專利名稱：電動(dòng)機(jī)控制裝置、電動(dòng)汽車以及混合電動(dòng)汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對從逆變器向電動(dòng)機(jī)供電的電力進(jìn)行PWM控制的電動(dòng) 機(jī)控制裝置，特別是涉及一種電壓控制模式和PWM脈沖的載波頻率的 控制技術(shù)。本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置例如能夠應(yīng)用到具備利用電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)車輪的電動(dòng)汽車(EV)以及在該電動(dòng)機(jī)之外還具備燃料發(fā)動(dòng)機(jī)以及 由該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(有時(shí)候也叫做電動(dòng)機(jī)或者電動(dòng)發(fā)電機(jī)) 的混合電動(dòng)汽車(HEV)。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1記載了一種對電動(dòng)機(jī)施加的3相電壓中將1相電壓i更為 高電平或者固定電平而對其余2相進(jìn)行PWM控制的2相調(diào)制方式的電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。在2相調(diào)制技術(shù)中電動(dòng)機(jī)施加電壓波形發(fā)生失真，從而 存在噪聲、效率降低這樣的問題，因此提出了一種用于改善上述問題的 減小該波形失真的控制方式。另外，如果制成2相調(diào)制的PWM波形的 過程中三角波的偏移量為零則無法改變?yōu)?相調(diào)制，因此通過指定移位 量為0來表示向3相調(diào)制方式切換的2相/3相間切換控制。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速較低區(qū)域中，如果PWM脈沖的載波頻率低則高頻的刺耳的噪聲增大， 如果提高載波頻率則逆變器中的開關(guān)損失增大，因此為了改善上述問題 專利文獻(xiàn)2提出了這樣一種馬達(dá)控制裝置，其在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低區(qū)域中 提高載波頻率而在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高區(qū)域中降低載波頻率。另外，在電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速較高區(qū)域中進(jìn)行矩形波通電而在較低區(qū)域中進(jìn)行正弦波通電、部 分正弦波通電或者疊加(overlap)通電。專利文獻(xiàn)3記載了在高目標(biāo)轉(zhuǎn) 矩且高速轉(zhuǎn)動(dòng)下采用3相調(diào)制且載波頻率為高值(7KHz)而在此之外 采用2相調(diào)制且栽波頻率為低值(5KHz )的逆變器控制，并且說明了 2 相調(diào)制和3相調(diào)制的選擇以及載波頻率的切換，圖4~圖7中表示了 2 相調(diào)制且載波頻率5KHz的電動(dòng)機(jī)施加電壓波形以及3相調(diào)制且5KHz、 3相調(diào)制且7KHz及2相調(diào)制且7KHz的電動(dòng)機(jī)施加電壓波形。另外， 圖8中表示了 2相調(diào)制、5KHz和3相調(diào)制、7KHz之間的頻率切換的 滯后作用(hysteresis). 5專利文獻(xiàn)2:日本專利第3837986號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-289985號公報(bào)
車速以20mph ( miles per hour)到50mph左右(馬達(dá)速度區(qū)域中 轉(zhuǎn)動(dòng)從2000rpm到8000rpm、轉(zhuǎn)矩從-100Nm到+100Nm )的速度行駛 過程中的邊帶噪聲為可聽頻率的噪聲而成為問題。作為利用逆變器控制 來降低車輛的邊帶噪聲的方法已知一種提高載波頻率的方法。例如專利 文獻(xiàn)2通過在低速區(qū)域中提高載波頻率來降低噪聲。 一般在用于抑制邊 帶噪聲的載波頻率切換時(shí)無法改變調(diào)制方式(電壓控制模式)。專利文 獻(xiàn)3雖然進(jìn)行了 2相調(diào)制、5KHz和3相調(diào)制、7KHz之間的切換(圖8、 圖9、段落0059)，但是這被解釋為抑制由于逆變器輸入電壓的巨大降 低所誘起的保護(hù)動(dòng)作(停止運(yùn)轉(zhuǎn))。
為了降低邊帶噪聲，電壓調(diào)制模式如果始終保持增大栽波頻率則逆 變器的開關(guān)損耗增加而可能會發(fā)生逆變器過熱的問題。而且，電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)的電力損失增加。如專利文獻(xiàn)3那樣在進(jìn)行2相調(diào)制、5KHz和3相 調(diào)制、7KHz之間的切換的逆變器控制中發(fā)現(xiàn)在2相調(diào)制中作為3相 整體的開關(guān)次數(shù)減少且5KHz的載波頻率中開關(guān)次數(shù)少，因此開關(guān)損耗 小但是邊帶噪聲大，因此2相調(diào)制、5KHz的運(yùn)轉(zhuǎn)中電力損失少而噪聲 多。并且發(fā)現(xiàn)在3相調(diào)制中作為3相整體的開關(guān)次數(shù)多且7KHz的載 波頻率中噪聲小但是開關(guān)損耗大，因此3相調(diào)制、7KHz的運(yùn)轉(zhuǎn)中噪聲 少而電力損失多。于是，希望能夠同時(shí)降低噪聲和電力損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于降低邊帶噪聲而且抑制電力損失。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中，將逆變器(19m)插入電動(dòng)機(jī)(10m) 和直流電源(18~23)之間，利用PWM脈沖對該逆變器進(jìn)行開關(guān)控制來 控制電動(dòng)機(jī)和直流電源之間的電力的交換中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 (TM*m)以及轉(zhuǎn)速(com)處于為了抑制邊帶噪聲而設(shè)定的規(guī)定區(qū)域(A、 B)內(nèi)時(shí)，將PWM脈沖的載波頻率設(shè)定為邊帶噪聲較少的高頻(7.5KHz )， 而處于上述規(guī)定區(qū)域之夕卜時(shí)，設(shè)定為載波頻率比上述高頻(7.5KHz)低的減低逆變器的開關(guān)損耗的低頻(5KHz)，對電動(dòng)機(jī)的繞組電壓即相電壓進(jìn) 行PWM控制，以便將電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。用于實(shí)施它的 本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制裝置是下述(1)項(xiàng)限定的裝置。
(1) 一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，具備
直流電源(18~23、 40);
逆變器(19m)，其插入電動(dòng)機(jī)(10m)和上述直流電源之間用于控制 兩者間的電力的交換；
逆變器控制單元(50、 20m),其生成與電壓指示信號(Vlf、 VV*、 VW*)對應(yīng)的占空比的對上述逆變器進(jìn)行開關(guān)控制的PWM脈沖并向逆變 器輸出；
變頻單元(46)，其4艮據(jù)頻率控制信號(FRf)來改變上述逆變器控制 單元生成的PWM脈沖的載波頻率；以及
馬達(dá)控制單元，其在上述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(T*)以及轉(zhuǎn)速(co) 處于規(guī)定區(qū)域內(nèi)時(shí)向上述變頻單元(46 )賦予將上述載波頻率設(shè)定為高 頻(k.fc、 7.5KHz)的頻率控制信號(FRf)，在進(jìn)行該切換時(shí)控制上述 電動(dòng)機(jī)的3相電壓的電壓控制模式是分別通過PWM控制3相的各相電 壓的3相調(diào)制模式的情況下，切換為2相通過PWM控制而1相停止 PWM開關(guān)控制的2相調(diào)制模式(A);而在載波頻率為上述高頻的情況 下上述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于上述規(guī)定區(qū)域以外時(shí)，向上述變 頻單元(46 )賦予將上述載波頻率設(shè)定為比上述高頻低的低頻(fc、5KHz ) 的頻率控制信號(FRf);如果向3相調(diào)制模式切換的條件成立則向3 相切換模式(SVpwm)進(jìn)行切換，其向上述逆變器控制單元賦予用于 使上述電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的電壓指示信號(VlT、 VV\ VW* )。
另外，為了便于理解，在括號內(nèi)標(biāo)記了圖中所示的下述實(shí)施例對應(yīng) 或者相當(dāng)部件或者事項(xiàng)的符號作為例示參考。下面也是同樣的。
基于此，能夠通過切換為高頻(7.5KHz)來抑制邊帶噪聲并且在向 高頻(7.5KHz)切換的同時(shí)切換為2相調(diào)制模式(A)，因此能夠抑制開關(guān)損耗。
