电机控制装置以及电机控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对用来驱动例如电动车等的电机实施控制的电机控制装置以及 电机控制方法。
【背景技术】
[0002] 以往，电动车的电机控制装置中，会对电机电流实施控制，使得电机产生的转矩追 随于驾驶员的油门操作相应的转矩指令。
[0003] 此外，对于这种电动车的电机控制装置中，人们要求其能够抑制在车辆进行滑行 时因电机产生的转矩波动与车辆的扭转振动的共振频率一致而产生的振动、以及车辆快速 启动时因电机转矩急剧上升而产生的振动，并向驾驶员提供良好的乘坐舒适度。
[0004] 因此提出过一种电动机的控制装置，其为了抑制电机的转矩波动来减少振动，预 先制作与电机中产生的转矩波动的振幅和相位有关的映射，并参照该映射，计算与转矩指 令相应的波动补偿值，以抑制转矩波动的振幅和相位，从而抑制因转矩波动而产生的电机 轴振动(例如参照专利文献1)。 现有技术文献 专利文献
[0005] 专利文献1:日本专利第3242223号公报 专利文献2:日本专利特开平9-9637号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006] 但是，以往的技术中存在以下课题。 专利文献1中记载的以往的电动机的控制装置中，在例如上陡坡道路时，会对电机要求 大转矩。此时，会出现以下问题，即为抑制转矩波动而修正过的转矩的一部分会超过上限转 矩，最终无法减少振动。
[0007] 本发明为解决上述课题开发而成，其目的在于提供一种不会增加损耗且能够抑制 车辆中产生的振动的电机控制装置以及电机控制方法。 解决技术问题所采用的技术方案
[0008] 本发明所涉及的一种电机控制装置，其用于具有电机作为动力源的车辆，其特征 在于，具有:第1上下限限制部，其对于接收自用来控制电机产生的转矩的车辆控制装置的 转矩指令，实施上下限限制处理;转矩波动修正量运算部，其基于转矩指令和电机的电机转 速，运算用来抑制电机中产生的转矩波动的转矩波动修正量;第2上下限限制部，其对于通 过将由第1上下限限制部实施过上下限限制处理的转矩指令减去转矩波动修正量来实施转 矩波动修正后的值，以大于第1上下限限制部的上限转矩实施上下限限制处理；以及载波频 率修正量运算部，其运算用来修正功率转换器的载波频率的载波频率修正量，以减少因实 施转矩波动修正而增加的用来驱动电机的功率转换器的损耗。
[0009] 此外，本发明所涉及的电机控制方法，其通过具有电机作为动力源的车辆的电机 控制装置来实现，其特征在于，具有:第1上下限限制步骤，其对于与电机产生的转矩有关的 转矩指令，实施上下限限制处理;转矩波动修正量运算步骤，其基于转矩指令和电机的电机 转速，运算用来抑制电机中产生的转矩波动的转矩波动修正量;第2上下限限制步骤，其对 于通过将在第1上下限限制步骤中实施过上下限限制处理的转矩指令减去转矩波动修正量 来实施转矩波动修正后的值，以大于第1上下限限制步骤的上限转矩实施上下限限制处理； 以及载波频率修正量运算步骤，其运算用来修正功率转换器的载波频率的载波频率修正 量，以减少因实施转矩波动修正而增加的用来驱动电机的功率转换器的损耗。 发明效果
[0010] 根据本发明所涉及的电机控制装置以及电机控制方法，对于通过将由第1上下限 限制部实施过上下限限制处理的转矩指令减去由转矩波动修正量运算部运算出的转矩波 动修正量来实施转矩波动修正后的值，第2上下限限制部以大于第1上下限限制部的上限转 矩实施上下限限制处理，并且载波频率修正量运算部运算用来修正功率转换器的载波频率 的载波频率修正量，以减少因实施转矩波动修正而增加的用来驱动电机的功率转换器的损 耗。 因此，能够获得一种不会增加损耗且能够抑制车辆中产生的振动的电机控制装置以及 电机控制方法。
【附图说明】
