BR102020002773A2

BR102020002773A2 - Dispositivo de controle de motor elétrico

Info

Publication number: BR102020002773A2
Application number: BR102020002773-5A
Authority: BR
Inventors: Yoshihiro Shamoto; Hiroyuki Oyanagi
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2020-10-06
Also published as: US11757395B2; US11108351B2; CN111669102B; JP2020145795A; JP7153168B2; US20210359635A1; CN111669102A; KR102565516B1; KR20200106825A; KR20220116104A; US20200287496A1; RU2730301C1; EP3706310A1

Abstract

um dispositivo de controle de motor elétrico inclui uma unidade de controle eletrônico (50) configurada para realizar o controle de comutação de um elemento de comutação de um inversor (34) no modo de controle pwm quando um grau de modulação é inferior a um primeiro valor predeterminado, realizar o controle de comutação do elemento de comutação no modo de controle de onda quadrada, quando o grau de modulação é superior a ou igual a um segundo valor predeterminado, e realizar o controle de comutação do elemento de comutação no modo de controle intermediário quando o grau de modulação é superior a ou igual ao primeiro valor predeterminado e inferior ao segundo valor predeterminado. o modo de controle intermediário utiliza um padrão de comutação no qual, em um padrão de pulso no modo de controle de onda quadrada, um corte ou um pulso curto possuindo a mesma largura que o corte é formado, de acordo com o fato de se um pulso está presente no mento em que uma corrente de fase cruza o zero.

Description

DISPOSITIVO DE CONTROLE DE MOTOR ELÉTRICO

1. Campo da Invenção

[1] A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle de motor elétrico.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[2] Como um tipo de dispositivo de controle de motor elétrico, uma tecnologia foi proposta, na qual o controle de comutação de um elemento de comutação de um inversor é realizado em um modo de controle de onda quadrada, utilizando um novo padrão de pulso, com três pulsos em um período, quando um ponto de operação de um motor se encontra em uma região de ressonância, onde a ressonância ocorre em um circuito amplificador (ver, por exemplo, publicação do Pedido de Patente não examinado japonês No. 2017-131094). No novo padrão de pulso, a sexta frequência elétrica da energia de acionamento do motor é aumentada pelo controle de comutação, e, como resultado disso, a ocorrência de ressonância LC no circuito amplificador é evitada.

Sumário da Invenção

[3] No entanto, quando da comutação do modo de controle de modulação de largura de pulso (o modo de controle PWM) para o modo de controle de onda quadrada no dispositivo de controle de motor elétrico descrito acima, a ressonância pode ocorrer em uma região na qual o grau de modulação é alto (por exemplo, em uma região na qual o grau de modulação é de 0,70 ou maior). É considerado que quando o controle de comutação do elemento de comutação do inversor, no modo de controle PWM, é realizado em uma região na qual o grau de modulação é alto, o sexto componente da frequência elétrica da energia de acionamento do motor é aumentado e, quando a frequência, possuindo o componente, se aproxima da frequência de ressonância LC, a ressonância ocorre.

[4] Adicionalmente, no modo de controle de onda quadrada, quando uma pluralidade de padrões de comutação é utilizada, de acordo com o número de revoluções do motor, a vibração decorrente da flutuação de torque pode ocorrer, causada por uma súbita mudança no grau de modulação quando da comutação entre a pluralidade de padrões de comutação.

[5] Um dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a presente invenção, restringe a ressonância ou a vibração que pode ocorrer quando da comutação do modo de controle ou um padrão de comutação.

[6] O dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a presente invenção, emprega os seguintes aspectos.

[7] Um dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é montado em um dispositivo de acionamento que inclui um motor elétrico, um inversor que aciona o motor elétrico, e um dispositivo de armazenamento de energia que permuta energia com o motor elétrico através do inversor. O dispositivo de controle de motor elétrico inclui uma unidade de controle eletrônico configurada para realizar o controle de comutação de um elemento de comutação do inversor no modo de controle de modulação de largura de pulso, quando um grau de modulação for inferior a um primeiro valor predeterminado; realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor no modo de controle de onda quadrada, quando o grau de modulação for superior a ou igual a um segundo valor predeterminado, que é superior ao primeiro valor predeterminado; e realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor no modo de controle intermediário, quando o grau de modulação for superior a ou igual ao primeiro valor predeterminado e inferior ao segundo valor predeterminado. O modo de controle inter-mediário utiliza um padrão de comutação no qual, em um padrão de pulso no modo de controle de onda quadrada, um corte é formado em um caso no qual um pulso está presente no momento em que uma corrente de fase cruza o zero, e um pulso curto, possuindo a mesma largura que o corte, é formado em um caso no qual um pulso não está presente no momento em que a corrente de fase cruza o zero.

[8] No dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com o primeiro aspecto, a unidade de controle eletrônico realiza o controle de comutação do elemento de comutação do inversor no modo de controle de modulação de largura de pulso, quando o grau de modulação for inferior ao primeiro valor predeterminado, realiza o controle de comutação do elemento de comutação do inversor no modo de controle de onda quadrada, quando o grau de modulação for superior a ou igual ao segundo valor predeterminado, que é superior ao primeiro valor predeterminado, e realiza o controle de comutação do elemento de comutação do inversor no modo de controle intermediário, quando o grau de modulação for superior a ou igual ao primeiro valor predeterminado e inferior ao segundo valor predeterminado, que possui o padrão de comutação no qual, no padrão de pulso no modo de controle de onda quadrada, o corte é formado no caso no qual o pulso está presente no momento em que a corrente de fase cruza o zero, e o pulso curto possuindo a mesma largura que o corte é formado no caso no qual o pulso não está presente no momento em que a corrente de fase cruza o zero. Como tal, visto que o grau de modulação não muda subitamente do primeiro valor predeterminado para o segundo valor predeterminado, é possível se restringir a vibração causada pela flutuação de torque. Adicionalmente, pela comutação do modo de controle de modulação de largura de pulso para o modo de controle de onda quadrada, através do modo de controle intermediário, o modo de controle de modulação de largura de pulso não é utilizado em uma região na qual o grau de modulação é alto, de modo que a ressonância ocorra, e, dessa forma, é possível se reduzir a ressonância que pode ocorrer devido à utilização do modo de controle de modulação de largura de pulso em uma região na qual o grau de modulação é alto.

[9] No primeiro aspecto, o modo de controle intermediário pode ser o modo que utiliza o padrão de comutação, no qual as larguras do corte e do pulso curto são reduzidas à medida que o grau de modulação é aumentado. Como tal, é possível se mudar suavemente o grau de modulação, ou as larguras do corte e do pulso curto, quando da comutação do modo de controle de modulação de largura de pulso para o modo de controle de onda quadrada, através do modo de controle intermediário.

[10] No primeiro aspecto, a unidade de controle eletrônico pode mudar gradualmente as larguras do corte e do pulso curto até que as larguras se tornem iguais a zero, quando da comutação do modo de controle intermediário para o modo de controle de onda quadrada. Como tal, é possível restringir a flutuação de torque que pode ocorrer quando da comutação do modo de controle intermediário para o modo de controle de onda quadrada.

[11] No primeiro aspecto, o modo de controle de onda quadrada pode utilizar um padrão de pulso de onda quadrada no qual uma primeira metade ou uma segunda metade de um período se torna um pulso de onda quadrada quando o número de revoluções do motor elétrico é superior a ou igual a um primeiro número predeterminado de revoluções, que é superior a uma primeira região de ressonância, e utiliza um primeiro padrão de comutação no qual um ou mais cortes são formados em uma região na qual o pulso de onda quadrada está presente e um ou mais pulsos curtos, possuindo a mesma largura que os cortes, são formados ao mesmo tempo em que os cortes são formados, em uma região na qual o pulso de onda quadrada não está presente no padrão de pulso de onda quadrada. O primeiro padrão de comutação reduz a ressonância LC na primeira região de ressonância. O segundo valor predeterminado é maior quando o número de revoluções do motor elétrico é superior a ou igual ao primeiro número predeterminado de revoluções, do que quando o número de revoluções é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções. Como tal é possível se restringir a ressonância LC na primeira região de ressonância.

[12] No primeiro aspecto, o modo de controle de onda quadrada pode utilizar um segundo padrão de comutação quando o número de revoluções do motor elétrico for inferior a um segundo número predeterminado de revoluções, que é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções. O segundo padrão de comutação possui um número maior de cortes e pulsos curtos do que cortes e pulsos curtos do primeiro padrão de comutação e reduz a ressonância LC em uma segunda região de ressonância, incluída em uma faixa de número de revoluções inferior ao segundo número predeterminado de revoluções. O segundo valor predeterminado é menor quando o número de revoluções do motor elétrico é inferior ao segundo número predeterminado de revoluções, do que quando o número de revoluções é maior do que ou igual ao segundo número predeterminado de revoluções. Como tal, é possível reduzir a ressonância LC na segunda região de ressonância.

[13] Um dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é montado em um dispositivo de acionamento que inclui um motor elétrico, um inversor que aciona o motor elétrico, e um dispositivo de armazenamento de energia que permuta energia com o motor elétrico através do inversor. O dispositivo de controle de motor elétrico inclui uma unidade de controle eletrônico configurada para realizar o controle de comutação de um elemento de comutação do inversor pela comutação entre o modo de controle de modulação de largura de pulso e o modo de controle de onda quadrada, de acordo com um grau de modulação. O modo de controle de onda quadrada utiliza um padrão de pulso de onda quadrada no qual uma primeira metade ou uma segunda metade de um período se torna um pulso de onda quadrada quando o número de revoluções do motor elétrico é superior a ou igual a um primeiro número predeterminado de revoluções, que é maior do que uma primeira região de ressonância, e utiliza um primeiro padrão de comutação no qual um ou mais cortes são formados em uma região na qual o pulso de onda quadrada está presente, e um ou mais pulsos curtos, possuindo a mesma largura que os cortes, são formados ao mesmo tempo em que os cortes são formados, em uma região na qual o pulso de onda quadrada não está presente no padrão de pulso de onda quadrada. O primeiro padrão de comutação reduz a ressonância LC na primeira região de ressonância. A unidade de controle eletrônico realiza o controle de uma primeira variação gradual na qual as larguras dos cortes e dos pulsos curtos do primeiro padrão de comutação mudam gradualmente para serem reduzidas, quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada.

