本發(fā)明涉及搭載于車載流體設(shè)備的逆變器控制裝置和車載流體設(shè)備。
背景技術(shù):
已知有用于控制逆變器電路且搭載于車載流體設(shè)備的逆變器控制裝置,所述逆變器電路使具有包括永磁體的轉(zhuǎn)子和卷繞有線圈的定子的電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(例如參照日本特開2015-208187號公報)。日本特開2015-208187號公報所述的逆變器控制裝置具備:電流檢測部,其對在電動馬達(dá)中流動的馬達(dá)電流進(jìn)行檢測;指令值導(dǎo)出部,其基于來自外部的對電動馬達(dá)的外部指令值和電流檢測部的檢測結(jié)果來導(dǎo)出指令值;以及pwm控制部,其基于逆變器電路的輸入電壓和指令值等來對逆變器電路的開關(guān)元件進(jìn)行pwm控制。另外,在日本特開2015-208187號公報中,關(guān)于不使用旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)等旋轉(zhuǎn)位置傳感器地推定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)位置這一點以及基于電流檢測部的檢測結(jié)果和指令值來推定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置這一點有所記載。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
例如,因在逆變器電路產(chǎn)生的噪聲的影響而產(chǎn)生輸入電壓的變動時,對應(yīng)于指令值的電壓與實際上施加于電動馬達(dá)的線圈的電壓之間會產(chǎn)生誤差。于是,根據(jù)指令值設(shè)想的電流與表示實際流到線圈的電流的電流檢測部的檢測結(jié)果之間會產(chǎn)生以因噪聲造成的輸入電壓的變動為起因的誤差。即,以因噪聲造成的輸入電壓的變動為起因,指令值與電流檢測部的檢測結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系有可能產(chǎn)生偏差。在該情況下,基于指令值和電流檢測部的檢測結(jié)果推定的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度有可能以因噪聲造成的輸入電壓的變動為起因而降低。
另外,逆變器控制裝置是搭載于車載流體設(shè)備的裝置。在該情況下,存在根據(jù)車輛種類而逆變器電路的輸入電壓不同的情況。因此,可能存在如下情況:要求逆變器控制裝置以能夠應(yīng)用于多個車輛種類的方式通過與不同的輸入電壓對應(yīng)從而能夠抑制上述推定精度的降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制起因于輸入電壓的變動的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低的逆變器控制裝置和搭載有該逆變器控制裝置的車載流體設(shè)備。
用于解決問題的技術(shù)方案
達(dá)到上述目的的逆變器控制裝置用于控制逆變器電路且構(gòu)成為搭載于車載流體設(shè)備,所述逆變器電路使具有轉(zhuǎn)子和定子的電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動,所述轉(zhuǎn)子包括永磁體,所述定子卷繞有線圈,所述逆變器控制裝置具備:電壓檢測部,其構(gòu)成為對所述逆變器電路的輸入電壓進(jìn)行檢測;電流檢測部,其構(gòu)成為對在所述電動馬達(dá)中流動的馬達(dá)電流進(jìn)行檢測;指令值導(dǎo)出部,其構(gòu)成為基于來自外部的對所述電動馬達(dá)的外部指令值和所述電流檢測部的檢測結(jié)果來導(dǎo)出指令值;修正部,其構(gòu)成為根據(jù)所述輸入電壓來對所述指令值進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出修正指令值;pwm控制部,其構(gòu)成為基于所述修正指令值和所述輸入電壓來對設(shè)置于所述逆變器電路的開關(guān)元件進(jìn)行pwm控制,由此對所述馬達(dá)電流進(jìn)行控制;以及位置推定部,其構(gòu)成為基于所述指令值和所述電流檢測部的檢測結(jié)果來對所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行推定。
達(dá)到上述目的的車載流體設(shè)備具備:所述逆變器控制裝置;逆變器裝置,其具有由所述逆變器控制裝置控制的逆變器電路;以及電動馬達(dá),其由所述逆變器電路驅(qū)動。
達(dá)到上述目的的逆變器控制裝置用于控制逆變器電路且構(gòu)成為搭載于車載流體設(shè)備,所述逆變器電路使具有轉(zhuǎn)子和定子的電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動,所述轉(zhuǎn)子包括永磁體,所述定子卷繞有線圈,所述逆變器控制裝置具備:電壓傳感器,其構(gòu)成為對所述逆變器電路的輸入電壓進(jìn)行檢測;電流傳感器,其構(gòu)成為在所述電動馬達(dá)中流動的馬達(dá)電流進(jìn)行檢測;以及處理器,該處理器構(gòu)成為進(jìn)行:基于來自外部的對所述電動馬達(dá)的外部指令值和所述電流傳感器的檢測結(jié)果來導(dǎo)出指令值;根據(jù)所述輸入電壓來對所述指令值進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出修正指令值;基于所述修正指令值和所述輸入電壓來對設(shè)置于所述逆變器電路的開關(guān)元件進(jìn)行pwm控制,由此對所述馬達(dá)電流進(jìn)行控制;基于所述指令值和所述電流傳感器的檢測結(jié)果來推定所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。
