电动机控制装置以及电动机控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电动机控制装置以及电动机控制方法。
[0002] 本发明主张基于在2012年12月28日申请的日本专利申请的特愿2012 - 287899 号的优先权，对于承认通过文献的参考而引入内容的指定国家，通过参考而将上述申请中 记载的内容引入本发明，作为本发明的记载的一部分。
【背景技术】
[0003] 在感应电动机的控制方法中公开了如下技术，即，在扭矩指令Tref属于0至trl 的区域中，将磁通指令<i>ref设定为额定值的25%左右的同步磁通<i>s，在扭矩指令大致 为〇的情况下，决定磁通指令，以使得成为能够非同步输入的同步磁通，由此改善扭矩指令 Tref相对于加速器指令Acc的响应性（专利文献1)。
[0004] 专利文献1 :日本特开平8 - 154305号公报
【发明内容】
[0005] 例如在陡坡等处，在从传动轴发生扭转、车辆停车的状态起使车辆起步时，在设定 对传动轴的扭转进行减振的扭矩指令的情况下，如果适用上述感应电动机的控制方法，则 由于从扭矩指令为0时起设定有磁通指令，所以能够相对于指令值以高响应性输出对扭转 进行减振的扭矩。
[0006] 但是，由于需要总是使励磁电流流动，所以存在电池的消耗量大的问题。
[0007] 本发明要解决的课题是提供一种电动机控制装置或电动机控制方法，其抑制电池 的消耗量，并且抑制由传动轴的扭转产生的振动。
[0008] 本发明通过下述方式解决上述课题，即，利用检测单元检测对车轮的旋转进行锁 止的锁止机构被解除，对驱动轴的扭转振动进行抑制，基于由减振控制单元设定的电动机 的扭矩指令值，对流过该电动机的电流进行控制，并且基于该检测单元的检测结果，使产生 磁通的励磁电流流过电动机。
[0009] 发明的效果
[0010] 本发明通过与锁止解除相配合地使励磁电流流过，形成电动机的磁通，从而不需 要总是流过励磁电流，因此能够抑制电池的消耗量，并且抑制由传动轴的扭转产生的振动。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明的实施方式所涉及的电动车辆系统的框图。
[0012] 图2是图1的电动机扭矩控制部、减振控制部、以及电流控制部的框图。
[0013] 图3是用于说明在图2的电流指令值运算器中参照的对应图的曲线图，是表示对 每个加速器开度设定的、电动机转速和扭矩指令值的相关性的曲线图。
[0014] 图4是图1的电流控制部的框图。
[0015] 图5是用于说明在图1的电流控制部中参照的对应图的曲线图，是表示γ轴电流 指令值（励磁电流指令值）相对于扭转量的关系的曲线图。
[0016] 图6是表示图1的电动机控制器的控制顺序的流程图。
[0017] 图7是表示对比例所涉及的电动机控制装置的特性的曲线图，（a)是表示扭矩指 令值（Tn/)的特性，（b)是表示输出轴的扭矩特性，（c)是表示电动机转速的特性，（d)是表 示驱动电动机3的扭矩电流的特性，（e)是表示驱动电动机3的励磁电流的特性，（f)是表 示转子磁通的特性的曲线图。
[0018] 图8是表示本发明所涉及的电动机控制装置的特性的曲线图，（a)是表示扭矩指 令值（Tn/)的特性，（b)是表示输出轴的扭矩特性，（c)是表示电动机转速的特性，（d)是表 示驱动电动机3的扭矩电流的特性，（e)是表示驱动电动机3的励磁电流的特性，（f)是表 示转子磁通的特性的曲线图。
[0019] 图9是本发明的其它实施方式所涉及的电动车辆系统的框图。
[0020] 图10是本发明的其它实施方式所涉及的电动机控制装置的电流控制部的框图。
