電機控制裝置以及電機控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種對用來驅動例如電動車等的電機實施控制的電機控制裝置以及 電機控制方法。
【背景技術】
[0002] 以往，電動車的電機控制裝置中，會對電機電流實施控制，使得電機產生的轉矩追 隨于駕駛員的油門操作相應的轉矩指令。
[0003] 此外，對于這種電動車的電機控制裝置中，人們要求其能夠抑制在車輛進行滑行 時因電機產生的轉矩波動與車輛的扭轉振動的共振頻率一致而產生的振動、以及車輛快速 啟動時因電機轉矩急劇上升而產生的振動，并向駕駛員提供良好的乘坐舒適度。
[0004] 因此提出過一種電動機的控制裝置，其為了抑制電機的轉矩波動來減少振動，預 先制作與電機中產生的轉矩波動的振幅和相位有關的映射，并參照該映射，計算與轉矩指 令相應的波動補償值，以抑制轉矩波動的振幅和相位，從而抑制因轉矩波動而產生的電機 軸振動(例如參照專利文獻1)。 現有技術文獻 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本專利第3242223號公報 專利文獻2:日本專利特開平9-9637號公報

【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0006] 但是，以往的技術中存在以下課題。 專利文獻1中記載的以往的電動機的控制裝置中，在例如上陡坡道路時，會對電機要求 大轉矩。此時，會出現以下問題，即為抑制轉矩波動而修正過的轉矩的一部分會超過上限轉 矩，最終無法減少振動。
[0007] 本發明為解決上述課題開發而成，其目的在于提供一種不會增加損耗且能夠抑制 車輛中產生的振動的電機控制裝置以及電機控制方法。 解決技術問題所采用的技術方案
[0008] 本發明所涉及的一種電機控制裝置，其用于具有電機作為動力源的車輛，其特征 在于，具有:第1上下限限制部，其對于接收自用來控制電機產生的轉矩的車輛控制裝置的 轉矩指令，實施上下限限制處理;轉矩波動修正量運算部，其基于轉矩指令和電機的電機轉 速，運算用來抑制電機中產生的轉矩波動的轉矩波動修正量;第2上下限限制部，其對于通 過將由第1上下限限制部實施過上下限限制處理的轉矩指令減去轉矩波動修正量來實施轉 矩波動修正后的值，以大于第1上下限限制部的上限轉矩實施上下限限制處理；以及載波頻 率修正量運算部，其運算用來修正功率轉換器的載波頻率的載波頻率修正量，以減少因實 施轉矩波動修正而增加的用來驅動電機的功率轉換器的損耗。
[0009] 此外，本發明所涉及的電機控制方法，其通過具有電機作為動力源的車輛的電機 控制裝置來實現，其特征在于，具有:第1上下限限制步驟，其對于與電機產生的轉矩有關的 轉矩指令，實施上下限限制處理;轉矩波動修正量運算步驟，其基于轉矩指令和電機的電機 轉速，運算用來抑制電機中產生的轉矩波動的轉矩波動修正量;第2上下限限制步驟，其對 于通過將在第1上下限限制步驟中實施過上下限限制處理的轉矩指令減去轉矩波動修正量 來實施轉矩波動修正后的值，以大于第1上下限限制步驟的上限轉矩實施上下限限制處理； 以及載波頻率修正量運算步驟，其運算用來修正功率轉換器的載波頻率的載波頻率修正 量，以減少因實施轉矩波動修正而增加的用來驅動電機的功率轉換器的損耗。 發明效果
[0010] 根據本發明所涉及的電機控制裝置以及電機控制方法，對于通過將由第1上下限 限制部實施過上下限限制處理的轉矩指令減去由轉矩波動修正量運算部運算出的轉矩波 動修正量來實施轉矩波動修正后的值，第2上下限限制部以大于第1上下限限制部的上限轉 矩實施上下限限制處理，并且載波頻率修正量運算部運算用來修正功率轉換器的載波頻率 的載波頻率修正量，以減少因實施轉矩波動修正而增加的用來驅動電機的功率轉換器的損 耗。 因此，能夠獲得一種不會增加損耗且能夠抑制車輛中產生的振動的電機控制裝置以及 電機控制方法。
【附圖說明】
