誤差Δθ。

該情況下，帶通濾波器16可以從輸出轉矩中提取角頻率wh的2倍頻率分量，推斷誤差運算單元17不基于輸出轉矩高頻Tmhf和d-q軸上的高頻電流Aidq，而是基于輸出轉矩的角頻率wh的2倍角頻率分量、和頻率為角頻率wh的2倍且彼此正交的兩個正弦波，來計算旋轉位置推斷誤差Δθ。

接下來，對上述構成中電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*的方法進行說明。

如上所述，傳感器異常判斷單元3基于旋轉位置信號，檢測旋轉位置傳感器2的異常，在預先設定的規(guī)定時間中持續(xù)地檢測出異常時，判斷旋轉位置傳感器2為異常。

此外，從傳感器異常判斷單元3判斷旋轉位置傳感器2為異常起，到旋轉位置推斷單元9計算推斷旋轉位置θe為止，利用電力供應單元10將d-q軸上的高頻電流Aidq供應給交流旋轉電機1，用轉矩檢測單元7檢測與之相應的交流旋轉電機1的輸出轉矩，并據此進行運算，需要開展這一系列的處理。

因此，從旋轉位置傳感器2發(fā)生異常起到旋轉位置推斷單元9計算推斷旋轉位置θe為止的期間是旋轉位置不確定期間，在此期間，控制角θc相對于交流旋轉電機1的實際旋轉位置的誤差最大為180度。

此外，為了確保旋轉位置推斷單元9計算推斷旋轉位置θe，需要利用帶通濾波器16來從輸出轉矩Tm中提取d-q軸上的高頻電流Aidq的頻率分量即角頻率wh附近的分量。在剛利用電力供應單元10對交流旋轉電機1供應d-q軸上的高頻電流Aidq后，即剛產生高頻轉矩后，到帶通濾波器16從輸出轉矩中高精度地提取角頻率wh分量為止，需要時間。

因此，從電力供應單元10開始供應d-q軸上的高頻電流Aidq起，到旋轉位置推斷單元9計算高精度的推斷旋轉位置θe為止，需要相應于帶通濾波器16的特性的規(guī)定時間。

進而，旋轉位置推斷單元9利用推斷誤差控制單元18中的PI控制器22，計算旋轉位置推斷誤差Δθ為零的推斷旋轉位置θe，因此，相應于PI控制器22的特性，需要時間用于使旋轉位置推斷誤差Δθ收斂為零。

在旋轉位置推斷單元9開始運算推斷旋轉位置θe的時刻的控制角θc相對于交流旋轉電機1的實際旋轉位置的誤差越大，該時間越長。

在旋轉位置推斷單元9開始運算推斷旋轉位置θe的時刻，旋轉位置不確定，因此，需要時間對最大180度的誤差進行收斂。

即，旋轉位置推斷單元9剛開始計算推斷旋轉位置θe后，到旋轉位置推斷單元9計算與實際旋轉位置的誤差在90度以下、不會出現(xiàn)反轉矩的推斷旋轉位置θe為止，需要相應于旋轉位置推斷單元9的特性的規(guī)定時間。

因此，從旋轉位置傳感器2發(fā)生異常起，到旋轉位置推斷單元9計算與實際旋轉位置的誤差在90度以下的推斷旋轉位置θe為止的期間內，將不為零的d-q軸上的電流指令idq1*供應給交流旋轉電機1時，可能會產生反轉矩。

進而，該期間的d-q軸上的電流指令idq1*較大，感應電壓即交流旋轉電機1的旋轉速度較大時，可能會產生過電流。

因此，如下所示，通過在電流限制單元6中限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除轉移至無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。

用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim如圖4所示。

圖4中的橫軸表示時間，縱軸為d-q軸電流限制值idqlim。

此外，將傳感器異常判斷單元3檢測旋轉位置傳感器2異常的時刻表示為t0，將傳感器異常判斷單元3判斷旋轉位置傳感器2為異常的時刻，即異常判斷信號由正常切換為異常的時刻表示為t1，將經過旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe和實際旋轉位置的誤差進入90度以下所需的充分長時間后的時刻表示為t2。

由圖4可知，在時刻t1之前，將d-q軸電流限制值idqlim設定為額定電流。

也就是說，在時刻t1之前，d-q軸上的電流指令idq1*沒有受到限制。

這里，從時刻t0到t1的期間，傳感器異常判斷單元3檢測旋轉位置傳感器2的異常，但該期間并未判斷為異常，即為旋轉位置傳感器2的異常尚未確定。

也就是說，存在傳感器異常判斷單元3檢測旋轉位置傳感器2的異常，但實際上還無法確定旋轉位置傳感器2為異常的情況。在這種情況下，如果設定為從時刻t0到t1的期間限制d-q軸上的電流指令idq1*，則即使旋轉位置傳感器2沒有異常，但供應給交流旋轉電機1的電流仍然會變動，并造成轉矩變動。

因此，在本實施方式1中交流旋轉電機控制裝置從時刻t0到t1的期間不限制d-q軸上的電流指令idq1*。

此外，在時刻t1，將d-q軸電流限制值idqlim設定為零。

異常判斷信號由正常切換為異常的時刻為t1，因此，時刻t1可以根據異常判斷信號進行識別。

在時刻t1，使d-q軸電流限制值idqlim由額定電流急劇地減少到零，從而迅速地降低反向輔助(reverse assist)以及過電流。

從時刻t1到t2，將d-q軸電流限制值idqlim設定為零。

這里，將時刻t2識別為從時刻t1經過規(guī)定時間Δt12后的時刻。

時刻t2是旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下所需的充分長的時刻，因此，規(guī)定時間Δt12可以預先設定為根據公式10所示的運算公式計算出的值。

[公式10]

公式10

Δt12

＝(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)

+(開始推斷旋轉位置起到使誤差收斂到90度以內的時間)

在本實施方式1中的交流旋轉電機控制裝置的情況下，(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)是利用電力供應單元10向交流旋轉電機1供應d-q軸上的高頻電流Aidq，用轉矩檢測單元7檢測與之相應的交流旋轉電機1的輸出轉矩，旋轉位置推斷單元9計算推斷旋轉位置θe為止的最長時間。

將各運算時間、將d-q軸上的高頻電流Aidq供應給交流旋轉電機1后，用轉矩檢測單元7進行檢測的時間可以預先測定或者計算。

進而，作為最長時間，可以結合轉矩檢測單元7的個體差異、特性、老化導致的檢測時間差異等硬件方面的差異，設定為相應值。

此外，(開始推斷旋轉位置起到使誤差收斂到90度以內的時間)是旋轉位置推斷單元9基于旋轉位置信號開始運算推斷旋轉位置θe起，到推斷旋轉位置θe和旋轉位置之間的誤差收斂到90度以內所需要的最長時間，主要取決于帶通濾波器16的高頻提取的響應時間以及PI控制器22的旋轉位置推斷誤差的收斂響應性。該情況下，假設旋轉位置推斷單元9開始運算推斷旋轉位置θe時推斷旋轉位置θe與交流旋轉電機1實際旋轉位置的誤差為180度這一最壞的情況，可以預先測定或者計算推斷旋轉位置θe的誤差降低到90度的時間。

將d-q軸電流限制值idqlim設定為從時刻t2開始，隨時間逐漸增加，最終達到額定電流。

因此，交流旋轉電機1不會發(fā)生轉矩劇變的情況，能夠防止轉矩劇變對交流旋轉電機1負載裝置的沖擊、交流旋轉電機1及負載裝置的共振、擺動等問題。

但是，如果其斜率較小，恢復為交流旋轉電機1原本所要求的轉矩速度較慢，因此，可以根據交流旋轉電機1的用途設計斜率。

如上所述，根據具備電流限制單元6的交流旋轉電機控制裝置，通過限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而能夠消除旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，轉移至電力供應單元10根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機1供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

即，本發(fā)明實施方式1中的交流旋轉電機控制裝置特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常起到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力。

因此，能夠實現(xiàn)如下顯著效果，即，不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，這些效果是現(xiàn)有裝置所不具有的。再者，所述交流旋轉電機控制裝置構成為，具備對所述交流旋轉電機的輸出轉矩進行檢測的轉矩檢測單元，所述旋轉位置推斷電力為高頻電力，所述旋轉位置推斷單元基于所述輸出轉矩中所包含的高頻分量、以及對應于所述高頻電力的高頻分量，計算所述推斷旋轉位置，從開始供應所述旋轉位置推斷電力起，到所述旋轉位置推斷單元計算不會出現(xiàn)反轉矩、過電流的誤差較小的推斷旋轉位置為止，需要時間，因此，不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，且相關效果更為顯著。

進而，所述電力限制單元構成為，實施限制使得所述驅動電力急劇地減少到限制用的規(guī)定值，因此，能夠迅速降低由誤差較大的推斷位置和較大的電流所致的反轉矩以及過電流。

再者，所述電力限制單元構成為，實施限制使得所述驅動電力從限制用的規(guī)定值開始，隨時間逐漸增加，因此，能夠防止在使為了消除反轉矩或防止過電流而加以限制的驅動電力恢復時，由于轉矩劇變而對交流旋轉電機負載裝置的沖擊、交流旋轉電機及負載裝置的共振、擺動等問題。

另外，在本實施方式1中，傳感器異常判斷單元3基于旋轉位置信號，檢測旋轉位置傳感器2的異常，以預先設定的規(guī)定時間持續(xù)地檢測出異常時，判斷旋轉位置傳感器2為異常，但也可以構成為基于旋轉位置信號，在檢測出旋轉位置傳感器異常時立即將旋轉位置傳感器2判斷為異常。

即，該交流旋轉電機控制裝置的特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常判斷單元，其判斷所述旋轉位置傳感器的異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，至少從所述傳感器異常判斷單元判斷為異常起、到所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，所述電力限制單元限制所述驅動電力，該情況也和本實施方式1中的交流旋轉電機控制裝置一樣，能夠實現(xiàn)如下顯著效果，即不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，這些效果是現(xiàn)有裝置所不具有的。