[14] No dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com o segundo aspecto, a unidade de controle eletrônico é configurada para realizar o controle de comutação do elemento de comutação do in-versor que aciona o motor elétrico pela comutação entre o modo de controle de modulação de largura de pulso e o modo de controle de onda quadrada, de acordo com o grau de modulação. O modo de controle de onda quadrada utiliza o padrão de pulso de onda quadrada, no qual a primeira metade ou a segunda metade do período se torna o pulso de onda quadrada, quando o número de revoluções do motor elétrico é superior a ou igual ao primeiro número predeterminado de revoluções, que é superior à primeira região de ressonância, e utiliza o primeiro padrão de comutação, no qual um ou mais cortes são formados em uma região na qual o pulso de onda quadrada está presente no padrão de pulso e onda quadrada e um ou mais pulsos quadrados, possuindo a mesma largura que os cortes, são formados ao mesmo tempo em que os cortes são formados, em uma região na qual o pulso de onda quadrada não está presente. O primeiro padrão de comutação reduz a ressonância LC na primeira região de ressonância. Como tal, é possível se reduzir a ressonância que pode ocorrer quando o número de revoluções do motor elétrico é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções. Adicionalmente, a unidade de controle eletrônico é configurada para realizar o controle da primeira variação gradual, na qual as larguras dos cortes e dos pulsos curtos do primeiro padrão de comutação mudam gradualmente para serem reduzidas quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada. Como tal, é possível se reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita no grau de modulação que pode ocorrer quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada.

[15] No segundo aspecto, como o controle da primeira variação gradual, a unidade de controle eletrônico pode configurar as larguras dos cortes e dos pulsos curtos, ou o grau de modulação, etapa por etapa, em uma pluralidade de etapas. Como tal, é possível se mudar as larguras do corte e do pulso curto, ou o grau de modulação, etapa por etapa, de modo a comutar do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada, reduzindo, assim, a vibração devido à flutuação de torque que pode ocorrer no momento da comutação.

[16] No segundo aspecto, como o controle da primeira variação gradual quando o número de revoluções do motor elétrico excede um primeiro número limite de revoluções para comutar o primeiro padrão de comutação em padrão de pulso de onda quadrada, a unidade de controle eletrônico pode configurar o grau de modulação para que seja aumentado gradualmente do grau de modulação do primeiro padrão de comutação na direção do grau de modulação do padrão de pulso de onda quadrada, e configura as larguras do corte e do pulso curto pela utilização do grau de modulação determinado e uma relação na qual as larguras são reduzidas, à medida que o grau de modulação é aumentado. Como tal, é possível mudar suavemente as larguras do corte e do pulso curto, ou o grau de modulação, de modo a comutar do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada, reduzindo, assim, a vibração decorrente da flutuação de torque que pode ocorrer no momento da comutação.

[17] No segundo aspecto, como o controle da primeira variação gradual, a unidade de controle eletrônico pode configurar uma fase de voltagem, de acordo com o grau de modulação determinado, e realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor, de modo que a fase de voltagem determinada seja alcançada no primeiro padrão de comutação no qual as larguras determinadas dos cortes e pulsos curtos são utilizadas. Como tal, é possível restringir a flutuação de torque.

[18] No segundo aspecto, o modo de controle de onda quadrada pode utilizar um segundo padrão de comutação quando o número de revoluções do motor elétrico for inferior a um segundo número predeterminado de revoluções, que é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções. O segundo padrão de comutação possui um número maior de cortes e pulsos curtos do que os cortes dos pulsos curtos do primeiro padrão de comutação, e reduz a ressonância LC na segunda região de ressonância incluída em uma faixa de número de revoluções inferior ao segundo número predeterminado de revoluções. Quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, a unidade de controle eletrônico pode realizar o controle de uma segunda variação gradual na qual as larguras dos cortes e dos pulsos curtos do segundo padrão de comutação, que não correspondem aos cortes e pulsos curtos do primeiro padrão de comutação, mudam gradualmente até se tornarem pequenas. Como tal, é possível se reduzir a vibração que pode ocorrer quando o número de revoluções do motor elétrico é inferior ao segundo número predeterminado de revoluções, e a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita no grau de modulação, que pode ocorrer no momento da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação.

[19] No segundo aspecto, como o controle da segunda variação gradual, a unidade de controle eletrônico pode configurar as larguras dos cortes e pulsos curtos, ou o grau de modulação, etapa por etapa, em uma pluralidade de etapas. Como tal, é possível se mudar as larguras do corte e do pulso curto, ou o grau de modulação, etapa por etapa, de modo a comutar do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, restringindo, assim, a vibração decorrente da flutuação de torque que pode ocorrer no momento da comutação.

[20] No segundo aspecto, como o controle da segunda variação gradual, quando o número de revoluções do motor elétrico excede um segundo número limite de revoluções para comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, a unidade de controle eletrônico pode configurar o grau de modulação para que seja gradualmente aumentado do grau de modulação do segundo padrão de comutação para o grau de modulação do primeiro padrão de comutação, e configura as larguras do corte e do pulso curto, pela uti-lização do grau de modulação determinado e da relação na qual as larguras são reduzidas, à medida que o grau de modulação aumenta. Como tal, é possível mudar suavemente as larguras do corte e do pulso curto, ou o grau de modulação, de modo a comutar do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, restringindo, assim, a vibração decorrente da flutuação de torque que pode ocorrer no momento da comutação.

[21] No segundo aspecto, como o controle da segunda variação gradual, a unidade de controle eletrônico pode configurar uma fase de voltagem, de acordo com o grau de modulação determinado, e realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor de modo que a fase de voltagem determinada seja alcançada no segundo padrão de comutação, no qual as larguras determinadas dos cortes e pulsos curtos são utilizadas. Como tal, é possível se restringir a flutuação de torque.

[22] No segundo aspecto, como o controle da segunda variação gradual, quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, a unidade de controle eletrônico pode mudar gradualmente um ou mais cortes e pulsos curtos, entre os cortes e pulsos curtos no segundo padrão de comutação, correspondendo ao corte e pulso curto no primeiro padrão de comutação, de modo que uma temporização e as larguras do corte e pulso curto correspondentes coincidam com a temporização e com as larguras do corte e pulso curto no primeiro padrão de comutação. Como tal, é possível se mudar suavemente a temporização do corte e pulso curto, entre os cortes e pulsos curtos no segundo padrão de comutação, correspondendo ao corte e pulso curto no primeiro padrão de comutação, quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, reduzindo a vibração que ocorre juntamente com a flutuação de torque que pode ocorrer no momento da comutação.

Breve Descrição dos Desenhos

[23] Características, vantagens e significância técnica e industrial das modalidades ilustrativas da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos em anexo, nos quais referências numéricas similares denotam elementos similares, e onde:
figura 1 é um diagrama ilustrando de forma esquemática uma configuração de um veículo elétrico no qual um dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, é montado;
figura 2 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento do modo de controle de configuração, realizado por uma unidade de controle eletrônico;
figura 3 é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre o número de revoluções de um motor, torque e modo de controle:
figura 4 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de configuração de um padrão de pulso de modo de controle de onda quadrada, realizado pela unidade de controle eletrônico;
figura 5 é um diagrama ilustrando um exemplo de um padrão de pulso quadrado, um primeiro padrão de comutação e um segundo padrão de comutação;
figura 6 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de configuração de padrão de pulso de modo de controle intermediário, realizado pela unidade de controle eletrônico;
figura 7 é um diagrama ilustrando um exemplo de um padrão de pulso quadrado intermediário, um primeiro padrão de comutação intermediário e um segundo padrão de comutação intermediário;
figura 8 é um diagrama ilustrando um exemplo de um mapa de configuração de largura de corte;
figura 9 é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre o número de revoluções do motor, o torque, e o modo de controle em um exemplo modificado;
figura 10 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de configuração do modo de controle no exemplo modificado;
figura 11 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário no exemplo modificado;
A figura 12 é um diagrama descrevendo o exemplo de relação entre o número de revoluções de motor, o torque, e o modo de controle no exemplo modificado;
figura 13 é um diagrama descrevendo o exemplo de relação entre o número de revoluções do motor, o torque e o modo de controle no exemplo modificado;
figura 14 é um diagrama descrevendo o exemplo de relação entre o número de revoluções de motor, o torque e o modo de controle no exemplo modificado;
figura 15 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada, realizado pela unidade de controle eletrônico de acordo com uma segunda modalidade;
figura 16 é um diagrama ilustrando o padrão de pulso de onda quadrada e o primeiro padrão de comutação juntamente com as larguras de um corte e um pulso curto;
figura 17 é um diagrama ilustrando um exemplo de um mapa de configuração de largura de corte no momento da comutação;
figura 18 é um diagrama ilustrando um exemplo de relação entre o torque do motor e uma fase de voltagem;
figura 19 é um diagrama ilustrando exemplos de vetores de voltagem quando o torque de um comando de torque é enviado do motor no primeiro padrão de comutação e padrão de pulso de onda quadrada;
figura 20 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação, realizado pela unidade de controle eletrônico, de acordo com a segunda modalidade;
figura 21 é um diagrama ilustrando o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação juntamente com as larguras dos cortes e pulsos curtos;
figura 22 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento do padrão de pulso de comutação no exemplo modificado;
figura 23 é um diagrama ilustrando um mapa de configuração de grau de modulação; e
figura 24 é um diagrama ilustrando um exemplo de um mapa de configuração de tempo.

Descrição Detalhada das Modalidades

[24] Doravante, os aspectos para se implementar a presente invenção serão descritos com referência às modalidades.

[25] A figura 1 é um diagrama ilustrando de forma esquemática uma configuração de um veículo elétrico 20 no qual um dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com uma primeira modalidade na presente invenção, é montado. Como ilustrado na figura 1, o veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, inclui um motor 32, um inversor 34, uma bateria 36 como uma fonte de energia, um conversor de amplificação 40 e uma unidade de controle eletrônico 50. A unidade de controle eletrônico 50 é utilizada como o dispositivo de controle de motor elétrico.

[26] O motor 32 é constituído de um motor elétrico de geração sincronizada, e inclui um rotor, no qual um ímã permanente é embutido, e um estator em torno do qual uma bobina trifásica é enrolada. O rotor do motor 32 é conectado a um eixo de acionamento 26 que é acoplado às rodas de acionamento 22a, 22b através de uma engrenagem diferencial 24.