(2) 根據(jù)上述(1)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中上述馬達(dá)控制單 元(30m)在將載波頻率從上述低頻向上述高頻切換時(shí)，在上述電壓控 制模式是2相調(diào)制模式(B)的情況下即使切換為高頻也繼續(xù)2相調(diào)制 模式。
基于此，通過繼續(xù)2相調(diào)制模式更加降低開關(guān)損耗，并且即使向用 于抑制邊帶噪聲的高頻切換也不會造成較大的開關(guān)損耗。
(3) 根據(jù)上述(1)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中如果上述低頻為 fc，則上述高頻為k.fc，其中l(wèi)<k<2?；诖?，能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)的繞組 電流因高頻波的失真引起的鐵耗(鐵心損耗)和逆變器開關(guān)損耗抑制為 較低的值。
(4) 根據(jù)上述(1)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中上述馬達(dá)控制單 元(30m)基于作為電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電壓(Vm*)相對于上述直流電源賦予 給逆變器的直流電壓(Vuc)之比的調(diào)制比(Mi=VmVVuc)、以及上述 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(co )來決定上述電壓控制模式；當(dāng)載波頻率在3相調(diào)制 模式下變?yōu)樯鲜龈哳l之時(shí)或者載波頻率為上述高頻而將電壓控制模式 決定為3相調(diào)制模式之時(shí)，通過將該3相調(diào)制模式變?yōu)?相調(diào)制模式， 擴(kuò)大執(zhí)行2相調(diào)制模式的上述調(diào)制比和轉(zhuǎn)速的區(qū)域。
(5) 才艮據(jù)上述(1)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中
上述規(guī)定區(qū)域包括第一區(qū)域(A+B)、以及包含第一區(qū)域且比第一 區(qū)域大的第二區(qū)域(圖7中的虛線區(qū)域)，
上述馬達(dá)控制單元(30m)進(jìn)行下述的切換，如果載波頻率為上述 低頻時(shí)上述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于第一區(qū)域內(nèi)則切換為上述 高頻，而如果載波頻率為上述高頻時(shí)上述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處 于第二區(qū)域外則切換為上述低頻。
基于此，能夠防止從上述規(guī)定區(qū)域之外向內(nèi)部的切換以及其相反的 切換頻繁之時(shí)的電壓控制模式的振蕩(hunting )。
(6) 根據(jù)上述(5)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中上述馬達(dá)控制單
8元(30m)在將載波頻率從上述低頻向上述高頻切換并將電壓控制模式從3相向2相切換的第一轉(zhuǎn)變之時(shí)，將降低該切換前后的轉(zhuǎn)矩差(torquestep)的第一轉(zhuǎn)矩校正值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相加，而在作為其相反切換的第二轉(zhuǎn)變之時(shí)，將降低該切換前后的轉(zhuǎn)矩差的第二轉(zhuǎn)矩校正值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相加來進(jìn)行校正，并且向上述逆變器控制單元賦予用于將上述電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)定為上述校正了的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的電壓指示信號。
基于此，能夠降低與載波頻率的切換滯后連動(dòng)的從3相調(diào)制向2相調(diào)制的切換所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差，該載波頻率的切換是通過判斷是否需要基于第一區(qū)域?qū)d波頻率進(jìn)行低頻、高頻切換，判斷是否需要基于第一區(qū)域的外側(cè)的第二區(qū)域?qū)d波頻率進(jìn)行高頻、低頻切換來進(jìn)行的。而且，能夠降低從2相調(diào)制向3相調(diào)制的切換所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。
(7) 根據(jù)上述(1)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中上述規(guī)定區(qū)域是抑制邊帶噪聲的對象區(qū)域，上述高頻是降低邊帶噪聲的頻率。
(8) 根據(jù)上述(1)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中上述低頻是降低上述逆變器的開關(guān)損耗的頻率。
(9) 一種驅(qū)動(dòng)裝置，具備上述(1)至(8)中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置；以及電動(dòng)機(jī)(10m),其是由該電動(dòng)機(jī)控制裝置的上述逆變器
(19m)供電的上述電動(dòng)機(jī)，并且用于驅(qū)動(dòng)車輪?；诖耍缭诖钶d于EV的驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠獲得上述(1)項(xiàng)中記載的作用效果。
(10) —種混合驅(qū)動(dòng)裝置，具備直流電源(18~23、 40);驅(qū)動(dòng)車輪的第一電動(dòng)機(jī)(10m);由燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電動(dòng)機(jī)(10g);
第一逆變器(19m)，其插入第一電動(dòng)機(jī)和上述直流電源之間用于控制兩者間的電力的交換；
第二逆變器(19g)，其插入第二電動(dòng)機(jī)和上述直流電源之間用于控制兩者間的電力的交換；第一逆變器控制單元(50、 20m)，其生成與第一電壓指示信號(VU*、、 VW*)對應(yīng)的占空比的對上述第 一逆變器進(jìn)行開關(guān)控制的第一 PWM
脈沖并向第一逆變器輸出；
第二逆變器控制單元，其生成與第二電壓指示信號對應(yīng)的占空比的
對上述第二逆變器進(jìn)行開關(guān)控制的第二 PWM脈沖并向第二逆變器輸
第一變頻單元(46)，其根據(jù)第一頻率控制信號(FRf)來改變第一逆變器控制單元生成的第一 PWM脈沖的第一載波頻率；
第二變頻單元，其根據(jù)第二頻率控制信號來改變第二逆變器控制單元生成的第二 PWM脈沖的第二載波頻率；
第一馬達(dá)控制單元(30m)，其在第一電動(dòng)機(jī)(10m)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于第一規(guī)定區(qū)域內(nèi)時(shí)向上述變頻單元(46 )賦予將第一載波頻率設(shè)定為高頻的第 一頻率控制信號(FRf )，在進(jìn)行該切換時(shí)控制第 一電動(dòng)機(jī)(10m)的3相電壓的電壓控制模式是分別通過PWM控制3相的各相電壓的3相調(diào)制模式的情況下，切換為2相通過PWM控制而l相停止PWM開關(guān)控制的2相調(diào)頻模式(A);而在第一載波頻率為上述高頻的情況下上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于上述規(guī)定區(qū)域以外時(shí)，向第一調(diào)制單元(46 )賦予將第一載波頻率設(shè)定為比上述高頻低的低頻的第一頻率控制信號(FRf),如果向3相調(diào)制模式進(jìn)行切換的條件成立則向3相調(diào)制模式(SVpwm)進(jìn)行切換；其向第一逆變器控制單元(50、 20m )賦予用于將第一電動(dòng)機(jī)(10m)的輸出轉(zhuǎn)矩作為上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的第一電壓指示信號(Vlf、 VV*、 VW*);以及
第二馬達(dá)控制單元(30g)，其在第二電動(dòng)機(jī)(10g)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于規(guī)定區(qū)域內(nèi)時(shí)向上述變頻單元賦予將第二載波頻率設(shè)定為高頻的第二頻率控制信號，在進(jìn)行該切換時(shí)控制第二電動(dòng)機(jī)的3相電壓的電壓控制模式是分別通過PWM控制3相的各相電壓的3相調(diào)制模式的情況下，切換為2相通過PWM控制而1相停止PWM開關(guān)控制的2相調(diào)制模式；而在第二載波頻率為上述高頻的情況下上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于上述規(guī)定區(qū)域以外時(shí)，向第二變頻單元賦予將第二載波頻率設(shè)定為比上述高頻低的低頻的第二頻率控制信號，如果向3相調(diào)制模式進(jìn)
10行切換的條件成立則向3相調(diào)制模式進(jìn)行切換；其向第二逆變器控制單元賦予用于使第二電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的第二電壓指示