附圖說明
圖1是表示逆變器控制裝置、車載電動壓縮機(jī)、車載空調(diào)裝置以及車輛的概要的框圖。
圖2是表示第1實施方式的逆變器裝置和逆變器控制裝置的電構(gòu)成的電路框圖。
圖3是表示輸入電壓與修正系數(shù)的關(guān)系的圖。
圖4是示意性地表示u相的輸出電壓波形的圖。
圖5是表示第2實施方式的逆變器裝置和逆變器控制裝置的電構(gòu)成的電路框圖。
具體實施方式
(第1實施方式)
以下,對逆變器控制裝置、搭載有該逆變器控制裝置的車載流體設(shè)備以及車輛的第1實施方式進(jìn)行說明。在本實施方式中,車載流體設(shè)備是車載電動壓縮機(jī),該車載電動壓縮機(jī)用于車載空調(diào)裝置。
對車載空調(diào)裝置和車載電動壓縮機(jī)的概要進(jìn)行說明。
如圖1所示,搭載于車輛100的車載空調(diào)裝置101具備:車載電動壓縮機(jī)10;和將作為流體的制冷劑向車載電動壓縮機(jī)10供給的外部制冷劑回路102。
外部制冷劑回路102例如具有熱交換器和膨脹閥等。車載空調(diào)裝置101通過車載電動壓縮機(jī)10將制冷劑壓縮,并且通過外部制冷劑回路102進(jìn)行制冷劑的熱交換和膨脹,由此進(jìn)行車內(nèi)的制冷和制熱。
車載空調(diào)裝置101具備對該車載空調(diào)裝置101的整體進(jìn)行控制的空調(diào)ecu103。空調(diào)ecu103構(gòu)成為能夠掌握車內(nèi)溫度、汽車空調(diào)的設(shè)定溫度等,其基于這些參數(shù)向車載電動壓縮機(jī)10發(fā)送開啟/關(guān)閉指令等各種指令。
車輛100具備車載蓄電裝置104。車載蓄電裝置104只要能夠進(jìn)行直流電力的充放電即可,可以是任意的裝置,例如是二次電池、雙電層電容器等。車載蓄電裝置104作為車載電動壓縮機(jī)10的電源而使用。
此外,雖然省略了圖示,但是車載蓄電裝置104也與車載電動壓縮機(jī)10之外的其他車載設(shè)備電連接,對該其他車載設(shè)備也進(jìn)行電力供給。因此,從上述其他車載設(shè)備流出的噪聲有可能傳遞到車載電動壓縮機(jī)10。其他車載設(shè)備例如是功率控制單元等。
車載電動壓縮機(jī)10具備:電動馬達(dá)11;壓縮部12;使電動馬達(dá)11驅(qū)動的逆變器裝置13;以及用于控制逆變器裝置13的逆變器控制裝置14。逆變器控制裝置14例如可以包括asic等一個以上的專用的硬件電路、按照計算機(jī)程序(軟件)工作的一個以上的處理器(控制電路)、或這些的組合。處理器包括cpu以及ram和rom等存儲器,存儲器對構(gòu)成為使cpu執(zhí)行處理的程序代碼或指令進(jìn)行儲存。存儲器即計算機(jī)可讀介質(zhì)包括能夠通過通用或?qū)S玫挠嬎銠C(jī)進(jìn)行訪問的所有可利用介質(zhì)。
電動馬達(dá)11具有:旋轉(zhuǎn)軸21;固定于旋轉(zhuǎn)軸21的轉(zhuǎn)子22;與轉(zhuǎn)子22相對配置的定子23;以及卷繞于定子23的三相的線圈24u、24v、24w。轉(zhuǎn)子22包括永磁體22a。詳細(xì)地說,永磁體22a埋入轉(zhuǎn)子22內(nèi)。如圖2所示,各線圈24u、24v、24w例如y形連接。各線圈24u、24v、24w以預(yù)定的模式被通電,由此轉(zhuǎn)子22和旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)。即,本實施方式的電動馬達(dá)11是三相馬達(dá)。
壓縮部12是通過電動馬達(dá)11驅(qū)動從而將制冷劑壓縮的裝置。詳細(xì)而言,壓縮部12通過旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)從而將從外部制冷劑回路102供給的吸入制冷劑壓縮,并將該壓縮后的制冷劑排出。壓縮部12的具體構(gòu)成是渦旋式、活塞式、葉片式等任意類型。
如圖2所示,逆變器裝置13具備:使噪聲降低的濾波電路(換言之,噪聲降低電路)31;和被輸入由濾波電路31降低了噪聲的直流電力的逆變器電路32。
濾波電路31例如由具有電感31a和電容31b的lc諧振電路構(gòu)成。濾波電路31在比該濾波電路31的諧振頻率低的頻帶,將從車載蓄電裝置104輸入的直流電力所包含的噪聲(以下稱為“流入噪聲”)降低。
作為流入噪聲,例如可考慮以搭載于與車載電動壓縮機(jī)10共用車載蓄電裝置104的另外的車載設(shè)備的開關(guān)元件的開關(guān)為起因的噪聲等。
在此,流入噪聲的頻率根據(jù)車輛種類而變動。在本實施方式中,濾波電路31的諧振頻率設(shè)定為比包括設(shè)想的多個車輛種類的流入噪聲的設(shè)想頻帶高。即,本實施方式的濾波電路31的諧振頻率以能夠適用于多個車輛種類的方式被設(shè)定為較高。