[27] O inversor 34 é utilizado para acionar o motor 32. O inver-sor 34 é conectado ao conversor de amplificação 40 através de uma linha de energia de lado de alta voltagem 42, e inclui seis transistores T11 a T16, como elementos de comutação, e seis diodos D11 a D16, respectivamente conectados em paralelo aos seis transistores T11 a T16. Os transistores T11 a T16 são dispostos em pares, respectivamente, de modo a formarem uma fonte e um depósito com relação à linha de lado de eletrodo positivo e linha de lado de eletrodo negativo da linha de energia de lado de alta voltagem 42. Adicionalmente, os pontos de conexão entre os transistores T11 a T16, que formam um par, são conectados respectivamente às bobinas trifásicas (bobinas de fase U, fase V e fase W) do motor 32. Portanto, quando a voltagem é aplicada ao inversor 34, a unidade de controle eletrônico 50 ajusta a proporção do tempo de funcionamento dos transistores T11 a T16, que formam o par, de modo que um campo magnético de rotação seja formado na bobina trifásica, e o motor 32 é acionado de forma rotativa. Um capacitor de suavização 46 é fixado à linha de lado de eletrodo positivo e linha de lado de eletrodo negativo da linha de energia de lado de alta voltagem 42.

[28] A bateria 36 é constituída, por exemplo, com uma bateria secundária de íon de lítio ou uma bateria secundária de híbridos de níquel, e é conectada ao conversor de amplificação 40 através de uma linha de energia de lado de baixa voltagem 44. Um capacitor de suavi-zação 48 é fixado à linha de lado de eletrodo positivo e linha de lado de eletrodo negativo da linha de energia de lado de baixa voltagem 44.

[29] O conversor de amplificação 40 é conectado à linha de energia de lado de alta voltagem 42 e à linha de energia de lado de baixa voltagem 44, e inclui dois transistores T31, T32, dois diodos D31, D32, respectivamente conectados em paralelo aos dois transistores T31, T32, e um reator L. O transistor T31 é conectado à linha de lado positivo da linha de energia de lado de alta voltagem 42. O transistor T32 é conectado ao transistor T31, e à linha de lado negativo da linha de energia de lado de alta voltagem 42 e à linha de energia de lado de baixa voltagem 44. O reator L é conectado a um ponto de conexão entre os transistores T31, T32, e à linha de lado de eletrodo positivo da linha de energia de lado de baixa voltagem 44. À medida que a unidade de controle eletrônico 50 ajusta a proporção do tempo de funcionamento dos transistores T31, T32, o conversor de amplificação 40 amplifica a voltagem da linha de energia de lado de baixa voltagem 44 e supre a voltagem para a linha de energia de lado de alta voltagem 42, ou reduz a voltagem da linha de energia de lado de alta voltagem 42 e supre a voltagem para a linha de energia de lado de baixa voltagem 44.

[30] A unidade de controle eletrônico 50 é constituída por um microprocessador possuindo a CPU 52 como um componente principal, e inclui uma ROM 54 que armazena um programa de processamento, uma RAM 56 que armazena temporariamente os dados, e portas de entrada e saída, em adição à CPU 52. Sinais e vários sensores são registrados na unidade de controle eletrônico 50 através da porta de entrada. Exemplos de um sinal registrado na unidade de controle eletrônico 50 podem incluir uma posição de rotação θm a partir de um sensor de detecção de posição de rotação 32a (por exemplo, um solu-cionador) que detecta uma posição de rotação do rotor do motor 32, correntes Iu, Iv dos sensores de corrente 32u, 32v que detectam a corrente de fase de cada fase do motor 32, voltagem Vb de um sensor de voltagem 36a anexada entre os terminais da bateria 36, uma corrente Ib de um sensor de corrente 36b anexada ao terminal de saída da bateria 36, uma corrente Il do sensor de corrente 40a anexada em série ao reator L, a voltagem VH de um capacitor 46 (a linha de energia de lado de alta voltagem 42) de um sensor de voltagem 46a anexada entre os terminais do capacitor 46, a voltagem VL do capacitor 48 (a linha de energia de lado de baixa voltagem 44) de um sensor de voltagem 48a anexada entre os terminais do capacitor 48, um sinal de ignição de um comutador de ignição 60, uma posição de mudança SP de um sensor de posição de mudança 62 que detecta uma posição de operação de uma alavanca de mudança 61, um grau de abertura de acelerador Acc de um sensor de posição de pedal de acelerador 64 que detecta uma quantidade de pressionamento em um pedal de acelerador 63, uma posição de pedal de freio BP de um sensor de posição de pedal de freio 66 que detecta uma quantidade de pressionamento no pedal de freio 65, e velocidade do veículo V de um sensor de velocidade de veículo 68. A unidade de controle eletrônico 50 calcula o número de revoluções Nm do motor 32 com base na posição de rotação θm, a partir do sensor de detecção de posição de rotação 32a, ou um estado de carga SOC da bateria 36, com base em um valor integrado de Ib atual da bateria 36 a partir do sensor de corrente 36b. Aqui, o estado de carga SOC é uma taxa de quantidade de energia (quantidade de energia descarregável) armazenada na bateria 36 com relação à capacidade total da bateria 36.

[31] Vários sinais de controle são enviados a partir da unidade de controle eletrônico 50 através da porta de saída. Exemplos de uma saída de sinal da unidade de controle eletrônico 50 podem incluir um sinal de controle de comutação para os transistores T11 a T16 do in-versor 34, e um sinal de controle de comutação para os transistores T31, T32 do conversor de amplificação 40.

[32] No veículo elétrico 20, de acordo com a presente modalidade, configurado da forma apresentada acima, a unidade de controle eletrônico 50 realiza o controle de percurso a seguir. No controle de percurso, o torque de exigência Td*, necessário para o eixo de acionamento 26, é configurado com base no grau de abertura do acelerador Acc e na velocidade do veículo V, o torque de exigência determinado Td* é configurado como um comando de torque Tm* do motor 32, e o controle de comutação dos transistores T11 a T16 do inversor 34 é realizado de modo que o motor 32 possa ser acionado pelo comando de torque Tm*. Adicionalmente, no controle de percurso, uma voltagem alvo VH* da linha de energia lateral de alta voltagem 42 é configurada de modo que o motor 32 possa ser acionado pelo comando de torque Tm*, e o controle de comutação dos transistores T31, T32 do conversor de amplificação 40 é realizado de modo que a voltagem VH da linha de energia de lado de alta voltagem 42 possa alcançar a voltagem alvo VH*.

[33] A seguir, o controle no dispositivo de controle, montado no veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, particularmente, comutando o controle do elemento de comutação do inversor 34, será descrito. A figura 2 é um fluxograma ilustrando um exemplo de configuração de processamento do modo de controle, realizado pela unidade de controle eletrônico 50. O processamento é realizado repetidamente a cada período de tempo predeterminado.

[34] Quando o processamento de configuração do modo de controle é realizado, a unidade de controle eletrônico 50 primeiro realiza o processamento de registro do número de revoluções Nm do motor 32 e o grau de modulação M (etapa S100). Como o número de revoluções Nm do motor 32, um valor calculado com base na posição de rotação θm a partir do sensor de detecção de posição de rotação 32a pode ser registrado. O grau de modulação M pode ser obtido pela divisão de uma raiz quadrada da soma de quadrados de um componente de eixo geométrico d Vd e um componente de eixo geométrico q Vq no vetor de voltagem pela voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42.

[35] Subsequentemente, o número de entrada de revoluções Nm do motor 32 é comparado com um valor-limite Nref1 e um valor-limite Nref2 (etapa S110). Detalhes do valor-limite Nref1 e do valor-limite Nref2 serão descritos abaixo. Quando o número de revoluções Nm do motor 32 for inferior ao valor-limite Nref1, um valor Mset1 é configurado para o valor-limite Mref2 (etapa S120). Quando o número de revoluções Nm do motor 32 for superior a ou igual ao valor-limite Nref1 e inferior ao valor-limite Nref2, um valor Mset2 é configurado para o valor-limite Mref2 (etapa S130). Quando o número de revoluções Nm do motor 32 for maior do que ou igual ao valor-limite Nref2, um valor Mset3 é configurado para o valor-limite Mref2 (etapa S140). O valor-limite Mref2, o valor Mset1, o valor Mset2, e o valor Mset3 serão descritos abaixo.

[36] A seguir, o grau de modulação M é comparado com o valor-limite Mref1 e o valor-limite Mref2 (etapa S150). Quando for determinado que o grau de modulação M é inferior ao valor-limite Mref1, o modo de controle PWM é configurado (etapa S160). Quando for determinado que o grau de modulação M é superior a ou igual ao valor-limite Mref1 e inferior ao valor-limite Mref2, o modo de controle intermediário é configurado (etapa S170). Quando for determinado que o grau de modulação M é superior a ou igual a o valor-limite Mref2, o modo de controle de onda quadrada é configurado (etapa S180). Então, o processamento termina. O valor-limite Mref1 é um grau de modulação que distingue o modo de controle de modulação de largura de pulso (doravante, referido como o modo de controle PWM) do modo de controle intermediário. O valor-limite Mref2 é um grau de modulação que distingue o modo de controle intermediário do modo de controle de onda quadrada. O modo de controle PWM controla o inversor 34 de modo que a voltagem de corrente alternada pseudotrifásica seja aplicada (suprida) ao motor 32. O modo de controle de onda quadrada controla o inversor 34 de modo que a voltagem de onda quadrada seja aplicada ao motor 32. O modo de controle intermediário controla o inversor 34 de modo que a voltagem do padrão de pulso, no qual um corte ou um pulso curto é formado no padrão de pulso, no modo de controle de onda quadrada no momento de cruzamento zero, quando a corrente de fase cruza o zero, possa ser aplicado ao motor 32. Detalhes do modo de controle intermediário serão descritos abaixo. A figura 3 ilustra um exemplo da relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm, e o modo de controle. Na figura, a área inferior esquerda representa o modo de controle PWM, a área sombreada representa o modo de controle intermediário, e a área superior reta representa o modo de controle de onda quadrada.

[37] O controle no modo de controle PWM utiliza um padrão de pulso formado por uma modulação de largura de pulso bem conhecida. Visto que o modo de controle PWM não forma o núcleo da presente invenção, uma descrição detalhada do mesmo será omitida. Ademais, por motivos de conveniência de descrição, o padrão de pulso no modo de controle de onda quadrada será descrito primeiro, e, então, o padrão de pulso no modo de controle intermediário será descrito.

