專利名稱：電機驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及具有進行脈沖寬度
調(diào)制(PWM)控制的電力變換器的電機驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
在進行PWM控制的電力變換器中，公知有對PWM控制中使用的載 波的頻率(載波頻率)進行可變控制的結(jié)構(gòu)。例如，在日本特開平1 - 321868 號乂>報(專利文獻1)中公開了如下結(jié)構(gòu)在進行PWM控制的電力變換 裝置中，與平滑電容器并聯(lián)地具有串聯(lián)共振電路，使PWM控制的栽波頻 率可變，以便使上述串聯(lián)共振電路的共振頻率在預(yù)定范圍內(nèi)與伴隨PWM 控制的電力變換裝置的直流電流所包含的脈動成分的頻率一致。
另外，在日本特開平6-178550號公報(專利文獻2)中公開了如下 結(jié)構(gòu)作為WVF變換器的電流控制裝置，按照用各相電流指令值和各相 電流實際值的偏差定義的電流脈動的絕對值，通過如下的反饋控制來自動 進行載波頻率調(diào)制，所述反饋控制是在電流脈動較大時提高載波頻率，在 電流脈動較小時降低載波頻率。
另外，在日本特開平9-37560號公報(專利文獻3)中公開了如下內(nèi) 容作為能夠降低流入系統(tǒng)的電流脈動的變換器控制裝置，按照對各相的 系統(tǒng)電壓的大小進行檢測的系統(tǒng)電壓檢測單元的輸出，來可變地控制載波 頻率。
而且，在日本特開2006 - 352951號公才艮(專利文獻4)中公開了如下 控制結(jié)構(gòu)在使用第一變換器和第二變換器的電力變換結(jié)構(gòu)中，通過控制 各變換器所使用的載波信號間的相位差，僅在一個或兩個變換器中改變載波頻率時，也能夠最大限度地降低脈動電流。
另外，在日本特開2005-45848號公報(專利文獻5)中公開了如下 控制結(jié)構(gòu)在交流電動機的控制裝置中，在難以檢測電機電流的、三相 PWM變換器的二相的PWM脈沖的寬度差為預(yù)定值以下的情況、或三相 PWM變換器的輸出電壓較低的情況下，能夠通過自動降低PWM變換器 的載波頻率來實現(xiàn)電流檢測。
如專利文獻1 5記載的那樣，在進行PWM控制的電力變換器中，在 從電力變換器向負載供給的電流中，產(chǎn)生頻率為載波頻率或其整數(shù)倍的高 頻成分(脈動電流)。
當(dāng)這樣的脈動電流變大時，在驅(qū)動永》茲體型交流電動機的電機驅(qū)動系 統(tǒng)中，因磁通量的變動而產(chǎn)生的磁體內(nèi)的渦電流變大。其結(jié)果，由渦電流 引起的發(fā)熱增大，磁體溫度上升到發(fā)生退磁的水平時，有可能會導(dǎo)致電機 輸出降低。另外，因電機的銅損、4失損的增加，電力損失增大。因這樣的 電力損失的增大，電機的發(fā)熱量增加，由此容易導(dǎo)致磁體溫度進一步上升。
另一方面，在進行PWM控制的電力變換器中，通過使PWM控制的 載波頻率上升，能夠降低脈動電流。但是，使載波頻率上升時，構(gòu)成電力 變換器的半導(dǎo)體開關(guān)元件的開關(guān)頻率、即同一時間內(nèi)的半導(dǎo)體開關(guān)元件的 導(dǎo)通斷開次數(shù)增多。由此，產(chǎn)生因電力變換器的開關(guān)損失而使電力損失增 大的問題。
這樣，在進行PWM控制的電力變換器中，脈動電流過大時，交流電 動機發(fā)生問題，另一方面，過度抑制脈動電流，從開關(guān)損失的方面來看也 不優(yōu)選。
對于這樣的問題，專利文獻1和3只著眼于降低脈動電流而控制載波 頻率。另外，在專利文獻1的PWM電力變換裝置中，需要附加配置串聯(lián) 共振電路，所以因部件個數(shù)的增加而使成本上升。
另外，在專利文獻2公開的VWF變換器的電流控制裝置中，執(zhí)行如 下的反饋控制，但沒有/>開將各相電流中的交流成分(脈動電流)的大小 控制到適當(dāng)?shù)乃?，所述反饋控制是在相對于各相電流的指令值的偏差較
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說明書第3/17頁
大時提高栽波頻率，較差小時降低載波頻率。
另一方面，在專利文獻4所公開的電力變換裝置中，在兩個變換器間 適當(dāng)?shù)乜刂戚d波信號的相位差，由此在改變載波頻率的情況下也能夠最大 限度地降低脈動電流，但沒有公開將脈動電流的大小控制到適當(dāng)?shù)乃健?另外，專利文獻5記栽的交流電動機的控制裝置是控制永磁體同步電機的 裝置，但沒有公開按照脈動電流來使載波頻率變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而完成的發(fā)明，本發(fā)明的目的在于在通過 根據(jù)PWM控制而被控制的電力變換器向安裝有71<^茲體的交流電動機供給 電才幾電流的電機驅(qū)動系統(tǒng)中，將電機電流的脈動電流寬度維持在適當(dāng)水平， 從而防止電力變換器的開關(guān)損失的增大，并防止因交流電動機的磁體溫度 上升導(dǎo)致的發(fā)生退磁。
本發(fā)明的電機驅(qū)動系統(tǒng)具備交流電動機，其具有安裝有7Jc磁體的轉(zhuǎn) 子；電力變換器；電流檢測器；脈動檢測部；基準(zhǔn)設(shè)定部；以及頻率調(diào)整 部。電力變換器通過按照脈沖寬度調(diào)制控制對多個電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件 進行的導(dǎo)通斷開控制，來對向交流電動機的電力供給進行控制。電流檢測 器對在電力變換器和交流電動機之間流動的電機電流進行檢測。脈動檢測 部基于電流檢測器的檢測值，對與各電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的開關(guān)頻率對 應(yīng)的、電機電流的脈動電流寬度進行檢測。基準(zhǔn)設(shè)定部對脈動電流寬度的 基準(zhǔn)值進行設(shè)定。頻率調(diào)整部基于由脈動檢測部檢測出的脈動電流寬度、 和由基準(zhǔn)設(shè)定部設(shè)定的基準(zhǔn)值的比較，來對脈沖寬度調(diào)制控制中使用的載 波的頻率進行控制。