此外,濾波電路31的具體構(gòu)成可以任意的,例如可以是π型、t型等具有多個電容31b或多個電感31a的構(gòu)成。另外,也可以省略電感31a。在該情況下,也可以使用電容31b的寄生電感來構(gòu)成濾波電路31(諧振電路)。另外,濾波電路31的數(shù)量不限于一個,也可以是多個。
逆變器電路32將從濾波電路31輸入的直流電力變換為交流電力。逆變器電路32具備:與u相線圈24u相對應(yīng)的u相開關(guān)元件qu1、qu2;與v相線圈24v相對應(yīng)的v相開關(guān)元件qv1、qv2;以及與w相線圈24w相對應(yīng)的w相開關(guān)元件qw1、qw2。
各開關(guān)元件qu1、qu2、qv1、qv2、qw1、qw2(以下稱為“各開關(guān)元件qu1~qw2”)例如是igbt等功率開關(guān)元件。但是,各開關(guān)元件qu1~qw2并不限于igbt,可以是任意的元件。此外,開關(guān)元件qu1~qw2具有續(xù)流二極管(體二極管(bodydiode))du1~dw2。
各u相開關(guān)元件qu1、qu2經(jīng)由連接線互相串聯(lián)連接,該連接線與u相線圈24u連接。第1u相開關(guān)元件qu1的集電極經(jīng)由濾波電路31與車載蓄電裝置104的正極端子(+端子)連接。第2u相開關(guān)元件qu2的發(fā)射極經(jīng)由濾波電路31與車載蓄電裝置104的負(fù)極端子(-端子)連接。
此外,關(guān)于其他開關(guān)元件qv1、qv2、qw1、qw2,除了對應(yīng)的線圈不同這一點之外,與u相開關(guān)元件qu1、qu2為同樣的連接形態(tài)。
逆變器控制裝置14對逆變器裝置13進(jìn)行控制,詳細(xì)而言,對各開關(guān)元件qu1~qw2的開關(guān)動作進(jìn)行控制。逆變器控制裝置14與空調(diào)ecu103電連接,基于來自外部的對電動馬達(dá)11的外部指令值(本實施方式中,來自空調(diào)ecu103的指令值)使各開關(guān)元件qu1~qw2周期地導(dǎo)通(on)/截止(off)。
逆變器控制裝置14具備:作為對逆變器電路32的輸入電壓vin進(jìn)行檢測的電壓檢測部的電壓傳感器41;和對在電動馬達(dá)11中流動的馬達(dá)電流進(jìn)行檢測的電流檢測部的電流傳感器42。此外,輸入電壓vin既可以說是向逆變器裝置13輸入的電壓,也可以說是車載蓄電裝置104的電壓,還可以說是電源電壓。
逆變器控制裝置14具有將由電流傳感器42檢測到的三相電流iu、iv、iw變換為互相正交的d軸電流id和q軸電流iq(以下稱為“兩相電流id、iq”)的三相/兩相變換部43。逆變器控制裝置14能夠通過該三相/兩相變換部43來掌握兩相電流id、iq。
馬達(dá)電流是在三相的線圈24u、24v、24w中流動的三相電流iu、iv、iw,或者是將該三相電流iu、iv、iw進(jìn)行三相/兩相變換而得到的兩相電流id、iq。
此外,d軸電流id是轉(zhuǎn)子22的磁通軸方向成分(分量)的電流,即,也可以說是勵磁成分(分量)電流,q軸電流iq也可以說是對電動馬達(dá)11的轉(zhuǎn)矩有所貢獻(xiàn)的轉(zhuǎn)矩成分(分量)電流。
逆變器控制裝置14具備:對轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行推定的位置/速度推定部(位置推定部)44;和導(dǎo)出用于控制逆變器電路32的指令值的指令值導(dǎo)出部45。
位置/速度推定部44基于指令值和通過三相/兩相變換部43得到的兩相電流id、iq來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度。后面將說明這一點。
指令值導(dǎo)出部45基于來自空調(diào)ecu103的外部指令值和通過三相/兩相變換部43得到的兩相電流id、iq,導(dǎo)出兩相電壓指令值vdr、vqr和三相電壓指令值vur、vvr、vwr作為指令值。
兩相電壓指令值vdr、vqr由d軸電壓指令值vdr和q軸電壓指令值vqr構(gòu)成。d軸電壓指令值vdr是施加于電動馬達(dá)11的d軸的電壓的目標(biāo)值,q軸電壓指令值vqr是施加于電動馬達(dá)11的q軸的電壓的目標(biāo)值。
三相電壓指令值vur、vvr、vwr由u相電壓指令值vur、v相電壓指令值vvr以及w相電壓指令值vwr構(gòu)成。u相電壓指令值vur是u相線圈24u的施加電壓的目標(biāo)值,v相電壓指令值vvr是v相線圈24v的施加電壓的目標(biāo)值,w相電壓指令值vwr是w相線圈24w的施加電壓的目標(biāo)值。
指令值導(dǎo)出部45具備兩相電壓指令值導(dǎo)出部46和兩相/三相變換部47。
兩相電壓指令值導(dǎo)出部46基于外部指令值、兩相電流id、iq、來自位置/速度推定部44的旋轉(zhuǎn)速度的推定值,導(dǎo)出兩相電壓指令值vdr、vqr。
詳細(xì)而言,兩相電壓指令值導(dǎo)出部46具有第1導(dǎo)出部46a和第2導(dǎo)出部46b。
第1導(dǎo)出部46a基于外部指令值和來自位置/速度推定部44的旋轉(zhuǎn)速度的推定值,導(dǎo)出電流指令值idr、iqr。
外部指令值例如是旋轉(zhuǎn)速度指令值等。例如,空調(diào)ecu103根據(jù)車載空調(diào)裝置101的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等,算出需要的制冷劑的流量,并算出能夠?qū)崿F(xiàn)該流量的旋轉(zhuǎn)速度。而且,空調(diào)ecu103將算出的旋轉(zhuǎn)速度作為外部指令值向第1導(dǎo)出部46a輸出。