[38] No dispositivo de controle montado no veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, o modo de controle de onda quadrada controla o inversor 34 por três padrões de pulso, que são o primeiro padrão de comutação, o segundo padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada. A figura 4 é um fluxograma ilustrando um exemplo de configuração de processamento de padrão de pulso de modo de controle de onda quadrada, realizado pela unidade de controle eletrônico 50. No processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle de onda quadrada, primeiro, o nú-mero de revoluções Nm do motor 32 é registrado (etapa S200), e o número de entrada de revoluções Nm do motor 32 é comparado com o valor-limite Nref1 e o valor-limite Nref2 (etapa S210). O valor-limite Nref2 é o número de revoluções superior ao valor-limite superior de uma primeira região de ressonância obtida pela conversão, no número de revoluções do motor 32, a região na qual a ressonância LC ocorre devido à sexta frequência de flutuação elétrica do motor 32. Adicionalmente, o valor-limite Nref1 é o número de revoluções menos o valor-limite inferior da primeira região de ressonância e superior ao valor-limite superior de uma segunda região de ressonância obtido pela conversão, no número de revoluções do motor 32, a região na qual a ressonância LC ocorre devido à décima segunda frequência de flutuação elétrica do motor 32. Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o segundo padrão de comutação é configurado (etapa S220). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1, e inferior ao valor-limite Nref2, o primeiro padrão de comutação é configurado (etapa S230). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é maior que ou igual ao valor-limite Nref2, o padrão de pulso de onda quadrada é configurado (etapa S240). Então, o processamento termina.

[39] A figura 5 é um diagrama ilustrando um exemplo do padrão de pulso de onda quadrada, o primeiro padrão de comutação, e o segundo padrão de comutação. Como ilustrado na figura, o padrão de pulso de onda quadrada é um padrão de pulso (um padrão de pulso em um controle de onda quadrada normal) onde toda a primeira metade de um período do momento T1 para o momento T2 se torna um pulso (o pulso de onda quadrada) e nenhum pulso é formado na segunda metade do período. No primeiro padrão de comutação, um corte é formado em uma região na qual o pulso de onda quadrada do pa-drão de pulso de onda quadrada na primeira metade de um período T1 a T2 está presente, um pulso curto é formado ao mesmo tempo em que o corte é formado na segunda metade do período, e o sexto componente de frequência de flutuação elétrica é aumentado. Como ilustrado na figura, como um padrão de comutação no qual o sexto componente de frequência de flutuação elétrica é aumentado, um padrão de pulso possuindo quatro ou mais pulsos em um período, além de um padrão de pulso possuindo três pulsos em um período, é efetivo. No entanto, na primeira modalidade, o padrão de pulso possuindo o menor número de pulsos em um período é utilizado como o primeiro padrão de comutação. O segundo padrão de comutação é um padrão de pulso no qual um corte (dois cortes no total) e um pulso curto (dois pulsos curtos no total) são adicionalmente formados no primeiro padrão de comutação, e um décimo segundo componente de flutuação elétrica é aumentado em adição ao sexto componente de frequência de flutuação elétrica. Como ilustrado na figura 5, como um padrão de comutação no qual o décimo segundo componente de frequência de flutuação elétrica é aumentado em adição ao sexto componente de frequência de flutuação elétrica, um padrão de pulso possuindo cinco ou mais pulsos em um período, além de um padrão de pulso possuindo quatro pulsos em um período, é efetivo. No entanto, na primeira modalidade, o padrão possuindo o menor número de pulsos em um período é utilizado como o segundo padrão de comutação. No modo de controle de onda quadrada na região superior direita na figura 3, também, as regiões divididas pelo valor-limite Nref1 e o valor-limite Nref2, em ordem a partir da esquerda, representam o segundo padrão de comutação, o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada, respectivamente.

[40] Como descrito acima, no processamento da configuração do padrão de pulso de modo de controle de onda quadrada, na etapa S210, quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o segundo padrão de comutação é configurado em ordem para restringir a ressonância LC decorrente da décima segunda frequência de flutuação elétrica do motor 32. Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 e inferior ao valor-limite Nref2, o primeiro padrão de comutação é configurado em ordem para restringir a ressonância LC decorrente da sexta frequência de flutuação elétrica. Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref2, o padrão de pulso de onda quadrada é configurado visto que a ressonância LC não ocorre. Como tal, é possível reduzir a vibração que pode ocorrer devido à ressonância LC causada pela sexta frequência de flutuação elétrica ou a décima segunda frequência de flutuação elétrica.

[41] Aqui, o significado de valor Mset1, o valor Mset2, e o valor Mset3 como o valor-limite Mref2 nas etapas S110 a S140 na figura 2 será descrito. No modo de controle de onda quadrada, o valor Mset1 é o grau de modulação quando o segundo padrão de comutação é utilizado (o valor é de 0,75 na primeira modalidade). O valor Mset2 é o grau de modulação quando o primeiro padrão de comutação é utilizado, e superior ao valor Mset1 (o valor é igual a 0,756 na primeira modalidade). O valor Mset3 é o grau de modulação quando o padrão de pulso de onda quadrada é utilizado, e superior ao valor Mset2 (o valor é igual a 0,78 na primeira modalidade). Como ilustrado na figura 3, o grau de modulação no modo de controle de onda quadrada é utilizado como o valor-limite Mref2, que é o valor-limite superior do grau de modulação M no modo de controle intermediário. Dessa forma, em um caso no qual o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o Mref2 se torna o grau de modulação (o valor Mset1), quando o segundo padrão de comutação é utilizado. Em um caso no qual o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 e inferior ao valor-limite Nref2, Mref2 se torna o grau de modulação (o valor Mset2), quando o primeiro padrão de comutação é utilizado. Em um caso no qual o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual a Nref2, Mref2 se torna o grau de modulação (o valor Mset3), quando o padrão de pulso de onda quadrada é utilizado. No processamento das etapas S110 a S140 no processamento da configuração do modo de controle na figura 2, o valor-limite Mref2 é configurado considerando-se as situações acima.

[42] A seguir, o padrão de pulso no modo de controle intermediário será descrito. A figura 6 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento da configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário, realizado pela unidade de controle eletrônico 50. No processamento da configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário, primeiro, o número de revoluções Nm do motor 32 é registrado (etapa S300), e o número de registros de revoluções Nm do motor 32 é comparado com o valor-limite Nref1 e o valor-limite Nref2 (etapa S310). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o segundo padrão de comutação intermediário é configurado (etapa S320). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1, e inferior ao valor-limite Nref2, o primeiro padrão de comutação intermediário é configurado (etapa S330). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref2, o padrão de pulso de onda quadrada intermediário é configurado (etapa S340). Exemplos do padrão de pulso de onda quadrada intermediário, o primeiro padrão de comutação intermediário, e o segundo padrão de comutação intermediário são ilustrados na figura 7. No padrão de pulso de onda quadrada (ver figura 5), o padrão de pulso de onda quadrada intermediário é um padrão de pulso no qual um corte é formado no pulso de onda quadrada no momento de cruzamento zero T1(1), quando a corrente de fase cruza o valor zero na primeira metade de um período do momento T1 para o momento T2, e um pulso curto possuindo a mesma largura que o corte é formado no momento do cruzamento zero T1(2) na segunda metade do período. Em outras palavras, com relação ao padrão de pulso de onda quadrada, o padrão de pulso de onda quadrada intermediário se torna um padrão de comutação no qual um corte é formado em um caso no qual um pulso está presente no momento em que a corrente de fase cruza o valor de zero, e um pulso curto possuindo a mesma largura que o corte é formado em um caso no qual um pulso não está presente nesse momento. De uma forma similar ao padrão de pulso de onda quadrada intermediário, com relação ao primeiro padrão de comutação e ao segundo padrão de comutação (ver figura 5), o primeiro padrão de comutação intermediário e o segundo padrão de comutação intermediário são padrões de pulso em cada um dos quais um corte é formado no pulso de onda quadrada no momento do cruzamento zero T1(1) na primeira metade do período, e um pulso curto possuindo a mesma largura que o corte é formado no momento de cruzamento zero T1(2) na segunda metade do período. Em outras palavras, com relação ao primeiro padrão de comutação e ao segundo padrão de comutação, o primeiro padrão de comutação intermediário e o segundo padrão de comutação intermediário se tornam padrões de comutação em cada um dos quais um corte é formado em um caso no qual um pulso está presente no momento no qual a corrente de fase cruza o valor de zero, e um pulso curto possuindo a mesma largura que o corte é formado em um caso no qual um pulso não está presente nesse momento. Adicionalmente, no modo de controle intermediário, isso é, na área sombreada na figura 3, as regiões divididas pelo valor-limite Nref1 e o valor-limite Nref2, em ordem a partir da esquerda, representam o segundo padrão de comutação intermediário, o primeiro padrão de comutação intermediário e o padrão de pulso de onda quadrada intermediário, respectivamente.

[43] Então, uma largura de corte p é configurada com base no grau de modulação M (etapa S350), e o processamento é encerrado. Como descrito acima, visto que o pulso curto e o corte possuem a mesma largura, configurar a largura de corte p na etapa S350 significa configurar a largura do pulso curto p. Na presente modalidade, a relação entre a largura de pulso p e o grau de modulação M, obtida por meio de experimentos, ou similares, é armazenada antecipadamente como um mapa de configuração de largura de corte, de modo que o grau de modulação M mude do valor-limite Mref1 para o valor-limite Mref2 em cada padrão de pulso, e a largura de corte p é configurada pela derivação da largura de corte correspondente a partir do mapa quando o grau de modulação M é fornecido. Um exemplo do mapa de configuração de largura de corte é ilustrado na figura 8. Como ilustrado na figura, a largura de corte p é reduzida à medida que o grau de modulação M é aumentado, e se torna igual a zero quando o grau de modulação M alcança o valor-limite Mref2. Em outras palavras, visto que o modo de controle intermediário é comutado para o modo de controle de onda quadrada quando o grau de modulação M alcança o valor-limite Mref2, o padrão de pulso de onda quadrada intermediário, o primeiro padrão de comutação intermediário e o segundo padrão de comutação intermediário são comutados para o padrão de pulso de onda quadrada, o primeiro padrão de comutação e o segundo padrão de comutação. Aqui, a largura de corte p é gradualmente reduzida e se torna igual a zero à medida que o grau de modulação M é aumentado, e, dessa forma, a flutuação de torque não ocorre quando o modo de controle intermediário é comutado para o modo de controle de onda quadrada. Adicionalmente, é considerado que um corte ou um pulso curto seja formado quando a corrente de fase cruza o zero a fim de reduzir uma influência da corrente de fase em uma forma de onda.

