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逆变器控制装置以及车载用流体机械的制作方法

2022-06-01 06:06:58 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及逆变器控制装置以及车载用流体机械。


背景技术:

2.例如如专利文献1所示那样,已知用在使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的逆变器电路的控制中的逆变器控制装置。在专利文献1中记载了如下点:车载用电动马达作为汽车的空调用电动机使用并具有3相线圈;以及逆变器电路具有3相开关元件。此外,在专利文献1中记载了如下点:基于由励磁分量电压以及转矩分量电压构成的2相电压指令值来算出作为3相电压指令值的驱动电压。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:jp特开2015-208187号公报
6.在此,在基于3相电压指令值生成pwm信号并使用该pwm信号来控制3相开关元件的情况下,有时会由于开关元件的开关而产生特定频率的噪声。本技术的发明者们发现,该特定频率的噪声是由中性点电位的波形引起的。例如,在中性点电位的波形是方形波的情况下,在该中性点电位中包含作为特定频率的噪声的谐波噪声。


技术实现要素:

7.本发明鉴于上述的事情而提出,其目的在于,提供能减低开关元件的开关所引起的特定频率的噪声的逆变器控制装置以及具备该逆变器控制装置的车载用流体机械。
8.达成上述目的的逆变器控制装置用在使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的逆变器电路的控制中,其特征在于,所述车载用电动马达具有3相线圈,所述逆变器电路具有3相开关元件,所述逆变器控制装置具备:导出对所述3相线圈施加的3相电压指令值的3相电压指令值导出部;和基于所述3相电压指令值和载波信号在预先确定的控制周期内对各相的每一个生成多个pwm信号的生成部,使用所述各相的pwm信号来对所述3相开关元件进行pwm控制,所述生成部具备脉冲变更部,其对具有与所述3相电压指令值对应的基准脉冲宽度、且1个相中的所述控制周期内的所述多个pwm信号进行脉冲变更控制,在该脉冲变更控制中,使所述多个pwm信号当中至少2个脉冲宽度相互不同,以使得所述控制周期内的所述多个pwm信号的平均脉冲宽度成为所述基准脉冲宽度。
9.根据相关的结构,通过使1个相中的控制周期内的多个pwm信号当中至少2个脉冲宽度相互不同,能使中性点电位接近于梯形波。梯形波是与方形波相比更加接近于没有谐波噪声的正弦波的波形。由此,由于能使中性点电位的波形比方形波更加接近于谐波噪声小的波形,因此能减低3相开关元件的开关所引起的特定频率的噪声。
10.另一方面,控制周期内的多个pwm信号的平均脉冲宽度成为与3相电压指令值对应的基准脉冲宽度。由此,对3相线圈施加的相电压成为与3相电压指令值对应的值。因此,对车载用电动马达赋予与3相电压指令值对应的转矩。因而,能抑制因使中性点电位接近于梯
形波而被赋予不同的转矩这样的不良状况。
11.关于上述逆变器控制装置,也可以是,具备:掌握所述车载用蓄电装置的电压即电源电压的电压掌握部;掌握所述车载用电动马达的旋转速度的速度掌握部;和基于从外部发送的外部指令值和所述速度掌握部的掌握结果来导出对所述车载用电动马达的d轴以及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值的2相电压指令值导出部,所述3相电压指令值导出部基于所述2相电压指令值来导出所述3相电压指令值,所述生成部在基于所述2相电压指令值和所述电压掌握部的掌握结果算出的电压利用率为预先确定的阈值利用率以下的情况下,进行所述脉冲变更部的所述脉冲变更控制。
12.根据相关的结构,通过在电压利用率为阈值利用率以下的情况下进行脉冲变更控制,能减低在电压利用率小的情况下易于变大的特定频率的噪声。
13.进行详述的话,若电压利用率变小,3相电压指令值的变化量就易于变小。在该情况下,由于3相电压指令值易于偏向特定的值或与其接近的值,因此各相的pwm信号的脉冲宽度易于偏向特定的值或与其接近的值。在相关的状况下,在中性点电位的波形是方形波的情况下,与上述特定的脉冲宽度对应的谐波噪声易于作为特定频率的噪声变大。
14.关于这点,根据本结构,在电压利用率为阈值利用率以下的情况下,由于中性点电位的波形接近于梯形波,因此能减低上述谐波噪声。由此,能适合地减低在在电压利用率小的情况下易于变大的上述谐波噪声。
15.关于上述逆变器控制装置,也可以是,所述脉冲变更部对3相当中2个可变相中的所述控制周期内的所述多个pwm信号进行所述脉冲变更控制,另一方面,不对3相当中所述可变相以外的1个固定相中的所述控制周期内的所述多个pwm信号进行所述脉冲变更控制。
16.根据相关的结构,由于1个相成为固定相,因此与将全部相设为可变相的情况比较,能谋求处理负担的减轻。
17.关于上述逆变器控制装置,也可以是,所述2个可变相当中第1可变相中的所述控制周期内的所述多个pwm信号即多个第1可变相pwm信号包含:具有比所述基准脉冲宽度宽的脉冲宽度的第1宽幅信号;和具有比所述基准脉冲宽度窄的脉冲宽度的第1窄幅信号,所述2个可变相当中第2可变相中的所述控制周期内的所述多个pwm信号即多个第2可变相pwm信号包含:在输出所述第1宽幅信号的情况下被输出、且具有比所述基准脉冲宽度窄的脉冲宽度的第2窄幅信号;和在输出所述第1窄幅信号的情况下被输出、且具有比所述基准脉冲宽度宽的脉冲宽度的第2宽幅信号。
18.根据相关的结构,2个可变相当中一方的可变相中的脉冲宽度变得比基准脉冲宽度宽,另一方的可变相中的脉冲宽度变得比基准脉冲宽度窄。由此,能加大对应的2个可变相的脉冲宽度的差,能使中性点电位的波形为更加接近于正弦波的梯形波。
19.关于上述逆变器控制装置,也可以是,具备:掌握所述车载用蓄电装置的电压即电源电压的电压掌握部;掌握所述车载用电动马达的旋转速度的速度掌握部;和基于从外部发送的外部指令值和所述速度掌握部的掌握结果来导出对所述车载用电动马达的d轴以及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值的2相电压指令值导出部,所述3相电压指令值导出部基于所述2相电压指令值来导出所述3相电压指令值,在基于所述2相电压指令值和所述电压掌握部的掌握结果算出的电压利用率为第1电压利用率的情况下,导出通过所述3相电压指令值的中性点电位以第1中性点振幅变化而得到的第1移位指令值,作为所述3相电
压指令值,在所述电压利用率为比所述第1电压利用率小的第2电压利用率的情况下,导出通过所述中性点电位以比所述第1中性点振幅大的第2中性点振幅变化而得到的第2移位指令值,作为所述3相电压指令值。
20.根据相关的结构,在电压利用率为比第1电压利用率小的第2电压利用率的情况下,通过中性点电位以比与第1电压利用率对应的第1中性点振幅大的第2中性点振幅变化,来得到至少具有第2中性点振幅以上的变化范围的第2移位指令值。由此,能抑制第2移位指令值的变化范围变窄。因此,能抑制因3相电压指令值的变化范围变窄从而特定频率的噪声局部变大。
21.特别是,通常,若电压利用率变小,则3相电压指令值的变化范围易于变小。为此,在电压利用率为第2电压利用率的情况下,3相电压指令值的变化范围易于变窄。
22.关于这点,根据本结构,在电压利用率为第2电压利用率的情况下,通过以相对大的第2中性点振幅使中性点电位变化,即使是电压利用率为第2电压利用率的情况,也能抑制3相电压指令值的变化范围变窄。由此,能抑制特定频率的噪声局部地变大。