信號?；诖耍缭诖钶d于HEV的驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠獲得上述(l)項(xiàng)中記載的作用效果。


圖l是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的構(gòu)成的概要的框圖。
圖2是表示圖1所示的馬達(dá)控制裝置30m的功能構(gòu)成的概要的框圖。
圖3是表示圖2所示的微機(jī)MPU的馬達(dá)控制的概要的流程圖。
圖4是表示圖3所示的"調(diào)制控制"9的內(nèi)容的流程圖。
圖5是表示圖4所示的"載波頻率&調(diào)制控制決定"(22)的前半部分內(nèi)容的流程圖。
圖6是表示圖4表示的"載波頻率&調(diào)制控制決定"(22)的后半部分內(nèi)容的流程圖。
圖7是表示以電動(dòng)機(jī)10m的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速為坐標(biāo)軸的作為高載波頻率的第一區(qū)域(A+B)以及解除高載波頻率的區(qū)域邊界(虛線)和調(diào)制模式區(qū)域的圖表，其是變換器40的次級側(cè)電壓Vuc采用220V的情況。
圖8是表示作為高載波頻率的第一區(qū)域(A+B)以及解除高載波頻率的區(qū)域邊界(虛線)和調(diào)制模式區(qū)域的圖表，其是變換器40的次級側(cè)電壓Vuc采用300V的情況。
圖9是表示作為高載波頻率的第一區(qū)域(A+B)以及解除高載波頻率的區(qū)域邊界(虛線)和調(diào)制模式區(qū)域的圖表，其是變換器40的次級側(cè)電壓Vuc采用400V的情況。
圖IO是表示將圖l所示的電動(dòng)機(jī)10m和逆變器19m的電力損失合計(jì)的損失的圖表。附圖符號說明
10m、 10g:電動(dòng)馬達(dá)；U 13: 3相的定子繞組；14m 16m:電流 傳感器；17m、 17g:分解器(Resolver); 18:車輛上的電池；21:初 級側(cè)電壓傳感器；22:初級側(cè)電容器；23:次級側(cè)電容器；24:次級側(cè) 電壓傳感器；25:次級側(cè)電流傳感器；34:減法計(jì)算；35:加法計(jì)算； 41:電抗器；42:開關(guān)元件(升壓用)；43:開關(guān)元件(降壓用)；44、 45: 二極管； com、 cog: 轉(zhuǎn)速;Vdc: 初級側(cè)電壓(電池電壓);Vuc: 次級側(cè)電壓(升壓電壓)
具體實(shí)施例方式
參照附圖通過對下述實(shí)施例的說明能夠進(jìn)一步明確本發(fā)明的其他 目的以及特性。
實(shí)施例1:
圖1中表示本發(fā)明第一實(shí)施例的概要。作為控制對象的電動(dòng)機(jī)的電 動(dòng)馬達(dá)10m在本實(shí)施例中被搭載于車輛且是用于驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的永久 磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)，并且是在轉(zhuǎn)子中內(nèi)置了永久磁鐵的裝置，定子具有 U相、V相以及W相的3相繞組11~13。電壓型逆變器19m向電動(dòng)馬 達(dá)10m供應(yīng)車輛上的電池18的電力。電動(dòng)馬達(dá)10m的轉(zhuǎn)子上連接有用 于檢測轉(zhuǎn)子的磁極位置的分解器(resolver) 17m的轉(zhuǎn)子。分解器17m 生成表示該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角的模擬電壓(轉(zhuǎn)角信號)SG9m并且將其賦予馬 達(dá)控制裝置30m。
車輛上作為蓄電池的電池18在車輛上的電氣安裝部為電源接通時(shí) 連接初級側(cè)電容器22而與電池18 —起構(gòu)成初級側(cè)直流電源。電壓傳感 器21將表示初級側(cè)電容器22的電壓(車輛上電池18的電壓)的電壓 檢測信號Vdc賦予馬達(dá)控制裝置30m、 30g。本實(shí)施例中電壓傳感器21 使用了分壓電阻。初級側(cè)直流電源的正極(+線)上連接有變換器40的 電抗器(reactor) 41的一端。
變換器40中還具有將上述電抗器41的另一端和初級側(cè)直流電源 的負(fù)極(-線)之間接通、斷開的作為升壓用開關(guān)元件的升壓用半導(dǎo)體 開關(guān)42;將次級側(cè)電容器23的正極和上述另一端之間接通、斷開的作為降壓用開關(guān)元件的再生(regeneration)用半導(dǎo)體開關(guān)43以及與各半 導(dǎo)體開關(guān)42、 43并聯(lián)連接的各二極管44、 45。
如果接通(導(dǎo)通)升壓用半導(dǎo)體開關(guān)42則電流從初級側(cè)直流電源 (18、 22)經(jīng)由電抗器41流向開關(guān)42，電抗器41由此進(jìn)行蓄電，如果 將開關(guān)42切換為斷開(非導(dǎo)通)則電抗器41經(jīng)二極管45向次級側(cè)電 容器23高壓放電。即，感應(yīng)比初級側(cè)直流電源的電壓高的電壓來對次 級側(cè)電容器23進(jìn)行充電。通過反復(fù)進(jìn)行開關(guān)42的接通、斷開來連續(xù)進(jìn) 行次級側(cè)電容器23的高壓充電。即，以高電壓對次級側(cè)電容器23進(jìn)行 充電。如果以一定周期反復(fù)進(jìn)行上述接通、斷開，則電抗器41蓄積的 電力與接通期間的長度對應(yīng)地上升，因此通過調(diào)整上述一定周期之間的 接通時(shí)間(接通占空比對上述一定周期的接通時(shí)間比)，即通過PWM 控制能夠調(diào)整從初級側(cè)直流電源18、 22經(jīng)由變換器40向次級側(cè)電容器 23供電的速度(電力運(yùn)行(power running)用的供電速度)。
如果接通(導(dǎo)通)再生用半導(dǎo)體開關(guān)43，則次級側(cè)電容器23的蓄 積電力經(jīng)過開關(guān)43以及電抗器41賦予給初級側(cè)直流電源18、 22(逆供 電再生)。這時(shí)，通過調(diào)整一定周期之間的開關(guān)43的接通時(shí)間，即通 過PWM控制能夠調(diào)整從次級側(cè)電容器23經(jīng)由變換器40向初級側(cè)直流 電源18、 22逆供電的速度(再生用的供電速度)。
電壓型逆變器19m具備6個(gè)開關(guān)晶體管Trl Tr6，通過驅(qū)動(dòng)電路20m 同時(shí)產(chǎn)生的6個(gè)序列的驅(qū)動(dòng)信號根據(jù)各序列的信號將晶體管Trl Tr6接 通(導(dǎo)通)，從而將次級側(cè)電容器23的直流電壓(電容器40的輸出電 壓，即初級側(cè)電壓)轉(zhuǎn)換為3個(gè)序列的相位差為2tt/3的交流電壓，即 轉(zhuǎn)換為3相交流電壓，再分別施加于電動(dòng)馬達(dá)10m的3相(U相、V相、 W相)的定子繞組11~13。由此各相電流iUm、 iVm、 iWm分別流過電 動(dòng)馬達(dá)10m的定子繞組11 13，電動(dòng)馬達(dá)10m的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。為了提高 對通過PWM脈沖進(jìn)行的晶體管Trl Tr6的接通/斷開驅(qū)動(dòng)(開關(guān)動(dòng)作) 的電力供應(yīng)能力并且抑制電壓浪涌，作為逆變器19m的輸入線的變換 器40的次級側(cè)輸出線上連接有大容量的次級側(cè)電容器23。與此相對， 構(gòu)成初級側(cè)直流電源的初級側(cè)電容器22是小型且低成本的小容量的電 容器，初級側(cè)電容器22的容量比次級側(cè)電容器23的容量小得多。與電 動(dòng)馬達(dá)10m的定子繞組11-13連接的供電線上裝配有使用了霍爾IC的
13電流傳感器14m 16m，它們分別檢測各相電流iUm、 iVm、 iWm而產(chǎn) 生電流檢測信號(模擬電壓)并賦予馬達(dá)控制裝置30m。
圖2中表示馬達(dá)控制裝置30m的功能構(gòu)成。馬達(dá)控制裝置30m在 本實(shí)施例中是以微型計(jì)算機(jī)(以下叫做微機(jī))MPU為主體的電子控制 裝置，包括微機(jī)MPU和驅(qū)動(dòng)電路20m、電流傳感器14m 16m、分解器 17m、初級側(cè)電壓傳感器21、次級側(cè)電壓傳感器24以及初級側(cè)電流傳 感器25之間的未圖示的接口 (信號處理電路)，并且還包括在微機(jī)和上 述車輛上的未圖示的車輛行駛控制系統(tǒng)的主控制器之間的未圖示的接 口 (通信電路)。而且，圖1所示的次級側(cè)電壓傳感器24檢測初級側(cè)電 壓Vuc (次級側(cè)電容器23 )后將表示其的電壓信號Vuc賦予給馬達(dá)控制 裝置30m、 30g。
參照圖2，基于分解器17m所賦予的轉(zhuǎn)角信號SG0m，馬達(dá)控制裝 置30m內(nèi)的微機(jī)計(jì)算電動(dòng)馬達(dá)10m的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角(磁極位置)0m以及 轉(zhuǎn)速(角速度)com。
另外，嚴(yán)格地說電動(dòng)馬達(dá)10m的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角與磁極位置不同，但是 兩者為正比例關(guān)系，比例系數(shù)由電動(dòng)馬達(dá)10m的磁極數(shù)p決定。另夕卜， 轉(zhuǎn)速與角速度雖不同，但是兩者也為正比例關(guān)系，比例系數(shù)由電動(dòng)馬達(dá) 10m的磁極數(shù)p決定。在本文中轉(zhuǎn)角em是指磁極位置的意思。轉(zhuǎn)速com 是指角速度的意思。轉(zhuǎn)速com是指角速度的意思，但是有時(shí)候也指轉(zhuǎn)速。
