CN100503304C

CN100503304C - 电动驱动控制装置、电动驱动控制方法及其程序

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Publication number: CN100503304C
Application number: CNB2005100790472A
Authority: CN
Inventors: 陈志谦; 藤原勋
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: US20050285556A1; JP4007345B2; JP2006014540A; DE102005030097A1; US7053581B2; CN1715094A

Abstract

本发明提供一种电动驱动控制装置，其具有第1、第2电流指令值计算处理机构、电压指令值计算处理机构、第1、第2调整值计算处理机构。第1电流指令值计算处理机构具有基于第1调整值调整第1电流指令值的第1电流指令值调整处理机构、和将调整后的第1电流指令值限制在规定值的电流限制处理机构。还有，第2电流指令值计算处理机构具有在限制第1电流指令值的同时、基于第2调整值调整第2电流指令值的第2电流指令值调整处理机构。由此，能够有效地进行磁场削弱控制，产生足够的电动机械转矩。

Description

电动驱动控制装置、电动驱动控制方法及其程序

技术领域

本发明涉及一种电动驱动控制装置、电动驱动控制方法及其程序。

背景技术

过去，在作为电动机械配置的驱动马达或者发电机中，配置有具有能够自由旋转、由N极和S极的永久磁铁组成的磁极对的转子、在该转子的径方向外侧配置的具有U相、V相和W相的定子线圈的定子等。

为了驱动发电机或驱动马达、产生作为驱动马达的转矩的驱动马达转矩或作为发电机的转矩的发电机转矩，设置有电动驱动装置。对驱动马达进行驱动的驱动马达控制装置和对发电机进行驱动的发电机控制装置作为电动机械控制装置，将该电动机械控制装置中产生的U相、V相和W相的脉冲调幅信号传送到变换器，将该变换器中产生的相电流、即U相、V相和W相的电流供给到上述各定子线圈，从而产生上述驱动马达转矩，或控制上述变换器以再生上述各定子线圈产生的相电流，从而产生发电机转矩。

但是，在例如上述驱动马达控制装置中，在分别沿转子的磁极对的方向取d轴、和沿与该d轴垂直的方向取q轴的d-q轴模型上，利用矢量控制运算进行反馈控制。因此，上述驱动马达控制装置检测供给到各定子线圈的电流、转子的磁极位置、变换器的输入直流电压等，基于磁极位置将所检测的电流、即检测电流变换为d轴电流及q轴电流，接着参照电流指令值映射关系，计算出表示d轴电流及q轴电流的目标值的d轴电流指令值及q轴电流指令值，基于上述d轴电流与d轴电流指令值的偏差、q轴电流与q轴电流指令值的偏差、以及驱动马达的参数，计算d轴电压指令值及q轴电压指令值。

在上述电流指令值映射关系中，与表示驱动马达转矩的目标值的驱动马达目标值转矩、上述直流电压及角速度对应而记录有d轴电流指令值及q轴电流指令值。还有，上述参数由反电动势常数MIf、各定子线圈的线圈电阻Ra、电感Ld、Lq等组成(参照专利文献1)。

但是，上述驱动马达中，虽然随着转子的旋转产生反电动势，然而角速度越高，驱动马达的端子电压也越高，如果该端子电压超过阈值，就会产生电压饱和，从而不能利用驱动马达进行输出。

此时，如果角速度增加，进入磁场削弱控制区域，为了进行磁场削弱控制，形成上述电流指令值映射关系，在该电流指令值映射关系的高角速度的规定区域内，d轴电流指令值向负方向增加，从而抵消永久磁铁的磁通量，减少磁通量与定子线圈的交割数。因此，可以增加驱动马达的运行区域。