此外，旋轉位置推斷單元9基于向交流旋轉電機1供應高頻電流時針對輸出轉矩Tm的響應，計算推斷旋轉位置θe，但也可以供應其他旋轉位置推斷用電力，利用其他方法計算推斷旋轉位置θe，其方法不限。

此外，時刻t2設為旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起、到使誤差收斂到90度以內的時間)構成規(guī)定時間Δt12，但也可以將時刻t2設為旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入任意的規(guī)定誤差以下所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起，到收斂到任意的規(guī)定誤差以內的時間)構成規(guī)定時間Δt12。

控制角θc的誤差在90度以下時，該誤差越大，交流旋轉電機1的轉矩越小于期望轉矩，誤差為90～180度時，該誤差越大，期望轉矩相反方向的反轉矩越大。

因此，在不僅不容許反轉矩，也無法容許轉矩減小的情況下，可以根據會出現(xiàn)無法容許的轉矩的控制角θc與實際旋轉位置的誤差，設定規(guī)定誤差。

此外，在容許一定程度的反轉矩的情況下，可以根據會出現(xiàn)可容許的反轉矩的控制角θc和實際旋轉位置的誤差，設定規(guī)定誤差。

該情況下，(開始推斷旋轉位置起，到收斂到規(guī)定誤差以內的時間)是旋轉位置推斷單元9基于旋轉位置信號開始運算推斷旋轉位置θe起，推斷旋轉位置θe與旋轉位置的誤差收斂到規(guī)定誤差以內所需的最長時間，假設旋轉位置推斷單元9開始運算推斷旋轉位置θe時、推斷旋轉位置θe和交流旋轉電機實際旋轉位置的誤差為180度這一最壞的情況，可以預先測定或者計算推斷旋轉位置θe的誤差降低到規(guī)定誤差的時間。

此外，將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為從時刻t2起，隨時間逐漸增加，但在轉矩劇變的影響不成為問題，希望盡快恢復轉矩時，也可以設定為從時刻t2開始急劇地增加d-q軸電流限制值idqlim。

關于本實施方式1中使d-q軸電流限制值idqlim為零的規(guī)定時間Δt12，構成規(guī)定時間Δt12的(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)例如可能會根據轉矩檢測單元的溫度特性而變動。

因此，例如可以檢測轉矩檢測單元的溫度，根據溫度將該溫度下(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)的最長時間切換為設定時間。

此外，電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim的設定如圖4所示，但也可以如圖5所示，設定為從時刻t0到t1的期間限制為零。

該情況下，傳感器異常判斷單元3不僅需要檢測旋轉位置傳感器2有無異常，還需要輸出旋轉位置傳感器2的異常檢測狀態(tài)，具體為旋轉位置傳感器2的異常檢測持續(xù)時間。

如上所述，從時刻t0到t1的期間限制為零，從而能夠消除從旋轉位置傳感器實際發(fā)生異常起，到傳感器異常判斷單元判斷旋轉位置傳感器為異常為止的期間的反轉矩以及過電流。

但是，在傳感器異常判斷單元檢測旋轉位置傳感器的異常，實際上旋轉位置傳感器并無異常而發(fā)生誤檢測時，即使旋轉位置傳感器正常，但供應給交流旋轉電機的電流仍然會發(fā)生變動，并造成轉矩變動。

此外，如圖6所示，也可以將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為，在開始限制時，隨時間逐漸減少。

即，該電力限制單元也可以構成為，實施限制使得驅動電力隨時間逐漸減少，直至達到限制用的規(guī)定值，該情況下，能夠抑制交流旋轉電機1的轉矩劇變，因此，能夠防止轉矩劇變對交流旋轉電機1負載裝置的沖擊、交流旋轉電機1及負載裝置的共振、擺動等問題。

但是，如果控制角和交流旋轉電機1的實際旋轉位置的誤差較大，使之減少的斜率越小，反轉矩以及過電流越大。

此外，如圖7所示，也可以將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為零以外的值。

旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機1供應電力的無傳感器控制時，對供應給交流旋轉電機1的電力進行限制，在此期間中控制角相對于交流旋轉電機1的實際旋轉位置的誤差較大時，則可以降低反轉矩，防止過電流，另一方面，控制角的誤差較小時，原本應供應給交流旋轉電機1的電力受到限制，因而導致功能性降低，存在這樣一種權衡關系。

因此，可以根據交流旋轉電機1的用途及性能，在可容許的反轉矩、電流范圍內任意地設定限制值。

此外，利用電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*，防止交流旋轉電機1的反轉矩以及過電流，但也可以限制相對交流旋轉電機旋轉或靜止的任意坐標軸的電流指令，或者分別限制相對交流旋轉電機靜止的坐標系上的U、V、W各相的電流指令，電流限制單元中要限制的電流指令不限，可以是任意坐標軸的電流指令。

該情況下，與本實施方式1中利用電流限制單元6限制電流指令的方法同樣地限制各坐標軸上的電流，從而無論限制哪個坐標軸上的電流指令，都能防止反轉矩以及過電流，獲得相同的效果。

但是，需要對電流限制單元所限制的電流加上旋轉位置推斷電力。

實施方式2.

在實施方式1中，旋轉位置推斷單元9基于向交流旋轉電機1供應高頻電流時針對輸出轉矩Tm的響應計算推斷旋轉位置θe，但推斷旋轉位置θe也可以根據其他方法計算。具體而言，也可以向交流旋轉電機供應高頻電力，基于交流旋轉電機的所述檢測電流中所包含的高頻分量，計算推斷旋轉位置θe。

因此，在本實施方式2中，對于具備不同于旋轉位置推斷單元9的眾所周知的旋轉位置推斷單元(例如，如專利第5069306號公報所記載)的交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明，；所述旋轉位置推斷單元在向具有凸極性的交流旋轉電機供應高頻電流時，交流旋轉電機的電感在兩個旋轉軸上的各成分不同導致電流不同，基于針對該電流的響應，計算推斷旋轉位置θe。

圖8是表示本發(fā)明實施方式2中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖。

和實施方式1標注相同標號的構件表示相同或與之相當?shù)臉嫾?/p>

旋轉位置推斷電力發(fā)生器8a將開關周期Tc的值輸出到電力轉換器14a，將三相高頻電壓Avu、Avv、Avw(以下，統(tǒng)稱為Avuvw)輸出到電力轉換器14a。

這里，例如專利第5069306號公報所記載，開關周期Tc是比基于用于驅動交流旋轉電機1的電流指令即d-q軸上的電流指令idq1*的三相交流電壓指令vuvw*要短非常多的周期，結合交流旋轉電機1的電特性、逆變器驅動而產生的電磁噪聲的頻率等，將該開關周期Tc預先設定為最佳值。

此外，三相高頻電壓Avuvw用于旋轉位置推斷單元9a推斷旋轉位置，其周期是與開關周期Tc的m倍(m為3以上的整數(shù)，設為3以上的原因如后文所述)相等的周期m·Tc，并且相位相異。

在異常判斷信號顯示為異常時，旋轉位置推斷單元9a基于施加三相高頻電壓Avuvw后對交流旋轉電機1的電流的響應，計算推斷旋轉位置θe。

電力供應單元10a由高頻疊加器11a、電流控制器12、坐標轉換器13、電力轉換器14a、電流檢測器15構成，基于d-q軸上的電流指令idq2*、三相高頻電壓Avuvw、控制角θc，將要供應給交流旋轉電機1的d軸電流、q軸電流分別與d-q軸上的電流指令idq2*一致的三相交流電壓加上三相高頻電壓Avuvw，將所得電壓施加給交流旋轉電機1。

以下，對電力供應單元10a的內部構成進行說明。

高頻疊加器11a分別對三相電壓指令vu*、vv*、vw*加上三相高頻電壓Avu、Avv、Avw，并作為三相電壓指令vu2*、vv2*、vw2*(以下，統(tǒng)稱為vuvw2*)輸出到電力轉換器14a。

這里，如上所述將m設為3以上的整數(shù)的原因在于，m為1或2時，與開關周期Tc的m倍周期m·Tc相等的三相高頻電壓Avu、Avv、Avw的各相無法具有相位差，進而，無法利用旋轉位置推斷單元9a高精度地計算推斷旋轉位置θe。

如上所述，利用高頻疊加器11a分別對三相電壓指令vu*、vv*、vw*疊加三相高頻電壓Avu、Avv、Avw，并施加給交流旋轉電機1。

該情況下，三相高頻電壓Avu、Avv、Avw的矢量和即電壓矢量并非交變電壓，而變?yōu)樾D電壓。

另外，交變電壓是指在三相交流電壓1個周期中，將三相交流電壓的各相矢量和即電壓矢量施加于2個方向以下。

此外，旋轉電壓是指在三相交流電壓1個周期中，將三相交流電壓的各相矢量和即電壓矢量施加于3個方向以上。

電流控制器12a基于d-q軸上的高頻疊加電流指令id2*、iq2*以及d-q軸上的檢測電流id、iq，對d-q軸上的檢測電流id、iq分別與d-q軸上的高頻疊加電流指令id2*、iq2*一致的d-q軸上的電壓指令vd*、vq*(以下，統(tǒng)稱為vdq*)進行運算，并輸出到高頻疊加器11a。

圖9是表示電力轉換器14a的構成的圖。

電力轉換器14a由脈寬調制控制器23和逆變器24構成。

脈寬調制控制器基于高頻疊加器11a輸出的三相電壓指令vu2*、vv2*、vw2*和旋轉位置推斷電力發(fā)生器8a輸出的開關周期Tc的值，產生經脈寬調制的邏輯信號Du、Dv、Dw。