馬達(dá)控制裝置30m的微機(jī)在"輸出運(yùn)算"35中通過分別將電動(dòng)馬達(dá) 10m的轉(zhuǎn)子的磁極對的方向作為d軸而將與該d軸垂直的方向作為q 軸的公知的d-q軸模式上的向量控制運(yùn)算進(jìn)行反饋控制。因此，該微機(jī) 將電流傳感器14m 16m的電流檢測信號iUm、 iVm、 iWm轉(zhuǎn)換為數(shù)字 并讀出，利用電流反饋運(yùn)算并使用作為公知的固定/轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)變換的3 相/2相變換，將固定坐標(biāo)上的3相電流值iUm、 iVm、 iWm轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng) 坐標(biāo)上的d軸以及q軸的2相電流值idm、 iqm。
未圖示的車輛行駛控制系統(tǒng)的主控制器將馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TMAm賦 予馬達(dá)控制裝置30m的微機(jī)。另外，該主控制器基于上述車輛的車速 以及節(jié)氣門開度來計(jì)算車輛要求轉(zhuǎn)矩TO^n，與該車輛要求轉(zhuǎn)矩T(Tm 對應(yīng)地生成目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TlVfm并將其賦予微機(jī)。微機(jī)將電動(dòng)馬達(dá)10m的
14轉(zhuǎn)速orpm向主控制器輸出。
馬達(dá)控制裝置30m的微機(jī)在加法計(jì)算33中將下述轉(zhuǎn)矩校正值與馬 達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TMAm相加，進(jìn)而通過轉(zhuǎn)矩指令限制34從限制轉(zhuǎn)矩表(查 閱表)讀出與次級側(cè)電壓Vuc以及轉(zhuǎn)速com對應(yīng)的限制轉(zhuǎn)矩T]yTmmax， 如果由加法計(jì)算33校正的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM*m超過T]Vfmmax，則將 TM*mmax定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM*m。當(dāng)在TM* mmax以下之時(shí),將由加法 計(jì)算33校正的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM*m定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM*m。將施加了這 樣限制而生成的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tftm賦予輸出運(yùn)算35。
另外，限制轉(zhuǎn)矩表是以初級側(cè)電壓Vuc的變化范圍以及轉(zhuǎn)速com范 圍內(nèi)的電壓Vuc和速度torn的各值為地址，并利用該地址將讀取電動(dòng)馬 達(dá)10m能夠生成的最大轉(zhuǎn)矩作為限制轉(zhuǎn)矩T]Vfmmax寫入的存儲區(qū)域， 本實(shí)施例中意味著微機(jī)內(nèi)的未圖示的RAM的l個(gè)存儲區(qū)域。對于限制 轉(zhuǎn)矩T]VTmmax而言，次級側(cè)電壓Vuc越高則越大而次級側(cè)電壓Vuc 越低則越小。并且，轉(zhuǎn)速com越低則越大而越高則越小。
上述微機(jī)內(nèi)具有寫入了該限制轉(zhuǎn)矩表的數(shù)據(jù)TM*mmax的非易失性 存儲器，對微機(jī)施加工作電壓，微機(jī)在對自身以及圖l所示的馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)進(jìn)行初始化的過程中，從非易失性存儲器讀出并寫入RAM。雖然 后面將提到微機(jī)具有多個(gè)其他的相同的查閱表，但是它們也與限制轉(zhuǎn)矩 表同樣意味著是讀入非易失性存儲器中的參照數(shù)據(jù)的RAM上的存儲區(qū) 域。
作為一個(gè)查閱表的第一高效率轉(zhuǎn)矩曲線表A在輸出運(yùn)算35中，向 該第 一 高效率轉(zhuǎn)矩曲線表A寫入與馬達(dá)速度com以及馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TAm 對應(yīng)的用于以各馬達(dá)速度生成各目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T4m的各d軸電流值id。
根據(jù)d軸電流id以及q軸電流iq的各值決定電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩， 但是相對于一個(gè)轉(zhuǎn)速值，即在相同馬達(dá)轉(zhuǎn)速下存在無數(shù)個(gè)用于輸出相同 轉(zhuǎn)矩的id、 iq的組合，處于恒定轉(zhuǎn)矩曲線上。恒定轉(zhuǎn)矩曲線上存在最大 電力使用效率較高(最低電力消耗的)的id、 iq的組合，其是高效率轉(zhuǎn) 矩點(diǎn)。連接多個(gè)轉(zhuǎn)矩曲線上的高效率轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的曲線是高效率轉(zhuǎn)矩曲線且 相對于各轉(zhuǎn)速存在。通過將與電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的高效率轉(zhuǎn)矩曲線上 的被賦予的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*m的位置的d軸電流id以及q軸電流iq設(shè)置為目標(biāo)電流值來對電動(dòng)馬達(dá)10m進(jìn)行施力，使電動(dòng)馬達(dá)10m輸出目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^n，且電動(dòng)馬達(dá)施力的電力使用效率高。
本實(shí)施例中將高效率轉(zhuǎn)矩曲線分為表示d軸的值的第一高效率轉(zhuǎn)矩 曲線A和表示q軸的值的第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線B的兩個(gè)系統(tǒng)，而且第 一高效率轉(zhuǎn)矩曲線a為具有一對適用于電力運(yùn)行區(qū)域的和適用于再生 區(qū)域的曲線，均表示相對于馬達(dá)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的d軸目標(biāo)電流。
第一高效率轉(zhuǎn)矩曲線表A是寫入以目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*m為目標(biāo)的用于以 最低電力消耗發(fā)生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的d軸目標(biāo)電流的存儲區(qū)域，由總計(jì)一對電 力運(yùn)行用的電力運(yùn)行表Al和再生用的再生表A2構(gòu)成。使用電力運(yùn)行 用和再生用中的那個(gè)表，這是基于電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速com和被賦予的目標(biāo) 轉(zhuǎn)矩fm判斷是電力運(yùn)行還是再生并根據(jù)判斷結(jié)果決定。
但是，隨著電動(dòng)馬達(dá)10m的轉(zhuǎn)速om上升，定子繞組11 13產(chǎn)生的 反電動(dòng)勢上升，繞組11-13的端子電壓上升。因此，難以從逆變器19m 向繞組11~13供應(yīng)目標(biāo)電流，并且難以取得作為目標(biāo)的轉(zhuǎn)矩輸出。這時(shí)， 在被賦予的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TAm的恒定轉(zhuǎn)矩曲線上，沿曲線使d軸電流 id以及q軸電流q分別下降A(chǔ)id、 Aiq量，因此電力使用效率雖降低， 但是能夠輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^n。這被叫做弱磁場控制。d軸弱磁場電流Aid 由磁場調(diào)整量運(yùn)算生成，計(jì)算d軸電流指令并計(jì)算q軸電流指令。d軸 弱磁場電流Aid由弱磁場電流運(yùn)算41計(jì)算。其內(nèi)容將在后面敘述。
微機(jī)MPA在"輸出運(yùn)算，，35中的d軸電流指令計(jì)算中，從根據(jù)由轉(zhuǎn) 矩指令限制決定的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*m從第一高效率轉(zhuǎn)矩曲線表A讀出的d 軸電流值id減去d軸弱磁場電流Aid來計(jì)算d軸目標(biāo)電流i(f:
id*=-id-Aid …(1)
在q軸電流指令的計(jì)算中使用處于輸出運(yùn)算35的第二高效率轉(zhuǎn)矩 曲線表B。第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線表B將高效率轉(zhuǎn)矩曲線的表示q軸的值 的第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線B進(jìn)一步校正為表示減去了與d軸弱磁場電流 △id成對的q軸弱磁場電流Aiq的q軸目標(biāo)電流的曲線，存儲校正后的 第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線B的數(shù)據(jù)。