【具体实施方式】
[0021] 下面，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0022] 《第1实施方式》
[0023] 图1是表示搭载了本发明的实施方式所涉及的电动机控制装置的电动车辆系统 的结构的框图。下面，举出将本例子的电动机控制装置适用于电动汽车的例子进行说明，但 本例子的电动机控制装置还能适用于例如混合动力汽车（HEV)等电动汽车以外的车辆。
[0024] 如图1所示，包括本例子的电动机控制装置的车辆具备电池1、逆变器2、驱动电动 机3、减速器4、传动轴（驱动轴）5、车轮6、7、电压传感器8、电流传感器9、转速传感器10、 锁止机构11、锁止机构控制部12、锁止解除检测部13、以及电动机控制器20。
[0025] 电池1是车辆的动力源，通过串联或并联连接多个二次电池而构成。逆变器2具 有将IGBT、MOSFET等多个开关元件针对各相连接的电力变换电路。逆变器2根据来自电动 机控制器20的驱动信号对相应开关元件的接通、断开进行切换，从而将从电池1输出的直 流电力变换为交流电力并输出至驱动电动机3,对驱动电动机3进行驱动。另外，逆变器2 对利用驱动电动机3的再生而输出的交流电力进行逆变换，并输出至电池1。
[0026] 驱动电动机3是车辆的驱动源，是用于经由减速器4和传动轴5向车轮6、7传递 驱动力的感应电动机。驱动电动机3在车辆行驶时与车轮6、7联动地旋转，产生再生的驱 动力，由此将车辆的动能作为电能进行回收。由此，电池1利用驱动电动机3的动力运行而 进行放电，利用驱动电动机3的再生而进行充电。
[0027] 电压传感器8是检测电池1的电压的传感器，连接在电池1和逆变器2之间。电 压传感器8的检测电压输出至电动机控制器20。电流传感器9是用于检测驱动电动机3的 电流的传感器，连接在逆变器2和驱动电动机3之间。电流传感器9的检测电流输出至电 动机控制器20。转速传感器10是用于检测驱动电动机3的转速的传感器，由旋转变压器等 构成。转速传感器10的检测值输出至电动机控制器20。
[0028] 锁止机构11是用于停止车轮6、7的旋转的机械装置。锁止机构例如是在变速杆 被操作至驻车（P)的位置的情况下，将传动轴的旋转利用齿轮机械地停止的机构。或者，锁 止机构11例如相当于利用线缆机构使制动器动作的驻车制动器（或脚制动器）。锁止机构 11基于锁止机构控制部12的控制进行动作。
[0029] 锁止机构控制部12是用于基于锁止解除检测部13的检测结果使锁止机构11进 行动作的控制器。另外，锁止机构控制部12基于从电动机控制器20发送的用于起动锁止 机构11的控制信号，使锁止机构11进行动作。此外，在图1中，将锁止机构控制部12和电 动机控制器20图示为分别构成，但锁止机构控制部12和电动机控制器20也可以由一个控 制器构成。
[0030] 锁止解除检测部13是用于通过检测用于由乘客解除锁止机构11的操作，从而检 测锁止机构11被解除的检测部。即，锁止解除检测部13并不是检测锁止机构11实际动作 并被解除，而是检测锁止机构11的实际动作前的状态。锁止解除检测部13例如利用如下 方法判定锁止机构11被解除。
[0031] 锁止解除检测部13在车辆的变速杆的位置从驻车的位置变更至驻车以外的其它 位置的情况下，换言之，在上次的变速杆的位置是驻车的位置，本次的变速杆的位置是驻车 以外的位置的情况下，判定为锁止机构11被解除。
[0032] 或者，锁止解除检测部13在变速杆的驻车解除开关（未图示）成为解除状态的情 况下，检测为锁止机构11被解除。在该驻车解除开关接通时，锁止机构11被解除。因此， 锁止解除检测部13在驻车解除开关从断开切换为接通的情况下，判定为锁止机构11被解 除。