逆變器24基于脈寬調制控制器23輸出的邏輯信號Du、Dv、Dw，向交流旋轉電機1的各繞組施加電壓。

這里，作為脈寬調制控制方法，例如可以采用根據作為載波信號的三角波進行眾所周知的脈寬調制控制方法。

該情況下，例如將三角波的周期設定為旋轉位置推斷電力發(fā)生器8a輸出的開關周期Tc的2倍。

如上所述，電力轉換器14a基于三相電壓指令vu2*、vv2*、vw2*和開關周期Tc，將三相電壓指令vu2*、vv2*、vw2*施加給交流旋轉電機1。

這里，脈寬調制控制器23的邏輯信號Du、Dv、Dw也可以通過其他眾所周知的方法計算。

根據以上構成，該交流旋轉電機控制裝置在旋轉位置傳感器異常時向交流旋轉電機供應高頻電力，基于交流旋轉電機的所述檢測電流中所包含的高頻分量，推斷交流旋轉電機的旋轉位置，并基于該旋轉位置控制交流旋轉電機，在這種構成中，能夠消除在轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩或者過電流。

這里，說明以下方法：即，旋轉位置推斷單元9a向交流旋轉電機供應高頻電力，基于交流旋轉電機的所述檢測電流中所包含的高頻分量，運算推斷旋轉位置θe。

旋轉位置推斷單元9a可以根據專利第5069306號公報中所記載的眾所周知的方法，向具有凸極性的交流旋轉電機供應高頻電流時，交流旋轉電機的電感在兩個旋轉軸上的各分量不同導致電流不同，基于針對該電流的響應計算推斷旋轉位置θe即可。

另外，旋轉位置推斷單元9a基于針對以下情況下的電流的響應來計算推斷旋轉位置θe，上述情況是指，旋轉位置推斷電力發(fā)生器8a輸出供旋轉位置推斷單元9a推斷旋轉位置、且周期是與開關周期Tc的m倍(m為3以上的整數(shù)，設為3以上的原因如后文所述)相等的周期m·Tc、且相位相異的三相高頻電壓Avuvw，并且三相高頻電壓Avuvw由電力供應單元10a所施加，計算推斷旋轉位置θe，但在向具有凸極性的交流旋轉電機1供應高頻電力時，電感在兩個旋轉軸上的各分量不同導致電流不同，也可以基于針對電流的響應，根據其他方法計算。

接下來，對上述構成中電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*的方法進行說明。

電流限制單元6根據與本發(fā)明實施方式1中電流限制單元6相同的方法，限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而能夠消除轉移至無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。在本實施方式2中的交流旋轉電機控制裝置的情況下，公式10中的(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)可以設定如下：即，利用電力供應單元10a向交流旋轉電機1施加三相高頻電壓Avu、Avv、Avw，用電流檢測器15檢測與之相應的交流旋轉電機1的三相檢測電流iuvw，旋轉位置推斷單元9a計算推斷旋轉位置θe為止的最長時間。

此外，可以將(開始推斷旋轉位置起、使誤差收斂到90度以內的時間)設定為利用旋轉位置推斷單元9a計算的推斷旋轉位置θe的誤差降低到90度為止所需的最長時間。

如上所述，根據具備電流限制單元6的交流旋轉電機控制裝置，在向交流旋轉電機供應高頻電力，基于交流旋轉電機的所述檢測電流中所包含的高頻分量計算推斷旋轉位置θe時，也能通過限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10a根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

即，本發(fā)明實施方式2中的交流旋轉電機控制裝置的特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力，所述交流旋轉電機控制裝置構成為，所述交流旋轉電機具有凸極性，具備獲取所述交流旋轉電機的檢測電流的電流檢測單元，所述旋轉位置推斷電力為高頻電力，所述旋轉位置推斷單元基于所述檢測電流中所包含的高頻分量，計算所述推斷旋轉位置，從開始供應所述旋轉位置推斷電力起，到所述旋轉位置推斷單元計算出不會出現(xiàn)反轉矩、過電流的誤差較小的推斷旋轉位置為止，需要時間，因此，不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，且相關效果更為顯著。

實施方式3.

在實施方式1中，旋轉位置推斷單元9基于向交流旋轉電機1供應高頻電流時針對輸出轉矩Tm的響應，計算推斷旋轉位置θe，但也可以根據其他方法計算推斷旋轉位置。

具體而言，也可以供應使交流旋轉電機的繞組短路的電壓，基于交流旋轉電機的檢測電流，計算推斷旋轉位置θe。

此外，也可以構成為具備初始推斷旋轉位置推斷單元，用于計算旋轉位置推斷單元計算的推斷旋轉位置θe的初始值，即剛切換為無傳感器控制后使用的值，根據各個旋轉位置推斷單元，限制交流旋轉電機的驅動電力，從而消除切換為無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

該情況下，與旋轉位置推斷單元9計算誤差較小的推斷旋轉位置θe所用時間相比，初始旋轉推斷單元能以較短時間計算誤差較小的旋轉位置，因此，可以將為消除反轉矩或防止過電流而限制驅動電力的時間設定為較短，交流旋轉電機能夠更快地輸出期望的轉矩。

因此，在本實施方式3中，除實施方式1中的旋轉位置推斷單元9以外，還具備初始推斷旋轉位置推斷單元，用于計算旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe的初始值，對這種交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明。

再者，對于具備不同于旋轉位置推斷單元9的眾所周知的旋轉位置推斷單元(例如，如專利第3636340公報所記載)的交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明，施加使交流旋轉電機的繞組短路的旋轉位置推斷電力即電壓，所述旋轉位置推斷單元根據此時交流旋轉電機的電流，并基于交流旋轉電機的繞組短路時交流旋轉電機的電壓和電流的關系，計算推斷旋轉位置。

圖10是表示本發(fā)明實施方式3中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖，和實施方式1標注相同標號的構件表示相同或與之相當?shù)臉嫾?/p>

電流限制單元6b和電流限制單元6一樣，利用d-q軸電流限制值idqlim限制d-q軸上的電流指令idq1*，并作為d-q軸上的電流指令idq2*輸出。

關于d-q軸電流限制值idqlim的設定方法，將在后文闡述。

接下來，對電力供應單元10b的內部構成進行說明。

電力轉換器14b針對交流旋轉電機1的各相，基于輸入的柵極信號G，施加電壓。

圖11是表示電力轉換器14b的內部構成的圖。

電力轉換器14b具有半導體開關38～43，半導體開關38、41、39、42、40、43各對分別串聯(lián)連接，串聯(lián)連接的半導體開關38、41、39、42、40、43各對并聯(lián)連接到生成電位差Ed的直流電壓源44。

連接半導體開關38、41的中點Pu連接到交流旋轉電機1的U相，連接半導體開關39、42的中點Pv連接到交流旋轉電機1的V相，連接半導體開關40、43的中點Pw連接到交流旋轉電機1的W相。

此外，各半導體開關38～43中絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)Q1～Q6和二極管D1～D6分別對應地并聯(lián)連接，二極管的正向朝向直流電壓源44的正極側。

施加于該IGBT Q1～Q6柵極的柵極信號使各IGBT Q1～Q6導通/截止。

柵極信號生成器27輸出驅動用柵極信號Gd，用于向交流旋轉電機1施加三相電壓指令vuvw*。

這里，驅動用柵極信號Gd可以根據眾所周知的方法計算，例如，與本發(fā)明實施方式2中的脈寬調制控制器23同樣地，計算對三相電壓指令vuvw*進行脈寬調制后的邏輯信號Duvw，基于邏輯信號Duvw，計算用于使對應于交流旋轉電機1的各相的半導體開關38～43導通/截止的柵極信號。

電力限制單元28限制驅動用柵極信號Gd，從而消除旋轉位置傳感器2異常，轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。

具體而言，在從異常判斷信號顯示為異常起，到初始旋轉位置推斷單元26計算初始推斷旋轉位置θe0為止的規(guī)定時間Δt120內，關斷驅動用柵極信號Gd，輸出推斷用柵極信號Ge。之后，關斷推斷用柵極信號Ge，輸出驅動用柵極信號Gd。

初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25在異常判斷信號顯示為異常時，將初始旋轉位置推斷單元26推斷旋轉位置用的推斷用柵極信號Ge輸出到電力供應單元10b。

初始旋轉位置推斷單元26基于三相檢測電流iuvw，對初始推斷旋轉位置θe0進行運算，并輸出到旋轉位置推斷單元9b。

旋轉位置推斷單元9b和旋轉位置推斷單元9的不同之處僅在于，計算的推斷旋轉位置θe的初始值使用初始旋轉位置推斷單元26輸出的初始推斷旋轉位置θe。

根據以上構成，該交流旋轉電機控制裝置在旋轉位置傳感器異常時，供應使交流旋轉電機繞組短路的電壓，基于交流旋轉電機的檢測電流，推斷交流旋轉電機的旋轉位置，并基于該旋轉位置控制交流旋轉電機，在這種構成中，能夠消除在轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩或者過電流。

這里，針對初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25輸出推斷用柵極信號Ge，初始旋轉位置推斷單元26運算初始推斷旋轉位置θe0的方法進行說明。

該方法也可以采用專利第3636340公報中記載的眾所周知的方法。

初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25在異常判斷信號顯示為異常時使電力轉換器14b的半導體開關38～43全部導通，從而使交流旋轉電機1所有相的定子繞組短路。

即，初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25經由電力供應單元10b，將用于使交流旋轉電機短路的電力供應給交流旋轉電機1。

此外，使交流旋轉電機1所有相的定子繞組短路后，初始旋轉位置推斷單元26可以基于由于經過規(guī)定時間t0后的感應電壓而流動的三相檢測電流iuvw，計算交流旋轉電機1的旋轉速度以及初始推斷旋轉位置θe0。