第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線B是寫入以目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*m以及弱d軸磁場電流Aid為目標(biāo)的用于以最低電力消耗產(chǎn)生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的d軸目標(biāo)電流，即 校正后的第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線B的目標(biāo)電流值的存儲區(qū)域，也由總計(jì)一 對的電力運(yùn)行用的電力運(yùn)行表Bl和再生用的再生表B2構(gòu)成。使用電 力運(yùn)行用和再生用中的哪個(gè)表，這是基于電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速om和目標(biāo)轉(zhuǎn) 矩T^n判斷是電力運(yùn)行還是再生并根據(jù)判斷結(jié)果決定。
在q軸電流指令的計(jì)算中，將以目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*m以及d軸弱磁場電流 itf為目標(biāo)的q軸目標(biāo)電流iq^從第二高效率轉(zhuǎn)矩曲線表B讀出并作為q 軸電流指令。
馬達(dá)控制裝置30m的微機(jī)利用輸出運(yùn)算35計(jì)算d軸目標(biāo)電流id* 和d軸電流id的電流偏差Sid以及q軸目標(biāo)電流iq+和q軸電流iq的電 流偏差Siq，基于各電流偏差Sid、 Siq進(jìn)行比例控制以及積分控制(反 饋控制的PI計(jì)算)。即，基于電流偏差5id計(jì)算表示比例成分的電壓指 令值的電壓下降Vzdp以及表示積分成分的電壓指令值的電壓下降 Vzdi，并對電壓下降Vzdp、 Vzdi進(jìn)行加法計(jì)算，計(jì)算電壓下降Vzd:
Vzd = Vzdp + Vzdi ... (2)
另外，輸出運(yùn)算35讀入轉(zhuǎn)速co以及q軸電流iq，基于轉(zhuǎn)速o、 q 軸電流iq以及q軸電感Lq計(jì)算被q軸電流iq感應(yīng)的感應(yīng)電壓ed:
ed = om'Lq'iq ... (3)
并且從上述電壓下降Vzd減去感應(yīng)電壓ed，計(jì)算作為輸出電壓的d 軸電壓指令值vcT:
vd* = Vzd - ed
=Vzd - com爭Lq.iq …(4)
另外，輸出運(yùn)算35基于電流偏差3iq計(jì)算表示比例成分的電壓指 令值的電壓下降Vzqp以及表示積分成分的電壓指令值的電壓下降 Vzqi，并對電壓下降Vzqp、 Vzqi進(jìn)行加法計(jì)算，計(jì)算電壓下降Vzq:
Vzq = Vzqp + Vzqi
另外，輸出運(yùn)算35基于轉(zhuǎn)速(o、反電動(dòng)勢常數(shù)MIf、 d軸電流id
17以及d軸上的電感Ld計(jì)算被d軸電流id感應(yīng)的感應(yīng)電壓eq: eq = om(MIf+Ld*id) ... (5)
另外，對電壓下降Vzq加上感應(yīng)電壓eq計(jì)算作為輸出電壓的q軸 電壓指令值vq、
vq* = Vzq + eq
=Vzq +體(MIf + Ld"d) ... ( 6 )
接著，利用作為轉(zhuǎn)動(dòng)/固定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的2相/3相轉(zhuǎn)換36，根據(jù)2相/3 相轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)上的目標(biāo)電壓vd、乂及vqA轉(zhuǎn)換為固定坐標(biāo)上的各相 目標(biāo)電壓Vlf、 VV\ VW\這是在電壓控制模式為3相調(diào)制之時(shí)經(jīng)由 調(diào)制37發(fā)送至PWM脈沖發(fā)生器50。電壓控制模式為3相調(diào)制時(shí)，利 用調(diào)制37的2相調(diào)制38將3相調(diào)制模式的各相目標(biāo)電壓Vlf 、 VV\ VW^轉(zhuǎn)換為2相調(diào)制的電壓后發(fā)送至PWM脈沖發(fā)生器50。電壓模式是 將全相作為矩形波通電的1個(gè)脈沖模式時(shí)，利用調(diào)制37的1個(gè)脈沖轉(zhuǎn) 換將3相調(diào)制模式的各相目標(biāo)電壓Vlf、 VV\ VX^轉(zhuǎn)換為作為各相矩 形波通電的電壓后賦予給PWM脈沖發(fā)生器50。
如果賦予3相目標(biāo)電壓Vlf、 VV*、 VW*,則PWM脈沖發(fā)生器50 將它們的各值的電壓轉(zhuǎn)換為用于輸出的與載波時(shí)鐘發(fā)生器47賦予的低 頻(5KHz)或者高頻(7.5KHz)的時(shí)鐘同步的該頻率(載波頻率)的 PWM脈沖MUm、 MVm、 MWm，并輸出到圖l所示的驅(qū)動(dòng)電路20m。 驅(qū)動(dòng)電路20m基于PWM脈沖MUm、 MVm、 MWm同時(shí)產(chǎn)生6個(gè)序 列的驅(qū)動(dòng)信號，利用各個(gè)序列的驅(qū)動(dòng)信號將電壓型逆變器19m的晶體 管Trl Tr6分別導(dǎo)通/截止。由此分別對電動(dòng)馬達(dá)10m的定子繞組11~13 施加Vlf、 VV*、 VW*,流過相電流iUm、 iVm以及iWm。如果賦予2 相調(diào)制模式的各相目標(biāo)電壓，則PWM脈沖發(fā)生器采用2相發(fā)生PWM 脈沖而剩余的1相為接通/斷開(恒壓輸出)信號。如果賦予1個(gè)脈沖 調(diào)制模式的各相目標(biāo)電壓，則輸出各相為矩形波通電的通電區(qū)間信號。
弱磁場電流運(yùn)算41計(jì)算作為用于弱磁場控制的參數(shù)的電壓飽和指 標(biāo)m。即，基于d軸電壓指令值vd、乂及q軸電壓指令值vq、十算電壓 飽和判斷指標(biāo)mi作為表示電壓飽和程度的值<formula>formula see original document page 19</formula>
從電壓飽和判斷指標(biāo)mi減去使表示逆變器19m的最大輸出電壓的 閾值為比較值Vmax時(shí)的常數(shù)kv，
<formula>formula see original document page 19</formula>8)
由此計(jì)算電壓飽和計(jì)算值A(chǔ)V，計(jì)算磁場調(diào)整量。 AV-mi-kv …(9)
在磁場調(diào)整量的計(jì)算中對AV累加，當(dāng)總值i;AV取正值之時(shí)，將 總值Z厶V乘以比例常數(shù)計(jì)算用于進(jìn)行弱磁場控制的d軸弱磁場電流 △id,設(shè)定為正值，當(dāng)電壓飽和計(jì)算值A(chǔ)V或者總值ZAV取零以下的 數(shù)值之時(shí)，將上述調(diào)整值A(chǔ)id以及總值ZAV設(shè)為零。調(diào)整值A(chǔ)id在d 軸電流指令的計(jì)算以及q軸電流指令的計(jì)算中使用。
"2相/3相轉(zhuǎn)換"36在2相/3相轉(zhuǎn)換過程中計(jì)算電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電壓Vm* 。 Vm*-( (Vd*2+Vq*2)。根據(jù)該電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電壓Vn^和次級側(cè)電容器 23的電壓Vuc (電壓傳感器24的電壓檢測值)，調(diào)制控制42的調(diào)制比 計(jì)算43計(jì)算調(diào)制比Mi。
Mi = Vm*/Vuc …(10)
載波頻率&調(diào)制模式?jīng)Q定44基于電動(dòng)機(jī)10m的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*、轉(zhuǎn)速 a)以及調(diào)制比Mi來決定載波頻率以及調(diào)制模式。指示載波時(shí)鐘發(fā)生器 47輸出決定了的載波頻率，根據(jù)決定了的調(diào)制模式指示調(diào)制37中的選 擇40輸出該調(diào)制模式的目標(biāo)電壓。另外，將決定了的載波頻率以及調(diào) 制模式賦予給轉(zhuǎn)矩誤差校正46。
轉(zhuǎn)矩誤差校正46在將載波頻率從低頻fc切換為高頻k.fc并將電壓 控制模式從3相調(diào)制切換為2相調(diào)制的第一轉(zhuǎn)變之時(shí)，從第一轉(zhuǎn)變用的 查閱表(Dpwm、 k.fc用)讀出分配為電動(dòng)機(jī)10m的現(xiàn)在的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 TP以及轉(zhuǎn)速o)的降低切換前后的轉(zhuǎn)矩差的第一轉(zhuǎn)矩校正值并在加法計(jì) 算33中加到轉(zhuǎn)矩指令值TlVPm。在作為其相反切換的第二轉(zhuǎn)變(從k.fc、2相調(diào)制向fc、 3相調(diào)制的轉(zhuǎn)變)之時(shí)，從第二轉(zhuǎn)變用的查閱表(SVpwm、 fc用)讀出分配給電動(dòng)機(jī)10m的現(xiàn)在的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩1*以及轉(zhuǎn)速o的降低 切換前后的轉(zhuǎn)矩差的第二轉(zhuǎn)矩校正值并在加法計(jì)算33中加到轉(zhuǎn)矩指令 值TM*m。進(jìn)行這樣的校正之時(shí)再次執(zhí)行轉(zhuǎn)矩指令限制34~2相/3相轉(zhuǎn) 換36，從調(diào)制37輸出載波頻率&調(diào)制模式?jīng)Q定44決定了的調(diào)制模式的 各相目標(biāo)電壓。另外，在第一轉(zhuǎn)變以及第二轉(zhuǎn)變后，各相目標(biāo)電壓的切 換保留到上述再次的轉(zhuǎn)矩指令限制34~2相/3相轉(zhuǎn)換36的運(yùn)算結(jié)束。