专利文献1：特开平5-130710号公报。

但是，上述过去的驱动马达控制装置中，如果d轴电流指令值在负方向上太大，则不能有效地进行磁场削弱控制，不能产生足够的驱动马达转矩。

发明内容

本发明的目的在于解决上述过去的电动驱动控制装置的问题，提供能够有效地进行磁场削弱控制，产生足够的电动机械转矩的电动驱动控制装置、电动驱动控制方法及其程序。

因此，本发明的电动驱动控制装置中，具有基于表示电动机械转矩的目标值的电动机械目标转矩计算第1、第2电流指令值的第1、第2电流指令值计算处理机构、基于上述第1、第2电流指令值计算电压指令值的电压指令值计算处理机构、计算用于调整上述第1、第2电流指令值的第1、第2调整值的第1、第2调整值计算处理机构。

上述第1电流指令值计算处理机构具有基于上述第1调整值调整第1电流指令值的第1电流指令值调整处理机构、和将调整后的第1电流指令值限制在规定值的电流限制处理机构。还有，上述第2电流指令值计算处理机构具有在限制第1电流指令值的同时、基于上述第2调整值调整第2电流指令值的第2电流指令值调整处理机构。

本发明的其它的电动驱动控制装置中，具有在限制上述第1电流指令值的同时、切换上述第1、第2电流指令值调整处理机构的切换处理机构。

本发明的其它另外的电动驱动控制装置中，上述第2电流指令值计算处理机构基于利用上述第1电流指令值计算处理机构计算出的第1电流指令值，计算第2电流指令值。

本发明的其它另外的电动驱动控制装置中，上述第2电流指令值计算处理机构基于上述电动机械目标转矩及第1调整值，计算第2电流指令值。

本发明的其它另外的电动驱动控制装置中，上述第1、第2调整值计算处理机构基于从上述电压指令值计算的表示电压饱和程度的电压饱和判断指标、及阈值计算上述第1、第2调整值。

本发明的电动驱动控制方法中，具有基于表示电动机械转矩的目标值的电动机械目标转矩计算第1、第2电流指令值的计算工序、基于该第1、第2电流指令值计算电压指令值的计算工序、计算用于调整上述第1、第2电流指令值的第1、第2调整值的第1、第2调整值的计算工序。

在计算上述第1、第2电流指令值的计算工序中，基于上述第1调整值调整第1电流指令值，并限制其在规定值内，在限制上述第1电流指令值的同时，基于上述第2调整值调整第2电流指令值。

本发明的电动驱动控制方法的程序中，使计算机具有基于表示电动机械转矩的目标值的电动机械目标转矩计算第1、第2电流指令值的第1、第2电流指令值计算处理机构、基于上述第1、第2电流指令值计算电压指令值的电压指令值计算处理机构、计算用于调整上述第1、第2电流指令值的第1、第2调整值的第1、第2调整值计算处理机构的功能。

根据本发明，在电动驱动控制装置中，具有基于表示电动机械转矩的目标值的电动机械目标转矩计算第1、第2电流指令值的第1、第2电流指令值计算处理机构、基于上述第1、第2电流指令值计算电压指令值的电压指令值计算处理机构、计算用于调整上述第1、第2电流指令值的第1、第2调整值的第1、第2调整值计算处理机构。

此时，由于基于第1调整值调整第1电流指令值、并将调整后的第1电流值限制在规定值内，因此能够有效地进行磁场削弱控制，产生足够的电动机械转矩。

还有，由于在限制第1电流指令值的同时，基于上述第2调整值调整第2电流指令值，因此能够防止出现电压饱和，防止出现不能利用电动机械进行输出的现象。

附图说明

图1为表示本发明第1实施方式的驱动马达控制装置的方框图。

图2为本发明第1实施方式的电动驱动控制装置的概念图。

图3表示本发明第1实施方式的最大驱动马达目标转矩映射关系。

图4为本发明第1实施方式的第1电流指令值映射关系。

图5为本发明第1实施方式的第2电流指令值映射关系。

图6为本发明第1实施方式的电流限制映射关系。

图7为表示本发明第2实施方式的驱动马达控制装置的方框图。

图8为本发明第2实施方式的第2电流指令值映射关系。

图中：31—驱动马达，45—驱动马达控制装置，48—电压指令值计算处理部，53—d轴电流指令值计算部，54、84—q轴电流指令值计算部，55、66—减法运算器，59、67—积分运算器，65—电流限制器，SW1—开关。