[44] No dispositivo de controle montado no veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade descrita acima, quando o grau de modulação M é superior a ou igual ao valor-limite Mref1 e inferior ao valor-limite Mref2, no modo de controle intermediário, um padrão de comutação é determinado no qual, no padrão de pulso no modo de controle de onda quadrada, um corte é formado em um caso onde um pulso está presente no momento em que a corrente de fase cruza o valor de zero, e um pulso curto, possuindo a mesma largura que o corte, é formado em um caso no qual um pulso não está presente nesse momento. Depois disso, a largura de corte p (largura de pulso curto p) é configurada utilizando-se o mapa de configuração de largura de corte, no qual a largura do corte p é gradualmente reduzida à medida que o grau de modulação M é aumentado, e se torna igual a zero quando o grau de modulação M alcança Mref2. Então, o controle de comutação do elemento de comutação do inversor é realizado pelo padrão de comutação obtido. Como tal, visto que o grau de modulação M muda gradualmente do valor-limite Mref1 para o valor-limite Mref2, é possível reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque causada por uma mudança súbita no grau de modulação M.

[45] Adicionalmente, no dispositivo de controle montado no veículo elétrico 20 de acordo com a primeira modalidade, no modo de controle intermediário, em uma região na qual o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 e inferior ao valor-limite Nref2 e ressonância LC decorrente da sexta frequência de flutuação elétrica do motor 32 pode ocorrer, o primeiro padrão de comutação intermediário é configurado no qual um corte é formado em um caso no qual um pulso está presente no momento em que a corrente de fase cruza o valor de zero, e um pulso curto, possuindo a mesma largura que o corte, é formado em um caso no qual um pulso não está presente nesse momento, com relação ao primeiro padrão de comutação no qual a sexta frequência de flutuação elétrica é aumentada. Como tal, é possível se restringir a vibração que pode ocorrer devido à ressonância LC causada pela sexta frequência de flutuação elétrica. Adicionalmente, no modo de controle intermediário, em uma região na qual o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1 e a ressonância LC decorrente da décima segunda frequência de flutuação elétrica do motor 32 pode ocorrer, o primeiro padrão de comutação intermediário é configurado no qual uma partição é formada em um caso no qual um pulso está presente no momento em que a corrente de fase cruza o valor de zero, e um pulso curto, possuindo a mesma largura que o corte, é formado em um caso no qual um pulso não está presente nesse momento, com relação ao segundo padrão de comutação, no qual a décima segunda frequência de flutuação elétrica é aumentada, além da sexta frequência de flutuação elétrica. Como tal, é possível reduzir a vibração que pode ocorrer devido à ressonância LC causada pela décima segunda frequência de flutuação elétrica.

[46] No dispositivo de controle montado no veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, o modo de controle intermediário possui o segundo padrão de comutação intermediário, o primeiro padrão de comutação intermediário, e o padrão de pulso de onda quadrada intermediário. No entanto, como ilustrado na relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm, e o modo de controle de um exemplo modificado na figura 9, o modo de controle intermediário pode ter o segundo padrão de comutação intermediário e o primeiro padrão de comutação intermediário, mas não precisa ter o padrão de pulso de onda quadrada intermediária. Como descrito acima, no modo de controle intermediário, considerando que a ocorrência de ressonância LC, decorrente da sexta frequência de flutuação elétrica ou da décima segunda frequência de flutuação elétrica, é reduzida, o modo de controle intermediário pode ter uma região de até um valor-limite Nref2, que é superior ao valor-limite superior de uma região na qual a ressonância LC decorrente da sexta frequência de flutuação elétrica ocorre. Nesse caso, o processamento de configuração do modo de controle na figura 10 é realizado em vez do processamento de configuração do modo de controle na figura 2, e o padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 11 é realizado em vez do processamento de configuração de padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 6.

[47] No processamento de configuração do modo de controle na figura 10, o número de revoluções Nm do motor 32 e o grau de modulação M são registrados (etapa S100), e é determinado se o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 (etapa S110B). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o valor Mset1 é configurado para o valor-limite Mref2 (etapa S120). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1, o valor Mset2 é configurado para o valor-limite Mref2 (etapa S130). Então, o grau de modulação M é comparado com o valor-limite Mref1 e o valor-limite Mref2 (etapa S150). Quando for determinado que o grau de modulação M é inferior ao valor-limite Mref1, o modo de controle PWM é configurado (etapa S160). Quando for determinado que o grau de modulação M é superior a ou igual ao valor-limite Mref1 e inferior ao valor-limite Mref2, o modo de controle intermediário é configurado (etapa S170). Quando for determinado que o grau de modulação M é superior a ou igual ao valor-limite Mref2, o modo de controle de onda quadrada é configurado (etapa S180). Então, o processamento é encerrado. Em outras palavras, o processamento, no qual a etapa S140 é eliminada do processamento de configuração de modo de controle na figura 2, é realizado.

[48] No processamento da configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 11, o número de revoluções Nm do motor 32 é registrado (etapa S300), e é determinado se o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 (etapa S310B). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o segundo padrão de comutação intermediário é configurado (etapa S320). Quando for determinado que o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1, o primeiro padrão de comutação intermediário é configurado (etapa S330). Então, a largura do corte p é configurada com base no grau de modulação M (etapa S350), e o processamento é encerrado. Em outras palavras, o processamento, no qual a etapa S340 é eliminada do processamento de configuração de modo de controle na figura 6, é realizado.

[49] Mesmo o dispositivo de controle montado no veículo elétrico do exemplo modificado pode ter o mesmo efeito que o alcançado pelo dispositivo de controle montado no veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade.

[50] Adicionalmente, como com relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm e o modo de controle do exemplo modificado ilustrado nas figuras 12 e 13, o modo de controle de onda quadrada pode ter o padrão de pulso de onda quadrada e o primeiro padrão de comutação, mas não precisa ter o segundo padrão de comutação. Nesse caso, como o processamento de configuração de modo de controle, um processamento é realizado no qual a etapa S110 no processamento de configuração de modo de controle da figura 2 é alterada para processamento da determinação de se o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref2 e a etapa S120 é eliminada, ou em cujas etapas S110B e S120 no processamento de configuração de modo de controle na figura 10 são eliminados. Adicionalmente, como o processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário, um processamento é realizado no qual a etapa S310 no processamento de configuração de padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 6 é alterada para processamento da determinação de se o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref2 e a etapa S320 é eliminada, ou em cujas etapas S310B e S320 no processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 11, são eliminados. Nesse caso, é possível também reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque causada por uma mudança súbita no grau de modulação M, e vibração que pode ocorrer em decorrência da ressonância LC causada pela sexta frequência de flutuação elétrica.

[51] Adicionalmente, como na relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm, e o modo de controle do exemplo modificado, ilustrado na figura 14, o modo de controle de onda quadrada só pode apresentar o padrão de pulso de onda quadrada. Nesse caso, como no processamento de configuração do modo de controle, um processamento é realizado no qual as etapas S110 a S140 no processamento de configuração do modo de controle na figura 2 são eliminadas, e como no processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário, um processamento é realizado no qual as etapas S310 a S330 no processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 6 são eliminadas. Nesse caso, é possível também reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque causada por uma mudança súbita no grau de modulação M.

[52] A seguir, um dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, será descrito. O veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, possui a mesma configuração que o veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade ilustrada na figura 1. Portanto, a fim de evitar uma descrição sobreposta, a configuração do veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, é denotada pela mesma referência numérica que a configuração do veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, ilustrada na figura 1, e a descrição será omitida. De uma forma similar ao veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, o dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade também possui o modo de controle PWM, o modo de controle intermediário, e o modo de controle de onda quadrada, como ilustrado na relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm, e o modo de controle na figura 2. Portanto, o processamento da configuração do modo de controle na figura 2 é realizado. Adicionalmente, de uma forma similar ao veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, no dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, no modo de controle de onda quadrada, o segundo padrão de comutação é utilizado quando o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o primeiro padrão de comutação é utilizado quando o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 e inferior ao valor-limite Nref2, e o padrão de pulso de onda quadrada é utilizado quando o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref2. Em outras palavras, o processamento da configuração do padrão de pulso de modo de controle de onda quadrada na figura 4 também é realizado. Adicionalmente, de uma forma similar ao veículo elétrico 20, de acordo com a primeira modalidade, no dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, no modo de controle intermediário, o segundo padrão de comutação intermediário é utilizado quando o número de revoluções Nm do motor 32 é inferior ao valor-limite Nref1, o primeiro padrão de comutação intermediário é utilizado quando o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref1 e inferior ao valor-limite Nref2, e o padrão de pulso de onda quadrada intermediário é utilizado quando o número de revoluções Nm do motor 32 é superior a ou igual ao valor-limite Nref2. Portanto, o processamento de configuração do padrão de pulso de modo de controle intermediário na figura 6 também é realizado.

[53] A seguir, o controle no dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, particularmente o controle quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada, e o controle quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, será descrito. A figura 15 é um fluxogra-ma ilustrando um exemplo de processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada, realizado pela unidade de controle eletrônico 50 do veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada.

[54] No processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada, primeiro, o número de revoluções Nm do motor 32, a voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42 do sensor de voltagem 46a, o comando de torque Tm* do motor 32, e similares, são registrados (etapa S400), e um contador C é inicializado no valor zero (etapa S410). Como o número de revoluções Nm do motor 32, um valor calculado com base na posição de rotação θm a partir do sensor de detecção de posição de rotação 32a pode ser registrado. O comando de torque Tm* configurado pelo controle de percurso pode ser registrado. O contador C é utilizado como um contador no presente processamento.