如上所述，供應使交流旋轉電機的繞組短路的旋轉位置推斷電力即電壓，初始旋轉位置推斷單元26基于此時交流旋轉電機的檢測電流，計算初始推斷旋轉位置θe0。

另外，初始旋轉位置推斷單元26根據專利第3636340公報所記載的眾所周知的方法對初始推斷旋轉位置θe0進行運算，但并不限定于此，也可以根據其他方法，基于交流旋轉電機的繞組短路時交流旋轉電機的電壓和電流的關系，對初始推斷旋轉位置θe0進行運算。

接下來，對上述構成中電流限制單元6b以及電力限制單元28限制交流旋轉電機的驅動電力的方法進行說明。

如上所述，在從異常判斷信號顯示為異常起，到經過規(guī)定時間Δt120為止的期間，電力限制單元28關斷驅動用柵極信號Gd，輸出推斷用柵極信號Ge。

之后，關斷推斷用柵極信號Ge，輸出驅動用柵極信號Gd。這里，初始旋轉位置推斷單元26基于經過規(guī)定時間t0后的三相檢測電流iuvw，計算初始推斷旋轉位置θe0，即，規(guī)定時間Δt120是從異常判斷信號顯示為異常起，初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25供應用于使交流旋轉電機短路的電力，并經過規(guī)定時間t0為止的已知時間。

此外，電流限制單元6b可以根據和本發(fā)明實施方式1中電流限制單元6相同的方法，限制d-q軸上的電流指令idq1*。

從原理上來說，初始旋轉位置推斷單元26計算的初始推斷旋轉位置θe，其推斷精度受到限制。

換言之，初始推斷旋轉位置θe和實際旋轉位置的誤差在規(guī)定誤差Δθ0以下，從原理上來說，規(guī)定誤差Δθ0應是90度以下的值。

因此，旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差從一開始就在90度以下，在規(guī)定誤差Δθ0以下。

即，可以將經過旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下所需的充分長時間后的時刻，即t2設為初始旋轉位置推斷單元26計算初始推斷旋轉位置θe的時刻，將規(guī)定時間Δt12設定為和規(guī)定時間Δt120相同的值。

如上所述，根據具備電流限制單元6b以及電力限制單元28的交流旋轉電機控制裝置，供應使交流旋轉電機的繞組短路的電壓，基于交流旋轉電機的檢測電流計算推斷旋轉位置θe時，也能通過限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10b根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

此外，在具備初始推斷旋轉位置推斷單元，用于計算旋轉位置推斷單元計算的推斷旋轉位置θe的初始值，即剛切換為無傳感器控制后使用的值的情況下，也能通過限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10a根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

即，本發(fā)明實施方式3中的交流旋轉電機控制裝置的特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力，由于其構成為，具備獲取所述交流旋轉電機的檢測電流的電流檢測單元，所述旋轉位置獲取推斷電力是使所述交流旋轉電機的繞組短路的電壓，所述旋轉位置推斷單元基于所述檢測電流計算所述推斷旋轉位置，因此，初始旋轉推斷單元能以較短時間計算誤差較小的旋轉位置，從而可以將為消除反轉矩或防止過電流而限制驅動電力的時間設定為較短，交流旋轉電機能夠更快地輸出期望的轉矩。

另外，在本實施方式3中，時刻t2設為旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下即規(guī)定誤差Δθ0所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起、使誤差收斂到90度以內即規(guī)定誤差Δθ0的時間)構成規(guī)定時間Δt12，但也可以將時刻t2設為旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入小于規(guī)定誤差Δθ0的、任意的規(guī)定誤差以下所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起，收斂到小于規(guī)定誤差Δθ0的、任意的規(guī)定誤差以內的時間)構成規(guī)定時間Δt12。該情況下，將時刻t2設定如下：即，從初始旋轉位置推斷單元26計算出初始推斷旋轉位置θe的時刻起，經過旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差由規(guī)定誤差Δθ0狀態(tài)收斂到任意的規(guī)定誤差所需的最長時間后的時刻，預先測定或者計算旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe的誤差降低到任意的規(guī)定誤差的時間，從而可以預先設定時刻t2、以及規(guī)定時間Δt12。

實施方式4.

在實施方式3中，供應使交流旋轉電機1的繞組短路的電壓時，初始旋轉位置推斷單元26基于交流旋轉電機的檢測電流，計算初始推斷旋轉位置θe0，但是，當交流旋轉電機的旋轉速度較低時，交流旋轉電機的感應電壓變小，從原理上來說旋轉位置的推斷精度會降低。

因此，在本實施方式4中，對于具備眾所周知的旋轉位置推斷單元(例如，專利第4271397號公報所記載)的交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明，在向交流旋轉電機供應會磁飽和的電壓時，所述旋轉位置推斷單元基于供應給交流旋轉電機的電壓和電流的關系，計算交流旋轉電機的旋轉速度較低時精度較高的初始推斷旋轉位置θe0。

圖12是表示本發(fā)明實施方式4中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖，和實施方式1至3標注相同標號的構件，表示相同或與之相當?shù)臉嫾?/p>

電流限制單元6c和電流限制單元6b一樣，利用d-q軸電流限制值idqlim限制d-q軸上的電流指令idq1*，并作為d-q軸上的電流指令idq2*輸出。

關于d-q軸電流限制值idqlim的設定方法，將在后文闡述。

接著，構成電力供應單元10c的電流檢測器15c在初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25c輸出的觸發(fā)信號Tr的上升沿時刻，檢測交流旋轉電機1各相的電流，并輸出到坐標轉換器13、初始旋轉位置推斷單元26c。

電流限制單元28c和本發(fā)明實施方式3中的電力限制單元28一樣，限制驅動用柵極信號Gd，從而消除旋轉位置傳感器2異常，轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。

具體而言，在從異常判斷信號顯示為異常起，到初始旋轉位置推斷單元26c計算初始推斷旋轉位置θe0為止的規(guī)定時間Δt120內，關斷驅動用柵極信號Gd，輸出推斷用柵極信號Ge。

之后，關斷推斷用柵極信號Ge，輸出驅動用柵極信號Gd。

初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25c在異常判斷信號顯示為異常時，將相應于電壓矢量指令V的推斷用柵極信號Ge輸出到電力供應單元10c，同時將觸發(fā)信號Tr輸出到電力供應單元10c，所述電壓矢量指令V用于初始旋轉位置推斷單元26c推斷旋轉位置。

初始旋轉位置推斷單元26基于三相檢測電流iuvw，對初始推斷旋轉位置θe0進行運算，并輸出到旋轉位置推斷單元9b。

根據以上構成，該交流旋轉電機控制裝置在旋轉位置傳感器異常時，向交流旋轉電機供應會磁飽和的電壓時，基于供應給交流旋轉電機的電壓和電流的關系，推斷交流旋轉電機的旋轉位置，并基于該旋轉位置控制交流旋轉電機，在這種構成中，能夠消除在轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩或者過電流。

這里，針對初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25c輸出推斷用柵極信號Ge，初始旋轉位置推斷單元26c運算初始推斷旋轉位置θe0的方法進行說明。

該方法也可以采用專利第4271397公報中記載的眾所周知的方法。

如上所述，初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25在異常判斷信號顯示為異常時，將相應于電壓矢量指令V的推斷用柵極信號Ge輸出到電力供應單元10c。

這里，電壓矢量指令V具有9個開關模式“0”～“8”，各開關模式“0”～“8”通過導通的IGBTQ1～Q6的組合，定義如下，并與輸出的推斷用柵極信號Ge相對應。

開關模式：導通的IGBTQ1～Q6的組合

“0”：無

“1”：Q1、Q5、Q6

“2”：Q1、Q2、Q6

“3”：Q4、Q2、Q6

“4”：Q4、Q2、Q3

“5”：Q4、Q5、Q3

“6”：Q1、Q5、Q3

“7”：Q1、Q2、Q3

“8”：Q4、Q5、Q6

分別與各開關模式“1”～“8”相對應的電壓矢量V1～V8分別是各具有60度的相位差、大小相等的電壓矢量。

初始旋轉位置推斷電力發(fā)生器25根據眾所周知的方法，在不會磁飽和范圍內的充分短的時間內，依次將對應于規(guī)定的電壓矢量V的規(guī)定的推斷用柵極信號Ge輸出到電力限制單元28，在各電壓矢量施加結束后，將觸發(fā)信號Tr輸出到電流檢測器15c，電流檢測器15c在觸發(fā)信號Tr的上升沿時刻對三相檢測電流iuvw進行采樣，并輸出到初始旋轉位置推斷單元26c，借此，初始旋轉位置推斷單元26c基于三相檢測電流iuvw，計算0～180度之間的旋轉位置。進而，以會磁飽和的施加時間施加相應于三相檢測電流iuvw的電壓矢量，利用該電壓矢量的絕對值的大小關系，判斷180度的旋轉位置關系，從而計算在全角范圍內確定了唯一旋轉位置的初始推斷旋轉位置θe0。

另外，初始旋轉位置推斷單元26c根據專利第4271397號公報所記載的眾所周知的方法對初始推斷旋轉位置θe0進行運算，但并不限定于此，也可以根據其他方法，在向交流旋轉電機供應會磁飽和的電壓時，基于供應給交流旋轉電機的電壓和電流的關系，進行初始推斷旋轉位置θe0的運算。

接下來，對上述構成中電流限制單元6c以及電力限制單元28限制交流旋轉電機的驅動電力的方法進行說明。

如上所述，在從異常判斷信號顯示為異常起，到經過規(guī)定時間Δt120為止的期間，電力限制單元28c關斷驅動用柵極信號Gd，輸出推斷用柵極信號Ge。之后，關斷推斷用柵極信號Ge，輸出驅動用柵極信號Gd。

這里，初始旋轉位置推斷單元26c在規(guī)定的時刻施加規(guī)定的電壓矢量指令V，并基于在規(guī)定的時刻采樣的三相檢測電流iuvw，計算初始推斷旋轉位置θe0，即，規(guī)定時間Δt120是從異常判斷信號顯示為異常起，到初始旋轉位置推斷單元26c計算初始推斷旋轉位置θe0為止的已知時間。