本發(fā)明的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法是如下電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法， 所述電機驅(qū)動系統(tǒng)具備交流電動機，其具有安裝有71<^體的轉(zhuǎn)子；電力 變換器，其通過按照脈沖寬度調(diào)制控制對電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件進行的導(dǎo) 通斷開控制，來對向交流電動機的電力供給進行控制；以及電流檢測器， 其對在電力變換器和交流電動機之間流動的電機電流進行檢測，該控制方法包括基于電流檢測器的檢測值，來對與電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的開關(guān) 頻率對應(yīng)的、電機電流的脈動電流寬度進行檢測的步驟；基于檢測出的脈 動電流寬度和脈動電流寬度的基準(zhǔn)值的比較，來對脈沖寬度調(diào)制控制中使 用的載波的頻率進行控制的步驟。
優(yōu)選的是，至少基于相對于脈動電流寬度的永磁體的溫度上升特性， 來對脈動電流寬度的基準(zhǔn)值進行設(shè)定，使得磁體溫度不上升到永磁體退磁 的溫度。
更優(yōu)選的是，基準(zhǔn)設(shè)定部還基于相對于脈動電流寬度的電機驅(qū)動系統(tǒng) 整體的電力損失特性，來對脈動電流寬度的基準(zhǔn)值進行設(shè)定。
根據(jù)上述電機驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法，能夠進行4吏;故PWM控制的電 機電流中的脈動電流寬度與基準(zhǔn)值一致那樣的脈動電流控制。由此，不會 因過度抑制脈動電流寬度而使電力變換器的開關(guān)損失增大，并且，能夠防 止因脈動電流變得過大而由交流電動機的磁體溫度上升導(dǎo)致的發(fā)生退磁。
更優(yōu)選的是，脈動電流寬度的基準(zhǔn)值是按照交流電動機的狀態(tài)而變更 基準(zhǔn)值。
這樣，能夠基于交流電動機的當(dāng)前的狀態(tài)(例如電機溫度、電機轉(zhuǎn)矩、 轉(zhuǎn)速)，來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定脈動電流寬度的基準(zhǔn)值。其結(jié)果，能夠抑制電力變 換器的開關(guān)損失，并能夠更有效地防止交流電動機的磁體溫度上升。
或者優(yōu)選的是，頻率調(diào)整部在脈動電流寬度比基準(zhǔn)值大時，使載波的 頻率相比于當(dāng)前的頻率而上升，另一方面，在脈動電流寬度為基準(zhǔn)值以下 時，使載波的頻率相比于當(dāng)前的頻率而下降。
這樣，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)上述的基于載波頻率的脈動電流控制。
另外，優(yōu)選的是，頻率調(diào)整部包括偏差運算部，其算出脈動電流寬 度相對于基準(zhǔn)值的偏差；和控制運算部?？刂七\算部按照使用了算出的偏 差的控制運算量來對載波的頻率進行控制。
這樣，能夠按照脈動電流寬度相對于基準(zhǔn)值的偏差來控制載波頻率的 變化量，所以能夠使上述的脈動電流控制的控制速度提高。
優(yōu)選的是，在電機驅(qū)動系統(tǒng)中，根據(jù)用于基于電流檢測器的檢測值來
9指令值相符的正弦波狀的電壓指令值、和栽 波的電壓值的比較，來對多個電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通斷開進行控制。 并且，脈動檢測部或進行檢測的步驟基于栽波的一個周期中的、在電壓指 令值和載波相交的定時中的兩個定時分別采樣到的電流檢測器的檢測值之 差，來對脈動電流寬度進行檢測。
這樣，能夠不對電機電流進行濾波處理等而通過兩次電流采樣來立刻 檢測出脈動電流寬度，所以能夠使上述的脈動電流控制的控制速度提高。
或者優(yōu)選的是，在電機驅(qū)動系統(tǒng)中，根據(jù)用于基于載波的每半個周期 而釆樣到電流檢測器的檢測值來進行控制使得電機電流與電流指令值相符 的正弦波狀的電壓指令值、和載波的電壓值的比較，來對多個電力用半導(dǎo) 體開關(guān)元件的導(dǎo)通斷開進行控制。并且，脈動檢測部或進行檢測的步驟基 于栽波的一個周期中的、在電壓指令值和載波相交的定時中的一個定時采 樣到的電流檢測器的檢測值、和為了控制電機電流而采樣到的電流檢測器 的檢測值之差，來對脈動電流寬度進行檢測。
這樣，能夠活用本來的電流控制所需的電流采樣來檢測脈動電流寬度。 由此，能夠削減為了檢測脈動電流寬度而新需要的電流采樣次數(shù)，所以能 夠不提高運算處理負荷而實現(xiàn)上述的脈動電流控制。
另外，優(yōu)選的是，電機驅(qū)動系統(tǒng)被搭載于車輛，交流電動機是構(gòu)成為 產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力的三相同步電動機。
這樣，在通過基于PWM控制的電力變換器(變換器)來對向構(gòu)成為 產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的三相同步電動機的電力供給進行控制的電機驅(qū)動系統(tǒng) 中，能夠防止電力變換器中的開關(guān)損失的增大，并能夠防止因電動機的磁 體溫度上升導(dǎo)致的發(fā)生退磁。其結(jié)果，能夠防止退磁的影響導(dǎo)致的車輛行 駛性能的降低，并能夠通過降低電力損失而謀求提高燃料經(jīng)濟性。
因此，本發(fā)明的主要的優(yōu)點是在通過被PWM控制的電力變換器向 安裝有永磁體的交流電動機供給電機電流的電機驅(qū)動系統(tǒng)中，通過將電機 電流的脈動電流寬度維持在適當(dāng)水平，能夠防止電力變換器中的開關(guān)損失 的增大，并能夠防止交流電動機的f茲體溫度上升導(dǎo)致的發(fā)生退磁。
10


圖l是本發(fā)明的實施方式的電機驅(qū)動系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是用于說明PWM控制的控制結(jié)構(gòu)的概略框圖。
圖3 ;lj說明PWM控制的控制動作的波形圖。
圖4另一表示電機電流的大致情況的示意圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式的脈動電流控制的概略框圖。
圖6是表示圖5所示的頻率調(diào)整部的結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖.7是本實施方式的用于執(zhí)行脈動電流控制的流程圖。
圖8是表示本實施方式的變形例的脈動基準(zhǔn)設(shè)定部的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是本實施方式的變形例的用于執(zhí)行脈動電流控制的流程圖。
