令以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度,運(yùn)算三相電壓指令。
[0026] PWM調(diào)制部207根據(jù)由電流控制部206運(yùn)算出的三相電壓指令,運(yùn)算柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 此處,將三相電壓指令與三角載波進(jìn)行比較,運(yùn)算柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0027]此外,三角載波的頻率(載波頻率)使用利用由后述的載波頻率修正量運(yùn)算部208 運(yùn)算出的載波頻率修正量修正過的載波頻率。載波頻率的修正是指,例如將作為基礎(chǔ)的載 波頻率減去載波頻率修正量的處理。
[0028]載波頻率修正量運(yùn)算部208根據(jù)由轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部203運(yùn)算出的轉(zhuǎn)矩波動(dòng) 修正量以及由電機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部運(yùn)算出的電機(jī)轉(zhuǎn)速,運(yùn)算載波頻率修正量。
[0029]圖3是詳細(xì)表示圖2所示的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部203的框結(jié)構(gòu)圖。圖3中,轉(zhuǎn)矩波 動(dòng)修正量運(yùn)算部203具有振幅相位運(yùn)算部301、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部302以及轉(zhuǎn)矩修正增 益運(yùn)算部303。
[0030]振幅相位運(yùn)算部301根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令運(yùn)算轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量的振幅A和相位9。眾所周 知,一般會(huì)以基波頻率的6倍或12倍(以下稱為"6f"、"12f")的頻率產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。此處,振 幅相位運(yùn)算部301事先對(duì)各轉(zhuǎn)矩指令實(shí)際測(cè)量轉(zhuǎn)矩波動(dòng),并從其結(jié)果中提取6f、12f分量的 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的振幅和相位,并生成映射。
[0031]另外,生成的映射分別按照6f和12f分別生成,實(shí)際使用時(shí),按照6f和12f分量根據(jù) 映射運(yùn)算振幅A和相位9。也就是說,振幅相位運(yùn)算部301以6f分量的振幅A和相位<P、12f?分 量的振幅A和相位((> 等的方式進(jìn)行運(yùn)算。此外,基波頻率為用來驅(qū)動(dòng)電機(jī)101的交流電流的頻 率,根據(jù)下式進(jìn)行運(yùn)算。
[0032](基波頻率[Hz ])=(電機(jī)轉(zhuǎn)速[r/min]) + 60 X (電機(jī)極對(duì)數(shù))
[0033] 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部302根據(jù)由振幅相位運(yùn)算部301運(yùn)算出的振幅A和相位9,運(yùn) 算轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量。例如,將6f分量的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量設(shè)為X6、將振幅設(shè)為A6、將相位設(shè)為 平6時(shí),按照X6=A6sin(6wt+(p6)進(jìn)行運(yùn)算。同樣地,將12f分量的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量設(shè)為X12、 將振幅設(shè)為A12、將相位設(shè)為cpl2時(shí),按照X12=AlMn(12a>t+(pl2)進(jìn)行運(yùn)算。
[0034]此處,《為基波頻率[rad/s]。另外,該實(shí)施方式1中,使用6f和12f作為修正量,但 也可使用其以上的高次諧波(例如18次諧波)等。根據(jù)這些結(jié)果,最終按照X = X6+X12,運(yùn)算 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量X。
[0035]轉(zhuǎn)矩修正增益運(yùn)算部303根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和載波頻率,運(yùn)算第1修正增益G1。根據(jù)本 實(shí)施方式1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),因轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的影響而產(chǎn)生的振動(dòng)僅出現(xiàn)在低轉(zhuǎn)速的區(qū)域,若變?yōu)楦?轉(zhuǎn)速(預(yù)先規(guī)定的轉(zhuǎn)速),則能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量設(shè)為0。因此,轉(zhuǎn)矩修正增益運(yùn)算部303保 存與例如電機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的修正增益的映射,并根據(jù)該映射決定第1修正增益G1。