[0033] 或者，锁止解除检测部13在变速杆的位置是驻车的位置，并且车辆的制动器踏板 的制动器开关（未图示）从断开切换为接通的情况下，判定为锁止机构11被解除。在制 动器开关接通时，制动器动作。并且，为了解除车轮的锁止，使变速杆的位置移动至驻车以 外的位置，但在变速杆的移动之前，需要踩下制动器踏板。因此，锁止解除检测部13在变速 杆的位置是驻车的位置，并且上次的制动器开关是断开且本次的制动器开关是接通的情况 下，判定为锁止机构11被解除。
[0034] 或者，锁止解除检测部13在驱动电动机3的转速低于规定的判定阈值，并且制动 器开关从断开切换为接通的情况下，判定为锁止机构11被解除。驱动电动机3的转速是基 于转速传感器10的检测值计算出的值。另外，规定的判定阈值是用于判断车辆停止而驱动 电动机不旋转的阈值。此外，该判定阈值不必一定是零，也可以是大于零的值。
[0035] 通过上述方法，由锁止解除检测部13检测的检测结果以信号发送至电动机控制 器20。此外，锁止解除检测部13通过上述检测方法中的任一种方法进行检测即可，也可以 将这些方法组合而进行检测，或者还可以通过其它方法进行检测。
[0036] 电动机控制器20基于车辆的车速（V)、加速器开度（APO)、驱动电动机3的旋转体 相位（Θ J、驱动电动机的电流、电池1的电压等，生成用于使逆变器2动作的PWM信号，并 输出至使逆变器2动作的驱动器电路（未图示）。然后，该驱动器电路基于PWM控制信号， 制定逆变器2的开关元件的驱动信号并输出至逆变器2。由此，电动机控制器20通过使逆 变器2动作而对驱动电动机3进行驱动。
[0037] 电动机控制器20接收表示锁止解除检测部13的检测结果的信号，基于该检测结 果对驱动电动机3进行控制。另外，电动机控制器20具有电动机扭矩控制部21、减振控制 部22、以及电流控制部23。
[0038] 电动机扭矩控制部21基于输入至电动机控制器20的表示车辆变量的车辆信息的 信号，计算扭矩指令值（T1/)并输出至减振控制部22,该扭矩指令值（〇用于从驱动电动 机3输出基于用户操作的要求扭矩或者系统上的要求扭矩。
[0039] 减振控制部22是用于对驱动电动机3进行减振，抑制传动轴5(驱动轴）的扭转 振动的控制部，其基于驱动电动机3的扭矩指令值（Tn/)，计算对驱动电动机3进行减振的 扭矩指令值（〇，并输出至电流控制部23。
[0040] 在此，对驱动电动机3的振动和锁止机构11的解除之间的关系进行说明。驱动电 动机3的振动由如下原因产生，即，道路坡度或扭矩传递系统的齿轮侧隙等外部干扰、对电 动机进行驱动的指令值的计算时使用的传递特性等的模型误差等。并且，这种振动在如下 述的对锁止机构11进行解除时也会产生。
[0041] 考虑如下情况，即，车辆位于上坡路等具有坡度的路面上，例如将变速杆设定在驻 车档，未实施脚制动或驻车制动，车辆停车的情况。在此情况下，通过将变速杆设定在驻车 档，从而使锁止机构11动作，因此即使制动器被松开，也维持车辆的停车状态。
[0042] 此时，由于车轮未被完全固定，所以传动轴与坡度相应地扭转。并且，在从传动轴5 存在扭转的状态起要使汽车起步的情况下，踩下制动器，将变速杆设定在驻车以外的位置。 此时，锁止机构11被解除。并且，由于锁止机构11的解除，使积蓄在传动轴5上的扭转被 释放，因此传动轴5会发生振动，与传动轴5连结的驱动电动机3的旋转轴也发生振动。并 且，这种振动给乘客带来意想不到的冲击，乘客有可能感到不安或不适。此外，下面将这种 振动也表示为驻车锁止解除冲击的振动。
[0043] 即，减振控制部2