圖10是用于說明本發(fā)明的實施方式及其變形例的電機驅(qū)動系統(tǒng)中的
脈動電流寬度的檢測方法的第 一波形圖。
圖11是用于說明本發(fā)明的實施方式及其變形例的電機驅(qū)動系統(tǒng)中的
脈動電流寬度的檢測方法的第二波形圖。
M實施方式
以下，參照附圖詳細"^兌明本發(fā)明的實施方式。以下，對圖中的相同或 相當(dāng)部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，原則上不重復(fù)其詳細的說明。 (系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu))
圖l是本發(fā)明的實施方式的電機驅(qū)動系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
參照圖1，本發(fā)明的實施方式的電積4區(qū)動系統(tǒng)100具有直流電源IO、
電壓傳感器13、平滑電容器CO、變換器20、控制裝置30、作為負載的交
流電動才幾MG。
交流電動機MG例如是用于產(chǎn)生驅(qū)動混合動力汽車或電動汽車的驅(qū)動 輪的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動用電動機?；蛘?，該交流電動機MG也可以構(gòu)成為具有由 發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機的功能，也可以構(gòu)成為同時具有電動機以;5L良電機的 功能。而且，交流電動機MG可以相對于發(fā)動機作為電動機進行工作，例如作為能進行發(fā)動機啟動的部件而組"混合動力汽車中。
直流電源10在電源線7和接地線5之間輸出直流電壓。另外，直流電 源10能夠利用電源線7和接地線5之間的直流電壓來進行充電。直流電源 10代表性地由鎳氫或鋰離子等充電電池、雙電層電容器的蓄電裝置構(gòu)成。 也可以為如下結(jié)構(gòu)設(shè)置用于使蓄電裝置的輸出電壓(直流)的電壓電平 變化的轉(zhuǎn)換器，對直流電源IO的輸出電壓、即電源線7和接地線5之間的 電壓進行可變控制。
平滑電容器CO連接在電源線7和接地線5之間。相當(dāng)于變換器20的 直流側(cè)電壓的、平滑電容器CO的端子間電壓由電壓傳感器13進行檢測， 該檢測值被發(fā)送給由電子控制單元(ECU)構(gòu)成的控制裝置30。
變換器20由并聯(lián)設(shè)置在電源線7和接地線5之間的U相電路15、 V 相電路16和W相電路17構(gòu)成。各相電路包括串聯(lián)連接在電源線7和接地 線5之間的電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件。作為電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(以下， 簡稱為"半導(dǎo)體開關(guān)元件")，代表性地適用IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)。
半導(dǎo)體開關(guān)元件Q2構(gòu)成，V相電路16由作為上臂元件的半導(dǎo)體開關(guān)元件 Q3和作為下臂元件的半導(dǎo)體開關(guān)元件Q4構(gòu)成，W相電路17由作為上臂 元件的半導(dǎo)體開關(guān)元件Q5和作為下臂元件的半導(dǎo)體開關(guān)元件Q6構(gòu)成。另 外，對于各半導(dǎo)體開關(guān)元件Q1~Q6，分別連接用于使電流向與各半導(dǎo)體 開關(guān)元件相反方向流動的續(xù)流二極管(freewheel diode ) D1~D6。半導(dǎo)體 開關(guān)元件Ql ~Q6的導(dǎo)通斷開由來自控制裝置30的開關(guān)控制信號SI ~S6 控制。
交流電動機MG是在未圖示的轉(zhuǎn)子上安裝或埋入了永磁體28的三相 7JC^體電機。即，交流電動機MG的U、 V、 W相的3個線圏的一端與中 性點公共連接，并且，U、 V、 W相線圏的另一端與變換器20的U、 V、 W相的上臂元件和下臂元件的連接點連接。
變換器20在交流電動機MG的轉(zhuǎn)矩指令值為正(Tqcom > 0 )的情況下，通過響應(yīng)了來自控制裝置30的開關(guān)控制信號SI ~ S6的半導(dǎo)體開關(guān)元 件Q1~Q6的開關(guān)動作，將來自平滑電容器CO的直流電壓變換成交流電 壓，驅(qū)動交流電動機MG，使得輸出正的轉(zhuǎn)矩。另外，變換器20在交流電 動機MG的轉(zhuǎn)矩指令值為零的情況(Tqcom-0)下，通過響應(yīng)了開關(guān)控 制信號S1 S6的開關(guān)動作，將直流電壓變換成交流電壓，驅(qū)動交流電動 機MG，使得轉(zhuǎn)矩變?yōu)榱恪Ｓ纱?，交流電動機MG被驅(qū)動為產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指 令值Tqcom指定的零或正的轉(zhuǎn)矩。
而且，在搭載有電機驅(qū)動系統(tǒng)100的混合動力汽車或電動汽車的再生 制動時，交流電動機MG的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom被設(shè)定成負(Tqcom < 0 )。 在該情況下，變換器20能夠通過響應(yīng)了開關(guān)控制信號SI ~ S6的開關(guān)動作， 將交流電動機MG發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換成直流電壓，經(jīng)由平滑電容器 CO將其變換后的直流電壓(系統(tǒng)電壓)用于直流電源10的充電。這里所 述的再生制動包括在發(fā)生了由駕駛混合動力汽車或電動汽車的駕駛員進 行的腳制動器操作的情況下，伴隨再生發(fā)電的制動；不操作腳制動器，在 行駛中松開加速踏板，由此進行再生發(fā)電，并使車輛減速(或中止加速)。
電流傳感器24由霍爾傳感器等構(gòu)成，對從變換器20向交流電動機 MG供給的電機電流進行檢測，將檢測值輸出給控制裝置30。需說明的是， 由于三相電流iu、 iv、 iw的瞬時值之和為零，所如圖l所示那樣，電流傳 感器24配置成檢測兩相的電機電流(例如，V相電 流iv以及W相電流iw ) 即可。
旋轉(zhuǎn)角傳感器(代表性的為分解器(resolver) ) 25檢測交流電動機 MG的旋轉(zhuǎn)角6 ，將其檢測出的旋轉(zhuǎn)角6發(fā)送給控制裝置30。在控制裝置 30中，也基于旋轉(zhuǎn)角e來算出交流電動機MG的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)。