23.关于上述逆变器控制装置,也可以,具备:掌握所述车载用蓄电装置的电压即电源电压的电压掌握部;掌握所述车载用电动马达的旋转速度的速度掌握部;和基于从外部发送的外部指令值和所述速度掌握部的掌握结果来导出对所述车载用电动马达的d轴以及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值的2相电压指令值导出部,所述3相电压指令值导出部基于所述2相电压指令值来导出所述3相电压指令值,在基于所述2相电压指令值和所述电压掌握部的掌握结果算出的电压利用率为预先确定的阈值利用率以下的情况下,针对相同的所述2相电压指令值,将所述3相线圈的线电压相同且变化范围相互不同的3相电压指令值以切换周期切换并导出。
24.根据相关的结构,在电压利用率为阈值利用率以下的情况下,3相电压指令值在3相线圈的线电压保持相同的状态下以切换周期切换成变化范围不同的值。由此,即使2相电压指令值相同,3相电压指令值也以切换周期变化。因此,能减低在电压利用率小的状况下3相电压指令值周期性地成为相同值所引起的特定频率的噪声。
25.特别是,根据本结构,即使是3相电压指令值进行了切换的情况,对3相线圈施加的线电压也相同。由此,对车载用电动马达赋予相同的转矩。因此,能抑制因切换3相电压指令值从而被赋予不同的转矩这样的不良状况。
26.根据以上,能维持对车载用电动马达赋予合适的转矩的状态,并且能减低由于在电压利用率小的状况下下3相电压指令值周期性地成为相同值所产生的特定频率的噪声。
27.达成上述目的的车载用流体机械特征在于,具备所述车载用电动马达、所述逆变器电路和上述的逆变器控制装置。
28.所述车载用流体机械可以是具备由所述车载用电动马达驱动的压缩部的车载用电动压缩机。
29.发明的效果
30.根据该发明,能减低开关元件的开关所引起的特定频率的噪声。
附图说明
31.图1是表示车载用电动压缩机的概要的框图。
32.图2是表示逆变器电路以及逆变器控制装置的电气结构的框图。
33.图3是表示第1实施方式的旋转控制处理的流程图。
34.图4的(a)是表示u相的pwm信号的一例的波形图,(b)是进行了脉冲变更控制的v相的pwm信号的一例的波形图,(c)是进行了脉冲变更控制的w相的pwm信号的一例的波形图,(d)是表示中性点电位的一例的波形图。
35.图5是表示第2实施方式的旋转控制处理的流程图。
36.图6的(a)是表示u相的pwm信号的一例的波形图,(b)是表示进行了脉冲变更控制的v相的pwm信号的一例的波形图,(c)是表示进行了脉冲变更控制的w相的pwm信号的一例的波形图,(d)是表示中性点电位的一例的波形图。
37.附图标记的说明
38.10

车载用电动压缩机(车载用流体机械)、11...车载用电动马达、12...压缩部、13...逆变器电路、14...逆变器控制装置、22...转子、24u,24v,24w...3相线圈、31...电压传感器(电压掌握部)、34...位置/速度估计部(速度掌握部)、35...取得部、36...旋转控制部、104...车载用蓄电装置、qu1~qw2...3相开关元件、vdr,vqr...2相电压指令值、vur,vvr,vwr...3相电压指令值、vu0,vv0,vw0...3相基准指令值、vux,vvx,vwx...移位指令值、vux1,vvx1,vwx1...第1移位指令值、vux2,vvx2,vwx2...第2移位指令值、vuy,vvy,vwy...变化指令值、pu0,pv0,pw0...基准pwm信号、pu1,pv1,pw1...第1pwm信号、pu2,pv2,pw2...第2pwm信号、wu0,wv0,ww0...基准脉冲宽度、wu1,wv1,ww1...第1脉冲宽度、wu2,wv2,ww2...第2脉冲宽度、wua,wva,wwa...平均脉冲宽度、en...中性点电位、fn...中性点振幅、fn1...第1中性点振幅、fn2...第2中性点振幅、r...电压利用率、rth...阈值利用率、r1...第1电压利用率、r2...第2电压利用率、t...控制周期。
具体实施方式
39.(第1实施方式)
40.以下说明逆变器控制装置、搭载了该逆变器控制装置的车载用流体机械的第1实施方式。另外,以下的记载表示一例,逆变器控制装置以及车载用流体机械并不限定于本实施方式的内容。
41.在本实施方式中,车载用流体机械是车载用电动压缩机,该车载用电动压缩机用在车载用空调装置中。对车载用空调装置以及车载用电动压缩机的概要进行说明。
42.如图1所示那样,搭载于车辆100的车载用空调装置101具备:车载用电动压缩机10;和对车载用电动压缩机10供给作为流体的冷媒的外部冷媒回路102。
43.外部冷媒回路102例如具有热交换器以及膨胀阀等。车载用空调装置101用车载用电动压缩机10压缩冷媒,且用外部冷媒回路102进行冷媒的热交换以及膨胀,由此进行车内的供冷供暖。
44.车载用空调装置101具备控制该车载用空调装置101的整体的空调ecu103。空调ecu103构成为能掌握车内温度、车载空调的设定温度等,基于这些参数来对车载用电动压缩机10发送指令旋转速度nc等各种指令。
45.车辆100具备车载用蓄电装置104。车载用蓄电装置104只要能进行直流电的充放电就可以是任意的,例如是二次电池、双电层电容器等。车载用蓄电装置104被用作车载用
电动压缩机10的直流电源。
46.车载用电动压缩机10具备:车载用电动马达11;由车载用电动马达11进行驱动的压缩部12;使用车载用蓄电装置104使车载用电动马达11驱动的逆变器电路13;和用在逆变器电路13的控制中的逆变器控制装置14。
47.车载用电动马达11具有:旋转轴21;固定于旋转轴21的转子22;与转子22对置配置的定子23;和卷绕在定子23的3相线圈24u,24v,24w。转子22包含永磁铁22a。详细地,永磁铁22a埋入在转子22内。如图2所示那样,3相线圈24u,24v,24w例如设为y接线。通过3相线圈24u,24v,24w以给定的型式被通电,转子22以及旋转轴21进行旋转。即,本实施方式的车载用电动马达11是3相电动机。
48.另外,3相线圈24u,24v,24w的接线方式并不限于y接线,是任意的,例如可以是δ接线。此外,车载用电动马达11的旋转速度以及加速度是指转子22的旋转速度以及加速度。
49.压缩部12通过车载用电动马达11进行驱动来压缩流体(本实施方式中是冷媒)。详细地,通过旋转轴21进行旋转,压缩部12来压缩从外部冷媒回路102供给的吸入冷媒,将该被压缩的冷媒喷出。压缩部12的具体的结构是涡旋型、活塞型、叶片型等任意的。
50.逆变器电路13通过将从车载用蓄电装置104输入的直流电变换成交流电,来使用车载用蓄电装置104使车载用电动马达11驱动。
51.如图2所示那样,逆变器电路13具有3相开关元件qu1~qw2。详细地,逆变器电路13具备:与u相线圈24u对应的u相开关元件qu1,qu2;与v相线圈24v对应的v相开关元件qv1,qv2;和与w相线圈24w对应的w相开关元件qw1,qw2。
52.3相开关元件qu1,qu2,qv1,qv2,qw1,qw2(以下称作“3相开关元件qu1~qw2”)例如是igbt等功率开关元件。其中,3相开关元件qu1~qw2并不限于igbt,是任意的,例如可以是mosfet。另外,3相开关元件qu1~qw2具有回流二极管(体二极管)du1~dw2。
53.各u相开关元件qu1,qu2经由连接线相互串联连接,该连接线与u相线圈24u连接。u相开关元件qu1的集电极与车载用蓄电装置104的高压侧即正极端子( 端子)连接。u相开关元件qu2的发射极与车载用蓄电装置104的低压侧即负极端子(-端子)连接。