此外,外部指令值并不限于旋轉(zhuǎn)速度指令值,只要能夠規(guī)定電動馬達(dá)11的驅(qū)動方式,則其具體的指令內(nèi)容可以是任意的。另外,外部指令值的輸出主體并不限于空調(diào)ecu103,而可以是任意的。
第2導(dǎo)出部46b基于由第1導(dǎo)出部46a導(dǎo)出的兩個電流指令值idr、iqr和通過三相/兩相變換部43得到的兩相電流id、iq,導(dǎo)出兩相電壓指令值vdr、vqr。兩相電壓指令值vdr、vqr被輸出至兩相/三相變換部47和位置/速度推定部44。
兩相/三相變換部47進(jìn)行將來自兩相電壓指令值導(dǎo)出部46(詳細(xì)而言是第2導(dǎo)出部46b)的兩相電壓指令值vdr、vqr變換為三相電壓指令值vur、vvr、vwr的兩相/三相變換。
逆變器控制裝置14具備:對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc作為修正指令值的修正部48;和對各開關(guān)元件qu1~qw2進(jìn)行pwm(脈寬調(diào)制)控制的pwm控制部49。
修正部48根據(jù)輸入電壓vin來對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正。詳細(xì)而言,修正部48具有表示輸入電壓vin與修正系數(shù)k的對應(yīng)關(guān)系的修正數(shù)據(jù)48a。修正部48根據(jù)電壓傳感器41的檢測結(jié)果掌握輸入電壓vin,參照修正數(shù)據(jù)48a,由此掌握與該輸入電壓vin相對應(yīng)的修正系數(shù)k。而且,修正部48對三相電壓指令值vur、vvr、vwr分別乘以修正系數(shù)k,由此得到三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc。
在此,如圖3所示,修正系數(shù)k設(shè)定為“1”以上。在本實施方式中,輸入電壓vin越小,則修正系數(shù)k設(shè)定得越高。此外,通過試驗和/或仿真等而預(yù)先導(dǎo)出輸入電壓vin與修正系數(shù)k的關(guān)系。
pwm控制部49基于輸入電壓vin、三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc以及由位置/速度推定部44推定得到的旋轉(zhuǎn)位置來對各開關(guān)元件qu1~qw2進(jìn)行pwm控制,由此,對在電動馬達(dá)11中流動的馬達(dá)電流(三相電流iu、iv、iw)進(jìn)行控制。詳細(xì)而言,pwm控制部49基于輸入電壓vin、從修正部48輸入的三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc、來自位置/速度推定部44的轉(zhuǎn)子22的推定位置以及載波(carrier)信號,生成pwm信號。pwm控制部49使用該pwm信號來使各開關(guān)元件qu1~qw2進(jìn)行開關(guān)動作。由此,與電流指令值idr、iqr相同或相近的兩相電流id、iq流向電動馬達(dá)11。載波信號的頻率即載波頻率比流入噪聲的頻帶高。
此外,實際上,逆變器控制裝置14通過進(jìn)行反饋控制來使流向電動馬達(dá)11的兩相電流id、iq與電流指令值idr、iqr接近??刂齐娏髦噶钪礽dr、iqr也可以說是控制流向電動馬達(dá)11的兩相電流id、iq。
在這樣的構(gòu)成中,本實施方式的位置/速度推定部44基于兩相電壓指令值vdr、vqr中的至少一者和電流傳感器42的檢測結(jié)果(詳細(xì)而言是通過三相/兩相變換部43而得到的兩相電流id、iq)來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度。詳細(xì)而言,位置/速度推定部44基于兩相電流id、iq、d軸電壓指令值vdr以及馬達(dá)常數(shù)等,算出由各相的線圈24u、24v、24w感應(yīng)的感應(yīng)電壓。然后,位置/速度推定部44基于感應(yīng)電壓和d軸電流id等來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度。此外,位置/速度推定部44的推定的具體方式并不限于上述方式,可以是任意的。
此外,位置/速度推定部44定期地掌握電壓傳感器41和電流傳感器42的檢測結(jié)果,并定期地推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度。由此,根隨轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度的變化,并且使旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度的推定值分別與實際的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度接近。
接下來使用圖4對本實施方式的作用進(jìn)行說明。圖4是用于說明本實施方式的作用的圖,實線表示基于u相修正電壓指令值vuc的u相的輸出電壓波形,雙點劃線表示基于輸入電壓vin沒有變動的理想狀態(tài)下的u相電壓指令值vur的u相的輸出電壓波形。
在本實施方式中,濾波電路31的諧振頻率被設(shè)定為較高以使得能夠適用于多個車輛種類,因此,能在寬頻帶中由濾波電路31降低向逆變器裝置13輸入的直流電力所包含的流入噪聲。另一方面,濾波電路31的諧振頻率與載波頻率接近。