具体实施方式

下面，结合附图详细说明本发明的实施方式。此时，对搭载在作为电动车辆的电动汽车的电动驱动装置、以及操作该电动驱动装置的电动驱动控制装置进行说明。

图1为表示本发明第1实施方式的驱动马达控制装置的方框图。图2为本发明第1实施方式的电动驱动控制装置的概念图。图3表示本发明第1实施方式的最大驱动马达目标转矩映射关系。图4为本发明第1实施方式的第1电流指令值映射关系。图5为本发明第1实施方式的第2电流指令值映射关系。图6为本发明第1实施方式的电流限制映射关系。另外，图3中，横轴为角速度ω，纵轴为最大驱动马达目标转矩TMmax^*。图4中，横轴为表示作为驱动马达31的转矩的驱动马达转矩TM的目标值的驱动马达目标转矩TM^*，纵轴为d轴电流指令值id^*。图5中，横轴为d轴电流指令值id^*，纵轴为q轴电流指令值iq^*。图6中，横轴为电流限制参数Vdc/ω，纵轴为最大电流指令值idmax^*。

图中，31为作为电动机械的驱动马达，该驱动马达31安装在例如电动汽车的驱动轴上，具有自由旋转的图中未表示的转子、及设置在该转子的径方向外侧的定子。上述转子具有转子芯、在该转子芯的圆周方向的多个位置上等间距配置的永久磁铁，该永久磁铁的S极与N极构成磁极对。还有，上述定子具有在圆周方向的多个位置上向径方向内侧突出的形成齿的定子芯、及绕在上述齿上的作为U相、V相和W相线圈的定子线圈。

上述转子的输出轴上设置有作为检测转子的磁极位置的磁极位置检测部的磁极位置传感器21，该磁极位置传感器21产生作为传感器输出的磁极位置信号SGθ，传送到作为电动机械控制装置的驱动马达控制装置45。另外，可以采用解算装置取代上述磁极位置传感器21作为磁极位置检测部，利用该解算装置产生磁极位置信号。

为了驱动上述驱动马达31、进而使电动汽车行驶，来自电池14的直流电流经过作为电流发生装置的变换器40转变为相电流、即U相、V相和W相的电流Iu、Iv、Iw，各相电流Iu、Iv、Iw分别供给到定子线圈11-13。

因此，上述变换器40具有作为6个开关元件的晶体管Tr1-Tr6，在驱动电路51中产生的驱动信号传送到各晶体管Tr1-Tr6，通过使该各晶体管Tr1-Tr6有选择地开关，可以产生上述各相电流Iu、Iv、Iw。作为上述变换器40，可以采用通过将2-6个开关元件组成1组所形成的IGBT等电源模块，或采用在IGBT中安装驱动电路等而形成的IPM(inte1ligent powermodule，智能功率模块)。

在从上述电池14向变换器40供给电流时的入口侧设置有作为电压检测部的电压传感器15，该电压传感器15检测变换器40的入口侧的直流电压Vdc，并传送到驱动马达控制装置45。另外，直流电压Vdc也可以使用电池电压，此时在上述电池14上设置有作为电压检测部的电池电压传感器。

另外，上述驱动马达31、变换器40、驱动电路51、图中未表示的驱动车轮等构成电动驱动装置。还有，17为电容器。

然而，由于上述定子线圈11-13为星型接法，所以在确定了各相中的2个相的电流值后，剩下的1个相的电流值也就同时确定。因此，为了控制各相电流Iu、Iv、Iw，在例如U相和V相的定子线圈11、12的引线上设置检测U相和V相电流Iu、Iv的作为电流检测部的电流传感器33、34，该电流传感器33、34将检测的电流作为检测电流iu、iv传送到驱动马达控制装置45。