54.另外,其他开关元件qv1,qv2,qw1,qw2的连接方式除了对应的线圈不同这点以外,其他都与u相开关元件qu1,qu2同样。逆变器控制装置14是具有cpu以及存储器等这样的电子部件的控制器。逆变器控制装置14通过控制逆变器电路13、详细来说是控制3相开关元件qu1~qw2,来使车载用电动马达11驱动。
55.逆变器控制装置14具备电压传感器31,作为掌握车载用蓄电装置104的电压即电源电压vin的电压掌握部。电压传感器31通过检测逆变器电路13的输入电压,来掌握电源电压vin。
56.逆变器控制装置14具备检测流过车载用电动马达11的电动机电流的电流传感器32。所谓本实施方式中的电动机电流,例如是流过3相线圈24u,24v,24w的3相电流iu,iv,iw。
57.如图2所示那样,逆变器控制装置14具有将由电流传感器32检测到的3相电流iu,iv,iw变换成相互正交的d轴电流id以及q轴电流iq(以下称作“2相电流id,iq”)的3相/2相变换电路33。
58.顺带一提,所谓d轴电流id,也可以说是转子22的磁通方向分量的电流即励磁分量
电流,所谓q轴电流iq,也可以说是对车载用电动马达11的转矩做出贡献的转矩分量电流。
59.逆变器控制装置14具备估计转子22的旋转位置以及旋转速度的位置/速度估计部(位置估计部)34。位置/速度估计部34例如基于2相电流id,iq和2相电压指令值vdr,vqr的至少一方来估计转子22的旋转位置以及实际的旋转速度即实际旋转速度nr。指令旋转速度nc以及实际旋转速度nr的单位是任意的,例如考虑rpm。
60.位置/速度估计部34的具体的结构是任意的。例如,位置/速度估计部34可以具有基于2相电流id,iq、d轴电压指令值vdr和电动机常数等来算出在3相线圈24u,24v,24w感应的感应电压的感应电压算出部。在该情况下,位置/速度估计部34可以基于感应电压、和2相电流id,iq当中的d轴电流id等来估计转子22的旋转位置以及实际旋转速度nr。
61.位置/速度估计部34定期地掌握电流传感器32的检测结果,定期地估计转子22的旋转位置以及实际旋转速度nr。由此,位置/速度估计部34追随转子22的旋转位置以及实际旋转速度nr的变化。在本实施方式中,位置/速度估计部34与掌握车载用电动马达11的旋转速度的“速度掌握部”对应。
62.逆变器控制装置14具备:取得从作为外部的空调ecu103发送的外部指令值的取得部35;和基于由取得部35取得的外部指令值和实际旋转速度nr来进行车载用电动马达11的旋转控制的旋转控制部(旋转控制电路)36。
63.取得部35例如是用于将空调ecu103和逆变器控制装置14电连接的连接器等。通过取得部35,空调ecu103和逆变器控制装置14被电连接,能进行信息的交换。另外,取得部35也可以说是输入指令旋转速度nc等各种指令的输入部。
64.所谓外部指令值,例如是指令旋转速度nc。详细来说,空调ecu103根据车载用空调装置101的运转状况等来算出需要的冷媒的流量,算出能实现该流量的指令旋转速度nc,将指令旋转速度nc向逆变器控制装置14发送。
65.另外,外部指令值并不限于指令旋转速度nc,只要能规定车载用电动马达11的驱动方式即可,其具体的指令内容就是任意的。此外,外部指令值的输出主体并不限于空调ecu103,可以是任意。
66.旋转控制部36与取得部35电连接。旋转控制部36经由取得部35与空调ecu103电连接,将由取得部35取得的指令旋转速度nc输入到旋转控制部36。即,旋转控制部36经由取得部35接收来自空调ecu103的外部指令值。
67.旋转控制部36与电压传感器31电连接,能掌握电源电压vin。
68.旋转控制部36与位置/速度估计部34电连接。由此,旋转控制部36能掌握由位置/速度估计部34估计的转子22的旋转位置以及实际旋转速度nr,并能对位置/速度估计部34发送估计所需的参数。
69.此外,3相/2相变换电路33将2相电流id,iq输出到位置/速度估计部34和旋转控制部36双方。为此,旋转控制部36能掌握2相电流id,iq。
70.旋转控制部36进行旋转控制处理,通过对逆变器电路13的3相开关元件qu1~qw2进行pwm控制,来控制车载用电动马达11(详细来说是转子22)的旋转。在此,旋转控制部36以预先确定的控制周期t重复执行旋转控制处理。
71.旋转控制部36的具体的硬件结构是任意的。例如,旋转控制部36可以是具有存储进行旋转控制处理的程序、所需的信息的存储器和基于上述程序执行旋转控制处理的cpu
的结构。
72.此外,旋转控制部36可以是具有执行旋转控制处理的一部分或全部的1个或多个专用硬件电路的结构,也可以是1个或多个专用硬件电路与执行软件处理的cpu的组合。换言之,旋转控制部36例如通过1个以上的专用的硬件电路以及按照计算机程序(软件)而动作的1个以上的处理器(控制电路)的至少一方实现即可。
73.在此,为了说明的方便,用图3所示的流程图形式说明由旋转控制部36实现的旋转控制处理。
74.如图3所示那样,旋转控制部36首先在步骤s101,基于由取得部35取得的外部指令值(本实施方式中是指令旋转速度nc)和由位置/速度估计部34掌握(本实施方式中是估计)的实际旋转速度nr来导出2相电流指令值idr,iqr。所谓2相电流指令值idr,iqr,是作为d轴电流id的目标值的d轴电流指令值idr、和作为q轴电流iq的目标值的q轴电流指令值iqr。
75.之后,旋转控制部36在步骤s102,基于2相电流指令值idr,iqr和由3相/2相变换电路33得到的2相电流id,iq来导出2相电压指令值vdr,vqr。2相电压指令值vdr,vqr由d轴电压指令值vdr和q轴电压指令值vqr构成。d轴电压指令值vdr是对车载用电动马达11的d轴施加的电压的目标值,q轴电压指令值vqr是对车载用电动马达11的q轴施加的电压的目标值。
76.顺带一提,旋转控制部36将2相电压指令值vdr,vqr输出到位置/速度估计部34。位置/速度估计部34将2相电压指令值vdr,vqr的至少一方用在转子22的旋转位置以及实际旋转速度nr的估计中。
77.旋转控制部36在步骤s103,执行基于2相电压指令值vdr,vqr来导出3相电压指令值vur,vvr,vwr的处理。
78.3相电压指令值vur,vvr,vwr由u相电压指令值vur、v相电压指令值vvr以及w相电压指令值vwr构成。u相电压指令值vur是u相线圈24u的施加电压的目标值,v相电压指令值vvr是v相线圈24v的施加电压的目标值,w相电压指令值vwr是w相线圈24w的施加电压的目标值。在步骤s103,旋转控制部36例如通过对2相电压指令值vdr,vqr进行2相/3相变换,来导出3相基准指令值vu0,vv0,vw0,作为3相电压指令值vur,vvr,vwr。
79.3相基准指令值vu0,vv0,vw0对应于电角度而变化,例如成为具有以电角度的0
°
~360
°
为1周期的基准振幅f0的波形。3相基准指令值vu0,vv0,vw0的相位相互不同,例如相互错开120
°
。3相基准指令值vu0,vv0,vw0的波形是正弦波、三角波、矩形波或这些波形的变形的波形等任意的波形。
80.接着在步骤s104,旋转控制部36基于2相电压指令值vdr,vqr和电源电压vin来算出电压利用率r。
81.电压利用率r是为了将2相电压指令值vdr,vqr对车载用电动马达11施加所需的电源电压vin的利用率。例如,电压利用率r是2相电压指令值vdr,vqr的有效值相对于电源电压vin的比率,或者是对该比率加上或乘上给定的补正参数而得到的参数。