控制裝置30基于對作為負載的交流電動機MG的輸出轉(zhuǎn)矩進行指示 的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom、由電壓傳感器13檢測出的直流電壓Vdc、來自電 流傳感器24的電機電流iv、 iw、來自旋轉(zhuǎn)角傳感器25的旋轉(zhuǎn)角6 ，來控 制變換器20的動作，使得交流電動機MG根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom輸出轉(zhuǎn) 矩。代表性地，與轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom對應(yīng)地確定從變換器20向交流電動
13機MG供給的電流(電機電流)的指令值，并且生成用于使半導(dǎo)體開關(guān)元 件Ql ~ Q6導(dǎo)通斷開的開關(guān)控制信號SI ~ S6，并向變換器20進行輸出， 使得產(chǎn)生依照指令值的電機電流。
接著，對由控制裝置30控制的、變換器20中的電力變換進行詳細說 明。本實施方式的電機驅(qū)動系統(tǒng)基本上通過PWM控制來控制變換器20。
需說明的是，也可以為如下控制結(jié)構(gòu)按照交流電動機MG的運行狀 態(tài)，選擇性適用PWM控制和其他的控制方式(例如矩形波電壓控制)。 在這樣的控制結(jié)構(gòu)中，也能夠在選擇PWM控制時，適用以下詳細說明的、 本發(fā)明的脈動電流控制。
這里，使用圖2對基于PWM控制的電機控制結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
參照圖2，PWM控制塊200包括電流指令生成部210、坐標(biāo)變換部220、 250、 PI運算部240、 PWM信號生成部260。 PWM控制塊200表示通過 以預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲在控制裝置30中的程序而實現(xiàn)的功能塊。
電流指令生成部210根據(jù)預(yù)先生成的映射(map)等，按照交流電動 機MG的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom來生成電流指令值Idcom ( d軸)和Iqcom ( q 軸)。
坐標(biāo)變換部220通過使用了由i殳置在交流電動機MG的旋轉(zhuǎn)角傳感器 25檢測的旋轉(zhuǎn)角6的坐標(biāo)變換(3相—2相)，基于由電流傳感器24檢測 出的電機電5充(iv、 iw、 iu = - (iv+iw))，算出d軸電5充id和q軸電琉* iq。
在PI運算部240輸入相對于d軸電流的指令值的偏差A(yù)Id ( △ Id-Idcom-id )、和相對于q軸電流的指令值的偏差厶Iq (厶Iq = Iqcom -iq) 。 PI運算部240分別對d軸電流偏差A(yù)Id和q軸電流偏差A(yù)Iq，進行 基于預(yù)定增益的PI運算來求出控制偏差，生成與該控制偏差對應(yīng)的d軸電 壓指令值Vd #和q軸電壓指令值Vq # 。
坐標(biāo)變換部250通過使用了交流電動機MG的旋轉(zhuǎn)角6的坐標(biāo)變換(2 相—3相)，將d軸電壓指令值Vd #和q軸電壓指令值Vq #變換成U相、 V相、W相的各相電壓指令值Vu、 Vv、 Vw。PWM信號生成部260基于各相的電壓指令值Vu、 Vv、 Vw與預(yù)定的 載波的比較，生成圖l示出的、變換器20的開關(guān)控制信號S1 S6。
變換器20才艮據(jù)由PWM控制塊200生成的開關(guān)控制信號SI ~ S6而進 行開關(guān)控制，從而向交流電動機MG供給用于輸出依照轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom 的轉(zhuǎn)矩的電機電流。
圖3示出用于說明PWM控制動作的波形圖。
PWM控制是通過每一定周期使方形波輸出電壓的脈沖寬度變化來使 每周期的輸出電壓平均值變化的控制方式。 一般而言，將一定周期分割成 與載波Vcr的周期對應(yīng)的多個開關(guān)周期，M個開關(guān)周期進行半導(dǎo)體開關(guān) 元件的導(dǎo)通斷開控制，從而進行上述脈沖寬度調(diào)制控制。
參照圖3，在PWM信號生成部260 (圖2)中，4吏依照來自坐標(biāo)變換 部250 (圖2)的各相電壓指令值Vu、 Vv、 Vw的信號波與預(yù)定頻率的載 波Vcr相比較。而且，在載波Vcr的電壓值比電壓指令值Vu、 Vv、 Vw 高的區(qū)間和電壓指令值Vu、 Vv、 Vw比載波Vcr的電壓值高的區(qū)間之間， 對變換器20的各相的上臂元件和下臂元件的導(dǎo)通斷開進行切換，由此作為 各相的變換器輸出電壓，能夠向交流電動機MG供給作為方形波電壓的集 合的交流電壓。該交流電壓的基波成分在圖3中由虛線表示。
如圖4所示，交流電動機MG的各相的電機電流成為頻率與交流電壓 的基波成分匹配的交流電流。此時，與載波的頻率(載波頻率)對應(yīng)地切 換半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通斷開，與此相應(yīng)地使電機電流的上升、降低以高
頻率相互交替，同時產(chǎn)生上述交流電流。因此，在電機電流中產(chǎn)生與載波 頻率對應(yīng)的交流電流成分、即電流脈動。例如在三相變換器中，脈動電流 的頻率相當(dāng)于開關(guān)頻率(載波頻率)的6倍。
在以下的本實施方式中，如圖4所示那樣，將脈動電流的峰-峰值定義 為脈動電流寬度Irp。如在以下的說明中明確的那樣，在本發(fā)明的實施方 式的電機驅(qū)動系統(tǒng)中，執(zhí)行用于通過使脈動電流寬度Irp與基準(zhǔn)值一致來 將其維持為適當(dāng)水平的脈動電流控制。 (!^動電流控制)圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式的脈動電流控制的概略框圖。
參照圖5，脈動電流控制部300包括脈動檢測部310、脈動基準(zhǔn)設(shè)定部320、頻率調(diào)整部350、載波產(chǎn)生部360。構(gòu)成脈動電流控制部300的各塊是通過控制裝置30的硬件或軟件處理而實現(xiàn)的。
脈動檢測部310接收電機電流(三相電流iu、 iv、 iw)以及開關(guān)控制信號SI ~S6,檢測電機電流的脈動電流寬度Irp。脈動電流寬度Irp基于由電流傳感器24檢測出的電機電流來進行檢測。