该驱动马达控制装置45中，除了起计算机作用的图中未表示的CPU外，还设置有用于存储数据或各种程序的RAM、ROM等图中未表示的存储装置，该存储装置内设定有第1、第2电流指令值映射关系。还有，也可以采用MPU取代CPU。

虽然在上述ROM内存储有各种程序、数据等，但程序、数据等也可以存储在作为外部存储装置的硬盘等其它存储介质中。此时，上述驱动马达控制装置45中设置有闪存，从上述存储介质读出上述程序、数据，存储在闪存中。因此，通过与外部的存储介质进行交换，可以更新上述程序、数据等。

接着，说明上述驱动马达控制装置45的动作。

首先，上述驱动马达控制装置45的图中未表示的位置检测处理机构进行位置检测处理，读入从上述磁极位置传感器21传送来的磁极位置信号SGθ，基于该磁极位置信号SGθ检测磁极位置θ。还有，上述位置检测处理机构的旋转速度计算处理机构进行旋转速度计算处理，基于上述磁极位置信号SGθ计算出驱动马达31的角速度ω。另外，上述旋转速度计算处理机构在磁极数为p时，基于上述角速度ω计算作为驱动马达31的旋转速度的驱动马达机械角的旋转速度(rpm)NM：

NM＝60·(2/p)·ω/(2π)

该驱动马达旋转速度NM构成电动机械旋转速度。

还有，上述驱动马达控制装置45的图中未表示的检测电流获取处理机构进行检测电流获取处理，读入并获取上述检测电流iu、iv，同时基于上述检测电流iu、iv，计算并获取检测电流iw：

iw＝-iu-iv

接着，上述驱动马达控制装置45的图中未表示的驱动马达控制处理机构进行驱动马达控制处理，基于驱动马达目标转矩TM^*、检测电流iu、iv、iw、磁极位置θ、直流电压Vdc等，对驱动马达31进行驱动。另外，驱动马达转矩TM构成电动机械转矩，驱动马达目标转矩TM^*构成电动机械目标转矩。还有，在本实施方式中，上述驱动马达控制装置45利用分别沿转子的磁极对的方向取d轴、和沿与该d轴垂直的方向取q轴的d-q轴模型，通过矢量控制运算，进行反馈控制。

这样，上述驱动马达控制装置45的图中未表示的车速检测处理机构进行车速检测处理，基于上述驱动马达旋转速度NM，检测与驱动马达旋转速度NM相对应的车速V，将检测的车速V传送到进行电动汽车整体控制的图中未表示的车辆控制装置。然后，该车辆控制装置的车辆用指令值计算处理机构进行车辆用指令值计算处理，读入上述车速V及加速踏板开度α，基于车速V及加速踏板开度α，计算车辆要求转矩TO^*，与该车辆要求转矩TO^*相对应，产生驱动马达目标转矩TM^*，并传送到上述驱动马达控制装置45。

然后，在该驱动马达控制装置45中，上述驱动马达控制处理机构为了基于驱动马达目标转矩TM^*对驱动马达31进行驱动，具有作为电流指令值计算·调整处理机构的电流指令值计算部46、作为磁场削弱控制处理机构的磁场削弱控制处理部47、作为电压指令值处理机构的电压指令值计算处理部48、作为第1相变换处理机构的三相两相变换部49、以及作为输出信号产生处理手段的PWM发生器50。

上述电流指令值计算部46为了进行电流指令值计算·调整处理，具有作为第1电流指令值计算处理机构的d轴电流指令值计算部53、减法运算器55和电流限制器65、作为第2电流指令值计算处理机构的q轴电流指令值计算部54和减法运算器66，上述d轴电流指令值计算部53、减法运算器55和电流限制器65进行第1电流指令值计算处理，计算出作为表示d轴电流id的目标值的第1电流指令值的d轴电流指令值id^*。上述q轴电流指令值计算部54和减法运算器66进行第2电流指令值计算处理，计算出作为表示q轴电流iq的目标值的第2电流指令值的q轴电流指令值iq^*。另外，上述d轴电流指令值计算部53构成最大转矩控制处理机构，上述减法运算器55、66构成第1、第2电流指令值调整处理机构，电流限制器65构成电流限制处理机构。