82.另外,若着眼于3相线圈24u,24v,24w的线电压对应于2相电压指令值vdr,vqr发生变化这点,则电压利用率r则也可以说是3相线圈24u,24v,24w的线电压的有效值相对于电源电压vin的比率。换言之,电压利用率r可以说是为了3相线圈24u,24v,24w的线电压成为与2相电压指令值vdr,vqr对应的值而表示电源电压vin的利用率的参数。
83.顺带一提,作为3相基准指令值vu0,vv0,vw0的振幅的基准振幅f0随着电压利用率
r变小而变小。例如,若将电压利用率r是第1电压利用率r1的情况的基准振幅f0、和电压利用率r是比第1电压利用率r1小的第2电压利用率r2的情况的基准振幅f0进行比较,为第2电压利用率r2的情况的基准振幅f0比为第1电压利用率r1的情况的基准振幅f0小。并且,若基准振幅f0变小,则3相基准指令值vu0,vv0,vw0的变化范围(详细来说是从最小值到最大值的范围)易于变窄。
84.在算出电压利用率r后,旋转控制部36前进到步骤s105,判定步骤s104中算出的电压利用率r是否是预先确定的阈值利用率rth以下。阈值利用率rth是任意,例如可以比50%小,或比50%大。此外,阈值利用率rth例如可以在40~70%的范围内设定。
85.在电压利用率r比阈值利用率rth大的情况下,旋转控制部36前进到步骤s106,基于3相电压指令值vur,vvr,vwr和载波信号来生成基准pwm信号pu0,pv0,pw0。
86.基准pwm信号pu0,pv0,pw0是与步骤s103中导出的3相电压指令值vur,vvr,vwr(详细是3相基准指令值vu0,vv0,vw0)对应的pwm信号。详细来说,u相基准pwm信号pu0是具有与u相基准指令值vu0对应的u相基准脉冲宽度wu0的脉冲信号。v相基准pwm信号pv0是具有与v相基准指令值vv0对应的v相基准脉冲宽度wv0的脉冲信号。w相基准pwm信号pw0是具有与w相基准指令值vw0对应的w相基准脉冲宽度ww0的脉冲信号。
87.之后,旋转控制部36在步骤s107,通过将基准pwm信号pu0,pv0,pw0向3相开关元件qu1~qw2输出来进行3相开关元件qu1~qw2的开关控制。即,逆变器控制装置14使用pwm信号来对3相开关元件qu1~qw2进行pwm控制。
88.在此,在本实施方式中,旋转控制部36在步骤s106,生成多个基准pwm信号pu0,pv0,pw0。即,旋转控制部36对于1次的旋转控制处理生成多个基准pwm信号pu0,pv0,pw0。若着眼于旋转控制处理以控制周期t重复执行这点,则旋转控制部36也可以说在控制周期t内按各相来生成多个pwm信号。在本实施方式中,在控制周期t内生成的pwm信号的数量是2个。
89.然后,旋转控制部36在步骤s107,通过将基准pwm信号pu0,pv0,pw0对3相开关元件qu1~qw2多次输出,来对3相开关元件qu1~qw2进行开关控制,并结束本旋转控制处理。
90.即,在电压利用率r比阈值利用率rth大的情况下,本实施方式的旋转控制部36在控制周期t内使用相同脉冲宽度(详细来说是基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0)的脉冲信号,来对3相开关元件qu1~qw2进行多次开关控制。
91.另一方面,如图3所示那样,在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,旋转控制部36在步骤s108~s111进行脉冲变更控制,使脉冲宽度不同,以使得中性点电位en的波形接近于梯形波。所谓中性点电位en,是3相电压指令值vur,vvr,vwr的中性点的电位。
92.使用图3以及图4来详细说明步骤s108~s111的脉冲变更控制。
93.脉冲变更控制是如下那样的控制:对于具有与所述3相电压指令值对应的基准脉冲宽度、且至少1个相中的控制周期t内的多个pwm信号,使多个pwm信号当中至少2个脉冲宽度相互不同,以使得平均脉冲宽度wua,wva,wwa成为基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0。在本实施方式中,旋转控制部36对3相当中v相以及w相的pwm信号进行脉冲变更控制,另一方面,不对u相进行脉冲变更控制。即,在本实施方式中,v相以及w相与“可变相”对应,u相与“固定相”对应。
94.首先,如图3所示那样,旋转控制部36在步骤s108,生成控制周期t内的多个pwm信号当中第1pwm信号pu1,pv1,pw1。第1pwm信号pu1,pv1,pw1是具有第1脉冲宽度wu1,wv1,ww1
的脉冲信号。
95.详细说明步骤s108的话,旋转控制部36首先与步骤s106同样地基于3相电压指令值vur,vvr,vwr和载波信号来导出基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0。
96.之后,如图4的(a)所示那样,旋转控制部36生成具有设定成与u相基准脉冲宽度wu0相同的第1u相脉冲宽度wu1的第1u相pwm信号pu1。另一方面,如图4的(b)以及图4的(c)所示那样,旋转控制部36关于第1v相脉冲宽度wv1以及第1w相脉冲宽度ww1,从v相基准脉冲宽度wv0以及w相基准脉冲宽度ww0起进行变更。
97.例如,旋转控制部36具有设定得比v相基准脉冲宽度wv0宽的第1v相脉冲宽度wv1的第1v相pwm信号pv1。在该情况下,将第1v相脉冲宽度wv1与v相基准脉冲宽度wv0的差设为第1v相脉冲差分8wv1。
98.同样地,旋转控制部36生成具有设定得比w相基准脉冲宽度ww0窄的第1w相脉冲宽度ww1的第1w相pwm信号pw1。在该情况下,将第1w相脉冲宽度ww1与w相基准脉冲宽度ww0的差设为第1w相脉冲差分δww1。
99.在此,在本实施方式中,第1v相脉冲差分δwv1和第1w相脉冲差分δww1相同(δwv1=δww1)。但第1v相脉冲差分δwv1与第1w相脉冲差分δww1的大小关系是任意的,例如可以是第1v相脉冲差分δwv1比第1w相脉冲差分δww1大,也可以反过来。
100.如图3所示那样,旋转控制部36在生成第1pwm信号pu1,pv1,pw1后,在步骤s109,使用第1pwm信号pu1,pv1,pw1来对3相开关元件qu1~qw2进行1次开关控制。
101.在该情况下,如图4所示那样,第1u相pwm信号pu1、第1v相pwm信号pv1和第1w相pwm信号pw1相互同步。例如,旋转控制部36调整输出定时,以使得各第1pwm信号pu1,pv1,pw1的中心变得相同。即,第1w相pwm信号pw1可以说是在输出(换言之生成)第1v相pwm信号pv1的情况下输出(换言之生成)的信号。
102.顺带一提,如图4的(b)所示那样,第1v相pwm信号pv1的上升定时和v相基准pwm信号pv0的上升定时错开δwv1/2。并且,第1v相pwm信号pv1的下降定时和v相基准pwm信号pv0的下降定时错开δwv1/2。关于w相也是同样。
103.之后,旋转控制部36在步骤s110,生成控制周期t内的多个pwm信号当中第2pwm信号pu2,pv2,pw2。第1pwm信号pu1,pv1,pw1以及第2pwm信号pu2,pv2,pw2是在相同控制周期t内生成/输出的pwm信号。第2pwm信号pu2,pv2,pw2是在控制周期t内在第1pwm信号pu1,pv1,pw1之后输出的pwm信号。第2pwm信号pu2,pv2,pw2具有第2脉冲宽度wu2,wv2,ww2。
104.对步骤s110详细进行说明的话,如图4的(a)所示那样,旋转控制部36生成具有设定成与u相基准脉冲宽度wu0相同的第2u相脉冲宽度wu2的第2u相pwm信号pu2。另一方面,如图4的(b)以及图4的(c)所示那样,旋转控制部36关于第2v相脉冲宽度wv2以及第2w相脉冲宽度ww2,从v相基准脉冲宽度wv0以及w相基准脉冲宽度ww0起进行变更。