[55] Subsequentemente, o processamento nas etapas S420 a S460 é repetido até que o contador C alcance um valor-limite Cref. O valor-limite Cref1 apresenta o número de etapas nas quais o grau de modulação M é alterado, etapa por etapa. No processamento repetido, primeiro, o contador C é incrementado pelo valor de 1 (etapa S420), e o grau de modulação M é configurado pela equação (1) abaixo (etapa S430). Como expressado na equação (1), o grau de modulação M é calculado pela subtração do valor-limite Mset2 a partir do valor-limite Mset3, dividindo o resultado pelo valor-limite Cref1 e multiplicando esse valor pelo valor do contador C e adicionando o valor-limite Mref2 a isso. Em outras palavras, o grau de modulação M é calculado pela determinação de uma quantidade de mudança em uma etapa pela alocação proporcional da diferença entre o valor-limite Mset3 e o valor-limite Mset2 pelo valor-limite Cf que é o número de repetições e alterando o valor-limite Mset2 por uma quantidade de mudança, de acordo com o valor do contador C (o número de etapas). O pulso curto possui a mesma largura que o corte.
M = Mset2 + C · (Mset3 - Mset2)/Cref1 (1)

[56] Subsequentemente, a largura de corte p1 no primeiro padrão de comutação é configurada com base no grau de modulação M (etapa S440). Como descrito acima, visto que o corte e o pulso curto possuem a mesma largura no primeiro padrão de comutação, configurar a largura de corte p1 significa configurar a largura de pulso curto p1. A figura 16 ilustra o padrão de pulso de onda quadrada e o primeiro padrão de comutação, juntamente com as larguras de corte e pulso curto p1. Na segunda modalidade, a largura de corte p1 é configurada pela verificação antecipada da relação entre a largura de corte p1 e o grau de modulação M, armazenando a relação como um mapa de configuração de largura de corte de comutação e derivando uma largura de corte correspondente p1 do mapa quando um grau de modulação M é fornecido. Um exemplo do mapa de configuração de largura de corte de comutação é ilustrado na figura 17. A figura 17 também ilustra um mapa de configuração de largura de corte de comutação das larguras p1, p2 dos dois cortes quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação. No mapa de configuração de largura de corte de comutação utilizado no processamento da comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada, a largura de corte p1 é representada por p1 entre o valor-limite Mset2 e o valor-limite Mset3 na figura 17. A largura de corte p1 é gradualmente reduzida a partir do valor p1(1) no valor-limite Mset2 à medida que o grau de modulação M é aumentado a partir do valor-limite Mset2, e se torna igual a 0 quando o grau de modulação M alcança o valor-limite Mset3. Adicionalmente, visto que o grau de modulação M é configurado, etapa por etapa, pelo contador C, a largura de corte p1 também é configurada, etapa por etapa.

[57] A seguir, a fase de voltagem θ é configurada na velocidade angular ω, o grau de modulação M, a voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42, e o comando de torque Tm* (etapa S450). A velocidade angular ω pode ser calculada a partir do número de revoluções Nm do motor 32. A relação entre a fase de voltagem θ e o torque Tm do motor 32 é obtida pela equação (2) acima. Na equação (2), V é um valor obtido pela multiplicação da voltagem VH pelo grau de modulação M, p é o número de pares de polo do motor 32, Φ é um fluxo magnético, Ld é uma indutância de eixo geométrico d, e Lq é uma indutância de eixo geométrico q. Portanto, quando a velocidade angular ω, o grau de modulação M, a voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42 são aplicados à equação (2), a relação entre o torque Tm e a fase de voltagem θ pode ser ilustrada no desenho. Um exemplo da relação entre o torque Tm e a fase de voltagem θ é ilustrada na figura 18. Na figura, uma curva ilustrada por uma linha sólida representa a relação entre o torque Tm e a fase de voltagem θ no primeiro padrão de comutação, e uma curva por uma linha pontilhada representa a relação entre o torque Tm e a fase de voltagem θ no padrão de pulso de onda quadrada. Adicionalmente, Tm* representa um comando de torque do motor 32, Θ1 representa uma fase de voltagem quando o torque do comando de torque Tm* é enviado a partir do motor 32 no primeiro padrão de comutação, e θ2 representa uma fase de voltagem quando o torque do comando de torque Tm* é enviado a partir do motor 32 no padrão de pulso de onda quadrada. Como ilustrado na figura, uma pluralidade (duas na figura) de fases de voltagem θ está presente em cada padrão com relação ao comando de torque Tm*, mas a menor fase de voltagem θ entre as mesmas é utilizada. Visto que o tempo de comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada é considerado, a relação entre o torque Tm e a fase de voltagem θ é uma curva intermediária entre as duas curvas. Portanto, a fase de voltagem θ a ser obtida é um valor entre θ1 e θ2. A figura 19 ilustra vetores de voltagem quando o torque do comando de torque Tm* é enviado do motor 32 no primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada. Pode ser observado na figura que, a fim de tornar o torque Tm do motor 32 igual quando da comutação a partir do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada, o componente de eixo geométrico q Vq do vetor de voltagem deve se tornar o mesmo. Visto que a fase de voltagem θ a ser obtida é um valor entre θ1 e θ2, o vetor de voltagem se torna um vetor intermediário entre os dois vetores na figura 19. Ademais, no processamento da etapa S450, de acordo com a segunda modalidade, a fase de voltagem θ é determinada pela obtenção antecipada da menor fase de vol-tagem θ com relação à velocidade angular ω, no grau de modulação M, na voltagem VH da linha de energia de lado de alta voltagem 42, e comando de torque Tm*, armazenando a menor fase de voltagem θ como um mapa de configuração de fase de voltagem, e derivando uma fase de voltagem correspondente θ do mapa, quando a velocidade angular ω, o grau de modulação M, a voltagem VH da linha de energia de lado de alta voltagem 42, e o comando de torque Tm*, são fornecidos.

[58] Subsequentemente, é determinado se o contador C alcançou o valor-limite Cref1 (etapa S460). Quando for determinado que o contador C não alcançou ainda o valor-limite Cref1 o processamento retorna para a etapa S420. Quando for determinado que o contador C alcançou o valor-limite Cref1, o processamento é encerrado. Como descrito acima, o valor-limite Cref1 possui o número de etapas nas quais o grau de modulação M é alterado, etapa por etapa, e é determinado pelo tempo necessário para se repetir as etapas S420 a S460. Em outras palavras, o valor-limite Cref1 é reduzido quando o tempo necessário para se realizar as etapas S420 a S460 for longo, e aumentado quando o tempo necessário para realizar as etapas S420 a S460 for curto. Portanto, visto que o número de etapas, nas quais o grau de modulação M é alterado, pode ser aumentado à medida que o valor-limite Cref1 é aumentado, é possível se comutar suavemente do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada.

[59] Apesar de o processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada da figura 15 ser realizado quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada, o processamento também pode ser realizado quando da comutação do padrão de pulso de onda quadrada para o primeiro padrão de comutação.

[60] A figura 20 é um fluxograma ilustrando um exemplo de processamento de comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação, realizado pela unidade de controle eletrônico 50 do veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, quando da comutação a partir do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação. No processamento de comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação, primeiro, o número de revoluções Nm do motor 32, a voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42 a partir do sensor de voltagem 46a, o comando de torque Tm* do motor 32, e similares, são registrados (etapa S500) e o contador C é inicializado para o valor de zero (etapa S510). Subsequentemente, o processamento nas etapas S520 a S560 é repetido até que o contador C alcance o valor-limite Cref2. O valor-limite Cref2 possui o número de etapas nas quais o grau de modulação M é alterado nas etapas.

[61] No processamento repetido, primeiro o contador C é incrementado pelo valor de 1 (etapa S520), e o grau de modulação M é configurado pela equação (3) abaixo (etapa S530). Como expresso na equação (3), o grau de modulação M é calculado pela subtração do valor-limite Mset1 do valor-limite Mset2, dividindo o resultado pelo valor-limite Cref2, e multiplicando esse valor pelo valor do contador C e adicionando o valor-limite Mref1 ao mesmo. Em outras palavras, o grau de modulação M é calculado pela determinação de uma quantidade de mudança em uma etapa, pela alocação proporcional da diferença entre o valor-limite Mset2 e o valor-limite Mset1, pelo valor-limite Cref2 que é o número de repetições, e alterando o valor-limite Mset1 por uma quantidade de mudança, de acordo com o valor do contador C (o número de etapas).
M = Mset1 + C · (Mset2 - Mset1)/Cref2 (3)

[62] Subsequentemente, duas larguras de corte p1, p2 no se-gundo padrão de comutação são configuradas com base no grau de modulação M (etapa S540). Como descrito acima, visto que dois cortes no primeiro padrão de comutação possuem, respectivamente, as mesmas larguras que os dois pulsos curtos, configurar as larguras de corte p1, p2, significa configurar as larguras de pulso curto p1, p2. A figura 21 ilustra o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação juntamente com as larguras de corte e pulso curto p1, p2. Na segunda modalidade, as larguras de corte p1, p2 são configuradas pela verificação antecipada da relação entre as larguras de corte p1 e p2 e o grau de modulação M, armazenando a relação entre as larguras de corte p1 e p2 e o grau de modulação M, armazenando a relação como um mapa de configuração de largura de corte de comutação, e derivando as larguras de corte correspondentes p1, p2 do mapa quando um grau de modulação M é fornecido. No mapa de configuração de largura de corte de comutação utilizado para configurar as larguras de corte p1, p2, as larguras de corte p1, p2 são representadas por p1, p2 entre o valor-limite Mset1 e o valor-limite Mset2 na figura 17. A largura de corte p1 se aproxima gradualmente do valor p1(1) no valor-limite Mset2 a partir do valor p1(2) no valor-limite Mset1 à medida que o grau de modulação M é aumentado a partir do valor-limite Mset1, e se torna o valor p1 (1) quando o grau de modulação M alcança o valor-limite Mset2. A largura de corte p2 é gradualmente reduzida do valor p2(2) no valor-limite Mset1 à medida que o grau de modulação M é aumentado a partir do valor-limite Mset1, e se torna um valor igual a zero quando o grau de modulação M alcança o valor-limite Mset2. Adicionalmente, visto que o grau de modulação M é configurado, etapa por etapa, pelo contador C, as larguras de corte p1, p2 também são configuradas, etapa por etapa.