还有，为了进行磁场削弱控制处理，磁场削弱控制处理部47具有作为切换处理机构的开关SW1、作为电压饱和计算值计算处理机构的减法运算器58、及作为第1电压饱和判断处理机构且作为第1调整值计算处理机构的积分运算器59、和作为第2电压饱和判断处理机构且作为第2调整值计算处理机构的积分运算器67，进行磁场削弱控制处理，当电池电压变低、或驱动马达旋转速度NM变高时，自动进行磁场削弱控制处理。

上述电压指令值计算处理部48为了进行电压指令值计算处理，具有作为电流控制处理机构的电流控制部61及作为电压控制处理机构的电压控制部62，电流控制部61进行电流控制处理，计算作为第1、第2轴电压指令值的d轴电压指令值vd^*和q轴电压指令值vq^*。电压控制部62进行电压控制处理，计算作为第1-第3相电压指令值的电压指令值vu^*、vv^*、vw^*。另外，上述d轴电压指令值vd^*、q轴电压指令值vq^*、电压指令值vu^*、vv^*、vw^*构成电压指令值。

上述电流指令值计算部46进行电流指令值计算处理，读入驱动马达目标转矩TM^*、角速度ω和直流电压Vdc，计算d轴电流指令值id^*和q轴电流指令值iq^*。

这样，从上述车辆用指令值计算处理机构向驱动马达控制装置45传送驱动马达目标转矩TM^*时，作为驱动马达控制装置45的转矩指令值限制处理机构的转矩指令值限制部22进行转矩指令值限制处理，读入上述直流电压Vdc、角速度ω和驱动马达目标转矩TM^*，参照在上述存储装置中设定的图3的最大驱动目标转矩映射关系，读入与上述直流电压Vdc和角速度ω对应的表示驱动马达目标转矩TM^*的最大值的最大驱动马达目标转矩TMmax^*，限制驱动马达目标转矩TM^*不超过最大驱动马达目标转矩TMmax^*。

另外，在上述最大驱动马达目标转矩映射关系中，当角速度ω小于等于规定值ω1时，最大驱动马达目标转矩TMmax^*为一定值。当角速度ω超过规定值ω1时，最大驱动马达目标转矩TMmax^*沿曲线减小。在角速度ω超过规定值ω1的区域，最大驱动马达目标转矩TMmax^*随着直流电压Vdc的增高而增加，随着直流电压Vdc的降低而减小。另外，上述最大驱动马达目标转矩映射关系构成最大电动机械目标转矩映射关系，上述最大驱动马达目标转矩TMmax^*构成最大电动机械目标转矩。

接着，上述d轴电流指令值计算部53进行最大转距控制处理，读入在上述转矩指令值限制部22所限制的驱动马达目标转矩TM^*，参照在上述存储装置中设定的图4的第1电流指令值映射关系，读入与驱动马达目标转矩TM^*对应的d轴电流指令值id^*，将该d轴电流指令值id^*传送到减法运算器55。

此时，在上述第1电流指令值映射关系中，设定d轴电流指令值id^*，使得电流振幅指令值的绝对值变得最小，以实现驱动马达目标转矩TM^*。在上述第1电流指令值映射关系中，驱动马达目标转矩TM^*取正值，与此对应，d轴电流指令值id^*取负值。当驱动马达目标转矩TM^*为零时，d轴电流指令值id^*为零，随着驱动马达目标转矩TM^*的增加，d轴电流指令值id^*朝负方向增大。

然而，在上述驱动马达31中，随着转子的旋转而产生反电动势。驱动马达旋转速度NM越高，驱动马达31的端子电压越高，当该端子电压超过阈值时，产生电压饱和，从而不能通过驱动马达31进行输出。