關(guān)于適用于本實施方式的脈動電流控制的、脈動檢測部310的脈動電流寬度Irp的檢測方法，稍后進行詳細說明。
脈動基準(zhǔn)設(shè)定部320設(shè)定脈動電流寬度Irp的基準(zhǔn)值Irp# ?；鶞?zhǔn)值Irp弁被過小地i殳定時，因開關(guān)次數(shù)的增多，變換器20的開關(guān)損失增大，另一方面，過大地設(shè)定時，交流電動機MG的溫度上升變大，因此需要設(shè)定為適當(dāng)水平，使得具有權(quán)衡關(guān)系的兩者均衡。
作為一個例子，基準(zhǔn)值Irp弁能夠鑒于永磁體的溫度上升特性而取為具有適當(dāng)?shù)脑Ａ?margin)的固定值。或者，也可以為按照電機狀態(tài)來使基準(zhǔn)值Irp并適時變更的結(jié)構(gòu)。例如，能夠取為如下結(jié)構(gòu)在交流電動機MG配置未圖示的溫度傳感器，按照電機溫度來變更基準(zhǔn)值Irp#。具體而言，在電機溫度上升時，將基準(zhǔn)值Irp并設(shè)定得相對較低，從而能夠更可靠地防止磁體溫度上升到發(fā)生退磁的區(qū)域。
另外，也能夠按照電機輸出(轉(zhuǎn)矩和/或轉(zhuǎn)速)，在擔(dān)心溫度上升的高輸出時將基準(zhǔn)值Irp并變更成相對低的值。這樣，通過按照交流電動機MG的電機狀態(tài)(溫度、轉(zhuǎn)矩指令值、轉(zhuǎn)速)來變吏基準(zhǔn)值Irp#，能夠?qū)⒚}動電流寬度控制成更適當(dāng)?shù)乃健?br> 頻率調(diào)整部350基于由脈動檢測部310檢測出的脈動電流寬度Irp及其基準(zhǔn)值Irp#，生成用于設(shè)定載波頻率的控制信號Vfq?？刂菩盘朧fq;l^莫擬電壓信號或多位的數(shù)字信號。
載波產(chǎn)生部360按照由頻率調(diào)整部350設(shè)定的控制信號Vfq來設(shè)定載波Vcr的頻率。例如，栽波產(chǎn)生部360由電壓振蕩器(VCO)構(gòu)成，該電壓振蕩器(VCO)產(chǎn)生頻率與作為模擬電壓信號的控制信號Vfq的電壓電平、或與對作為數(shù)字信號的控制信號Vfq進行D/A變換而得到的模擬電壓對應(yīng)的振蕩信號。
圖6是表示頻率調(diào)整部350的構(gòu)成例的框圖。
參照圖6，頻率調(diào)整部350具有加減部352、 PI運算部354、限幅器(limiter) 356。
加減部352算出由脈動檢測部310檢測出的脈動電流寬度Irp相對于基準(zhǔn)值Irp #的偏差△ Irp ( △ Irp - Irp _ Irp # ) 。 PI運算部354通過對由加減部352得到的偏差A(yù)Irp實施預(yù)定的控制運算(代表性的是PI控制運算)來生成控制電壓Vcn。該控制電壓Vcn表示由PI控制設(shè)定的、用于使厶Irp —0的栽波頻率。
控制電壓Vcn通過限幅器356而被變換成控制信號Vfq。在限幅器356中，檢查控制電壓Vcn是否進入到預(yù)先設(shè)定的電壓范圍(下限電壓Vmin ~上限電壓Vmax)內(nèi)。而且，當(dāng)Vcn〈Vmin時，i殳定成Vfq = Vmin，當(dāng)Vcn〉Vmax時，i殳定成Vfq = Vmax。另一方面，當(dāng)Vmin^ Vcn芻Vmax時，，沒定成Vfq-Vcn。
下限電壓Vmin和上限電壓Vmax是與載波頻率(即開關(guān)頻率)的上下限頻率對應(yīng)而確定的。該上下限頻率是與伴隨開關(guān)而產(chǎn)生噪聲那樣的頻帶(例如，可聞頻帶(audible frequency:聲頻))、確保應(yīng)與交流電動機MG的轉(zhuǎn)速對應(yīng)而確定的電流控制精度所需的頻率、或在硬件上能夠開關(guān)的頻率等對應(yīng)而設(shè)定的。
通過這樣的控制處理，能夠執(zhí)行用于將被PWM控制的電機電流中的脈動電流寬度維持在適當(dāng)水平(基準(zhǔn)值Irp弁)的脈動電流控制。
或者，代替圖5所示的脈動電流控制部300，通過才艮據(jù)預(yù)先存儲在控制裝置30的程序來執(zhí)行依照圖7示出的流程圖的控制處理，也能夠?qū)崿F(xiàn)同才羊的樂K動電^i控制。
參照圖7，控制裝置30在步驟S100中，取得脈動電流寬度的Irp，通過步驟S110判定脈動電流寬度Irp是否比基準(zhǔn)值Irp #大。而且，當(dāng)脈動電流寬度Irp比基準(zhǔn)值Irp弁大時(Irp>Irp#， S110 判定為"是"時)，控制裝置30通過步驟S120,使載波頻率相比于當(dāng)前 值而降低。此時，載波頻率的降低與上述限幅器356的處理同樣地，被限 制在載波頻率不超過預(yù)先設(shè)定的下限頻率的范圍。
另一方面，當(dāng)脈動電流寬度Irp為基準(zhǔn)值Irp弁以下時(Irp^Irp弁， S110判定為"否"時)，控制裝置30通過步驟S130，使載波頻率相比于 當(dāng)前值而上升。此時，載波頻率的上升是與上述限幅器356的處理同樣地， 被限制在載波頻率不超過預(yù)先設(shè)定的上限頻率的范圍。需說明的是，雖然 省略圖示，但在脈動電流寬度Irp和基準(zhǔn)值Irp弁的差較小的情況下，可以 設(shè)置維持當(dāng)前的載波頻率的不靈敏區(qū)。
通過這樣的控制處理，也能夠執(zhí)行用于將電機電流中的脈動電流寬度 維持在適當(dāng)水平(基準(zhǔn)值Irp并)的脈動電流控制。
這樣在本實施方式的電機驅(qū)動系統(tǒng)中，通過執(zhí)行將,皮PWM控制的電 機電流的脈動電流寬度維持在適當(dāng)水平的脈動電流控制，從而不會因過度 抑制脈動電流寬度而使電力變換器(變換器)的開關(guān)損失增大，能夠防止 發(fā)生因脈動電流變得過大而導(dǎo)致交流電動機的磁體溫度上升引起的退磁。
其結(jié)果，在通過本實施方式的電機驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的混合動 力汽車、電動汽車中，能夠防止電動機發(fā)生退磁而引起的車輛行駛性能降 低，能夠謀求通過降低被PWM控制的電力變換器(變換器)中的電力損 失來提高燃料經(jīng)濟性。
(脈動電流控制的變形例)
接著，說明涉及脈動電流寬度的基準(zhǔn)值設(shè)定的本實施方式的變形例。
圖8是表示本實施方式的變形例的脈動基準(zhǔn)設(shè)定部320#的結(jié)構(gòu)例的 框圖。圖8所示的脈動基準(zhǔn)設(shè)定部能夠代替圖5中的脈動基準(zhǔn)設(shè)定部320 來進行使用。即，在該變形例中，除了脈動電流寬度的基準(zhǔn)值設(shè)定以外， 都與上述實施方式相同，因此不重復(fù)說明。