圖2中表示的微機(jī)MPU除了 CPU之外還具備用于記錄數(shù)據(jù)或者各 種程序的RAM、 ROM以及閃速存儲器，利用向RAM寫入被存儲于 ROM或者閃速存儲器的程序、參照數(shù)據(jù)以及查閱表，基于該程序進(jìn)行 圖2中雙點(diǎn)劃線區(qū)域圍著表示的輸入處理、運(yùn)算以輸出處理。
圖3中表示微機(jī)MPU (的CPU)基于上述程序執(zhí)行的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控 制MDC的概要。如果施加動(dòng)作電壓，則微機(jī)MPU進(jìn)行自身以及PWM 脈沖發(fā)生器50以及載波時(shí)鐘發(fā)生器47和驅(qū)動(dòng)電路20m的初始化，將 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10m的逆變器19m設(shè)定為停止待機(jī)狀態(tài)。另外，等待來自 未圖示的車輛行駛控制系統(tǒng)的主控制器的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)開始指示。如果賦予 了馬達(dá)驅(qū)動(dòng)開始指示，則微機(jī)MPU利用"開始處理"(步驟1)在內(nèi)部 寄存器中設(shè)定電動(dòng)機(jī)控制的初始值，在"輸入讀出"(步驟2)中讀入輸 入信號或者數(shù)據(jù)。即，通過數(shù)字轉(zhuǎn)換讀入由主控制器賦予的第一目標(biāo)轉(zhuǎn) 矩TlVfm、由電流傳感器14m 16m檢測的各相電流iU、 iV、 iW、分解 器17m的轉(zhuǎn)角信號SG9m以及電壓傳感器21、24的檢測電壓Vdc、Vuc。
另外，在下述內(nèi)容中括號內(nèi)省略步驟這一用語而僅僅記載步驟的號碼。
接著，微機(jī)MPU基于讀入的轉(zhuǎn)角信號SGe (轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)SGe)計(jì)算 轉(zhuǎn)角e以及轉(zhuǎn)速co(3)。圖2中將該功能表示為角度、速度運(yùn)算32。接 著，微機(jī)MPU從限制轉(zhuǎn)矩表中讀出與讀出的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T!Vr、讀出 的直流電壓Vuc以及計(jì)算出的轉(zhuǎn)速o對應(yīng)的限制轉(zhuǎn)矩TM*max，如果 讀出的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T1VT超過TM*max，則將T]VTmax i更定為目標(biāo)轉(zhuǎn) 矩T*。當(dāng)在T]Vfmax以下之時(shí)，將讀入的馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TlVfi殳定為目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩TA (4)。圖2中將該功能表示為轉(zhuǎn)矩指令限制34。接著，微機(jī) MPU利用3相/2相變換將讀出的3相的電流檢測信號iU、 iV、 iW變
20換為2相的d軸電流值id以及q軸電流值(5)。圖2中將該功能表示 為電流反 饋31。接著，微機(jī)MPU計(jì)算用于進(jìn)行d軸弱磁場控制的d軸 弱磁場電流Aid (6)。圖2中將該功能表示為弱磁場電流運(yùn)算41。
"輸出運(yùn)算"(7)的內(nèi)容與上述圖2所示的輸出運(yùn)算35的內(nèi)容相同。 將在該"輸出運(yùn)算，，(7)中計(jì)算出的d-q軸的電壓目標(biāo)值V(T、 VqA轉(zhuǎn)換 為3相調(diào)制模式的各相目標(biāo)電壓VU*、 VV*、 VW* (8)。這時(shí)還計(jì)算 電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電壓Vm^接著，在"調(diào)制控制，，(9)中計(jì)算調(diào)制比Mi，基 于調(diào)制比Mi、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩1*以及轉(zhuǎn)速o決定載波頻率以及調(diào)制模式。
圖4中表示"調(diào)制控制"(9 )的內(nèi)容。這里計(jì)算調(diào)制比Mi=Vm*/Vuc (21)，基于電動(dòng)機(jī)10m的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T*、轉(zhuǎn)速co以及調(diào)制比Mi決定載 波頻率以及調(diào)制模式(22)。下面，參照圖6~圖9來敘述"載波頻率&調(diào) 制模式?jīng)Q定"(22)的內(nèi)容。已決定的載波頻率與現(xiàn)在輸出中的載波頻 率不同，在從低頻fc ( 5KHz )向高頻k.fc ( 7.5KHz;本實(shí)施例中k=1.5 ) 切換的情況下，從2相調(diào)制、高頻用(Dpwm、 k.fc用)的查閱表讀出 用于減小該切換所致的輸出轉(zhuǎn)矩差的分配給現(xiàn)在目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的 校正值(24),對轉(zhuǎn)矩指令值T1VP進(jìn)行讀出的校正值量的校正(26)， 基于校正了的轉(zhuǎn)矩指令值再次執(zhí)行步驟6~8再次計(jì)算3相調(diào)制模式的各 相目標(biāo)電壓(瞬時(shí)值)VU*、 VV*、 VW* (27)。決定了的載波頻率與 現(xiàn)在輸出中的載波頻率不同，在從高頻k.fc( 7.5KHz )向低頻fc( 5KHz ) 的切換的情況下，從3相調(diào)制、低頻用(SVpwm、 fc用)的查閱表讀 出用于減小該切換所致的輸出轉(zhuǎn)矩差的分配給現(xiàn)在目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速 的校正值(25)，對轉(zhuǎn)矩指令值TMA (26)進(jìn)行讀出了的校正值量的校 正，基于已校正的轉(zhuǎn)矩指令值再次執(zhí)行步驟6~8再次計(jì)算3相調(diào)制模式 的各相目標(biāo)電壓VU、 VV*、 VW* (27)。
再次參照圖3。在接著的"輸出更新，，(10)中，將由調(diào)制控制(9) 決定的調(diào)制模式的各相目標(biāo)電壓輸出到PWM脈沖發(fā)生器50，并且向載 波時(shí)鐘發(fā)生器47指示輸出決定了的載波頻率。接著，等待到下一反復(fù) 處理定時(shí)(ll)，之后再次進(jìn)入"輸入讀出"(2)。然后，執(zhí)行上述的"輸 入讀出，，(2)以下的處理。在等待到下一反復(fù)處理定時(shí)期間，如果從系 統(tǒng)控制器收到停止指示，則微機(jī)MPU于是停止用于馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)施力的輸參照圖5。在上述的"載波頻率&調(diào)制模式的決定"(22)中，如果現(xiàn)在的調(diào)制模式是SVpwm (3相調(diào)制模式、低頻fc)，則檢索目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速是否處于應(yīng)該將載波頻率形成為高頻k.fc的第一區(qū)域(向高頻轉(zhuǎn)換區(qū)域)內(nèi)的A (圖7~圖9)(42)，如果處于第一區(qū)域內(nèi)的A,則將載波頻率決定為高頻k.fc，與此對應(yīng)將電壓控制模式從3相調(diào)制(SVpwm)向2相調(diào)制切換(43)。在處于A以外之時(shí)，檢索保持低頻fc不變從3相調(diào)制向2相調(diào)制切換的條件是否成立(44)，如果成立則保持低頻fc不變從3相調(diào)制向2相調(diào)制(Dpwm)切換。
如果現(xiàn)在調(diào)制模式是Dpwm(2相調(diào)制模式、低頻fc)，則檢索目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速是否處于應(yīng)該將載波頻率形成為高頻k.fc的第一區(qū)域內(nèi)的B(圖7~圖9 )( 46 )，如果處于B，則將載波頻率決定為高頻k'fc( 47 )。電壓控制模式繼續(xù)2相調(diào)制模式。在處于B以外之時(shí)，檢索保持低頻fc不變從2相調(diào)制向3相調(diào)制(SVpwm)切換的條件是否成立(48)，如果成立，則保持低頻fc不變從2相調(diào)制(Dpwm)向3相調(diào)制(SVpwm )切換U9)。如果向3相調(diào)制(SVpwm)切換的條件不成立，則檢索應(yīng)該將電壓控制模式設(shè)為1個(gè)脈沖的條件是否成立(50),如果成立則向1個(gè)脈沖切換(51)。