此外，電流限制單元6b可以根據和本發(fā)明實施方式3中電流限制單元6b相同的方法，限制d-q軸上的電流指令idq1*。從原理上來說，初始旋轉位置推斷單元26c計算的初始推斷旋轉位置θe，其推斷精度受到限制。換言之，初始推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差在規(guī)定誤差Δθ0以下，從原理上來說，規(guī)定誤差Δθ0是90度以下的值。

因此，旋轉位置推斷單元9c計算的初始推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差從一開始就在90度以下，在規(guī)定誤差Δθ0以下。即，可以將經過旋轉位置推斷單元9c計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下所需的充分長時間后的時刻，即t2設為初始旋轉位置推斷單元26c計算初始推斷旋轉位置θe0的時刻，將規(guī)定時間Δt12設定為和規(guī)定時間Δt120相同的值。

如上所述，根據具備電流限制單元6c以及電力限制單元28c的交流旋轉電機控制裝置，向交流旋轉電機供應會磁飽和的電壓，基于供應給交流旋轉電機的電壓和電流的關系，計算推斷旋轉位置θe時，也能通過限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10c根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

即，本發(fā)明實施方式4中的交流旋轉電機控制裝置的特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力，由于其構成為，具備獲取所述交流旋轉電機的檢測電流的電流檢測單元，所述電力限制單元供應所述交流旋轉電機的繞組會磁飽和的旋轉位置推斷電力，所述旋轉位置推斷電力是所述交流旋轉電機的繞組磁飽和的電力，所述旋轉位置推斷單元基于所述交流旋轉電機的電壓和電流的關系，計算所述推斷旋轉位置，因此，在交流旋轉電機的旋轉速度較低時，初始旋轉推斷單元能以較短時間計算誤差較小的旋轉位置，從而可以將為消除反轉矩或防止過電流而限制驅動電力的時間設定為較短，交流旋轉電機能夠更快地輸出期望的轉矩。

另外，在本實施方式4中，時刻t2設為旋轉位置推斷單元9c計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下即規(guī)定誤差Δθ0所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起、使誤差收斂到90度以內即規(guī)定誤差Δθ0的時間)構成規(guī)定時間Δt12，但也可以將時刻t2設為旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入小于規(guī)定誤差Δθ0的、任意的規(guī)定誤差以下所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起，收斂到小于規(guī)定誤差Δθ0的、任意的規(guī)定誤差以內的時間)構成規(guī)定時間Δt12。該情況下，將時刻t2設定如下：即，從初始旋轉位置推斷單元26c計算出初始推斷旋轉位置θe的時刻開始，經過旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差由規(guī)定誤差Δθ0狀態(tài)收斂到任意的規(guī)定誤差所需的最長時間后的時刻，預先測定或者計算旋轉位置推斷單元9b計算的推斷旋轉位置θe的誤差降低到任意的規(guī)定誤差的時間，從而可以預先設定時刻t2、以及規(guī)定時間Δt12。

實施方式5.

在實施方式1中，旋轉位置推斷單元9基于向交流旋轉電機1供應高頻電流時針對輸出轉矩Tm的響應，計算推斷旋轉位置θe，但是當交流旋轉電機的旋轉速度大于d-q軸上的高頻電流Aidq的頻率時，旋轉位置的推斷精度會降低。

因此，在本實施方式4中，交流旋轉電機的旋轉速度較低時，基于向交流旋轉電機1供應高頻電流時對輸出轉矩Tm的響應，計算推斷旋轉位置θe并輸出，旋轉速度較高時，根據高速旋轉時可以計算高精度的推斷旋轉位置的其他方法，計算推斷旋轉位置θe并輸出，針對這種交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明。

即，旋轉位置推斷單元根據多種方法推斷旋轉位置，對于具備這種旋轉位置推斷單元的交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明。

圖13是表示本發(fā)明實施方式5中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖，和實施方式1標注相同標號的構件，表示相同或與之相當?shù)臉嫾?/p>

電流限制單元6d和電流限制單元6一樣，利用d-q軸電流限制值idqlim限制d-q軸上的電流指令idq1*，并作為d-q軸上的電流指令idq2*輸出。

關于d-q軸電流限制值idqlim的設定方法，將在后文闡述。

接下來，對圖14所示的旋轉位置推斷單元9b的內部構成進行說明。

推斷誤差控制單元18d和本發(fā)明實施方式1中的推斷誤差控制單元18同樣地對推斷旋轉位置進行運算，并作為第一推斷旋轉位置θe1輸出。

感應電壓推斷單元29基于電力供應單元10輸出的d-q軸上的電壓指令vdq*和d-q軸上的檢測電流idq，根據使用自適應觀測器以及積分器的眾所周知的方法(例如，專利第4672236號公報所記載)，推斷交流旋轉電機1所產生的感應電壓，并對第2推斷旋轉位置θe2進行運算。

這里，旋轉速度越高，交流旋轉電機的感應電壓值越大，電壓誤差對感應電壓的影響越小。

因此，感應電壓推斷單元29計算的第2推斷旋轉位置θe2在旋轉速度較高時具有較高精度。

位置切換器30基于推斷誤差控制單元18d輸出的第1推斷旋轉位置θe1、感應電壓推斷單元29輸出的第2推斷旋轉位置θe2、以及后述速度推斷器31輸出的推斷旋轉速度we，輸出推斷旋轉位置θe。

即，在推斷旋轉速度we低于規(guī)定值時，位置切換器30選擇第1推斷旋轉位置θe1，在推斷旋轉速度we在規(guī)定值以上時，選擇第2推斷旋轉位置θe2，并將所選擇的旋轉位置作為推斷旋轉位置θe輸出。

另外，關于該規(guī)定值，可以結合第1推斷旋轉位置θe1以及第2推斷旋轉位置θe2相對于旋轉速度的精度，預先規(guī)定。

速度推斷器31對位置切換器30輸出的推斷旋轉位置θe進行微分處理，從而對交流旋轉電機1的推斷旋轉速度we進行運算，并輸出到位置切換器30。

根據以上構成，該交流旋轉電機控制裝置在旋轉位置傳感器異常時，根據多種方法推斷交流旋轉電機的旋轉位置，基于該旋轉位置控制交流旋轉電機，在這種構成中，能夠消除在轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩或者過電流。

另外，感應電壓推斷單元29根據專利第4672236號公報所記載的、使用自適應觀測器以及積分器的眾所周知的方法進行第2推斷旋轉位置θe2的運算，但并不限定于此，也可以根據其他方法，基于感應電壓的推斷，對第2推斷旋轉位置θe2進行運算。

接下來，對上述構成中電流限制單元6d限制交流旋轉電機的驅動電力的方法進行說明。

電流限制單元6d根據和本發(fā)明實施方式1中電流限制單元6相同的方法，限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而能夠消除轉移至無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。

在本實施方式5中的交流旋轉電機控制裝置的情況下，公式(10)中(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)可以設定為如下所述時間，即：和本發(fā)明實施方式1中的電流限制單元6一樣，利用電力供應單元10向交流旋轉電機1供應d-q軸上的高頻電流Aidq，用轉矩檢測單元7檢測與之相應的交流旋轉電機1的輸出轉矩，旋轉位置推斷單元9d中的推斷誤差控制單元18d計算第1推斷旋轉位置θe1為止的最長時間。

此外，可以將(開始推斷旋轉位置起、使誤差收斂到90度以內的時間)設定為如下兩個最長時間中更長的時間，即：利用旋轉位置推斷單元9d中的推斷誤差控制單元18d計算的第1推斷旋轉位置θe1的誤差降低到90度為止所需的最長時間，以及利用旋轉位置推斷單元9d中的感應電壓推斷單元29計算的第2推斷旋轉位置θe2的誤差降低到90度為止所需的最長時間。

這里，關于利用感應電壓推斷單元29計算的第2推斷旋轉位置θe2的誤差降低到90度為止所需的最長時間，可以根據構成感應電壓推斷單元29的自適應觀測器、積分器的收斂特性，假設開始運算第2推斷旋轉位置θe2時的第2推斷旋轉位置θe2和交流旋轉電機實際旋轉位置的誤差為180度這一最壞的情況，預先測定或者計算第2推斷旋轉位置θe2的誤差降低到90度的時間。

進而，作為最長時間，還可以設定為假設施加給交流旋轉電機的電壓相對于供應給交流旋轉電機的電源電壓而言飽和時的值。

如上所述，根據具備電流限制單元6d的交流旋轉電機控制裝置，利用多種方法計算交流旋轉電機的推斷旋轉位置θe時，也能通過限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而消除旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10c根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

實施方式6.