參照圖8，脈動基準(zhǔn)設(shè)定部320#包括基準(zhǔn)設(shè)定部322、 324、最小值 設(shè)定部326?；鶞?zhǔn)設(shè)定部322具有預(yù)先通過實驗等求出的、表示相對于脈動電流寬 度的永磁體28的溫度上升特性的映射323?；鶞?zhǔn)設(shè)定部322基于該溫度上 升特性來設(shè)定脈動電流寬度Irp的基準(zhǔn)值Irl。
如上所述，關(guān)于基準(zhǔn)值Irl，也可以基于電機狀態(tài)(尤其是電機溫度) 來可變地進行設(shè)定。在該情況下，考慮與用于不使之發(fā)生退磁的溫度上限 值的溫度差，預(yù)先生成用于相對于當(dāng)前的電機溫度來設(shè)定基準(zhǔn)值Irl的映 射，將其包含在映射323中即可?；蛘?，也可以取為根據(jù)電機輸出(轉(zhuǎn)矩 指令值、轉(zhuǎn)速等)來變更基準(zhǔn)值Irl那樣的映射。即，基準(zhǔn)設(shè)定部322相 當(dāng)于圖5所示的脈動基準(zhǔn)設(shè)定部320。
基準(zhǔn)設(shè)定部324具有預(yù)先求出的、用于根據(jù)相對于脈動電流寬度的電 機系統(tǒng)整體的電力損失特性來設(shè)定基準(zhǔn)值Ir2的映射325。如上所述，使載 波頻率降低而脈動電流寬度變大時，交流電動機MG開始發(fā)生銅損、鐵損， 在變換器20以外，電力損失增大。另夕卜，關(guān)于電力損失，按照電機狀態(tài)(電 機溫度、轉(zhuǎn)矩指令值、轉(zhuǎn)速)發(fā)生變化。
在映射325中預(yù)先存儲有根據(jù)上述電力損失特性而預(yù)先確定的、電機 狀態(tài)(電機溫度、轉(zhuǎn)矩指令值、轉(zhuǎn)速)與從電機驅(qū)動系統(tǒng)整體的損失來看 的脈動電流寬度的上限值的關(guān)系。而且，基準(zhǔn)設(shè)定部324通過使用當(dāng)前的 電才幾狀態(tài)并參照映射325來設(shè)定基準(zhǔn)值Ir2。
最小值設(shè)定部326將由基準(zhǔn)設(shè)定部322和324設(shè)定的基準(zhǔn)值Irl和Ir2 中的小的一方設(shè)定成脈動電流寬度的基準(zhǔn)值Irp# 。
這樣，能夠考慮磁體溫度上升以及包含電機損失的系統(tǒng)整體的損失， 來對脈動電流寬度Irp的適當(dāng)水平、即基準(zhǔn)值Irp #進行設(shè)定。
或者，通過利用預(yù)先存儲在控制裝置30的程序來執(zhí)行依照圖9示出的 流程圖的控制處理，也能夠?qū)崿F(xiàn)該變形例的脈動電流控制。
參照圖9，控制裝置30通過步驟S100取得脈動電流寬度Irp。而且， 在步驟S102中，將取得的脈動電流寬度Irp與基準(zhǔn)值Irl進行比較，所述 基準(zhǔn)值Irl是與圖8所示的同樣的、考慮磁體溫度而設(shè)定的值。
而且，在脈動電流寬度Irp比基準(zhǔn)值Irl大時(Irp>Irl， S102判定為"是"時)，控制裝置30執(zhí)行與圖7同樣的步驟S120。由此，在不超 過下限頻率的范圍內(nèi)，載波頻率相比于當(dāng)前值而降低。
相對于此，在脈動電流寬度Irp為基準(zhǔn)值Irl以下時(Irp^Irl, S102 判定為"否"時)，控制裝置30通過步驟Si04,使脈動電流寬度Irp與 考慮電力損失而設(shè)定的基準(zhǔn)值Ir2進一步進行比較。
而且，在脈動電流寬度Irp比基準(zhǔn)值Ir2大時(Irp〉Ir2， S104判定 為"是，，時)，控制裝置30執(zhí)行步驟S120。由此，能夠在從磁體溫度或 者電力損失的任意一方面出發(fā)需要減小脈動電流寬度的情況下，使載波頻 率降低，降低脈動電流寬度。
另 一方面，在脈動電流寬度Irp為基準(zhǔn)值Ir2以下時(Irp〇Ir2 ， S104 判定為"否"時)，控制裝置30執(zhí)行與圖7同樣的步驟S130。由此，在 不超過上限頻率的范圍內(nèi)，載波頻率相比于當(dāng)前值而上升。因此，在M 體溫度或者電力損失的任意一方面出發(fā)都要允許脈動電流寬度增大的情況 下，為了使變換器20的開關(guān)損失降低，而使載波頻率降低。這等價于判斷 為脈動電流寬度過小、為抑制開關(guān)損失而使脈動電流寬度增大到適當(dāng)水平。
這樣，也能夠進行考慮磁體溫度上升以及包含電機損失的系統(tǒng)整體的 損失來對脈動電流寬度Irp的適當(dāng)水平進行設(shè)定的、本實施方式的變形例 的樂，動電流控制。需說明的是，在圖9所示的流程圖中，在脈動電流寬度 Irp和基準(zhǔn)值Irl、 Ir2的差較小的情況下，也可以設(shè)置維持當(dāng)前的載波頻 率的不靈敏區(qū)。
(脈動電流寬度的檢測)
接著，對本發(fā)明的實施方式及其變形例中的、脈動電流寬度的優(yōu)選檢 測方法、即脈動檢測部310的動作進行說明。在圖10和圖11中，分別示 出笫 一檢測方法和第二檢測方法。
參照圖IO,在PWM控制中，在各相電壓指令(Vu、 Vv、 Vw)和載 波Vcr的交點，各相的半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通斷開交替變化。如上所述， 在各相中，考慮隨著半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通斷開切換而電機電流的變化方 向(上升/降低)反轉(zhuǎn)時，則能夠基于半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通斷開切換定時的電流值來檢測脈動電流。
因此，在圖IO所示的第一檢測方法中，在載波Vcr的各l個周期內(nèi)， 分別與某相的電壓指令(Vu、 Vv、 Vw)和載波Vcr的兩個交點對應(yīng)地設(shè) 定電流采樣點400。而且，基于這些電流采樣點400的電流傳感器24的檢 測值之差，檢測脈動電流寬度Irp。
在圖10的例子中，在時刻tO，電流I (n-l),皮采樣，在時刻tl，電 流I (n) #皮采樣。I (n-l)和I (n)相當(dāng)于時刻t0、 tl的V相的電機電 流的檢測值(電流傳感器24的測定值)。而且，脈動電流寬度Irp由下述 式(1)表示。
Irp= I I (n) -I (n-l) I ... (1)
根據(jù)這樣的脈動電流寬度的檢測，關(guān)于各相的電機電流，不進行通過 帶通濾波器等而只取出脈動電流成分這樣的頻率處理，就能夠檢測脈動電 流寬度。其結(jié)果，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)而不伴隨由過濾處理導(dǎo)致的控制滯 后地對脈動電流寬度進行檢測，因此能夠使本實施方式的脈動電流控制的 控制速度提高。