接著再次參照圖6。如果現(xiàn)在的調(diào)制模式是A或者B (2相調(diào)制模式、高頻k.fc)，則檢索應(yīng)該將電壓控制模式設(shè)為1個(gè)脈沖的條件是否成立(52)，如果成立則切換為l個(gè)脈沖(53)。如果設(shè)為l個(gè)脈沖的條件不成立，則檢索目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速是否處于第一區(qū)域外側(cè)的圖7~圖9中虛線表示的第二區(qū)域外(向低頻切換的區(qū)域高頻解除區(qū)域)(54),如果其是第二區(qū)域外則需要解除高頻，因此進(jìn)一步檢索是否是3相調(diào)制區(qū)域(55 ),如果是則設(shè)定3相調(diào)制模式以及低頻fc ( SVpwm) ( 56 )。如果不是3相調(diào)制區(qū)域，則設(shè)定2相調(diào)制模式以及低頻(Dpwm ) ( 57 )。
如果現(xiàn)在的調(diào)制模式是1個(gè)脈沖(58)，則檢索應(yīng)該將載波頻率設(shè)為高頻的條件是否成立(59)，如果成立則將載波頻率設(shè)為載波頻率為高頻k.fc，與此連動(dòng)將電壓控制模式設(shè)定為2相調(diào)制模式(A或者B )(60)。如果應(yīng)該設(shè)定為高頻的條件不成立，則檢索應(yīng)該設(shè)定為2相調(diào)制、低頻fc (Dpwm)的條件是否成立(61)，如果成立則"&定為2相調(diào)制、低頻fc (Dpwm) ( 62 )。
22圖7、圖8以及圖9中分別表示利用電壓傳感器25檢測的變換器40的次級側(cè)電壓Vuc為220V、 300V以及400V的情況下的上述的區(qū)域區(qū)《、"SVpwm，， (3相調(diào)制、《氐頻fc)、 "A、 B，，(2相調(diào)制、高頻k'fc)、"Dpwm，， ( 2相調(diào)制、低頻fc )以及"l個(gè)脈沖，，(全相矩形波通電)。"A"是隨著用于降低邊帶噪聲的從栽波頻率的低頻fc向高頻k.fc切換，如果是同一頻率(fc)則采用3相調(diào)制的區(qū)域，但是為了降低向高頻的切換而導(dǎo)致的開關(guān)損失而采用2相調(diào)制的區(qū)域。"B"是將為了降低開關(guān)損失而采用2相調(diào)制的區(qū)域，為了降低邊帶噪聲而將載波頻率從低頻向高頻k*fc切換的區(qū)域。
圖5以及圖6表示的載波頻率的低/高切換以及高/低切換的參照值(閾值)以及調(diào)制模式的切換的參照值均按照次級側(cè)電壓Vuc的范圍區(qū)分作為參照數(shù)據(jù)表(LUT:查閱表)存儲于微機(jī)MPU內(nèi)的存儲器中，微機(jī)MPU從與執(zhí)行圖5以及圖6表示的"載波頻率&調(diào)制模式?jīng)Q定"(22)之時(shí)的Vuc數(shù)值對應(yīng)的LUT讀出上述參照值來使用。
但是，在區(qū)域A、 B中為了抑制邊帶噪聲而釆用的高頻k.fc的k優(yōu)選是l〈k〈2。如果k^ 1則沒有抑制邊帶噪聲的效果，如果k〉2則開關(guān)損失增大。本實(shí)施例中采用k=1.5而高頻為7.5KHz。
如果高頻為k-1.5，則如圖10所示，在為了抑制邊帶噪聲而采用高頻k'fc的區(qū)域A、 B中，電動(dòng)機(jī)10m和逆變器19m (10g和19g相同)的電力損失的合計(jì)，即總計(jì)損失在沒有采用高頻而與全域低頻fc(5KHz)的參考例相同程度。即，"A"區(qū)域中通過釆用高頻k'fc,使電動(dòng)機(jī)10m的鐵耗(鐵心損耗)在比較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)上升，但是逆變器19m的開關(guān)損失因?yàn)閺?相調(diào)制向2相調(diào)制的轉(zhuǎn)換而降為更低，因此總計(jì)損失沒有顯著上升。"B"區(qū)域維持2相調(diào)制模式不變而切換為升高載波頻率，因此逆變器19m的開關(guān)損失增加，鐵耗降低，因此總計(jì)損失沒有顯著上升。
這樣，根據(jù)本發(fā)明總計(jì)損失沒有發(fā)生顯著上升。A、 B區(qū)域均為高頻k.fc，因此能夠抑制邊帶噪聲。即，本發(fā)明電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電力損失沒有顯著增大，能夠抑制邊帶噪聲。
以上，針對控制驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)10m的動(dòng)作的馬達(dá)控制裝置30m的控制功能進(jìn)行了說明。
再次參照圖1。被車輛上發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)10g有時(shí)候被叫做發(fā)電機(jī)或者電動(dòng)發(fā)電機(jī)，本實(shí)施例中電動(dòng)機(jī)lOg在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)是驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)(電力運(yùn)行)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)則其是被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電的發(fā)電機(jī)(再生)?？刂圃撾妱?dòng)機(jī)lOg的馬達(dá)控制裝置30g的功能以及作用與馬達(dá)控制裝置30m相同，另外向電動(dòng)機(jī)lOg供電的逆變器19g的構(gòu)成以及動(dòng)作與逆變器19m相同。馬達(dá)控制裝置30g的構(gòu)成以及功能與馬達(dá)控制裝置30m相同。
在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)由未圖示的主控制器向馬達(dá)控制裝置30g賦予正值的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM*g，馬達(dá)控制裝置30g進(jìn)行與馬達(dá)控制裝置30m的上述控制動(dòng)作相同的控制動(dòng)作。如果發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)其輸出轉(zhuǎn)矩上升，則主控制器將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM、切換為發(fā)電(再生)用的負(fù)值。由此馬達(dá)控制裝置30g控制逆變器19g以便電動(dòng)機(jī)lOg的輸出轉(zhuǎn)矩形成負(fù)值的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)負(fù)載)。該內(nèi)容(輸出控制運(yùn)算)也與馬達(dá)控制裝置30的上述輸出控制運(yùn)算相同。
如上所示，作為變換器40的輸出電壓的次級側(cè)電壓Vuc(次級側(cè)電容器23的電壓)用于馬達(dá)控制裝置30m、 30g內(nèi)的轉(zhuǎn)矩指令控制運(yùn)算，并且也可以用于弱磁場電流Aid、 Aiq的計(jì)算。該次級側(cè)電壓Vuc在利用初級側(cè)直流電源18、 22的電力容量能夠?qū)崿F(xiàn)次級側(cè)電壓最高值以下，優(yōu)選根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩TM*m、 TlVPg以及轉(zhuǎn)速來調(diào)整次級側(cè)電壓Vuc，以便目標(biāo)轉(zhuǎn)矩越大則次級側(cè)電壓Vuc越高并且轉(zhuǎn)速越高則次級側(cè)電壓Vuc越高。變換器控制裝置30v執(zhí)行該次級側(cè)電壓Vuc的調(diào)整。
變換器控制裝置30v在本例子中也是以微機(jī)為主體的電子控制裝置，并且包括微機(jī)、未圖示接口 (信號處理電路)以及PWM脈沖發(fā)生器，另外也包括在微機(jī)和上述車輛上的未圖示的車輛行駛控制系統(tǒng)的主控制器之間的未圖示的接口 (通信電路)。
變換器控制裝置30v讀出馬達(dá)控制裝置30m賦予的次級側(cè)目標(biāo)電壓Vuc*m (第一次級側(cè)目標(biāo)電壓Vuc*g)以及馬達(dá)控制裝置30g賦予的次級側(cè)目標(biāo)電壓Vuc*g (第二次級側(cè)目標(biāo)電壓Vuc*g )，并且通過數(shù)字轉(zhuǎn)換讀出各傳感器21、 24檢測出的電池電壓Vdc。接著，將第一次級側(cè)目
24決定 為目標(biāo)電壓Vuc*，生成控制升壓用開關(guān)元件42的接通/斷開的PWM信 號Pvf以及控制再生用(降壓用)開關(guān)元件43的接通/斷開的PWM信 號Pvr并賦予給驅(qū)動(dòng)電路20v，以4吏電壓傳感器24檢測的電壓Vuc為 目標(biāo)電壓Vuc。驅(qū)動(dòng)電路20v基于PWM信號Pvf、 Pvr接通、斷開半 導(dǎo)體開關(guān)42、 43。當(dāng)需要升壓時(shí)對變換器40的升壓用開關(guān)元件42的接 通/斷開進(jìn)行PWM控制，當(dāng)需要降壓時(shí)，對變換器40的再生用開關(guān)元 件43的接通/斷開進(jìn)行PWM控制。這些升壓用半導(dǎo)體開關(guān)42和再生 用半導(dǎo)體開關(guān)43互補(bǔ)地進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，以便在前者接通期間后者斷開 而在前者斷開期間后者接通。