在此,因開關(guān)逆變器電路32的各開關(guān)元件qu1~qw2而會在逆變器電路32產(chǎn)生噪聲。該噪聲包含載波頻率的噪聲和該載波頻率的高次諧波成分。如上所述,在濾波電路31的諧振頻率被設(shè)定為較高(即,接近載波頻率)的狀況下,濾波電路31對上述噪聲不發(fā)揮功能,輸入電壓vin受到上述噪聲的影響。詳細(xì)而言,脈動(噪聲)混入輸入電壓vin,輸入電壓vin會變動。因此,如圖4所示,u相的輸出電壓變動。在該情況下,與輸入電壓vin不變動的情況相比,無法確保足夠的輸出電壓,實際上施加于u相線圈24u的電壓即u相電壓vu比u相電壓指令值vur小。
與此相對,在本實施方式中,通過修正部48對u相電壓指令值vur進(jìn)行修正,基于u相修正電壓指令值vuc生成u相的pwm信號。由此,如圖4所示,通過脈沖寬度的增加量補(bǔ)償起因于輸入電壓vin的變動的輸出電壓的不足量。因此,u相電壓vu接近u相電壓指令值vur。
此外,對u相進(jìn)行了說明,關(guān)于v相和w相也是同樣的。換言之,也可以說修正部48與起因于脈動的輸入電壓vin的變動相對應(yīng)地導(dǎo)出三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc,以使三相電壓vu、vv、vw接近修正前的三相電壓指令值vur、vvr、vwr(優(yōu)選的是一致)。
此外,在本實施方式中,三相電壓vu、vv、vw因脈動的影響而變得比三相電壓指令值vur、vvr、vwr小。因此,修正系數(shù)k設(shè)定成“1”以上。
另外,起因于車輛種類等不同的輸入電壓vin的變動范圍例如設(shè)想以數(shù)百伏為單位,比起因于脈動的輸入電壓vin的變動幅度大。而且,使修正系數(shù)k與起因于車輛種類不同的輸入電壓vin的變動范圍相對應(yīng),例如在“1~1.2”的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)定。因此,基于以脈動為起因的輸入電壓vin的變動的修正系數(shù)k的偏差的影響小。
根據(jù)以上詳細(xì)敘述的本實施方式,可實現(xiàn)以下的效果。
(1)電動馬達(dá)11具有:包括永磁體22a的轉(zhuǎn)子22;和卷繞有線圈24u、24v、24w的定子23。逆變器控制裝置14用于控制使電動馬達(dá)11驅(qū)動的逆變器電路32。逆變器控制裝置14具備:對逆變器電路32的輸入電壓vin進(jìn)行檢測的電壓傳感器41;和對在電動馬達(dá)11中流動的馬達(dá)電流(三相電流iu、iv、iw)進(jìn)行檢測的電流傳感器42。逆變器控制裝置14具備指令值導(dǎo)出部45,該指令值導(dǎo)出部45基于來自外部的對電動馬達(dá)11的外部指令值(旋轉(zhuǎn)速度指令值)和電流傳感器42的檢測結(jié)果(詳細(xì)而言是通過對該檢測結(jié)果進(jìn)行三相/兩相變換而得到的兩相電流id、iq),導(dǎo)出兩相電壓指令值vdr、vqr和三相電壓指令值vur、vvr、vwr。逆變器控制裝置14具備修正部48,該修正部48根據(jù)輸入電壓vin來對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc。逆變器控制裝置14具備pwm控制部49,該pwm控制部49基于三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc和輸入電壓vin來對逆變器電路32的開關(guān)元件qu1~qw2進(jìn)行pwm控制,由此對馬達(dá)電流進(jìn)行控制。逆變器控制裝置14具備位置/速度推定部44,該位置/速度推定部44基于修正前的電壓指令值和電流傳感器42的檢測結(jié)果來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置。
根據(jù)這樣的構(gòu)成,基于三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc進(jìn)行開關(guān)元件qu1~qw2的pwm控制,因此,即使在起因于逆變器電路32的開關(guān)元件qu1~qw2的開關(guān)而輸入電壓vin變動的情況下,也能夠?qū)θ嗟木€圈24u、24v、24w施加與三相電壓指令值vur、vvr、vwr相近的電壓。即,能夠?qū)θ嗟木€圈24u、24v、24w施加與三相電壓指令值vur、vvr、vwr相對應(yīng)的電壓。由此,能夠抑制以因脈動(噪聲)造成的輸入電壓vin的變動為起因的三相電壓指令值vur、vvr、vwr與電流傳感器42的檢測結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系的偏差。由此,能夠降低以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定誤差。