圖U表示脈動電流寬度的第二檢測方法。
參照圖ll，為了進行圖2所示的本來的電機電流控制，也需要對電流 傳感器24的檢測值進行采樣。在此，用于電機電流控制的電流采樣點410 是與載波Vcr的電壓成為上限值或下限值的定時、即載波Vcr的半周期對 應(yīng)而設(shè)置的。即，使用基于電流采樣點410處的電流傳感器24的檢測值的 各相電流值，來執(zhí)行圖2所示的電才幾電流控制。
在圖11所示的第二檢測方法中，通過活用該電流采樣點410,與圖10 所示的第一檢測方法相比，能夠減少用于脈動電流寬度檢測的電流采樣次 數(shù)。即，只在載波Vcr的各l個周期中的、某相的電壓指令值和載波Vcr 的兩個交點中的 一個設(shè)置電流釆樣點。
在圖ll的例子中，在時刻t2、 t3、 t4， i殳置用于電才幾電流控制的電流 采樣點410。而且，在時刻t3，電流Icnt (n-l),皮采樣，在時刻t4，電 流lent ( n )被采樣。而且，存在于兩個電流采樣點410之間的、與電壓指令(Vu、 Vv、 Vw )和載波Vcr的兩個交點對應(yīng)的電流采樣候補點400a、 400b中的一方 被設(shè)定作為電流采樣點400。
例如，將時刻t3之前的電流采祥候補點400a的電流值設(shè)為I( n - 1), 則脈動電流寬度Irp根據(jù)下述式(2)來進行設(shè)定。
Irp = I lent ( n國l) - I ( n - 1) | 2 ... (2 )
另外，將時刻t3 t4間的電流采樣候補點400b的電流值設(shè)為I (n)， 則脈動電流寬度Irp根據(jù)下述式(3)來進行設(shè)定。
Irp- I (lent (n) -I (n)卜2 …(3)
需i兌明的是，關(guān)于采用電流采樣候補點400a、 400b的哪一個，從控制 的安全性(防止》茲體溫度上升)的觀點出發(fā)，優(yōu)選將與電流采樣點410的 時間差較大的一方用于電流采樣點400。
這樣，相對于本來設(shè)置的用于電流控制的電流采樣點410，只在載波 Vcr的每一個周期追加一個電流采樣點400，就能夠進行脈動電流寬度的 檢測。即，在圖10的檢測方法的效果的基礎(chǔ)上，能夠減少為了脈動電流控 制而追加的電流采樣點400的個數(shù)。由此，能夠減輕與脈動電流控制相關(guān) 的控制裝置30的控制負荷。
在以上的說明中，將被PWM控制的三相變換器作為電力變換器的例 子進行了表示，將永磁體型的三相同步電動機作為交流電動機的例子進行 了表示，但本發(fā)明的適用不限于這種情況，對于具有其他形式的電力變換 器和交流電動機的組合的電機驅(qū)動系統(tǒng)也能夠適用。
應(yīng)該認為，本次<^開的實施方式，在所有方面都只是例示而并非限制 性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍并不是由上述的說明而是由權(quán)利要求所表示，包 括與權(quán)利要求同等的含義和范圍內(nèi)的所有變更。
2權(quán)利要求
1.一種電機驅(qū)動系統(tǒng)，具備交流電動機(MG)，其具有安裝有永磁體(28)的轉(zhuǎn)子；電力變換器(20)，其通過按照脈沖寬度調(diào)制控制對多個電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(Q1-Q6)進行的導(dǎo)通斷開控制，來對向所述交流電動機的電力供給進行控制；電流檢測器(24)，其對在所述電力變換器和所述交流電動機之間流動的電機電流進行檢測；脈動檢測部(310)，其基于所述電流檢測器的檢測值，對與各所述電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的開關(guān)頻率對應(yīng)的、所述電機電流的脈動電流寬度(Irp)進行檢測；基準(zhǔn)設(shè)定部(320)，其對所述脈動電流寬度的基準(zhǔn)值(Irp#)進行設(shè)定；以及頻率調(diào)整部(350)，其基于由所述脈動檢測部檢測出的所述脈動電流寬度、和由所述基準(zhǔn)設(shè)定部設(shè)定的所述基準(zhǔn)值的比較，來對所述脈沖寬度調(diào)制控制中使用的載波(Vcr)的頻率進行控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中， 所述基準(zhǔn)設(shè)定部(320)至少基于相對于所述脈動電流寬度(Irp)的所述永f茲體(28)的溫度上升特性，來對所述基準(zhǔn)值(Irp# )進行設(shè)定， 使得磁體溫度不上升到所述永磁體退磁的溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中， 所述基準(zhǔn)設(shè)定部(320)還基于相對于所述脈動電流寬度(Irp)的所述電機驅(qū)動系統(tǒng)(100)整體的電力損失特性，來對所述基準(zhǔn)值(Irp# ) 進行設(shè)定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3的任一項所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中， 所達基準(zhǔn)設(shè)定部(320)按照所述交流電動機(MG)的狀態(tài)來變更所述基準(zhǔn)值(Irp# )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述頻率調(diào)整部(350 )在所述脈動電流寬度(Irp )比所述基準(zhǔn)值(Irp # )大時，使所述栽波(Vcr)的頻率相比于當(dāng)前的頻率而上升，另一方 面，在所述脈動電流寬度為所述基準(zhǔn)值以下時，使所述載波的頻率相比于 當(dāng)前的頻率而下降。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中， 所述頻率調(diào)整部(350)包括偏差運算部(352)，其算出所述脈動電流寬度(Irp)相對于所述基 準(zhǔn)值(Irp# )的偏差(AIrp);和控制運算部(354),其按照使用了算出的所述偏差的控制運算量來對 所述載波(Vcr)的頻率進行控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中， 還具備電流控制部(200)，該電流控制部基于所述電流檢測器(24)的檢測值來產(chǎn)生正弦波狀的電壓指令值(Vu、 Vv、 Vw)，該電壓指令值 用于進行控制使得所述電機電流與電流指令值相符，根據(jù)所述電壓指令值和所述載波(Vcr)的電壓值的比較，來對所述 多個電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(Ql-Q6)的導(dǎo)通斷開進4亍控制，所述脈動檢測部(310)基于所述載波的一個周期中的、在所述電壓指 令值和所述載波相交的定時(400)中的兩個定時分別采樣到的所述電流檢 測器的檢測值(I (n-l) 、 I (n))之差，來對所述脈動電流寬度(Irp) 進行檢測。