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，具備直流電源；逆變器，其介于電動(dòng)機(jī)和所述直流電源之間用于控制兩者間的電力的交換；逆變器控制單元，其生成與電壓指示信號對應(yīng)的占空比的對所述逆變器進(jìn)行開關(guān)控制的PWM脈沖并向逆變器輸出；變頻單元，其根據(jù)頻率控制信號來改變所述逆變器控制單元生成的PWM脈沖的載波頻率；以及馬達(dá)控制單元，其在所述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于規(guī)定區(qū)域內(nèi)時(shí)向所述變頻單元賦予將所述載波頻率設(shè)定為高頻的頻率控制信號，在進(jìn)行該切換時(shí)控制所述電動(dòng)機(jī)的3相電壓的電壓控制模式是分別通過PWM控制3相的各相電壓的3相調(diào)制模式的情況下，切換為2相通過PWM控制而1相停止PWM開關(guān)控制的2相調(diào)制模式；而在所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于所述規(guī)定區(qū)域以外時(shí)，向所述變頻單元賦予將所述載波頻率設(shè)定為比所述高頻低的低頻的頻率控制信號；向所述逆變器控制單元賦予用于將所述電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的電壓指示信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述馬達(dá)控制單元在將載波頻率從所述低頻向所述高頻切換時(shí)，在 所述電壓控制模式是2相調(diào)制模式的情況下即使切換為高頻也繼續(xù)2相調(diào)制模式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中 當(dāng)所述低頻為fc時(shí)，所述高頻為k-fc，其中l(wèi)〈k〈2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述馬達(dá)控制單元基于作為電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電壓相對于所述直流電源 賦予給逆變器的直流電壓之比的調(diào)制比、以及所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來決定 所述電壓控制模式；當(dāng)栽波頻率在3相調(diào)制模式下變?yōu)樗龈哳l之時(shí)或 者載波頻率為所述高頻而將電壓控制模式?jīng)Q定為3相調(diào)制模式之時(shí)，通 過將該3相調(diào)制模式變?yōu)?相調(diào)制模式，擴(kuò)大執(zhí)行2相調(diào)制模式的所述 調(diào)制比和轉(zhuǎn)速的區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述規(guī)定區(qū)域包括第一區(qū)域、以及包含第一區(qū)域且比第一區(qū)域大的 第二區(qū)域，所述馬達(dá)控制單元進(jìn)行下述的切換，如果載波頻率為所述低頻時(shí)所 述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于第一區(qū)域內(nèi)則切換為所述高頻，而如 果栽波頻率為所述高頻時(shí)所述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于第二區(qū) 域外則切換為所述低頻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述馬達(dá)控制單元在將載波頻率從所述低頻向所述高頻切換并將 電壓控制模式從3相向2相切換的第一轉(zhuǎn)變之時(shí)，將降低該切換前后的 轉(zhuǎn)矩差的第一轉(zhuǎn)矩校正值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相加，而在作為其相反切換的第二 轉(zhuǎn)變之時(shí)，將降低該切換前后的轉(zhuǎn)矩差的第二轉(zhuǎn)矩校正值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相 加來進(jìn)行校正，并且向所述逆變器控制單元賦予用于將所述電動(dòng)機(jī)的輸 出轉(zhuǎn)矩設(shè)定為所述校正了的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的電壓指示信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述規(guī)定區(qū)域是抑制邊帶噪聲的對象區(qū)域，所述高頻是降低邊帶噪 聲的頻率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其中 所述低頻是降低所述逆變器的開關(guān)損耗的頻率。
9. 一種驅(qū)動(dòng)裝置，具備權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置；以及電動(dòng)機(jī)，其是由該電動(dòng)機(jī)控制裝置的所述逆變器供電的所述電動(dòng) 機(jī)，并且用于驅(qū)動(dòng)車輪。
10. —種混合驅(qū)動(dòng)裝置，具備 直流電源；驅(qū)動(dòng)車輪的第一電動(dòng)機(jī)； 由燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電動(dòng)機(jī)；第一逆變器，其介于第一電動(dòng)機(jī)和所述直流電源之間用于控制兩者 間的電力的交換；第二逆變器，其介于第二電動(dòng)機(jī)和所述直流電源之間用于控制兩者間的電力的交換；第一逆變器控制單元，其生成與第一電壓指示信號對應(yīng)的占空比的對所述第一逆變器進(jìn)行開關(guān)控制的第一 PWM脈沖并向第一逆變器輸出；第二逆變器控制單元，其生成與第二電壓指示信號對應(yīng)的占空比的對所述第二逆變器進(jìn)行開關(guān)控制的第二 PWM脈沖并向第二逆變器輸出；第一變頻單元，其根據(jù)第一頻率控制信號來改變第一逆變器控制單元生成的第一 PWM脈沖的第一載波頻率；第二變頻單元，其根據(jù)第二頻率控制信號來改變第二逆變器控制單元生成的第二PWM脈沖的第二栽波頻率；第一馬達(dá)控制單元，其在第一電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于第一規(guī)定區(qū)域內(nèi)時(shí)向所述變頻單元賦予將第一載波頻率設(shè)定為高頻的第一頻率控制信號，在進(jìn)行該切換時(shí)控制第一電動(dòng)機(jī)的3相電壓的電壓控制模式是分別通過PWM控制3相的各相電壓的3相調(diào)制模式的情況下，切換為2相通過PWM控制而1相停止PWM開關(guān)控制的2相調(diào)制模式；而在第一載波頻率為所述高頻的情況下所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于所述規(guī)定區(qū)域以外時(shí)，向第一變頻單元賦予將第一載波頻率設(shè)定為比所述高頻低的低頻的第一頻率控制信號，如果向3相調(diào)制模式進(jìn)行切換的條件成立則向3相調(diào)制模式進(jìn)行切換；向第一逆變器控制單元賦予用于使第一電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的第一電壓指示信號；以及第二馬達(dá)控制單元，其在第二電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于第二規(guī)定區(qū)域內(nèi)時(shí)向所述變頻單元賦予將第二載波頻率設(shè)定為高頻的第二頻率控制信號，在進(jìn)行該切換時(shí)控制第二電動(dòng)機(jī)的3相電壓的電壓控制模式是分別通過PWM控制3相的各相電壓的3相調(diào)制模式的情況下，切換為2相通過PWM控制而l相停止PWM開關(guān)控制的2相調(diào)制模式；而在第二載波頻率為所述高頻的情況下所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速處于所述規(guī)定區(qū)域以外時(shí)，向第二變頻單元賦予將第二載波頻率設(shè)定為比所述高頻低的低頻的第二頻率控制信號，如果向3相調(diào)制模式進(jìn)行切換的條件成立則向3相調(diào)制模式進(jìn)行切換；向第二逆變器控制單元賦予用于使第二電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的第二電壓指示信號。
全文摘要
本發(fā)明能夠降低邊帶噪聲并且抑制電力損失。將逆變器(19m)插入電動(dòng)機(jī)(10m)和直流電源(18～23)之間，利用PWM脈沖對該逆變器進(jìn)行開關(guān)控制來控制電動(dòng)機(jī)和直流電源之間的電力的轉(zhuǎn)換中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(TM^*m)以及轉(zhuǎn)速(ω)處于為了抑制邊帶噪聲而設(shè)定的第一區(qū)域(A、B)內(nèi)時(shí)將PWM脈沖的載波頻率設(shè)定為邊帶噪聲少的高頻(k·fc7.5KHz)，而處于第一區(qū)域之外的第二區(qū)域時(shí)設(shè)定為載波頻率比上述高頻低的減低逆變器的開關(guān)損耗的低頻(fc5KHz)，對電動(dòng)機(jī)的繞組電壓進(jìn)行PWM控制，以使電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。高頻為k·fc，其中1＜k＜2。
文檔編號H02P6/08GK101682288SQ200880016668
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者大野佳紀(jì), 蘇布拉塔·薩哈, 藤原勛, 衣笠誠一, 西村圭亮, 長谷川和馬 申請人:愛信艾達(dá)株式會社