詳細(xì)來說,從pwm控制部49使用輸入電壓vin來對開關(guān)元件qu1~qw2進(jìn)行控制的關(guān)系來看,在因脈動而輸入電壓vin變動時,可能會產(chǎn)生三相電壓指令值vur、vvr、vwr與實際上施加于三相的線圈24u、24v、24w的電壓(三相電壓vu、vv、vw)不同的狀況。另一方面,由電流傳感器42檢測的三相電流iu、iv、iw不與三相電壓指令值vur、vvr、vwr相對應(yīng)而與實際上施加的三相電壓vu、vv、vw相對應(yīng)。位置/速度推定部44基于修正前的指令值(例如作為三相電壓指令值vur、vvr、vwr的變換源的兩相電壓指令值vdr、vqr)和將三相電流iu、iv、iw變換而得到的兩相電流id、iq來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置。因此,在該狀態(tài)下,起因于三相電壓指令值vur、vvr、vwr與三相電壓vu、vv、vw的誤差而三相電壓指令值vur、vvr、vwr與兩相電流id、iq的對應(yīng)關(guān)系會產(chǎn)生偏差,在轉(zhuǎn)子22的推定位置與實際的旋轉(zhuǎn)位置之間會產(chǎn)生以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的誤差。因此,電動馬達(dá)11的控制性會降低。
特別是,在進(jìn)行pwm控制的構(gòu)成中,輸入電壓vin越小,則三相電壓指令值vur、vvr、vwr與三相電壓vu、vv、vw的誤差越容易變大。即,指令值與電流傳感器42的檢測結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系的偏差情況根據(jù)輸入電壓vin而變動。
著眼于這一點,根據(jù)本實施方式,根據(jù)輸入電壓vin修正三相電壓指令值vur、vvr、vwr,由此導(dǎo)出三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc,基于該三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc來進(jìn)行pwm控制部49的控制。由此,無論輸入電壓vin如何,都能夠使實際上施加的三相電壓vu、vv、vw與修正前的三相電壓指令值vur、vvr、vwr接近,能夠抑制以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低。另外,即使在根據(jù)車載蓄電裝置104的規(guī)格的不同等而逆變器電路32的輸入電壓變更的情況下,也能夠抑制轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低,通過這樣能謀求通用性的提高。
(2)在此,著眼于位置/速度推定部44跟隨因脈動造成的輸入電壓vin的變動這一點,也可以考慮使電壓傳感器41的檢測周期比各開關(guān)元件qu1~qw2的開關(guān)周期短。然而,電壓傳感器41的檢測周期的高速化將招致逆變器控制裝置14的處理負(fù)荷的增大化,有時會在逆變器控制裝置14中要求較高的處理能力。與此相對,根據(jù)本實施方式,能夠不用縮短電壓傳感器41的檢測周期地應(yīng)對輸入電壓vin的變動。
(3)電動馬達(dá)11是具有三相的線圈24u、24v、24w的三相馬達(dá)。指令值導(dǎo)出部45具備:基于外部指令值和兩相電流id、iq,導(dǎo)出兩相電壓指令值vdr、vqr的兩相電壓指令值導(dǎo)出部46;和進(jìn)行將兩相電壓指令值vdr、vqr變換為三相電壓指令值vur、vvr、vwr的兩相/三相變換的兩相/三相變換部47。
在這樣的構(gòu)成中,修正部48根據(jù)輸入電壓vin來對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc。pwm控制部49基于三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc、輸入電壓vin以及由位置/速度推定部44推定得到的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置來對各開關(guān)元件qu1~qw2進(jìn)行pwm控制。位置/速度推定部44基于兩相電壓指令值vdr、vqr中的至少一者(例如d軸電壓指令值vdr)和電流傳感器42的檢測結(jié)果(詳細(xì)而言是兩相電流id、iq)來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置。
根據(jù)這樣的構(gòu)成,由修正部48修正三相電壓指令值vur、vvr、vwr,由此補(bǔ)償以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的三相電壓指令值vur、vvr、vwr與三相電壓vu、vv、vw的誤差,并且兩相電壓指令值vdr、vqr與電流傳感器42的檢測結(jié)果相對應(yīng)。即,能夠補(bǔ)償以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的兩相電壓指令值vdr、vqr與電流傳感器42的檢測結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系的偏差。由此,關(guān)于由位置/速度推定部44推定的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置,能夠基于兩相電壓指令值vdr、vqr中的至少一者和電流傳感器42的檢測結(jié)果來減小以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的上述誤差的影響。由此,能夠抑制以因脈動造成的輸入電壓vin的變動為起因的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低。
(4)修正部48對三相電壓指令值vur、vvr、vwr乘以修正系數(shù)k。由此,能夠比較容易地實現(xiàn)修正部48的修正。