105.例如,旋转控制部36生成具有设定得比v相基准脉冲宽度wvo窄的第2v相脉冲宽度wv2的第2v相pwm信号pv2。在该情况下,将第2v相脉冲宽度wv2与v相基准脉冲宽度wv0的差设为第2v相脉冲差分δwv2。
106.同样地,旋转控制部36生成具有设定得比w相基准脉冲宽度ww0宽的第2w相脉冲宽度ww2的第2w相pwm信号pw2。在该情况下,将第2w相脉冲宽度ww2与w相基准脉冲宽度ww0的差设为第2w相脉冲差分δww2。
107.即,本实施方式的旋转控制部36,使2个可变相当中一方的可变相中的脉冲宽度比基准脉冲宽度宽,另一方面,使另一方的可变相中的脉冲宽度比基准脉冲宽度窄。
108.在此,旋转控制部36进行控制,使得控制周期t内的各相的平均脉冲宽度wua,wva,wwa成为基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0。
109.详细地,关于作为固定相的u相,由于第1u相脉冲宽度wu1以及第2u相脉冲宽度wu2是u相基准脉冲宽度wu0,因此u相平均脉冲宽度wua是u相基准脉冲宽度wu0。
110.关于作为可变相的v相,设定第1v相脉冲宽度wv1以及第2v相脉冲宽度wv2,使得v相平均脉冲宽度wva成为v相基准脉冲宽度wv0。具体地,将第1v相脉冲差分δwv1和第2v相脉冲差分δwv2设定成相同。
111.同样地,关于w相,设定第1w相脉冲宽度ww1以及第2w相脉冲宽度ww2,使得w相平均脉冲宽度wwa成为w相基准脉冲宽度ww0。具体地,将第1w相脉冲差分δww1和第2w相脉冲差分δww2设定成相同。即,旋转控制部36变更脉冲变更对象的各脉冲信号的脉冲宽度,使得从基准脉冲宽度起的变更量的累计值成为“0”。
112.另外,在本实施方式中,第2v相脉冲差分δwv2和第2w相脉冲差分δww2相同。但第2v相脉冲差分δwv2与第2w相脉冲差分δww2的大小关系是任意的,例如可以是第2v相脉冲差分δwv2比第2w相脉冲差分δww2大,也可以反过来。
113.如图3所示那样,旋转控制部36在生成第2pwm信号pu2,pv2,pw2后,在步骤s111,使用第2pwm信号pu2,pv2,pw2来对3相开关元件qu1~qw2进行1次开关控制,并结束本旋转控制处理。在该情况下,旋转控制部36例如调整输出定时,使得各第2pwm信号pu2,pv2,pw2的中心变得相同。由此,第2u相pwm信号pu2、第2v相pwm信号pv2和第2w相pwm信号pw2相互同步。即,第2w相pwm信号pw2可以说是在输出(换言之生成)第2v相pwm信号pv2的情况下输出(换言之生成)的信号。
114.在本实施方式中,执行步骤s101、s102的处理的旋转控制部36与“2相电压指令值导出部”对应,执行步骤s103的处理的旋转控制部36与“3相电压指令值导出部”对应。执行步骤s106、s108、s110的处理的旋转控制部36与“生成部”对应,特别地,执行步骤s108、s110的处理的旋转控制部36与“脉冲变更部”对应。
115.此外,在本实施方式中,两v相pwm信号pv1,pv2与“多个第1可变相pwm信号”对应,特别地,第1v相pwm信号pv1与“第1宽幅信号”对应,第2v相pwm信号pv2与“第1窄幅信号”对应。然后,两w相pwm信号pw1,pw2与“多个第2可变相pwm信号”对应,特别地,第1w相pwm信号pw1与“第2窄幅信号”对应,第2w相pwm信号pw2与“第2宽幅信号”对应。
116.接下来,使用图4来说明本实施方式的作用。图4的(a)是表示u相的pwm信号的一例的波形图。图4的(b)是表示进行了脉冲变更控制的v相的pwm信号的一例的波形图。图4的(c)是表示进行了脉冲变更控制的w相的pwm信号的一例的波形图。图4的(d)是表示中性点电位en的一例的波形图。另外,为了说明的方便,在各控制周期t中,设为3相电压指令值vur,vvr,vwr相同。
117.如图4所示那样,如已经说明的那样,在本实施方式中,在控制周期t内生成多个(例如2个)pwm信号,以控制周期t重复生成该2个pwm信号。
118.在该情况下,关于u相,由于是不进行脉冲变更控制的固定相,因此如图4的(a)所示那样,在u相,在控制周期t内生成相同的脉冲宽度(详细来说是u相基准脉冲宽度wu0)的u
相pwm信号pu1,pu2。
119.如图4的(b)以及图4的(c)所示那样,在生成第1u相pwm信号pu1的情况下,生成进行了脉冲变更控制的第1v相pwm信号pv1以及第1w相pwm信号pw1。在该情况下,第1v相pwm信号pv1的脉冲宽度即第1v相脉冲宽度wv1变得比v相基准脉冲宽度wv0宽,另一方面,第1w相pwm信号pw1的脉冲宽度即第1w相脉冲宽度ww1变得比w相基准脉冲宽度ww0窄。由此,如图4的(d)所示那样,从第1pwm信号pu1,pv1,pw1得到的中性点电位en的波形接近于梯形波。
120.详细来说,在第1v相脉冲宽度wv1为v相基准脉冲宽度wv0且第1w相脉冲宽度ww1为w相基准脉冲宽度ww0的情况下,如图4的(d)的虚线所示那样,中性点电位en的波形成为方形波。另一方面,在进行了脉冲变更控制的情况下,如图4的(d)的实线所示那样,中性点电位en的波形接近于上升/下降平缓地倾斜的梯形波。
121.同样地,第2v相pwm信号pv2的脉冲宽度即第2v相脉冲宽度wv2变得比v相基准脉冲宽度wv0窄,另一方面,第2w相pwm信号pw2的脉冲宽度即第2w相脉冲宽度ww2变得比w相基准脉冲宽度ww0宽。由此,如图4的(d)的实线所示那样,从第2pwm信号pu2,pv2,pw2得到的中性点电位en的波形接近于梯形波。
122.此外,控制周期t内的各相的平均脉冲宽度wua,wva,wwa由于成为与3相电压指令值vur,vvr,vwr对应的脉冲宽度即基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0,因此,对车载用电动马达11赋予与3相电压指令值vur,vvr,vwr对应的转矩(换言之目标转矩)。
123.根据以上详述的本实施方式,起到以下的效果。
124.(1-1)逆变器控制装置14用在使用车载用畜电装置104使车载用电动马达11驱动的逆变器电路13的控制中。车载用电动马达11具有3相线圈24u,24v,24w,逆变器电路13具有3相开关元件qu1~qw2。
125.逆变器控制装置14具备:掌握车载用电动马达11的旋转速度即实际旋转速度nr的位置/速度估计部34;和旋转控制部36。旋转控制部36进行处理,基于从外部发送的外部指令值和实际旋转速度nr来导出对车载用电动马达11的d轴以及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值vdr,vqr。然后,旋转控制部36进行处理,基于2相电压指令值vdr,vqr来导出对3相线圈24u,24v,24w施加的3相电压指令值vur,vvr,vwr。旋转控制部36基于3相电压指令值vur,vvr,vwr和载波信号,在预先确定的控制周期t内对各相生成多个pwm信号,使用其生成的pwm信号来对3相开关元件qu1~qw2进行pwm控制。
126.旋转控制部36具有与3相电压指令值对应的基准脉冲宽度,对1个相中的控制周期t内的多个pwm信号进行脉冲变更控制。脉冲变更控制是使该多个pwm信号当中至少2个脉冲宽度相互不同以使得平均脉冲宽度成为基准脉冲宽度的控制。在本实施方式中,旋转控制部36对第1v相pwm信号pv1以及第2v相pwm信号pv2进行脉冲变更控制,并且对第1w相pwm信号pw1以及第2w相pwm信号pw2进行脉冲变更控制。