此时，上述电压控制部62的图中未表示的电压饱和判断指标计算处理机构进行电压饱和判断指标计算处理，基于上述d轴电压指令值vd^*和q轴电压指令值vq^*，计算作为表示电压饱和程度的值的电压饱和判断指标m：

m＝√(vd^*2+vq^*2)/Vdc

并传送到减法运算器58。

该减法运算器58进行电压饱和计算值计算处理，从上述电压饱和判断指标m，减去将表示变换器40的最大输出电压的阈值作为比较值Vmax

Vmax＝k·Vdc

时的常数k(本实施方式中，为0.78)，计算出电压饱和计算值ΔV

ΔV＝m-k

并传送到磁场削弱控制处理部47。

接着，在磁场削弱控制处理部47，基于上述电压饱和计算值ΔV判断是否需要进行磁场削弱控制，如果需要磁场削弱控制，则使d轴电流指令值id^*在负方向增大。

因此，积分运算器59进行第1电压饱和判断处理和第1调整值计算处理，通过开关SW1从减法运算器58接受上述电压饱和计算值ΔV后，在每个控制时刻，计算该电压饱和计算值ΔV，计算积分值∑ΔV，当该积分值∑ΔV为正值时，将积分值∑ΔV乘以比例常数，得到进行磁场削弱控制的第1调整值Δid，设定为正值。当电压饱和计算值ΔV或积分值∑ΔV为小于等于零的值时，上述第1调整值Δid为零。

减法运算器55进行第1电流指令值调整处理，接受第1调整值Δid，通过从上述d轴电流指令值id^*减去第1调整值Δid，调整d轴电流指令值id^*，将调整后的d轴电流指令值id^*传送到q轴电流指令值计算部54和电流控制部61。

此时，当第1调整值Δid取零值时，实际上不进行d轴电流指令值id^*的调整，也不进行磁场削弱控制。另一方面，当第1调整值Δid取正值时，调整d轴电流指令值id^*，使其值向负方向增大，进行磁场削弱控制。

这样，计算出d轴电流指令值id^*后，上述q轴电流指令值计算部54读入在上述转矩指令值限制部22限制的驱动马达目标转矩TM^*、及d轴电流指令值id^*，参照在上述存储装置中设定的图5的第2电流指令值映射关系，计算与驱动马达目标转矩TM^*及d轴电流指令值id^*对应的q轴电流指令值iq^*。

另外，在上述第2电流指令值映射关系中，随着驱动马达目标转矩TM^*增大，d轴电流指令值id^*在负方向增加，q轴电流指令值iq^*在正方向增加。随着驱动马达目标转矩TM^*减小，d轴电流指令值id^*在负方向减小，q轴电流指令值iq^*在正方向减小。还有，当驱动马达目标转矩TM^*为一定时，随着d轴电流指令值id^*在负方向增加，q轴电流指令值iq^*在正方向减小。

因此，当上述第1调整值Δid取零值、不进行磁场削弱控制时，由于第1调整值Δid为零，例如图5所示，如果传送到减法运算器55的d轴电流指令值id^*的值为ida^*，d轴电流指令值id^*的值ida^*原样传送到q轴电流指令值计算部54。在q轴电流指令值计算部54，q轴电流指令值iq^*的值为iqa^*。与此对应，当第1调整值Δid取正值、进行磁场削弱控制时，例如如果传送到减法运算器55的d轴电流指令值id^*的值为ida^*，在减法运算器55，d轴电流指令值id^*在负方向增加第1调整值Δid，变为idb^*，然后传送到q轴电流指令值计算部54，在q轴电流指令值计算部54，q轴电流指令值iq^*在正方向小于值iqa^*，变为值iqb^*。

这样，当出现电压饱和时，上述d轴电流指令值id^*在负方向增加第1调整值Δid，从而能够在磁场削弱控制区域对驱动马达31进行驱动，可以扩大驱动马达31的运行区域。