[0036]此外,第1修正增益G1為0SG1 < 1的值,要完全去除電機(jī)101的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)時(shí),設(shè)定為 1〇
[0037] 最終,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部203將由轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部302運(yùn)算出的轉(zhuǎn)矩波 動(dòng)修正量X乘以由轉(zhuǎn)矩修正增益運(yùn)算部303運(yùn)算出的第1修正增益G1,并將其輸出為轉(zhuǎn)矩波 動(dòng)修正量。
[0038] 接著,參照?qǐng)D4說明轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正與上下限限制的關(guān)系。圖4(a)~圖4(c)是通過與 現(xiàn)有例的比較來表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電機(jī)控制裝置的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正與上下限 限制的關(guān)系的說明圖。
[0039] 圖4(a)表示了在平坦道路上滑行時(shí)轉(zhuǎn)矩指令的時(shí)間順序數(shù)據(jù)。在平坦道路上滑行 時(shí),轉(zhuǎn)矩指令為小于上限轉(zhuǎn)矩的值,因此即使實(shí)施轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正,也不會(huì)超過上限轉(zhuǎn)矩,不 會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。
[0040] 圖4(b)表示了以往的電動(dòng)機(jī)的控制裝置在上陡坡路面時(shí)轉(zhuǎn)矩指令的時(shí)間順序數(shù) 據(jù)。上陡坡路面時(shí),需要大轉(zhuǎn)矩,因此實(shí)施過轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正的轉(zhuǎn)矩指令的一部分會(huì)成為上限 轉(zhuǎn)矩以上,無法充分獲得轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正的效果,并產(chǎn)生振動(dòng)。
[0041] 圖4(c)表示了本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的電機(jī)控制裝置在上陡坡時(shí)轉(zhuǎn)矩指令的 時(shí)間順序數(shù)據(jù)。此處,第2上下限限制部204的上限轉(zhuǎn)矩設(shè)定為大于第1上下限限制部201的 上限轉(zhuǎn)矩的值,因此轉(zhuǎn)矩指令不會(huì)超過上限轉(zhuǎn)矩,并且不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。
[0042]此外,本發(fā)明的實(shí)施方式1的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正中,會(huì)將接收自車輛控制裝置105的轉(zhuǎn) 矩指令減去正弦波狀的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量。因此,有修正后的轉(zhuǎn)矩指令大于轉(zhuǎn)矩指令的部分, 也有修正后的轉(zhuǎn)矩指令小于轉(zhuǎn)矩指令的部分,平均轉(zhuǎn)矩為固定。
[0043]接著,參照?qǐng)D5,說明實(shí)施轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正時(shí)的損耗。圖5(a)~圖5(c)是表示本發(fā)明 的實(shí)施方式1所涉及的電機(jī)控制裝置的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正與損耗的關(guān)系的說明圖。
[0044] 圖5(a)表示了實(shí)施轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正時(shí)的通電電流。電機(jī)中,轉(zhuǎn)矩與通電電流成比例, 因此利用正弦波狀的轉(zhuǎn)矩實(shí)施轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正時(shí),會(huì)成為正弦波狀的通電電流波形。此外,圖 5(a)中,11 = I0_b、12 = 10+a。并且,a = b。
[0045] 圖5(b)表示了與通電電流的1次方成比例的損耗中通電電流與損耗的關(guān)系。通常, 在逆變器中,開關(guān)損耗等適用于此圖。