另外,輸入電壓vin越小,則三相電壓指令值vur、vvr、vwr與三相電壓vu、vv、vw的誤差越容易變大,與此對應(yīng),輸入電壓vin越小,則修正系數(shù)k設(shè)定得越高。由此,不論輸入電壓vin如何,都能夠?qū)⑷嚯妷褐噶钪祐ur、vvr、vwr與三相電壓vu、vv、vw的誤差控制在一定的范圍內(nèi)。由此,即使在發(fā)生因車輛種類的不同等而向逆變器裝置13(逆變器電路32)輸入的電壓變更的狀況的情況下,也能夠抑制轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低。
(5)修正部48具有表示修正系數(shù)k與輸入電壓vin的對應(yīng)關(guān)系的修正數(shù)據(jù)48a,通過參照該修正數(shù)據(jù)48a從而掌握與輸入電壓vin相對應(yīng)的修正系數(shù)k。由此,能夠不用進(jìn)行復(fù)雜的計算地對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正。
(6)作為車載流體設(shè)備的車載電動壓縮機(jī)10具備:逆變器控制裝置14;具有由逆變器控制裝置14控制的逆變器電路32的逆變器裝置13;以及由逆變器電路32驅(qū)動的電動馬達(dá)11。逆變器裝置13具備濾波電路31,該濾波電路31使從該逆變器裝置13(車載電動壓縮機(jī)10)外輸入的直流電力所包含的流入噪聲降低。逆變器電路32被輸入由濾波電路31降低了流入噪聲的直流電力,并將該直流電力變換為交流電力。
根據(jù)這樣的構(gòu)成,由濾波電路31降低直流電力所包含的流入噪聲,因此能夠在逆變器電路32中減小流入噪聲的影響。由此,能夠抑制起因于流入噪聲的逆變器電路32的控制性的降低。
在此,若著眼于通用性的的觀點,優(yōu)選濾波電路31能夠降低的流入噪聲的頻帶寬。因此,為了拓寬能夠降低的流入噪聲的頻帶,可考慮提高濾波電路31的諧振頻率。然而,若提高濾波電路31的諧振頻率,則濾波電路31會對在逆變器電路32產(chǎn)生的噪聲不發(fā)揮功能。因此,例如存在無法充分降低上述噪聲的情況。特別是,與濾波電路31的諧振頻率接近的頻率的上述噪聲在濾波電路31產(chǎn)生諧振現(xiàn)象從而會被放大。于是,轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度會降低。即,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),作為謀求降低寬頻帶的流入噪聲這一通用性的提高的反面效果,存在以在逆變器電路32產(chǎn)生的噪聲(脈動)為起因而產(chǎn)生輸入電壓vin的變動,其結(jié)果,轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度降低這一不良情況。
與此相對,在本實施方式中,如上所述考慮因脈動造成的輸入電壓vin的變動來對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正,由此能夠不用進(jìn)行設(shè)置阻尼電阻等這樣的硬件構(gòu)成的變更地抑制上述不良情況。由此,能夠謀求抑制硬件構(gòu)成的復(fù)雜化,并且兼顧通用性的提高和轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低的抑制。
(第2實施方式)
在第1實施方式中,作為修正的對象的指令值是三相電壓指令值vur、vvr、vwr。與此相對,在第2實施方式中,作為修正的對象的指令值為兩相電壓指令值vdr、vqr。以下,對與第1實施方式的不同點進(jìn)行說明。此外,對于與第1實施方式同樣的構(gòu)成標(biāo)注同一標(biāo)號并且省略詳細(xì)的說明。
如圖5所示,在第2實施方式中,指令值導(dǎo)出部61具備設(shè)置于兩相電壓指令值導(dǎo)出部46與兩相/三相變換部47之間的修正部62。修正部62根據(jù)輸入電壓vin來對兩相電壓指令值vdr、vqr進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出兩相修正電壓指令值vdc、vqc,并將該兩相修正電壓指令值vdc、vqc向兩相/三相變換部47輸出。
修正部62具有關(guān)聯(lián)了兩相電壓指令值vdr、vqr、輸入電壓vin以及兩相修正電壓指令值vdc、vqc的修正數(shù)據(jù)62a。修正部62參照修正數(shù)據(jù)62a,由此導(dǎo)出與輸入的兩相電壓指令值vdr、vqr和輸入電壓vin相對應(yīng)的兩相修正電壓指令值vdc、vqc。
考慮輸入電壓vin的脈動,對兩相修正電壓指令值vdc、vqc進(jìn)行設(shè)定,以使得通過對實際上施加于三相的線圈24u、24v、24w的三相電壓vu、vv、vw進(jìn)行三相/兩相變換從而得到的電壓與兩相電壓指令值vdr、vqr接近(優(yōu)選的是一致)。即,第2實施方式的修正部62與因脈動造成的輸入電壓vin的變動相對應(yīng)地導(dǎo)出兩相修正電壓指令值vdc、vqc,以使得兩相電壓指令值vdr、vqr與實際上施加于電動馬達(dá)11的d軸電壓和q軸電壓相近。兩相修正電壓指令值vdc、vqc是與電流傳感器42的檢測結(jié)果相對應(yīng)的電壓指令值。
另外,在第2實施方式中,兩相/三相變換部47對兩相修正電壓指令值vdc、vqc進(jìn)行變換,由此導(dǎo)出三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc。