[0011] 圖1是表示使用本發明的實施方式1所涉及的電機控制裝置的電動車的框結構圖。 圖2是詳細表示圖1所示的電機控制裝置的框結構圖。 圖3是詳細表示圖2所示的轉矩波動修正量運算部的框結構圖。 圖4(a)~圖4(c)是通過與現有例的比較來表示本發明的實施方式1所涉及的電機控制 裝置的轉矩波動修正與上下限限制的關系的說明圖。 圖5(a)~圖5(c)是表示本發明的實施方式1所涉及的電機控制裝置的轉矩波動修正與 損耗的關系的說明圖。 圖6是詳細表示圖2所示的載波頻率修正量運算部的框結構圖。 圖7是針對圖6所示的載波頻率轉換系數表示載波頻率與開關損耗的關系的說明圖。 圖8是表示本發明的實施方式1所涉及的電機控制裝置中，載波頻率修正量達到上限值 時的處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 以下，使用【附圖說明】本發明所涉及的電機控制裝置以及電機控制方法的適當的實 施方式，各圖中相同或相當的部分將使用相同符號進行說明。
[0013]實施方式1 圖1是表示使用本發明的實施方式1所涉及的電機控制裝置的電動車的框結構圖。圖1 中，該電動車具有電機101、功率轉換器102、電機控制裝置103、電池104、車輛控制裝置105 以及油門位置傳感器(APS)106。
[0014]電機101與車輛的末端傳動齒輪(未圖示)連接，通過將動力傳遞至車軸來驅動車 輛。功率轉換器102是將用來驅動電機101的交流電供給至電機101的逆變器。功率轉換器 102由6個開關元件和電容器構成，開關元件中使用了例如絕緣柵雙極晶體管（IGBT)等。
[0015] 電機控制裝置103控制功率轉換器102,使電機101產生與輸出自車輛控制裝置105 的轉矩指令相應的轉矩。此處，電機控制裝置103與車輛控制裝置105的信息交換使用例如 CAN(Controller Area Network，控制器局域網）等。
[0016] 具體而言，電機控制裝置103基于來自安裝在電機101上檢測轉子的角度位置的角 度位置傳感器、安裝在電機101上檢測定子線圈的溫度(定子溫度）的溫度傳感器、以及設置 在功率轉換器102上檢測流動至功率轉換器102的電流的電流傳感器的各輸出信號，輸出用 來控制功率轉換器102的開關元件的開關的開關信號。
[0017] 電池104將直流電供給至功率轉換器102。作為電池104,可使用例如鋰離子電池 等。車輛控制裝置105基于來自油門位置傳感器106等的駕駛員操作量以及通過未圖示的其 他傳感器獲得的車輛狀態(例如車速），決定讓電機101產生的轉矩。油門位置傳感器106檢 測駕駛員的油門踏入量后，輸出至車輛控制裝置105。
[0018] 圖2是詳細表示圖1所示的電機控制裝置103的框結構圖。圖2中，電機控制裝置103 具有第1上下限限制部201、電機轉速運算部202、轉矩波動修正量運算部203、第2上下限限 制部204、轉矩電流轉換部205、電流控制部206、PWM調制部207以及載波頻率修正量運算部 208 〇
[0019]第1上下限限制部201對于接收自車輛控制裝置105的轉矩指令實施上下限限制處 理。電機轉速運算部202基于從電機101的角度位置傳感器獲得的旋轉變壓器信號，運算電 機轉速。具體而言，電機轉速運算部202根據旋轉變壓器信號運算電機旋轉角度后，將該值 進行微分來運算轉速。
[0020] 轉矩波動修正量運算部203根據接收自車輛控制裝置105的轉矩指令、由電機轉速 運算部202運算出的電機轉速、以及后述的載波頻率，運算轉矩波動修正量。另外，載波頻率 是由PWM調制部207修正過的載波頻率的前一次值。
[0021] 此處，轉矩波動修正量是事先實際利用電機單體測量轉矩波動并將其結果生成映 射而得到。此外，轉矩波動修正量運算部203將該映射圖保存在ROM中，在實際使用時，根據 轉矩指令和電機轉速來參照映射，并運算轉矩波動修正量。
[0022]第2上下限限制部204對于將由第1上下限限制部201實施過限制處理的轉矩指令 中減去由轉矩波動修正量運算部203運算出的轉矩波動修正量后的值，實施上下限限制處 理。此處，第2上下限限制部204的上限轉矩設定為大于第1上下限限制部201的上限轉矩的 值。
[0023]轉矩電流轉換部205根據由第2上下限限制部204實施過限制處理的轉矩指令，運 算d軸電流指令和q軸電流指令。此時，雖未圖示，但從轉矩轉換為電流時，也可使用電機轉 速、DC電壓等信息。
[0024]電流控制部206實施反饋控制，使d軸電流和q軸電流追隨由轉矩電流轉換部205運 算出的d軸電流指令和q軸電流指令，運算三相電壓指令。
[0025]此處，通過使用電機旋轉角度將利用安裝在功率轉換器102上的電流傳感器測量 出的交流電流進行dq轉換，運算d軸電流和q軸電流。此外，使用通過反饋控制獲得的d軸電 壓指令、q軸電壓指