[63] A seguir, a temporização tp1 de um corte e um pulso curto (o corte e o pulso curto possuindo a largura de corte p1 na figura 21), dentre os dois cortes e os dois pulsos curtos no segundo padrão de comutação, correspondendo ao corte e pulso curto no primeiro padrão de comutação, é configurada pela equação (4) abaixo (etapa S545). Na equação (4), tp1 (2) é a temporização do ponto inicial da primeira metade ou segunda metade do período do corte ou pulso curto possuindo a largura de corte p1 no segundo padrão de comutação e tp1(1) é a temporização do ponto inicial da primeira metade ou segunda metade do período do corte ou pulso curto possuindo a largura de corte p1 no primeiro padrão de comutação. Como expressado na equação (4), a temporização tp1 é calculada pela subtração da temporização tp1(2) a partir da temporização tp1(1), dividindo o resultado pelo valor-limite Cref2, e multiplicando o mesmo pelo valor do contador C e adicionando a temporização tp1(2) ao mesmo. Em outras palavras, a temporização tp1 é calculada pela determinação de uma quantidade de mudança em uma etapa, pela alocação proporcional da diferença entre a temporização tp1(1) e a temporização tp1(2) pelo valor-limite Cref2, que é o número de repetições, e alterando a temporização tp1(2) por uma quantidade de mudança, de acordo com o valor do contador C (o número de etapas). A temporização tp1(1) do corte ou pulso curto no primeiro padrão de comutação é ligeiramente diferente da temporização tp1 (2) do corte ou pulso curto correspondente no segundo padrão de comutação, visto que os cortes e os pulsos curtos são aumentados além da frequência do sexto componente de frequência de flutuação elétrica. Pelas mesmas razões que as apresentadas acima, a largura p1(1) do corte ou pulso curto no primeiro padrão de comutação é ligeiramente diferente da largura tp1(2) do corte ou pulso curto correspondente no segundo padrão de comutação. Visto que o grau de modulação M é configurado, etapa por etapa pelo contador C, a temporização tp1 também é configurada, etapa por etapa.
tp1 tp1(2) + C · (tp1(1) - tp1(2))/Cref2 (4)

[64] A seguir, de uma forma similar à etapa S450 do processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada na figura 15, a fase de voltagem θ é configurada com base na velocidade angular ω, no grau de modulação M, na voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42, e no comando de torque Tm* (etapa S550), e é determinado se o contador C alcançou o valor-limite Cref2 (etapa S560). Quando for determinado que o contador C não alcançou o valor-limite Cref2, o processamento retorna para a etapa S520. Quando for determinado que o contador C alcançou o valor-limite Cref2, o processamento é encerrado. Como descrito acima, o valor-limite Cref2 possui o número de etapas nas quais o grau de modulação M é alterado nas etapas, e é determinado pelo tempo necessário para repetir as etapas S520 a S560. Em outras palavras, o valor-limite Cref2 é reduzido quando o tempo necessário para se realizar as etapas S520 a S560 é longo e é aumentado quando o tempo necessário para ser realizar as etapas de S520 a S560 é curto. Portanto, visto que o número de etapas, nas quais o grau de modulação M é alterado, pode ser aumentado à medida que o valor-limite Cref2 é aumentado, é possível se comutar suavemente do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação.

[65] Apesar de o processamento de comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação na figura 20 ser realizado quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, o processamento também pode ser realizado quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o segundo padrão de comutação.

[66] Pela mudança do primeiro padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação intermediário e o padrão de pulso de onda quadrada para o padrão de pulso de onda quadrada intermediário, e aplicação do processamento de comutação entre o primeiro pa-drão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada na figura 15, a comutação do primeiro padrão de comutação intermediário para o padrão de pulso de onda quadrada intermediário, no modo de controle intermediário, pode ser realizado de uma forma similar à comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada. Adicionalmente, pela mudança do segundo padrão de comutação para o segundo padrão de comutação intermediário e do primeiro padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação e o segundo padrão de comutação na figura 20, comutar do segundo padrão de comutação intermediário para o primeiro padrão de comutação intermediário no modo de controle intermediário pode ser realizado de forma similar à comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação.

[67] No dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade descrita acima, quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada no modo de controle de onda quadrada, as larguras p1 do corte e do pulso curto do primeiro padrão de comutação mudam gradualmente para se tornarem pequenas. Como tal, é possível se restringir a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita no grau de modulação M que pode ocorrer quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada. Ademais, quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação no modo de controle de onda quadrada, as larguras p1 do corte e do pulso curto, dentre os dois cortes e dois pulsos curtos no segundo padrão de comutação, correspondendo ao corte e pulso curto no primeiro padrão de comutação, mudam gradualmente para se aproximarem da largura p1(1) do corte e pulso curto no primeiro padrão de comutação. Adicionalmente, as larguras p2 do corte e pulso curto adicio-nados, dentre os dois cortes e dois pulsos curtos no segundo padrão de comutação, mudam gradualmente para se tornarem pequenas. Como tal, é possível reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita no grau de modulação M, que pode ocorrer quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação.

[68] Adicionalmente, comutar do primeiro padrão de comutação intermediário para o padrão de pulso de onda quadrada intermediária ou comutar do segundo padrão de comutação intermediário para o primeiro padrão de comutação intermediário, no modo de controle intermediário, também ocorre de uma forma similar à comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada ou a comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, no modo de controle de onda quadrada. Como tal, é possível reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita no grau de modulação M que pode ocorrer quando da comutação do primeiro padrão de comutação intermediário para o padrão de pulso de onda quadrada intermediário, ou da comutação do segundo padrão de comutação intermediário para o primeiro padrão de comutação intermediário no modo de controle intermediário.

[69] No dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com a segunda modalidade, a comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada ou a comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, no modo de controle de onda quadrada é, realizada, etapa por etapa, utilizando o contador C. No entanto, as larguras de corte p1, p2 podem mudar gradualmente no momento de comutação sem utilizar o contador C. Por exemplo, o processamento de comutação do padrão de pulso na figura 22 pode ser realizado em vez do processamento da comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada na figura 15, ou o processamento de comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação na figura 22. O processamento da comutação do padrão de pulso na figura 22 é realizado repetidamente a cada tempo predeterminado (por exemplo, a cada vários milissegundos) no modo de controle de onda quadrada.

[70] No processamento de comutação de padrão de pulso, primeiro, o número de revoluções Nm do motor 32, a voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42 do sensor de voltagem 46a, o comando de torque Tm* do motor 32, e similares, são registrados (etapa S600), e o grau de modulação M é determinado de acordo com o número de revoluções Nm do motor (etapa S610). No presente exemplo modificado, o grau de modulação M é determinado pela determinação antecipada do número de revoluções Nm do motor 32 e do grau de modulação M, armazenando o número determinado de revoluções Nm do motor 32 e o grau de modulação M como um mapa de configuração de grau de modulação, e derivando um grau de modulação correspondente M do mapa quando o número de revoluções Nm do motor 32 é fornecido. Um exemplo do mapa de configuração de grau de modulação é ilustrado na figura 23. Como ilustrado na figura, o grau de modulação M é aumentado com uma inclinação de modo a mudar suavemente em torno do valor-limite Nref1 e o valor-limite Nref2. Em outras palavras, quando o número de revoluções Nm do motor 32 é aumentado e se aproxima do valor-limite Nref1, o grau de modulação M é aumentado do valor Mset1 para o valor Mset2 à medida que o número de revoluções Nm é aumentado, e quando o número de revoluções Nm do motor 32 é aumentado e se aproxima do valor-limite Nref2, o grau de modulação M é aumentado do valor Mset2 para o valor Mset3 à medida que o número de revoluções Nm é aumentado.

[71] Subsequentemente, a largura de corte p1 do primeiro padrão de comutação e as duas larguras de corte p1, p2 do segundo padrão de comutação são determinadas com base no grau de modulação M (etapa S620). Configurar as larguras de corte p1, p2 é igual à etapa S440 de processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso quadrado na figura 15, e a etapa S540 de processamento de comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação na figura 20. Então, é determinado se a comutação do padrão de pulso é a comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação (etapa S630). Quando for determinado que a comutação é do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, a temporização tp1 do corte e o pulso curto possuindo a largura p1 são determinados com base no grau de modulação M (etapa S640). No presente exemplo modificado, a temporização tp1 é determinada pela determinação antecipada da relação entre o grau de modulação M e a temporização tp1, armazenando a relação como um mapa de configuração de temporização, e derivando uma temporização correspondente tp1 do mapa quando o grau de modulação M é fornecido. Um exemplo do mapa de configuração de temporização é ilustrado na figura 24. No presente exemplo modificado, como ilustrado na figura, à medida que o grau de modulação M é aumentado, a temporização tp1 é determinada para se aproximar da temporização tp1(1) do corte e do pulso curto possuindo a largura de corte p1 no primeiro padrão de comutação, onde o grau de modulação M é o valor Mset2 da temporização tp1(2) do corte, e o pulso curto possui a largura de corte p1 no segundo padrão de comutação onde o grau de modulação M é o valor Mset1. Adicionalmente, quando for determinado na etapa S630 que a comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação não foi realizada, o processamento de configuração de temporização tp1 é desnecessário, visto que a comutação se dá do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada.

[72] A seguir, de uma forma similar à etapa S450 do processamento de comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada na figura 15, a fase de voltagem θ é determinada com base na velocidade angular ω, o grau de modulação M, a voltagem VH da linha de energia de alta voltagem 42, e o comando de torque Tm* (etapa S650). Então, o processamento é encerrado.

[73] A comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação e a comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada foram descritas acima utilizando o processamento de comutação de padrão de pulso. No entanto, de uma forma similar à apresentada acima, a comutação do padrão de pulso de onda quadrada para o primeiro padrão de comutação e a comutação do primeiro padrão de comutação para o segundo padrão de comutação no processamento de comutação de padrão de pulso podem ser realizadas. Ademais, o processamento de comutação de padrão de pulso na figura 22 pode ser aplicado à comutação entre o segundo padrão de comutação intermediário e o primeiro padrão de comutação intermediário, e a comutação entre o primeiro padrão de comutação intermediário e o padrão de pulso de onda quadrada intermediário no modo de controle intermediário.

[74] De forma similar ao dispositivo de controle descrito acima, montado no veículo elétrico do exemplo modificado, quando da comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada no modo de controle de onda quadrada, a largura p1 do corte e o pulso curto do primeiro padrão de comutação mudam gradualmente. Como tal, é possível se reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita do grau de modulação M que pode ocorrer quando da comutação entre o primeiro padrão de comutação e o padrão de pulso de onda quadrada. Adicionalmente, quando da comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação no modo de controle de onda quadrada, a largura p1 do corte e o pulso curto, entre os dois cortes e dois pulsos curtos no segundo padrão de comutação, correspondendo ao corte e ao pulso curto no primeiro padrão de comutação muda gradualmente, e a largura p2 do corte e pulso curto adicionados, entre os dois cortes e dois pulsos curtos no segundo padrão de comutação, muda gradualmente. Como tal, é possível se reduzir a vibração decorrente da flutuação de torque que ocorre juntamente com uma mudança súbita no grau de modulação M, que pode ocorrer quando da comutação entre o segundo padrão de comutação e o primeiro padrão de comutação.