127.根据相关的结构,通过进行脉冲变更控制,能使中性点电位en接近于梯形波。梯形波是比方形波更接近没有谐波噪声的正弦波的波形。由此,由于能使中性点电位的波形接近于与方形波相比谐波噪声更小的波形,因此能减低3相开关元件的开关所引起的特定频率的噪声。
128.另一方面,成为脉冲变更控制的对象的相的平均脉冲宽度成为与3相电压指令值对应的基准脉冲宽度。例如,第1v相pwm信号pv1以及第2v相pwm信号pv2的平均脉冲宽度即v
相平均脉冲宽度wva成为v相基准脉冲宽度wv0。由此,对3相线圈24u,24v,24w施加的相电压成为与3相电压指令值vur,vvr,vwr对应的值。因此,对车载用电动马达11赋予与3相电压指令值vur,vvr,vwr对应的转矩。能抑制由于使中性点电位en接近于梯形波而被赋予不同的转矩这样的不良状况。
129.(1-2)逆变器控制装置14具备掌握车载用蓄电装置104的电压即电源电压vin的电压传感器31。旋转控制部36在基于2相电压指令值vdr,vqr和电源电压vin算出的电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下进行脉冲变更控制。
130.根据相关的结构,通过在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下进行脉冲变更控制,能减低在电压利用率r小的情况下易于变大的特定频率的噪声。
131.进行详述的话,若电压利用率r变小,则3相电压指令值vur,vvr,vwr的变化范围易于变小。在该情况下,由于3相电压指令值vur,vvr,vwr易于偏向特定的值或与其接近的值,因此各相的pwm信号的脉冲宽度易于偏向特定的值或与其接近的值。在相关的状况下,在中性点电位en的波形是方形波的情况下,作为特定频率的噪声,与上述特定的脉冲宽度对应的谐波噪声易于变大。
132.关于这点,根据本结构,在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,由于中性点电位en的波形接近于梯形波,因此能减低上述谐波噪声。由此,能适合地减低在电压利用率r小的情况下易于变大的上述谐波噪声。
133.(1-3)旋转控制部36在电压利用率r比阈值利用率rth大的情况下不进行脉冲变更控制。
134.在电压利用率r比阈值利用率rth大的状况下,特定频率的噪声比较易于变小。关于这点,根据本结构,在电压利用率r比阈值利用率rth大的状况下,通过不进行脉冲变更控制,能谋求脉冲宽度变更控制所涉及的处理负担的减轻。
135.(1-4)旋转控制部36对3相当中2个可变相中的控制周期t内的多个pwm信号、例如第1v相pwm信号pv1以及第2v相pwm信号pv2和第1w相pwm信号pw1以及第2w相pwm信号pw2进行脉冲变更控制。另一方面,旋转控制部36不对3相当中可变相以外的固定相、本实施方式中是u相中的控制周期t内的多个pwm信号(详细来说是第1u相pwm信号pu1以及第2u相pwm信号pu2)进行脉冲变更控制。
136.根据相关的结构,由于1个相成为固定相,因此,与将全部相设为可变相的情况比较,能谋求处理负担的减轻。
137.(1-5)2个可变相当中第1可变相(例如v相)中的控制周期t内的pwm信号包含第1v相pwm信号pv1以及第2v相pwm信号pv2。第1v相pwm信号pv1具有比v相基准脉冲宽度wv0宽的第1v相脉冲宽度wv1。第2v相pwm信号pv2具有比v相基准脉冲宽度wv0窄的第2v相脉冲宽度wv2。
138.2个可变相当中第2可变相(例如w相)中的控制周期t内的pwm信号包含第1w相pwm信号pw1以及第2w相pwm信号pw2。第1w相pwm信号pw1是在输出(换言之生成)第1v相pwm信号pv1的情况下输出的pwm信号,具有比w相基准脉冲宽度ww0窄的第1w相脉冲宽度ww1。第2w相pwm信号pw2是在输出第2v相pwm信号pv2的情况下输出的pwm信号,具有比w相基准脉冲宽度ww0宽的第2w相脉冲宽度ww2。
139.例如第1v相脉冲宽度wv1与第1w相脉冲宽度ww1的差大的话,会使中性点电位en的
波形易于成为接近于正弦波的梯形波。在此,假设在使第1v相脉冲宽度wv1比v相基准脉冲宽度wv0窄且使第1w相脉冲宽度ww1比w相基准脉冲宽度ww0窄的情况下,由于在基准脉冲宽度内变动,因此第1v相脉冲宽度wv1与第1w相脉冲宽度ww1的差易于变小。关于使第1v相脉冲宽度wv1比v相基准脉冲宽度wv0宽且使第1w相脉冲宽度ww1比w相基准脉冲宽度ww0宽的情况,也是同样的。
140.关于这点,根据本结构,2个可变相当中一方的可变相中的脉冲宽度比基准脉冲宽度宽,另一方面,另一方的可变相中的脉冲宽度比基准脉冲宽度窄。由此,能加大对应的2个可变相的脉冲宽度的差,能使中性点电位en的波形为更接近于正弦波的梯形波。
141.(第2实施方式)
142.在本实施方式中,3相电压指令值vur,vvr,vwr的导出处理等与第1实施方式不同。使用图5来说明本实施方式的旋转控制处理。
143.如图5所示那样,旋转控制部36在步骤s102中导出2相电压指令值vdr,vqr后,在步骤s201中算出电压利用率r。之后,旋转控制部36在步骤s202中导出与2相电压指令值vdr,vqr对应的3相基准指令值vu0,vv0,vw0。
144.然后,旋转控制部36在步骤s203中,基于电压利用率r来导出使变化的中性点电位en的振幅即中性点振幅fn。旋转控制部36对应于电压利用率r使中性点振幅fn可变。详细地,旋转控制部36在电压利用率r是第1电压利用率r1的情况下,导出第1中性点振幅fn1,作为中性点振幅fn,在电压利用率r是比第1电压利用率r1小的第2电压利用率r2的情况下,导出比第1中性点振幅fn1大的第2中性点振幅fn2,作为中性点振幅fn。在本实施方式中,旋转控制部36随着电压利用率r变小使中性点振幅fn变大。
145.旋转控制部36在导出3相基准指令值vu0,vv0,vw0和中性点振幅fn后,在步骤s204,导出通过让中性点电位en以中性点振幅fn变化得到的移位指令值vux,vvx,vwx,作为3相电压指令值vur,vvr,vwr,并结束本导出处理。
146.详细来说,旋转控制部36通过对3相基准指令值vu0,vv0,vw0叠加中性点振幅fn的中性点电位en,来导出移位指令值vux,vvx,vwx。即,旋转控制部36对对应于电角度而变化的3相基准指令值vu0,vv0,vw0,通过在对应于电角度以中性点振幅fn使中性点电位en变化的同时进行加(或减),来导出移位指令值vux,vvx,vwx。换言之,旋转控制部36可以说是通过对3相基准指令值vu0,vv0,vw0的波形重合中性点振幅fn的中性点电位en的波形来导出移位指令值vux,vvx,vwx。另外,使叠加的中性点电位en的周期例如是120
°

147.例如,在电压利用率r为第1电压利用率r1的情况下,旋转控制部36通过对与第1电压利用率r1对应的3相基准指令值vu0,vv0,vw0叠加第1中性点振幅fn1的中性点电位en,来导出第1移位指令值vux1,vvx1,vwx1。第1移位指令值vux1,vvx1,vwx1的变化范围至少比第1中性点振幅fn1大。
148.此外,在电压利用率r是第2电压利用率r2的情况下,旋转控制部36通过对与第2电压利用率r2对应的3相基准指令值vu0,vv0,vw0叠加第2中性点振幅fn2的中性点电位en,来导出第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2。第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2的变化范围至少比第2中性点振幅fn2大。此外,第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2的变化范围比3相基准指令值vu0,vv0,vw0大。