在實施方式1中，從時刻t1起、到經過規(guī)定時間Δt12為止，將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為零，從而消除切換為無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流；但如果轉移至無傳感器控制時反轉矩在用途上不會出現(xiàn)問題，則交流旋轉電機控制裝置也可以在交流旋轉電機的感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下，即交流旋轉電機的旋轉速度變?yōu)橐?guī)定值以下之前，將d-q軸電流限制值idqlim設定為零，從而防止過電流。

因此，在本實施方式4中，對具備如下所述電流限制單元的交流旋轉電機控制裝置中，防止切換為無傳感器控制時的過電流的方法進行說明；所述電流限制單元在感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下，即交流旋轉電機的旋轉速度變?yōu)橐?guī)定值以下之前，將用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為零。

圖15是表示本發(fā)明實施方式6中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖，和實施方式1至5標注相同標號者，表示相同或與之相當?shù)膬热荨?/p>

在異常判斷信號顯示為異常時，電流限制單元6e基于旋轉位置推斷單元9e輸出的推斷旋轉速度we，利用d-q軸電流限制值idqlim限制d-q軸上的電流指令idq1*，并作為d-q軸上的電流指令idq2*輸出。

關于d-q軸電流限制值idqlim的設定方法，將在后文闡述。

接下來，對圖16所示的旋轉位置推斷單元9e的內部構成進行說明。旋轉位置推斷單元9e和旋轉位置推斷單元9d的不同之處僅在于，旋轉位置推斷單元9d和速度推斷器31將推斷速度we輸出到旋轉位置推斷單元9e的外部。

根據以上構成，該交流旋轉電機控制裝置基于交流旋轉電機的感應電壓，限制交流旋轉電機的驅動電力即d-q軸上的電流指令idq1*，從而防止旋轉位置傳感器發(fā)生異常，轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的過電流。

接下來，對上述構成中電流限制單元6e基于推斷旋轉速度we限制交流旋轉電機的驅動電力的方法進行說明。

在控制角與實際旋轉位置的誤差較大，交流旋轉電機的電流較大，交流旋轉電機的感應電壓較大時，換言之，旋轉速度較大時，會產生過電流。

因此，可以采用如下構成：在不會產生過電流的、交流旋轉電機的感應電壓最大值，即旋轉位置誤差最大，d-q軸上的電流指令idq1*最大時，預先計算不會產生過電流的旋轉速度最大值即規(guī)定值，從異常判斷信號由正常切換為異常的時刻t1開始，僅限推斷旋轉速度we在規(guī)定值以上時，將d-q軸電流限制值idqlim設為零，推斷旋轉速度we在規(guī)定值以下時，隨時間逐漸增加d-q軸電流限制值idqlim。

但是，考慮到在感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下之前，推斷旋轉位置θe的誤差進入90度以下所需的充分長的時間即本發(fā)明實施方式1中所示的規(guī)定時間Δt12會先經過。因此，從時刻t1開始，可以在交流旋轉電機的感應電壓在規(guī)定值以上且規(guī)定時間Δt12內，將d-q軸電流限制值idqlim設定為零，在交流旋轉電機的感應電壓在規(guī)定值以下，或者經過規(guī)定時間Δt12后，隨時間逐漸增加d-q軸電流限制值idqlim，可以將用于防止過電流的d-q軸電流限制值idqlim為零的時間設為所需的最短時間。

如上所述，根據具備電流限制單元6e的交流旋轉電機控制裝置，可以基于交流旋轉電機的感應電壓，限制交流旋轉電機的驅動電力，從而防止旋轉位置傳感器發(fā)生異常，轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的過電流。即，本發(fā)明實施方式6的交流旋轉電機控制裝置特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；感應電壓獲取單元，其獲取所述交流旋轉電機的感應電壓；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應所述電力限制單元所限制的所述驅動電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并限制所述驅動電力至少到所述交流旋轉電機的所述感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下為止。

因此，能夠實現(xiàn)如下顯著效果，即不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，這些效果是現(xiàn)有裝置所不具有的。

另外，在本實施方式6中，傳感器異常判斷單元3基于旋轉位置信號，檢測旋轉位置傳感器2的異常，以預先設定的規(guī)定時間持續(xù)地檢測出異常時，判斷旋轉位置傳感器2為異常，但也可以構成為基于旋轉位置信號，在檢測出旋轉位置傳感器異常時立即將旋轉位置傳感器2判斷為異常。

即，該交流旋轉電機控制裝置的特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常判斷單元，其判斷所述旋轉位置傳感器的異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；感應電壓獲取單元，其獲取所述交流旋轉電機的感應電壓；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應所述電力限制單元所限制的所述驅動電力，從所述傳感器異常判斷單元判斷為異常起，所述電力限制單元限制所述驅動電力至少到所述交流旋轉電機的所述感應電壓變?yōu)橐?guī)定值以下為止，該情況也和本實施方式6中的交流旋轉電機控制裝置一樣，能夠實現(xiàn)如下顯著效果，即不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，這些效果是現(xiàn)有裝置所不具有的。

實施方式7.

在實施方式1中，從時刻t1起、到經過規(guī)定時間Δt12為止，將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為零，從而消除切換為無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

如果基于交流旋轉電機的旋轉速度，計算期望的旋轉速度指令和旋轉速度的偏差變?yōu)榱愕慕涣餍D電機驅動電力，當推斷旋轉位置與旋轉位置的誤差在90度以上時，計算的驅動電力和期望的驅動電力符號相反，不會收斂，會繼續(xù)存在反轉矩。

因此，這種情況下，限制驅動電力從而消除反轉矩的方法會切斷導致反轉矩繼續(xù)的正反饋，效果更加顯著。

因此，在本實施方式7中，驅動電流運算單元基于推斷旋轉速度計算交流旋轉電機的驅動電流，對于具備這種驅動電流運算單元的交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流的方法進行說明。

圖17是表示本發(fā)明實施方式7中交流旋轉電機控制裝置的整體構成的圖，和實施方式1至6標注相同標號的構件，表示相同或與之相當?shù)臉嫾?/p>

旋轉速度運算單元32對控制角θc進行微分處理，并作為控制速度wc輸出到驅動電流運算單元33。

即，異常判斷信號顯示為正常時，控制速度wc是基于旋轉位置傳感器2輸出的旋轉位置信號的速度，異常判斷信號顯示為異常時，控制速度wc是基于旋轉位置推斷單元9輸出的推斷旋轉位置θe的推斷速度，控制速度wc表示交流旋轉電機1的旋轉速度。

驅動電流運算單元33基于旋轉速度指令w*和控制速度wc，計算使得控制速度wc和旋轉速度指令w*相一致的d-q軸上的電流指令idq1*。

具體而言，應用眾所周知的積分控制，即對旋轉速度指令w*和控制速度wc的偏差乘以規(guī)定的增益，將積分值設為d-q軸上的電流指令idq1*。

另外，也可以應用其他方法進行使得控制速度wc和旋轉速度指令w*一致的d-q軸上的電流指令idq1*的運算。

如上所述，具備驅動電流運算單元的交流旋轉電機控制裝置能夠消除切換為無傳感器控制時的反轉矩或者防止過電流，所述驅動電流運算單元基于推斷旋轉速度計算交流旋轉電機的驅動電流。

這里，切換為無傳感器控制后，如果推斷旋轉位置和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差在90度以上，則通過驅動電流運算單元計算的d-q軸上的電流指令idq1*會沿期望方向的相反方向供應給交流旋轉電機的實際d-q軸，產生反轉矩。

即，控制速度wc和旋轉速度指令w*方向相反，旋轉速度指令w*和控制速度wc的偏差變大。

其結果為，驅動電流運算單元33運算的d-q軸上的電流指令idq1*會變?yōu)楦笾?，反轉矩進一步增大。

以下相同，反轉矩變大，導致旋轉速度指令w*和控制速度wc的偏差更大，反轉矩會進一步增大，會產生這樣一種負面連鎖反應。

因此，在具備驅動電流運算單元的交流旋轉電機控制裝置中，消除切換為無傳感器控制時的反轉矩的操作能夠消除切換為無傳感器控制后，推斷旋轉位置和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差在90度以上時，驅動電流運算單元33所致的反轉矩的增大，因而效果更加顯著，所述驅動電流運算單元基于推斷旋轉速度計算交流旋轉電機的驅動電流。

本發(fā)明實施方式7中的交流旋轉電機控制裝置的特征在于，具備：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力，所述交流旋轉電機控制裝置構成為，具備計算所述驅動電力的驅動電力運算單元和計算所述交流旋轉電機的旋轉速度的旋轉速度運算單元，所述驅動電力運算單元基于所述旋轉速度，計算所述驅動電力，切換為無傳感器控制后，如果推斷旋轉位置和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差在90度以上，由于驅動電流運算單元，作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩會進一步增大，因此，不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，且相關效果更為顯著。

另外，在本實施方式7中，構成為具備驅動電流運算單元，基于推斷旋轉速度計算交流旋轉電機的驅動電流，但也可以構成為基于與旋轉速度相應的其他狀態(tài)量，計算驅動電流。

即，可以構成為驅動電力運算單元基于與所述交流旋轉電機的旋轉速度相應的狀態(tài)量，計算所述驅動電力，可以獲得相同的效果。

例如，在經由齒輪、傳遞軸將交流旋轉電機1的輸出轉矩傳遞到負載裝置的構成中，也可以構成為，檢測負載裝置側的旋轉速度wL，驅動電流運算單元基于旋轉速度指令wL*和旋轉速度wL，計算使得旋轉速度wL和旋轉速度指令wL*相一致的d-q軸上的電流指令idq1*。

實施方式8.