然而，如果上述d轴电流指令值id^*在负方向太大，就不能充分利用磁场削弱控制的效果。

此时，在减法运算器55与电流控制部61之间设置上述电流限制器65，设定作为d轴电流指令值id^*的限制值的最大电流指令值idmax^*，当在上述减法运算器55调整后的d轴电流指令值id^*大到超过最大电流指令值idmax^*时，在上述电流限制器65对从减法运算器55输出的d轴电流指令值id^*进行限制，使传送到电流控制部61的d轴电流指令值id^*为最大电流指令值idmax^*。

因此，在上述存储装置内形成如图6所示的电流限制映射关系，上述电流限制器65进行电流限制处理，读入与利用上述驱动马达控制处理机构计算的上述直流电压Vdc和角速度ω相对应的电流限制参数Vdc/ω，参照上述电流限制映射关系，读入与电流限制参数Vdc/ω相对应的表示d轴电流指令值id^*的最大值的最大电流指令值idmax^*，限制d轴电流指令值id^*，使其不超过最大电流指令值idmax^*。

另外，在上述电流限制映射关系中，当电流限制参数Vdc/ω小于等于规定值η1时，随着电流限制参数Vdc/ω增加，最大电流指令值idmax^*在负方向沿曲线增大。电流限制参数Vdc/ω大于上述值η1时，最大电流指令值idmax^*为一定值。

这样，当在上述减法运算器55调整的d轴电流指令值id^*超过最大电流指令值idmax^*时，在上述电流限制器65，限制d轴电流指令值id^*，使其为最大电流指令值idmax^*，因此能够有效地进行磁场削弱控制，产生足够的驱动马达转矩TM。

然而，此时由于在上述减法运算器55调整的d轴电流指令值id^*原样传送到q轴电流指令值计算部54，因此只有d轴电流指令值id^*受到限制。这里，电流限制器65的图中未表示的电流限制判断处理机构进行电流限制判断处理，根据在上述减法运算器55调整的d轴电流指令值id^*是否大于最大电流指令值idmax^*，来判断是否限制d轴电流指令值id^*。当在上述减法运算器55调整的d轴电流指令值id^*大于最大电流指令值idmax^*时，判断进行电流限制，将电流限制信号传送到开关SW1。

该开关SW1进行切换处理，接受上述电流限制判断信号后，保持当时的第1调整值Δid，进行切换，隔断减法运算器58与积分运算器59，连接减法运算器58与积分运算器67。与此同时，减法运算器55在开关SW1切换的时刻，按照第1调整值Δid调整d轴电流指令值id^*，并传送到q轴电流指令部计算部54和电流限制器65。

上述积分运算器67进行第2电压饱和判断处理及第2调整值计算处理，通过开关SW1从减法运算器58接受上述电压饱和计算值ΔV后，在每个控制时刻，计算该电压饱和计算值ΔV，计算积分值∑ΔV，当该积分值∑ΔV为正值时，将积分值∑ΔV乘以比例常数，得到第2调整值Δiq，设定为正值。当电压饱和计算值ΔV或积分值∑ΔV为小于零的值时，上述第2调整值Δiq为零。

减法运算器66进行第2电流指令值调整处理，接受第2调整值Δiq，通过从上述q轴电流指令值iq^*减去第2调整值Δiq，调整q轴电流指令值iq^*。

此时，当第2调整值Δiq取零值时，实际上不进行q轴电流指令值iq^*的调整。另一方面，当第2调整值Δiq取正值时，调整q轴电流指令值iq^*，使其值向正方向减小。

然而，上述三相两相变换部49进行作为第1相变换处理的三相/两相变换，读入磁极位置θ，将检测电流iu、iv、iw分别变换为d轴电流id和q轴电流iq，计算出作为实际电流的d轴电流id和q轴电流iq，并传送到电流控制部61。该电流控制部61从电流限制器65接受进行电流限制处理后的d轴电流指令值id^*，从减法运算器66接受进行磁场削弱控制处理之后的q轴电流指令值iq^*，从三相两相变换部49接受上述d轴电流id和q轴电流iq，然后进行反馈控制。