[0011] 图1是表示使用本发明的实施方式1所涉及的电机控制装置的电动车的框结构图。 图2是详细表示图1所示的电机控制装置的框结构图。 图3是详细表示图2所示的转矩波动修正量运算部的框结构图。 图4(a)~图4(c)是通过与现有例的比较来表示本发明的实施方式1所涉及的电机控制 装置的转矩波动修正与上下限限制的关系的说明图。 图5(a)~图5(c)是表示本发明的实施方式1所涉及的电机控制装置的转矩波动修正与 损耗的关系的说明图。 图6是详细表示图2所示的载波频率修正量运算部的框结构图。 图7是针对图6所示的载波频率转换系数表示载波频率与开关损耗的关系的说明图。 图8是表示本发明的实施方式1所涉及的电机控制装置中，载波频率修正量达到上限值 时的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 以下，使用【附图说明】本发明所涉及的电机控制装置以及电机控制方法的适当的实 施方式，各图中相同或相当的部分将使用相同符号进行说明。
[0013]实施方式1 图1是表示使用本发明的实施方式1所涉及的电机控制装置的电动车的框结构图。图1 中，该电动车具有电机101、功率转换器102、电机控制装置103、电池104、车辆控制装置105 以及油门位置传感器(APS)106。
[0014]电机101与车辆的末端传动齿轮(未图示)连接，通过将动力传递至车轴来驱动车 辆。功率转换器102是将用来驱动电机101的交流电供给至电机101的逆变器。功率转换器 102由6个开关元件和电容器构成，开关元件中使用了例如绝缘栅双极晶体管（IGBT)等。
[0015] 电机控制装置103控制功率转换器102,使电机101产生与输出自车辆控制装置105 的转矩指令相应的转矩。此处，电机控制装置103与车辆控制装置105的信息交换使用例如 CAN(Controller Area Network，控制器局域网）等。
[0016] 具体而言，电机控制装置103基于来自安装在电机101上检测转子的角度位置的角 度位置传感器、安装在电机101上检测定子线圈的温度(定子温度）的温度传感器、以及设置 在功率转换器102上检测流动至功率转换器102的电流的电流传感器的各输出信号，输出用 来控制功率转换器102的开关元件的开关的开关信号。
[0017] 电池104将直流电供给至功率转换器102。作为电池104,可使用例如锂离子电池 等。车辆控制装置105基于来自油门位置传感器106等的驾驶员操作量以及通过未图示的其 他传感器获得的车辆状态(例如车速），决定让电机101产生的转矩。油门位置传感器106检 测驾驶员的油门踏入量后，输出至车辆控制装置105。
[0018] 图2是详细表示图1所示的电机控制装置103的框结构图。图2中，电机控制装置103 具有第1上下限限制部201、电机转速运算部202、转矩波动修正量运算部203、第2上下限限 制部204、转矩电流转换部205、电流控制部206、PWM调制部207以及载波频率修正量运算部 208 〇
[0019]第1上下限限制部201对于接收自车辆控制装置105的转矩指令实施上下限限制处 理。电机转速运算部202基于从电机101的角度位置传感器获得的旋转变压器信号，运算电 机转速。具体而言，电机转速运算部202根据旋转变压器信号运算电机旋转角度后，将该值 进行微分来运算转速。
[0020] 转矩波动修正量运算部203根据接收自车辆控制装置105的转矩指令、由电机转速 运算部202运算出的电机转速、以及后述的载波频率，运算转矩波动修正量。另外，载波频率 是由PWM调制部207修正过的载波频率的前一次值。
[0021] 此处，转矩波动修正量是事先实际利用电机单体测量转矩波动并将其结果生成映 射而得到。此外，转矩波动修正量运算部203将该映射图保存在ROM中，在实际使用时，根据 转矩指令和电机转速来参照映射，并运算转矩波动修正量。
[0022]第2上下限限制部204对于将由第1上下限限制部201实施过限制处理的转矩指令 中减去由转矩波动修正量运算部203运算出的转矩波动修正量后的值，实施上下限限制处 理。此处，第2上下限限制部204的上限转矩设定为大于第1上下限限制部201的上限转矩的 值。
[0023]转矩电流转换部205根据由第2上下限限制部204实施过限制处理的转矩指令，运 算d轴电流指令和q轴电流指令。此时，虽未图示，但从转矩转换为电流时，也可使用电机转 速、DC电压等信息。
[0024]电流控制部206实施反馈控制，使d轴电流和q轴电流追随由转矩电流转换部205运 算出的d轴电流指令和q轴电流指令，运算三相电压指令。
[0025]此处，通过使用电机旋转角度将利用安装在功率转换器102上的电流传感器测量 出的交流电流进行dq转换，运算d轴电流和q轴电流。此外，使用通过反馈控制获得的d轴电 压指令、q轴电压指