149.如已经说明的那样,第2中性点振幅fn2比第1中性点振幅fn1大。为此,即使是由于
电压利用率r成为第2电压利用率r2而基准振幅f0变小的情况,第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2的变化范围也难以变窄。
150.为了说明的方便,将移位指令值vux,vvx,vwx中的中性点振幅fn称作移位振幅fx。移位振幅fx如上述那样,是对应于电压利用率r决定的参数,包含第1中性点振幅fn1以及第2中性点振幅fn2。
151.接着,在步骤s205,旋转控制部36判定电压利用率r是否比阈值利用率rth大。该处理与步骤s105同样。
152.旋转控制部36在对步骤s205进行了肯定判定的情况下,在步骤s206,基于步骤s204中导出的作为3相电压指令值vur,vvr,vwr的移位指令值vux,vvx,vwx来生成pwm信号。然后,旋转控制部36在步骤s207中,使用步骤s206中生成的pwm信号来进行开关控制。在本实施方式中,旋转控制部36在控制周期t内输出2次pwm信号。
153.另一方面,在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,旋转控制部36前进到步骤s208,基于移位指令值vux,vvx,vwx来生成第1pwm信号pu1,pv1,pw1。在该情况下,与第1实施方式同样地,旋转控制部36对可变相进行脉冲变更控制。然后,旋转控制部36在步骤s209,使用第1pwm信号pu1,pv1,pw1来进行开关控制。
154.之后,本实施方式的旋转控制部36在步骤s210,导出与移位指令值vux,vvx,vwx变化范围不同的变化指令值vuy,vvy,vwy。
155.变化指令值vuy,vvy,vwy是对3相基准指令值vu0,vv0,vw0叠加变化振幅fy的中性点电位en的值。变化振幅fy是与移位振幅fx不同的振幅。由此,变化指令值vuy,vvy,vwy的变化范围与移位指令值vux,vvx,vwx的变化范围不同,变化指令值vuy,vvy,vwy和移位指令值vux,vvx,vwx易于成为不同的值。所谓变化范围,是指从最小值到最大值的范围。
156.另外,变化振幅fy可以比移位振幅fx大,也可以比移位振幅fx小。此外,变化振幅fy可以是在每个控制周期t变更的可变值,也可以是不在每个控制周期t变更的固定值。
157.接着在步骤s211,旋转控制部36基于变化指令值vuy,vvy,vwy来生成第2pwm信号pu2,pv2,pw2。在该情况下,与第1实施方式同样,旋转控制部36对可变相进行脉冲变更控制。然后,旋转控制部36在步骤s212,使用第2pwm信号pu2,pv2,pw2来进行开关控制。
158.如以上那样,在本实施方式中,旋转控制部36通过使中性点电位en变化来使3相电压指令值vur,vvr,vwr变化。特别是,旋转控制部36对应于电压利用率r使3相电压指令值vur,vvr,vwr变化,并且在控制周期t内,将3相电压指令值vur,vvr,vwr切换成移位指令值vux,vvx,vwx和变化指令值vuy,vvy,vwy。
159.顺带一提,移位指令值vux,vvx,vwx以及变化指令值vuy,vvy,vwy双方都是通过相对于3相基准指令值vu0,vv0,vw0使中性点电位en变化所得到的值。为此,即使是由于中性点电位en不同从而移位指令值vux,vvx,vwx和变化指令值vuy,vvy,vwy不同的情况,线电压也不变化。
160.即,在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,旋转控制部36针对相同的2相电压指令值vdr,vqr,以切换周期切换车载用电动马达11的线电压相同且变化范围不同的3相电压指令值vur,vvr,vwr,并导出。所谓变化范围不同的3相电压指令值vur,vvr,vwr,在本实施方式中是移位指令值vux,vvx,vwx以及变化指令值vuy,vvy,vwy。并且,旋转控制部36基于所导出的3相电压指令值vur,vvr,vwr来进行开关控制。在本实施方式中,切换周期
与载波信号的周期即载波周期相同。但并不限于此,切换周期是任意的。
161.换言之,旋转控制部36也可以在相同控制周期t内导出中性点电位en不同的多个3相电压指令值vur,vvr,vwr,生成与它们对应的多个pwm信号。在该情况下,在控制周期t内生成的各pwm信号的基准脉冲宽度即使是相同相也会不同。在相关的结构中,所谓与3相电压指令值vur,vvr,vwr对应的基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0,是控制周期t内的各pwm信号当中相同相彼此的基准脉冲宽度的平均。
162.并且,第1pwm信号pu1,pv1,pw1与第2pwm信号pu2,pv2,pw2的平均脉冲宽度wua,wva,wwa即使是进行了脉冲变更控制的情况,也为基准脉冲宽度wu0,wv0,ww0。在本实施方式中,执行步骤s201~s204、s210的处理的旋转控制部36与“3相电压指令值导出部”对应。
163.接下来使用图6来说明本实施方式的作用。图6的(a)~(c)是表示第2实施方式中的各相的pwm信号的一例的波形,图6的(d)是表示第2实施方式中的中性点电位en的一例的波形。
164.在本实施方式中,与第1实施方式比较,通过中性点电位en变化从而3相电压指令值vur,vvr,vwr变化。为此,如图6所示那样,各相的pwm信号的脉冲宽度分别变得易于变动。
165.详细来说,在本实施方式中,在是电压利用率r比较小的第2电压利用率r2的情况下,导出以比较大的第2中性点振幅fn2变化的第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2。由此,相对于电角度的变化的变化范围是第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2比3相基准指令值vu0,vv0,vw0大。因此,中性点电位en的脉冲宽度易于变化。
166.进而,在控制周期t内,交替输出移位指令值vux,vvx,vwx所对应的第1pwm信号pu1,pv1,pw1、和中性点振幅fn与移位指令值vux,vvx,vwx不同的变化指令值vuy,vvy,vwy所对应的第2pwm信号pu2,pv2,pw2。为此,在相同的控制周期t内,中性点电位en的脉冲宽度也变动。根据以上,中性点电位en的脉冲宽度难以偏向特定的值。
167.此外,即使中性点电位en变化,对3相线圈24u,24v,24w施加的线电压也不变化。因此,对车载用电动马达11赋予与3相基准指令值vu0,vv0,vw0同等的转矩。
168.根据以上详述的根据本实施方式,除了第1实施方式的效果以外,还起到以下的效果。
169.(2-1)旋转控制部36在导出3相电压指令值vur,vvr,vwr的处理中,对应于基于2相电压指令值vdr,vqr和电源电压vin算出的电压利用率r,来导出不同的3相电压指令值vur,vvr,vwr。
170.详细来说,在电压利用率r为第1电压利用率r1的情况下,旋转控制部36导出通过中性点电位en以第1中性点振幅fn1变化而得到的第1移位指令值vux1,vvx1,vwx1,作为3相电压指令值vur,vvr,vwr。此外,在电压利用率r为比第1电压利用率r1小的第2电压利用率r2的情况下,旋转控制部36导出通过中性点电位en以第2中性点振幅fn2变化而得到的第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2,作为3相电压指令值vur,vvr,vwr。第2中性点振幅fn2比第1中性点振幅fn1大。