上述實施方式對交流旋轉電機控制裝置進行了說明，也可以利用該交流旋轉電機控制裝置產生輔助轉向轉矩的轉矩，構成電動助力轉向裝置。

根據其用途，電動助力轉向裝置要求具備高安全性及可靠性。

近年來，電動助力轉向裝置所具備的交流旋轉電機不斷推進高輸出化，除小型、中型車輛外，更促進了重量較大的大型車輛也搭載電動助力轉向裝置，電動助力轉向裝置的交流旋轉電機的輸出轉矩呈現(xiàn)增大的趨勢。

搭載于大型車輛的電動助力轉向裝置中，交流旋轉電機突然停止，或者在搭載了高輸出的交流旋轉電機時，出現(xiàn)作用于期望的輔助轉矩相反方向的反轉矩時，由于該轉矩較大，駕駛員的異樣感會進一步增大，其功能性會顯著降低。

再者，在常規(guī)的電動助力轉向裝置的情況下，交流旋轉電機的輔助轉矩方向和轉向轉矩相同，駕駛員的轉向轉矩越大，輔助轉矩就越大，因此，在駕駛員進一步轉動方向盤的情況下，產生這種反轉矩時，由于反轉矩，駕駛員進一步轉動方向盤所用的轉向轉矩會進一步增大，其結果為，輔助轉矩進一步變大，從而會持續(xù)反轉矩增大、駕駛員感受到異樣這一狀態(tài)，產生這種負面連鎖反應。

因此，將實施方式1所示的交流旋轉電機控制裝置應用于電動助力轉向裝置時，相關效果會更加顯著，實施方式1所示的交流旋轉電機控制裝置能降低旋轉位置傳感器發(fā)生異常，轉移至根據推斷旋轉位置控制交流旋轉電機的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，繼續(xù)驅動交流旋轉電機。

圖18是表示本發(fā)明實施方式8中電動助力轉向裝置的整體構成的圖，和上述實施方式1標注相同標號的構件，表示相同或與之相當?shù)臉嫾?/p>

駕駛員左右旋轉方向盤34，進行前輪35的轉向。

齒輪36將交流旋轉電機1的輸出轉矩傳遞到傳遞軸37。

傳遞軸37將傳遞來的交流旋轉電機1的輸出轉矩傳遞到方向盤34以及前輪35，輔助駕駛員轉向。

轉矩檢測單元7f檢測作用于方向盤34和齒輪36之間的傳遞軸37的軸轉矩作為輸出轉矩Tm，并將輸出轉矩Tm輸出到旋轉位置推斷單元9f、驅動電流運算單元33f。

驅動電流運算單元33f基于輸出轉矩Tm，計算輔助駕駛員轉向的、供應給交流旋轉電機1的d-q軸上的電流指令idq1*。

圖19表示旋轉位置推斷單元9f的內部構成。

旋轉位置推斷單元9f的推斷誤差運算單元17f中的位置誤差推斷器21f將積分器20輸出的所述積分值Zd除以所述積分值Zq，由所得結果的反正切運算出位置，由該位置減去規(guī)定值θ0，作為旋轉位置推斷誤差Δθ輸出。

旋轉位置推斷單元9f和本發(fā)明實施方式1中的旋轉位置推斷單元9的不同之處僅在于，減去規(guī)定值θ0這一點。

這里，所述實施方式1中的交流旋轉電機控制裝置中，其轉矩檢測單元7直接在交流旋轉電機1的輸出軸上檢測輸出轉矩，而根據本實施方式3中的電動助力轉向裝置的構成，存在如下問題：轉矩檢測單元7f檢測的輸出轉矩和交流旋轉電機的輸出軸上的轉矩存在取決于轉矩頻率的規(guī)定相位差。

因此，在位置誤差推斷器21f中減去與該相位差相當?shù)囊?guī)定值θ0，從而計算考慮到了該相位差的推斷旋轉位置θe。

另外，將電力供應單元10中要疊加的所述d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的頻率設為充分高于駕駛員轉向轉矩Th的頻率的規(guī)定值。

根據這種構成，旋轉位置推斷單元9f能夠基于轉矩檢測單元7f檢測的輸出轉矩Tm，計算旋轉位置θ，電動助力轉向裝置無需使用位置傳感器，便能在交流旋轉電機1的所有動作范圍內進行穩(wěn)定的駕駛員轉向輔助。

以下，針對上述構成中旋轉位置推斷單元9f中的推斷誤差運算單元17f計算旋轉位置推斷誤差Δθ的原理進行說明。

圖20通過機械等價結構表示施加于交流旋轉電機1、方向盤34、傳遞軸37的轉矩關系，圖中的Jm、Jh分別表示交流旋轉電機1、方向盤34的慣性矩，C、K表示傳遞軸37的衰減系數(shù)、彈簧常數(shù)，Tm0、Th分別表示交流旋轉電機1的輸出軸上的交流旋轉電機1的輸出轉矩、駕駛員的轉向轉矩，G表示齒輪36的齒輪比。

如圖所示，輸出轉矩Tm、Tm0、轉向轉矩Th的關系如公式11所示。

[公式11]

公式11

這里，在電力供應單元10a中要疊加的所述d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的頻率是充分高于轉向轉矩Th的頻率的值，因此，將輸出轉矩Tm0的角頻率wh分量設為輸出轉矩高頻Tmhf0，僅將公式11表示為角頻率wh分量，則如公式12所示。

[公式12]

公式12

公式12中的G、Jm、C、K是表示齒輪36、交流旋轉電機1、傳遞軸37的機械特性的常數(shù)，可以判斷出輸出轉矩高頻Tmhf0和Tmhf的相位差僅取決于d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的頻率。

這里，d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的頻率為規(guī)定值，因此，輸出轉矩高頻Tmhf0和Tmhf為規(guī)定的相位差θ0。

也就是說，表示交流旋轉電機1的輸出軸，即交流旋轉電機1的實際d-q軸的所述輸出轉矩高頻Tmhf0和轉矩檢測單元7f檢測的輸出轉矩Tm的高頻分量即高頻輸出轉矩Tmhf、以及被供應d-q軸上的高頻電流Aid、Aiq的推斷d-q軸的相位關系可以如圖21所示。

因此，推斷誤差運算單元17f中的位置誤差推斷器21f中，首先根據和所述實施方式中的位置誤差推斷器21相同的方法，進行高頻輸出轉矩Tmhf和所述q軸上的高頻電流Aiq的相位差的運算，并減去規(guī)定的相位差θ0，從而可以獲得實際d-q軸和推斷d-q軸的相位差即旋轉位置推斷誤差Δθ。

如上所述，轉矩檢測單元7f檢測的輸出轉矩和交流旋轉電機1的輸出軸上的輸出轉矩存在規(guī)定的相位差時，由位置誤差推斷器21根據積分器20的各輸出的關系，并根據反正切函數(shù)計算出位置，由該位置減去規(guī)定的相位差，借此，旋轉位置推斷單元9f可以計算旋轉位置推斷誤差Δθ，從而可以計算推斷旋轉位置θe。

接著，針對驅動電流運算單元33f計算輔助駕駛員轉向的、供應給交流旋轉電機1的d-q軸上的電流指令idq1*的方法進行說明。

常規(guī)的電動助力轉向裝置設定為，駕駛員的轉向轉矩越大，交流旋轉電機1的輔助轉矩越大。

即，駕駛員的轉向轉矩Th可以表示為公式13所示。

這里，公式13中的Ka是基于電動助力轉向裝置所要求的輔助轉矩而設定的規(guī)定值。

[公式13]

公式13

Tm0＝KaTh

將公式13代入公式11，則變?yōu)楣?4所示。

[公式14]

公式14

即，轉矩檢測單元7f輸出的輸出轉矩Tm可以視作是與轉向轉矩Th有相關關系的值。

因此，交流旋轉電機1的輸出轉矩如公式15所示，驅動電流運算單元33可以計算公式16所示的d-q軸上的電流指令idq1*。這里，公式15中的Ka’是基于Ka和電動助力轉向裝置所要求的輔助轉矩而設定的規(guī)定值，公式16中的Kt表示交流旋轉電機1的轉矩常數(shù)。

[公式15]

公式15

Tm0＝Ka'Tm

[公式16]

公式16

id1*＝0

如上所述，驅動電流運算單元33f可以計算適用于電動助力轉向裝置的d-q軸上的電流指令idq1*，該d-q軸上的電流指令idq1*確保交流旋轉電機1的輸出轉矩方向和轉向轉矩相同，駕駛員的轉向轉矩越大，輸出轉矩就越大。

此外，電流限制單元6根據和實施方式1中電流限制單元6相同的構成，限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而能夠消除轉移至無傳感器控制時的反轉矩，防止過電流。

將d-q軸電流限制值idqlim設定為隨時間逐漸增加，最終達到額定電流。

因此，交流旋轉電機1不會發(fā)生轉矩劇變的情況，能夠防止轉矩劇變對交流旋轉電機負載裝置的沖擊、交流旋轉電機1及負載裝置的共振、擺動等問題。

但是，如果其斜率較小，恢復為交流旋轉電機1原本所要求的轉矩速度較慢，因此，可以根據交流旋轉電機1的用途設計斜率。

如上所述，利用該電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而能夠降低旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10a根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

也就是說，可以獲得如下所述的電動助力轉向裝置，即利用電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*，從而降低旋轉位置傳感器2發(fā)生異常，切換為電力供應單元10a根據推斷旋轉位置θe向交流旋轉電機供應電力的無傳感器控制時的反轉矩，或者防止過電流。

即，本實施方式8中的電動助力轉向裝置的特征在于，由具備如下部件的交流旋轉電機控制裝置構成：交流旋轉電機；旋轉位置傳感器，其檢測所述交流旋轉電機的旋轉位置；傳感器異常檢測單元，其以規(guī)定的判斷時間持續(xù)地檢測出所述旋轉位置傳感器異常時，判斷所述旋轉位置傳感器為異常；旋轉位置推斷單元，其在所述旋轉位置傳感器被判斷為異常時，計算所述交流旋轉電機的推斷旋轉位置；電力限制單元，其對為驅動所述交流旋轉電機而供應的驅動電力進行限制；以及電力供應單元，其在所述傳感器異常判斷單元判斷所述旋轉位置傳感器為異常時，基于所述推斷旋轉位置，向所述交流旋轉電機供應電力，所述電力是所述電力限制單元所限制的所述驅動電力加上用于確保所述旋轉位置推斷單元推斷旋轉位置而供應的旋轉位置推斷電力，所述電力限制單元從所述傳感器異常判斷單元檢測異常到判斷為異常為止，開始限制所述驅動電力，并至少在所述推斷旋轉位置的推斷誤差進入規(guī)定范圍內所需的規(guī)定時間中，限制所述驅動電力。

作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩會給駕駛員帶來異樣感，并顯著降低其功能性，因此，電動助力轉向裝置能夠實現(xiàn)如下顯著效果，即不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障。

進而，所述電力限制單元構成為，限制所述驅動電力使得供應給交流旋轉電機的電流變?yōu)榱?，因此，能夠將由誤差較大的推斷位置和較大的電流所致的反轉矩以及會造成過電流的大電流抑制到最小。