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中，還具備電流控制部(200)，該電流控制部按所述載波(Vcr)的每半 個周期，對所述電流檢測器(24)的檢測值進行采樣，并且，基于采樣到 的電流值來產(chǎn)生正弦波狀的電壓指令值(Vu、 Vv、 Vw)，該電壓指令值 用于進行控制使得所述電機電流與電流指令值相符，根據(jù)所述電壓指令值和所述載波的電壓值的比較，來對所述多個電力 用半導(dǎo)體開關(guān)元件(Q1-Q6)的導(dǎo)通斷開進行控制，所述脈動檢測部(310)基于所述載波的一個周期中的、在所述電壓指 令值和所述載波相交的定時(400a、 400b)中的一個定時采樣到的所述電 流檢測器的檢測值(I(n) 、 I(n-1))、和由所述電流控制部釆樣到的 所述電流檢測器的檢測值(lent (n) 、 lent ( n - 1))之差，來對所述脈 動電流寬度(Irp)進行檢測。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1~3、 5~8的任一項所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其中， 所述電機驅(qū)動系統(tǒng)(100)搭載于車輛，所述交流電動機(MG)是構(gòu)成為產(chǎn)生所述車輛的驅(qū)動力的三相同步 電動機。
10. —種電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，所述電積4區(qū)動系統(tǒng)(100)具備 交流電動機(MG),其具有安裝有7lU茲體(28)的轉(zhuǎn)子；電力變換器(20), 其通過按照脈沖寬度調(diào)制控制對電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(Ql - Q6)進行的 導(dǎo)通斷開控制，來對向所述交流電動機的電力供給進行控制；以及電流檢 測器(24)，其對在所述電力變換器和所述交流電動機之間流動的電機電 流進行檢測，該控制方法包括基于所述電流檢測器的檢測值，來對與所述電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的 開關(guān)頻率對應(yīng)的、所述電機電流的脈動電流寬度(Irp)進行檢測的步驟 (S100);基于檢測出的所述脈動電流寬度和所述脈動電流寬度的基準(zhǔn)值(Irp # )的比較，來對所述脈沖寬度調(diào)制控制中使用的載波(Vcr)的頻率進 行控制的步驟(S120、 S130)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其中， 至少基于相對于所述脈動電流寬度(Irp)的所述永Jt體(28)的溫度上升特性，來對所逸基準(zhǔn)值(Irp# )進幹沒定，使得磁體溫度不上升到所述7JC^體退磁的溫度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其中， 還基于相對于所述脈動電流寬度(Irp)的所述電機驅(qū)動系統(tǒng)(100)整體的電力損失特性，來對所述基準(zhǔn)值(Irp# )進行設(shè)定。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10 ~ 12的任一項所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法， 其中，所述基準(zhǔn)值(Irp# )按照所述交流電動4幾(MG)的狀態(tài)來變更。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其中， 根據(jù)正弦波狀的電壓指令值(Vu、 Vv、 Vw)和所述載波(Vcr)的電壓值的比較，來對所述多個電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(Ql - Q6)的導(dǎo)通斷開 進^f亍控制，所述電壓指令值用于基于所述電流檢測器(24)的檢測值來進 行控制使得所述電機電流與電流指令值相符，所述檢測的步驟(S100)，基于所述載波的一個周期中的、在所述電流檢測器的檢測值(I ( n-l) 、 I ( n ))之差，來對所述脈動電流寬度(Irp ) 進行檢測。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其中， 根據(jù)正弦波狀的電壓指令值(Vu、 Vv、 Vw)和所述載波的電壓值的比較，來對所述多個電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(Ql-Q6)的導(dǎo)通斷開進行控 制，所述電壓指令值用于基于按所述載波(Vcr)的每半個周期而采樣到 的所述電流檢測器(24)的檢測值來進行控制，使得所述電機電流與電流 指令值相符，所述檢測的步驟(S100)，基于所述栽波的一個周期中的、在所述電 壓指令值和所述載波相交的定時U00a、 400b)中的一個定時釆樣到的所 述電流檢測器的檢測值(I(n) 、 I(n-1))、和為控制所述電機電流而 采樣到的所述電流檢測器的檢測值(lent (n) 、 lent (n-l))之差，來 對所述脈動電流寬度(Irp)進行檢測。
全文摘要
脈動檢測部(310)檢測被PWM控制的電機電流的脈動電流寬度(Irp)。脈動基準(zhǔn)設(shè)定部(320)設(shè)定脈動電流寬度的基準(zhǔn)值(Irp#)。頻率調(diào)整部(350)基于脈動電流寬度偏差來設(shè)定用于對PWM控制的載波頻率進行指示的控制信號(Vfq)。載波產(chǎn)生部(360)產(chǎn)生頻率依照控制信號(Vfq)的載波(Vcr)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)用于將脈動電流寬度維持在適當(dāng)水平的載波頻率的反饋控制。
文檔編號H02P21/00GK101689828SQ20088002203
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者山田堅滋 申請人:豐田自動車株式會社