171.根据相关的结构,在电压利用率r是比第1电压利用率r1小的第2电压利用率r2的情况下,中性点电位en以比与第1电压利用率r1对应的第1中性点振幅fn1大的第2中性点振幅fn2变化。由此,得到至少具有第2中性点振幅fn2以上的变化范围的第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2。因此,能抑制第2移位指令值vux2,vvx2,vwx2的变化范围变窄。因而,能抑制由
于3相电压指令值vur,vvr,vwr的变化范围变窄从而特定频率的噪声变大。
172.特别是,通常,若电压利用率r变小,则3相电压指令值vur,vvr,vwr的变化范围易于变窄。为此,在电压利用率r为第2电压利用率r2的情况下,3相电压指令值vur,vvr,vwr的变化范围易于变窄。
173.关于这点,根据本结构,在电压利用率r为第2电压利用率r2的情况下,通过以相对大的第2中性点振幅fn2使中性点电位en变化,即使是电压利用率r为第2电压利用率r2的情况,也能抑制3相电压指令值vur,vvr,vwr的变化范围变窄。由此,能抑制特定频率的噪声变大。
174.此外,在电压利用率r为第1电压利用率r1的情况下导出的第1移位指令值vux1,vvx1,vwx1通过中性点电位en以比第2中性点振幅fn2小的第1中性点振幅fn1变化而得到。由此,能抑制第1移位指令值vux1,vvx1,vwx1的变化范围过度变宽。
175.(2-2)在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,旋转控制部36针对相同的2相电压指令值vdr,vqr,以切换周期(本实施方式中是载波周期)切换车载用电动马达11的线电压相同且变化范围不同的3相电压指令值vur,vvr,vwr,并导出。例如,旋转控制部36针对1个2相电压指令值vdr,vqr,导出变化范围不同的移位指令值vux,vvx,vwx和变化指令值vuy,vvy,vwy。
176.根据相关的结构,在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,3相电压指令值vur,vvr,vwr,在3相线圈24u,24v,24w的线电压保持相同的状态下,以切换周期切换成变化范围不同的值。由此,即使2相电压指令值vdr,vqr相同,3相电压指令值vur,vvr,vwr也以切换周期变化。因此,在电压利用率r小的状况下因3相电压指令值vur,vvr,vwr周期性地成为相同值所引起的特定频率的噪声能够降低。
177.详述的话,假设在周期性地导出相同的3相电压指令值vur,vvr,vwr的情况、或针对1个3相电压指令值vur,vvr,vwr生成多个pwm信号的情况下,3相电压指令值vur,vvr,vwr周期性地成为相同的值。在该情况下,会产生与3相电压指令值vur,vvr,vwr的导出周期或pwm信号的输出周期对应的特定频率的噪声。该特定频率的噪声的影响在电压利用率r小的情况下易于变大。
178.关于这点,根据本实施方式,在电压利用率r为阈值利用率rth以下的情况下,以切换周期导出变化范围不同的3相电压指令值vur,vvr,vwr。由此,能在每个切换周期使3相电压指令值vur,vvr,vwr有偏差。因此,能减低3相电压指令值vur,vvr,vwr周期性地成为相同的值的频度,由此,能减低上述特定频率的噪声。
179.特别是,根据本结构,即使是切换了3相电压指令值vur,vvr,vwr的情况,对3相线圈24u,24v,24w施加的线电压也相同。由此,对车载用电动马达11赋予相同的转矩。因此,能抑制切换因切换3相电压指令值vur,vvr,vwr被赋予不同转矩这样的不良状况。
180.根据以上,能维持对车载用电动马达11赋予合适的转矩的状态,并且能能减低由于在电压利用率r小的状况下3相电压指令值vur,vvr,vwr周期性地成为相同值而产生的特定频率的噪声。
181.另外,上述各实施方式可以如以下那样变更。此外,也可以在技术上没有矛盾的范围内将上述实施方式和下述其他示例适宜组合。
182.在控制周期t内生成的pwm信号的数量并不限于2个,可以是任意,也可以是3个以
上。在该情况下,也可以是不变更脉冲宽度的pwm信号。即,所谓在控制周期t内生成3个以上的多个pwm信号的条件下使多个pwm信号不同,只要至少2个不同即可,也可以包含成为基准脉冲宽度的pwm信号。
183.固定相并不限于u相,是任意。此外,也可以u相、v相以及w相当中2个相是固定相,1个是可变相。
184.也可以没有固定相。即,旋转控制部36也可以关于u相、v相以及w相的全部进行脉冲变更控制。
185.旋转控制部36也可以是不管电压利用率r如何都进行脉冲变更控制的结构。
186.也可以是,第1v相脉冲宽度wv1比v相基准脉冲宽度wv0宽且第1w相脉冲宽度ww1比w相基准脉冲宽度ww0宽。在该情况下,可以设为第2v相脉冲宽度wv2比v相基准脉冲宽度wv0窄且第2w相脉冲宽度ww2比w相基准脉冲宽度ww0窄。
187.在第2实施方式中,作为变化指令值vuy,vvy,vwy,采用2相调制方式的值。该情况下也是,变化指令值vuy,vvy,vwy的变化范围与移位指令值vux,vvx,vwx的变化范围不同。
188.取得部35只要能接受从空调ecu103发送的外部指令值即可,其具体的结构是任意。例如,在空调ecu103以无线信号发送指令的结构中,取得部35可以是接收该无线信号的模块。
189.用于掌握车载用蓄电装置104的电压即电源电压vin的结构,并不限于电压传感器31,可以是任意。例如,在车载用蓄电装置104中设有检测电源电压vin的电压传感器31和与电压传感器31电连接的电池cpu的情况下,旋转控制部36也可以是通过与电池cpu进行通信来取得电源电压vin的结构。在该情况下,与电池cpu进行通信的旋转控制部36与“电压掌握部”对应。
190.车载用电动压缩机10并不限于用在车载用空调装置101中的结构,也可以用在其他装置中。例如在车辆100是燃料电池车辆的情况下,车载用电动压缩机10也可以用在对燃料电池供给空气的空气供给装置中。即,压缩对象的流体并不限于冷媒,也可以是空气等任意的。
191.车载用流体机械并不限于具备压缩流体的压缩部12的车载用电动压缩机10。例如,在车辆100是燃料电池车辆的情况下,车载用流体机械也可以是具有对燃料电池供给氢的泵和驱动该泵的车载用电动马达的电动泵装置。在该情况下,逆变器控制装置14可以用于控制驱动泵的车载用电动马达。
192.车载用电动马达11并不限于用在车载用电动压缩机10中,只要搭载于车辆即可,是任意的。例如,车载用电动马达11可以是使车辆行驶的行驶用电动机。
193.接下来,在以下记载关于能从上述实施方式以及其他示例掌握的适合的一例。
194.所述3相电压指令值导出部,具备:基于所述2相电压指令值来生成具有基准振幅的3相基准指令值的基准生成部;和通过对所述3相基准指令值叠加所述中性点电位来导出所述3相电压指令值的叠加部,所述叠加部在所述电压利用率为所述第1电压利用率的情况下,对所述3相基准指令值叠加所述第1中性点振幅的中性点电位,在所述电压利用率为所述第2电压利用率的情况下,对所述3相基准指令值叠加所述第2中性点振幅的中性点电位。
再多了解一些

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