再者，在電動助力轉向裝置的情況下，交流旋轉電機1輸出的轉矩如公式15所示，其方向和轉向轉矩相同，被設定為駕駛員的轉向轉矩越大，輸出轉矩就越大，因此，在駕駛員進一步轉動方向盤34的情況下，產生這種反轉矩時，由于反轉矩，駕駛員進一步轉動方向盤34所用的轉向轉矩會進一步增大，其結果為，輔助轉矩進一步變大，因此，反轉矩增大，駕駛員的異樣感變大，且這一狀態(tài)會持續(xù)存在，產生這種負面連鎖反應。

利用電流控制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*以降低反轉矩時，該效果會更加顯著。

即，該電動助力轉向裝置構成為，具備所述交流旋轉電機控制裝置和轉矩檢測單元，所述交流旋轉電機控制裝置具備計算所述驅動電力的驅動電力運算單元，所述轉矩檢測單元檢測施加于方向盤的轉向轉矩，所述驅動電力運算單元基于與所述交流旋轉電機的輸出轉矩相應的狀態(tài)量即所述轉向轉矩，計算所述驅動電力，切換為無傳感器控制后，如果推斷旋轉位置和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差在90度以上，由于驅動電流運算單元，作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩會進一步增大，因此，不僅能減小異常發(fā)生前后交流旋轉電機同樣要求具備的轉矩大小，還能使轉矩減小的期間達到最短，并消除作用于交流旋轉電機的期望轉矩相反方向的反轉矩，或者防止過電流導致交流旋轉電機以及交流旋轉電機的驅動電路出現(xiàn)故障，且相關效果更為顯著。

再者，電動助力轉向裝置在交流旋轉電機1的輸出轉矩劇增的情況下，施加的轉向轉矩會突然減少。

如果在行駛過程中發(fā)生這種轉向轉矩突然減少的情況，會妨礙駕駛員對車輛進行預期的轉向，駕駛員會感到異樣。

因此，在電流限制單元6中將用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為從時刻t2開始隨時間逐漸增加時，在電動助力轉向裝置中相關效果會更加顯著。

另外，在本實施方式8中，旋轉位置推斷單元9f基于向交流旋轉電機1供應高頻電流時針對輸出轉矩Tm的響應，計算推斷旋轉位置θe，但推斷旋轉位置θe也可以根據其他方法計算，其方法不限。

此外，時刻t2設為旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe與實際旋轉位置的誤差進入90度以下所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起、使誤差收斂到90度以內的時間)構成規(guī)定時間Δt12，但也可以將時刻t2設為旋轉位置推斷單元9計算的推斷旋轉位置θe和實際旋轉位置的誤差進入任意的規(guī)定誤差以下所需的充分長的時刻，由(開始推斷旋轉位置起，收斂到任意的規(guī)定誤差以內的時間)構成規(guī)定時間Δt12。

控制角θc的誤差在90度以下時，該誤差越大，交流旋轉電機1的轉矩越小于期望轉矩，誤差為90～180度時，該誤差越大，期望轉矩相反方向的反轉矩越大。

此外，在容許一定程度的反轉矩的情況下，可以根據會出現(xiàn)可容許的反轉矩的控制角θc與實際旋轉位置的誤差，設定規(guī)定誤差。

該情況下，(開始推斷旋轉位置起，收斂到規(guī)定誤差以內的時間)是旋轉位置推斷單元9f基于旋轉位置信號開始推斷旋轉位置θe的運算起，推斷旋轉位置θe與旋轉位置的誤差收斂到規(guī)定誤差以內所需的最長時間，假設旋轉位置推斷單元9f開始推斷旋轉位置θe的運算時推斷旋轉位置θe與交流旋轉電機實際旋轉位置的誤差為180度這一最壞的情況，可以預先測定或者計算推斷旋轉位置θe的誤差降低到規(guī)定誤差的時間。

此外，設定為電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim從時刻t2開始，隨時間逐漸增加，但在轉矩劇變的影響不成為問題，希望盡快恢復轉矩時，也可以設定為從時刻t2開始急劇地增加d-q軸電流限制值idqlim。

此外，對于構成使電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim為零的規(guī)定時間Δt12的(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)、以及(開始推斷旋轉位置起、使誤差收斂到90度以內的時間)，分別設定為可取的最長時間，但也可以構成為，根據條件，將該條件下的最長時間切換為設定時間。關于本實施方式8中使d-q軸電流限制值idqlim為零的規(guī)定時間Δt12，構成規(guī)定時間Δt12的(從供應旋轉位置推斷電力起、到計算推斷旋轉位置為止的時間)例如可能會根據轉矩檢測單元的溫度特性而變動。

該情況下，傳感器異常判斷單元3不僅需要輸出旋轉位置傳感器有無異常，還需要輸出旋轉位置傳感器2的異常檢測狀態(tài)，具體為旋轉位置傳感器2的異常檢測持續(xù)時間。如上所述，從時刻t0到t1的期間限制為零，從而能夠降低從旋轉位置傳感器2發(fā)生異常起，到傳感器異常判斷單元判斷旋轉位置傳感器2為異常為止的期間的反轉矩以及過電流。

但是，如上所述，傳感器異常判斷單元3正在檢測旋轉位置傳感器2的異常，實際上旋轉位置傳感器2并無異常時，雖然旋轉位置傳感器2沒有異常，但供應給交流旋轉電機的電流仍然會發(fā)生變動，并造成轉矩變動。

此外，如圖6所示，也可以將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為，在開始限制時隨時間逐漸減少。

電動助力轉向裝置在交流旋轉電機1的輸出轉矩驟減的情況下，施加的轉向轉矩會突然增加。

如果在行駛過程中發(fā)生這種轉向轉矩突然增加的情況，會妨礙駕駛員對車輛進行預期的轉向，駕駛員感到的異樣會逐漸增大。

因此，在電流限制單元6中將用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為從時刻t2開始隨時間逐漸減少時，在電動助力轉向裝置中相關效果會更加顯著。但是，如果控制角和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差較大，減少的斜率越小，反轉矩越大。

此外，如圖7所示，也可以將電流限制單元6中用于限制d-q軸上的電流指令idq1*的限制值即d-q軸電流限制值idqlim設定為零以外的值。

例如，如果電動助力轉向裝置所具備的交流旋轉電機以及交流旋轉電機控制裝置不會因轉移至無傳感器控制時的大電流而出現(xiàn)故障，也可以將d-q軸電流限制值idqlim的下限值設定為交流旋轉電機額定電流的10％以下。

即，該電力限制單元也可以構成為限制所述驅動電力，使得供應給交流旋轉電機的電流在交流旋轉電機額定電流的10％以下。

在常規(guī)的電動助力轉向裝置中，如上所述，轉向轉矩越大，交流旋轉電機輸出的輔助轉矩就越大，轉向轉矩為5Nm左右時即達到交流旋轉電機的額定轉矩，輔助轉矩則達到上限值。

即，轉向轉矩為5Nm時，需要和交流旋轉電機額定電流相當?shù)妮o助轉矩，換言之，可以說轉向轉矩5Nm是人們能夠舒適地轉向的上限值。

因此，如果反轉矩在5Nm以下，人們可以進行預期的車輛轉向，且不會對行駛造成阻礙，該值相當于常規(guī)電動助力轉向裝置中交流旋轉電機額定轉矩的10％以下。

轉移至無傳感器控制時，對供應給交流旋轉電機的電力進行限制，在此期間控制角和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差較大時，該限制操作可以降低反轉矩，防止過電流，另一方面，控制角的誤差較小時，原本應供應給交流旋轉電機的電力受到限制，導致其功能性降低，存在這樣一種權衡關系。

因此，在電動助力轉向裝置中，通過將d-q軸電流限制值idqlim的下限值設定為交流旋轉電機額定電流的10％，從而在轉移至無傳感器控制時，可以將控制角和交流旋轉電機的實際旋轉位置的誤差較大時的反轉矩控制在容許范圍內，并且可以將控制角的誤差較小時輔助轉矩的降低控制在最小限度，可以獲得最佳的功能性。

此外，利用電流限制單元6限制d-q軸上的電流指令idq1*，防止交流旋轉電機1的反轉矩以及過電流，但也可以限制相對交流旋轉電機旋轉或靜止的任意坐標軸的電流指令，或者分別限制相對交流旋轉電機靜止的坐標系上的U、V、W各相的電流指令，電流限制單元中要限制的電流指令不限，可以是任意坐標軸的電流指令。該情況下，和本實施方式1中利用電流限制單元6限制電流指令的方法一樣，限制各坐標軸上的電流，借此，無論限制哪一坐標軸上的電流指令，都能防止反轉矩以及過電流，獲得相同的效果。但是，需要對電流限制單元所限制的電流加上旋轉位置推斷電力。

此外，圖18以電動助力轉向系統(tǒng)為例進行了說明，但方向盤34也可以替換為方向盤以外的慣性矩，作為電動助力轉向系統(tǒng)以外的所謂雙慣性系統(tǒng)而為人們所熟知的控制裝置，自然也能獲得相同的效果。

另外，本發(fā)明在其發(fā)明范圍內能夠自由地組合各實施方式，或者對各實施方式進行優(yōu)化、變形、省略。

標號說明

1交流旋轉電機、2旋轉位置傳感器、2a信號線、

3傳感器異常判斷單元、4旋轉位置運算單元、5切換器、

6電流限制單元、7轉矩檢測單元、

8旋轉位置推斷電力發(fā)生器、9旋轉位置推斷單元、

10電力供應單元、11高頻疊加器、12電流控制器、

13坐標轉換器、14電力轉換器、15電流檢測器、

16帶通濾波器、17推斷誤差運算單元、

18推斷誤差控制單元、19乘法器、20積分器、

21位置誤差推斷器、22PI控制器、23脈寬調制控制器、