[75] No dispositivo de controle montado no veículo elétrico 120, de acordo com uma segunda modalidade ou um exemplo modificado do mesmo, o modo de controle intermediário possui o segundo padrão de comutação intermediário, o primeiro padrão de comutação intermediário e o padrão de pulso de onda quadrada intermediário. No entanto, como ilustrado na relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm e o modo de controle do exemplo modificado na figura 9, o modo de controle intermediário pode apresentar o segundo padrão de comutação intermediário e o primeiro padrão de comutação intermediário, mas não precisa apresentar o pulso de onda quadrada intermediário. Adicionalmente, como ilustrado na relação entre o número de revoluções Nm do motor 32, o torque Tm, e o modo de controle do exemplo modificado nas figuras 12 e 13, o modo de controle de onda quadrada pode apresentar o padrão de pulso de onda quadrada e o primeiro padrão de comutação, mas não precisa apresentar o segundo padrão de comutação. Adicionalmente, o modo de controle intermediá-rio não precisa ser fornecido.

[76] A correspondência entre os elementos principais na modalidade e os elementos principais da invenção descrita no SUMÁRIO DA INVENÇÃO foi descrita. Na modalidade, o motor 32 é um "motor elétrico", o inversor 34 é um "inversor", a bateria 36 é um "dispositivo de armazenamento de energia” e a unidade de controle eletrônico 50 é um "dispositivo de controle".

[77] Adicionalmente, a correspondência entre os elementos principais na modalidade e os elementos principais da invenção descritos no SUMÁRIO DA INVENÇÃO não limita os elementos da invenção descritos no SUMÁRIO DA INVENÇÃO, visto que a modalidade é um exemplo para explicar especificamente um aspecto para implementar a invenção. Em outras palavras, a invenção descrita no SUMÁRIO DA INVENÇÃO deve ser interpretada com base na descrição apresentada aqui, e a modalidade é meramente um exemplo específico da invenção descrita no SUMÁRIO DA INVENÇÃO.

[78] Como apresentado acima, apesar de o aspecto para implementação da presente invenção ter sido descrito com referência à modalidade, a presente invenção não está limitada a isso e muitas variações podem ser realizadas com segurança dentro do escopo técnico da invenção.

[79] A presente invenção é aplicável à indústria de fabricação para um dispositivo de controle de motor elétrico.

Claims

Dispositivo de controle de motor elétrico montado em um dispositivo de acionamento (20) incluindo um motor elétrico (32), um inversor (34) configurado para acionar o motor elétrico (32), e um dispositivo de armazenamento de energia (36) configurado para permutar energia com o motor elétrico (32) através do inversor (34), o dispositivo de controle de motor elétrico caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de controle eletrônico (50) configurada para:
realizar o controle de comutação de um elemento de comutação do inversor (34) no modo de controle de modulação de largura de pulso quando um grau de modulação for inferior a um primeiro valor predeterminado;
realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor (34) no modo de controle de onda quadrada quando o grau de modulação for superior a ou igual a um segundo valor predeterminado, que é maior do que o primeiro valor predeterminado; e
realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor (34) no modo de controle intermediário quando o grau de modulação for superior a ou igual ao primeiro valor predeterminado e inferior ao segundo valor predeterminado, o modo de controle intermediário, utilizando um padrão de comutação no qual, em um padrão de pulso no modo de controle de onda quadrada, um corte é formado em um caso no qual um pulso está presente em um momento em que uma corrente de fase cruza o zero, e um pulso curto, possuindo a mesma largura que o corte, é formado em um caso no qual o pulso não está presente no momento em que a corrente de fase cruza o zero.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modo de controle intermediário é o modo utilizando o padrão de comutação no qual as larguras do corte e do pulso curto são reduzidas à medida que o grau de modulação é aumentado.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para mudar gradualmente as larguras do corte e do pulso curto até que as larguras se tornem iguais a zero, quando da comutação do modo de controle intermediário para o modo de controle de onda quadrada.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que:
o modo de controle de onda quadrada utiliza, quando o número de revoluções do motor elétrico (32) é superior a ou igual a um primeiro número predeterminado de revoluções, que é superior a uma primeira região de ressonância, um padrão de pulso de onda quadrada, no qual uma primeira metade ou uma segunda metade de um período se torna um pulso de onda quadrada, e utiliza, quando o número de revoluções de motor elétrico (32) é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções, um primeiro padrão de comutação, no qual um ou mais cortes são formados em uma região na qual o pulso de onda quadrada está presente e um ou mais pulsos quadrados, possuindo a mesma largura que os cortes, são formados ao mesmo tempo que os cortes, em uma região na qual o pulso de onda quadrada não está presente no padrão de pulso de onda quadrada, o primeiro padrão de comutação reduzindo a ressonância LC na primeira região de ressonância; e
o segundo valor predeterminado é superior quando o número de revoluções do motor elétrico (32) é superior a ou igual ao primeiro número predeterminado de revoluções em comparação com quando o número de revoluções é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que:
o modo de controle de onda quadrada utiliza um segundo padrão de comutação quando o número de revoluções do motor elétrico (32) é inferior a um segundo número predeterminado de revoluções, que é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções, o segundo padrão de comutação possuindo um número maior de cortes e pulsos curtos do que os cortes e pulsos curtos do primeiro padrão de comutação e reduzindo a ressonância LC em uma segunda região de ressonância incluída em uma faixa do número de revoluções inferior ao segundo número de revoluções predeterminado; e
o segundo valor predeterminado é inferior quando o número de revoluções do motor elétrico (32) é inferior ao segundo número predeterminado de revoluções, em comparação com quando o número de revoluções é superior a ou igual ao segundo número predeterminado de revoluções.
Dispositivo de controle de motor elétrico montado em um dispositivo de acionamento (20), incluindo um motor elétrico (32), um inversor (34) configurado para acionar o motor elétrico (32), e um dispositivo de armazenamento de energia (36) configurado para permutar energia com o motor elétrico (32) através do inversor (34), o dispositivo de controle de motor elétrico caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de controle eletrônico (50) configurada para:
realizar o controle de comutação de um elemento de comutação do inversor (34) pela comutação entre o modo de controle de modulação de largura de pulso e o modo de controle de onda quadrada, de acordo com um grau de modulação, o modo de controle de onda quadrada utilizando, quando o número de revoluções do motor elé-trico(32) for superior a ou igual a um primeiro número predeterminado de revoluções, que é superior a uma primeira região de ressonância, um padrão de pulso de onda quadrada, no qual uma primeira metade ou uma segunda metade de um período se torna um pulso de onda quadrada, e utilizando, quando o número de revoluções do motor elétrico (32) for inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções, que é superior a uma primeira região de ressonância, um primeiro padrão de comutação no qual um ou mais cortes são formados em uma região na qual o pulso de onda quadrada está presente e um ou mais pulsos curtos, possuindo a mesma largura que os cortes, são formados ao mesmo tempo em que os cortes são formados, em uma região na qual o pulso de onda quadrada não está presente no padrão de pulso de onda quadrada, o primeiro padrão de comutação reduzindo a ressonância LC na primeira região de ressonância; e
realizar o controle de uma primeira variação gradual na qual as larguras dos cortes e dos pulsos curtos do primeiro padrão de comutação mudam gradualmente para se tornarem pequenas, quando da comutação do primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da primeira variação gradual, configurar as larguras dos cortes e pulsos curtos, ou o grau de modulação, etapa por etapa, em uma pluralidade de etapas.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da primeira variação gradual, quando o número de revoluções do motor elétrico (32) excede um primeiro número limite de revoluções para comutar o primeiro padrão de comutação para o padrão de pulso de onda quadrada, configurar o grau de modulação para que seja gradualmente aumentado a partir do grau de modulação do primeiro padrão de comu-tação para o grau de modulação do padrão de pulso de onda quadrada, e configurar as larguras dos cortes e dos pulsos curtos pela utilização do grau de modulação determinado e uma relação na qual as larguras são reduzidas, à medida que o grau de modulação é aumentado.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da primeira variação gradual, configurar uma fase de voltagem de acordo com o grau de modulação determinado, e realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor (34) de modo que a fase de voltagem determinada seja alcançada no primeiro padrão de comutação no qual as larguras determinadas dos cortes e pulsos curtos são utilizadas.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizado pelo fato de que:
o modo de controle de onda quadrada utiliza um segundo padrão de comutação quando o número de revoluções do motor elétrico (32) é inferior a um segundo número predeterminado de revoluções, que é inferior ao primeiro número predeterminado de revoluções, no qual o segundo padrão de comutação possui um número maior de cortes e pulsos curtos do que os cortes e os pulsos curtos do primeiro padrão de comutação, e reduzindo a ressonância LC na segunda região de ressonância incluída em uma faixa de número de revoluções inferior ao segundo número de revoluções predeterminado;
a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, realizar o controle de uma segunda variação gradual na qual as larguras dos cortes e dos pulsos curtos do segundo padrão de comutação, que não correspondem aos cortes e pulsos curtos do primeiro padrão de comutação, mudam gradualmente para se tornarem pequenas.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da segunda variação gradual, configurar as larguras dos cortes e pulsos curtos ou o grau de modulação, etapa por etapa, em uma pluralidade de etapas.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da segunda variação gradual, quando o número de revoluções do motor elétrico (32) exceder um segundo número limite de revoluções para comutar o segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, determinar o grau de modulação para ser gradualmente aumentado a partir do grau de modulação do segundo padrão de comutação na direção do grau de modulação do primeiro padrão de comutação, e configurar as larguras dos cortes e dos pulsos curtos pela utilização do grau de modulação determinado e a relação na qual as larguras são reduzidas, à medida que o grau de modulação é aumentado.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da segunda variação gradual, determinar uma fase de voltagem de acordo com o grau de modulação determinado, e realizar o controle de comutação do elemento de comutação do inversor (34) de modo que a fase de voltagem determinada seja alcançada no segundo padrão de comutação no qual as larguras determinadas dos cortes e pulsos curtos são utilizadas.
Dispositivo de controle de motor elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 13, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (50) é configurada para, como o controle da segunda variação gradual, quando da comutação do segundo padrão de comutação para o primeiro padrão de comutação, mudar gradualmente um ou mais cortes e pulsos curtos, dentre os cortes e pulsos curtos no segundo padrão de comutação, correspondendo aos cortes e pulsos curtos no primeiro padrão de comutação, de modo que uma temporização e as larguras dos cortes e pulsos curtos correspondentes combinem com a temporização e larguras dos cortes e pulsos curtos no primeiro padrão de comutação.