位置/速度推定部44基于兩相電壓指令值vdr、vqr中的至少一者(例如d軸電壓指令值vdr)和兩相電流id、iq來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置。
根據(jù)以上詳細(xì)敘述的第2實施方式,能實現(xiàn)以下的作用效果。
(7)指令值導(dǎo)出部61具備:兩相電壓指令值導(dǎo)出部46;根據(jù)輸入電壓vin來對兩相電壓指令值vdr、vqr進(jìn)行修正,由此導(dǎo)出兩相修正電壓指令值vdc、vqc的修正部62;以及將兩相修正電壓指令值vdc、vqc變換為三相修正電壓指令值vuc、vvc、vwc的兩相/三相變換部47。位置/速度推定部44基于兩相電壓指令值vdr、vqr中的至少一者(例如d軸電壓指令值vdr)和電流傳感器42的檢測結(jié)果(詳細(xì)而言是,兩相電流id、iq)來推定轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置。在這樣的構(gòu)成中,也能夠得到(1)等效果。即,由修正部62對兩相電壓指令值vdr、vqr進(jìn)行修正,由此能夠補(bǔ)償以因噪聲造成的輸入電壓vin的變動為起因的兩相電壓指令值vdr、vqr與電流傳感器42的檢測結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系的偏差。由此,能夠在由位置/速度推定部44進(jìn)行的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定中,降低因噪聲造成的輸入電壓vin的變動的影響。由此,能夠抑制以因噪聲造成的輸入電壓vin的變動為起因的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低。
即,作為修正的對象的指令值既可以是三相電壓指令值vur、vvr、vwr,也可以是兩相電壓指令值vdr、vqr。但是,像第1實施方式那樣,對三相電壓指令值vur、vvr、vwr進(jìn)行修正的構(gòu)成能夠不用考慮兩相/三相變換地對電壓指令值進(jìn)行修正,因此能夠比較容易地進(jìn)行修正。
此外,上述各實施方式也可以如以下那樣進(jìn)行變更。
○在第1實施方式中,也可以是,修正部48在輸入電壓vin小于預(yù)先確定的閾值電壓的情況下,采用“1”以外的值作為修正系數(shù)k,在輸入電壓vin為閾值電壓以上的情況下,采用“1”作為修正系數(shù)k。即,逆變器控制裝置14也可以構(gòu)成為在輸入電壓vin為閾值電壓以上的情況下,不進(jìn)行三相電壓指令值vur、vvr、vwr的修正。由此,在因脈動造成的輸入電壓vin的變動的影響小的情況下,通過省略修正從而能謀求處理負(fù)荷的減輕。關(guān)于第2實施方式也是同樣的。在該情況下,修正部也可以說是根據(jù)輸入電壓vin來對指令值進(jìn)行修正。
此外,在該另外的例子中,輸入電壓vin小于預(yù)先確定的閾值電壓的情況下的修正系數(shù)k既可以根據(jù)輸入電壓vin變化,也可以是恒定值。
○根據(jù)搭載狀況等,存在輸入電壓vin越小,則三相電壓指令值vur、vvr、vwr與三相電壓vu、vv、vw的誤差越小的情況。在該情況下,可以是,輸入電壓vin越小,則修正系數(shù)k設(shè)定得越低。詳細(xì)而言,可以是,輸入電壓vin越小,則修正系數(shù)k越接近“1”。
○修正系數(shù)k既可以根據(jù)輸入電壓vin而階段性地變化,也可以線性地變化。也即是,修正系數(shù)k的變化方式是任意的。另外,修正數(shù)據(jù)48a、62a的具體的數(shù)據(jù)形態(tài)為映射數(shù)據(jù)、函數(shù)數(shù)據(jù)等任意形態(tài)。
○也可以采用電流指令值idr、iqr作為成為修正對象的指令值。在該情況下,修正部設(shè)置于第1導(dǎo)出部46a與第2導(dǎo)出部46b之間,對兩個電流指令值idr、iqr進(jìn)行修正,并將該修正后的值向第2導(dǎo)出部46b輸出。
○修正部48、62的具體的修正方式是任意的,例如也可以是加上或減去根據(jù)輸入電壓vin而變化的可變值的構(gòu)成。
○也可以省略濾波電路31。
○也可以由逆變器裝置13和逆變器控制裝置14構(gòu)成一個單元。
○車載電動壓縮機(jī)10并不限于用于車載空調(diào)裝置101的構(gòu)成,也可以是用于其他裝置的構(gòu)成。例如,在車輛100為燃料電池車輛的情況下,車載電動壓縮機(jī)10也可以用于向燃料電池供給空氣的空氣供給裝置。即,壓縮的流體并不限于制冷劑,也可以是空氣等任意流體。在該情況下,通過抑制起因于輸入電壓vin的變動的轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)位置的推定精度的降低,從而也能謀求車載流體設(shè)備的控制性的提高。
○車載流體設(shè)備并不限于具備將流體進(jìn)行壓縮的壓縮部12的車載電動壓縮機(jī)10。例如,在車輛100為燃料電池車輛的情況下,車載流體設(shè)備也可以是具有泵和驅(qū)動該泵的電動馬達(dá)的電動泵裝置,所述泵不將氫壓縮地將其向燃料電池供給。在該情況下,由逆變器控制裝置14控制的逆變器裝置13也可以用于驅(qū)動泵的電動馬達(dá)。
○也可以將上述各實施方式和上述各其他例適當(dāng)組合。