[0046] 如此,關(guān)于與通電電流的1次方成比例的損耗,在流動(dòng)著將疊加了圖5(a)所示的正 弦波的通電電流時(shí),在大于通電電流10的部分,損耗會(huì)增加,在小于通電電流10的部分,損 耗會(huì)減少。
[0047] 此外,通電電流為II時(shí)的損耗減少量X與通電電流為12時(shí)的損耗增加量Y為相同 值,即使疊加正弦波進(jìn),平均來看,損耗并未增加。
[0048] 圖5(c)表示了與通電電流的平方成比例的損耗中通電電流與損耗的關(guān)系。通常, IGBT的固定損耗(集電極-發(fā)射極間電壓的損耗)適用于此圖。
[0049] 如此,關(guān)于與通電電流的2次方成比例的損耗,在流過疊加了圖5(a)所示的正弦波 的通電電流時(shí),在大于通電電流10的部分,損耗會(huì)增加,在小于通電電流10的部分,損耗會(huì) 減少。
[0050] 此外,通電電流為11時(shí)的損耗減少量U與通電電流為12時(shí)的損耗增加量V中,損耗 增加量V的值更大。也就是說,平均來看,損耗會(huì)增加。
[0051 ]如上所述,通過實(shí)施轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正,平均來看,與通電電流的2次方成比例的損耗 會(huì)增加。因此,以下說明用來減少因?qū)嵤┺D(zhuǎn)矩波動(dòng)修正而增加的損耗的方法。
[0052]圖6是詳細(xì)表示圖2所示的載波頻率修正量運(yùn)算部208的框結(jié)構(gòu)圖。圖6中,載波頻 率修正量運(yùn)算部208具有轉(zhuǎn)矩振幅運(yùn)算部401、損耗增加量運(yùn)算部402、頻率修正量運(yùn)算部 403、修正增益運(yùn)算部404、修正增益處理部405以及修正量上限限制部406。
[0053]轉(zhuǎn)矩振幅運(yùn)算部401根據(jù)由轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算部203運(yùn)算出的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量, 運(yùn)算轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量的振幅。另外,雖然在圖4中根據(jù)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)修正量運(yùn)算振幅,但也可直 接使用由振幅相位運(yùn)算部301運(yùn)算出的振幅。此外,此處按照6f、12f等各頻率,運(yùn)算振幅。 [0054]損耗增加量運(yùn)算部402根據(jù)由轉(zhuǎn)矩振幅運(yùn)算部401運(yùn)算出的振幅,運(yùn)算損耗增加 量。此處,根據(jù)事先實(shí)際測(cè)試的結(jié)果生成映射,并根據(jù)振幅計(jì)算損耗增加量。
[0055] 頻率修正量運(yùn)算部403基于由損耗增加量運(yùn)算部402運(yùn)算出的損耗增加量和事先 計(jì)算出的載波頻率轉(zhuǎn)換系數(shù),運(yùn)算載波頻率修正量。另外,載波頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)事先根據(jù)載波 頻率與開關(guān)損耗的關(guān)系來求得。
[0056] 圖7是針對(duì)圖6所示的載波頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)表示載波頻率與開關(guān)損耗的關(guān)系的說明 圖。此處,表示在某通電電流的基礎(chǔ)上改變載波頻率時(shí)的開關(guān)損耗。
[0057] 圖7中,提高載波頻率后,構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換器102的開關(guān)元件的開關(guān)次數(shù)會(huì)增加,因此 開關(guān)損耗會(huì)與載波頻率一同增加。此時(shí),將載波頻率設(shè)為fc時(shí),開關(guān)損耗Wsw由下式所示。
[0058] ffsw = P X fc
[0059] 也就是說,在降低載波頻率來減少開關(guān)損耗的情況下,為了減少AW的開關(guān)損耗, 必須減少A W/P的載波頻率。該比例系數(shù)P用作載波頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)。
[0060] 返回圖6,修正增益運(yùn)算部404根據(jù)由電機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部202運(yùn)算出的電機(jī)轉(zhuǎn)速,運(yùn)算 用來修正載波頻率的第2修正增益G2。也就是說,電機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)楦咿D(zhuǎn)速(預(yù)先規(guī)定的轉(zhuǎn)速) 時(shí),無需修正轉(zhuǎn)矩波動(dòng),因此,此時(shí)設(shè)定第2修正增益G2,使載波頻率修正量也設(shè)定為0。因 此,在第2修正增益G2為0 < G2 < 1的值且不實(shí)施載波頻率修正的情況下,設(shè)定為0。
[0061] 如此,通過在電機(jī)轉(zhuǎn)速為高轉(zhuǎn)速時(shí),將載波頻率修正量設(shè)為0,從而不會(huì)在高轉(zhuǎn)速 時(shí)降低載波頻率,因此不會(huì)