因此，电流控制部61计算上述d轴电流指令值id^*与d轴电流id的电流偏差δid、及q轴电流指令值iq^*与q轴电流iq的电流偏差δiq，基于各电流偏差δid、δiq，进行比例控制和积分控制。

即，电流控制部61基于电流偏差δid计算表示比例成分的电压指令值的电压降Vzdp、及表示积分成分的电压指令值的电压降Vzdi，将电压降Vzdp与Vzdi相加，计算电压降Vzd：

Vzd＝Vzdp+Vzdi

还有，上述电流控制部61读入角速度ω及q轴电流iq，基于角速度ω、q轴电流iq及q轴电感Lq，计算q轴电流iq感应生成的感应电压ed：

ed＝ω·Lq·iq

同时，从上述电压降Vzd减去感应电压ed，计算作为输出电压的d轴电压指令值vd^*：

vd^*＝Vzd-ed

＝Vzd-ω·Lq·iq

还有，上述电流控制部61基于电流偏差δiq计算表示比例成分的电压指令值的电压降Vzqp、及表示积分成分的电压指令值的电压降Vzqi，将电压降Vzqp与Vzqi相加，计算电压降Vzq：

Vzq＝Vzqp+Vzqi

还有，上述电流控制部61读入角速度ω及d轴电流id，基于角速度ω、反电动势常数MIf、d轴电流id及d轴电感Ld，计算d轴电流id感应生成的感应电压eq：

eq＝ω(MIf+Ld·id)

同时，在电压降Vzq加上感应电压eq，计算作为输出电压的q轴电压指令值vq^*：

vq^*＝Vzq+eq

＝Vzq+ω(MIf+Ld·id)

接着，上述电压控制部62的图中未表示的作为第2相变换处理机构的二相三相变换部进行第2相变换处理，读入d轴电压指令值vd^*、q轴电压指令值vq^*及磁极位置θ，将d轴电压指令值vd^*、q轴电压指令值vq^*变换为电压指令值vu^*、vv^*、vw^*，并将该电压指令值vu^*、vv^*、vw^*传送到PWM发生器50。

该PWM发生器50进行输出信号发生处理，基于上述各相的电压指令值vu^*、vv^*、vw^*及上述直流电压Vdc，产生作为输出信号的具有与上述d轴电流指令值id^*、q轴电流指令值iq^*对应的脉冲宽度的各相脉冲调幅信号Mu、Mv、Mw，并传送到上述驱动电路51。

该驱动电路51接受上述各相脉冲调幅信号Mu、Mv、Mw，产生6个驱动信号，并将该驱动信号传送到变换器40。该变换器40基于上述脉冲调幅信号Mu、Mv、Mw，对晶体管Tr1-Tr6进行开关，产生各相电流Iu、Iv、Iw，将该各相电流Iu、Iv、Iw供给到上述驱动马达31的各定子线圈11-13。

这样，基于驱动马达目标转矩TM^*，进行转矩控制，对驱动马达31进行驱动，使电动汽车行驶。

但是，随着上述开关SW1的切换，d轴电流指令值id^*固定在被电流限制器65限制的值，与此对应，只要第2调整值Δiq为正值，q轴电流指令值iq^*则在正方向减小。此时，在图5的第2电流指令值映射关系中，不能在同一驱动马达目标转矩TM^*的曲线上产生d轴电流指令值id^*和q轴电流指令值iq^*，实际产生的驱动马达转矩TM变小，但是由于上述电压饱和判断指标m增大时，q轴电流指令值iq^*变小，所以能够防止出现电压饱和，防止出现不能利用驱动马达31进行输出的现象。

接着，说明本发明的第2实施方式。对于与第1实施方式构造相同的部件，采用相同符号，因此省略其说明，对于具有相同结构的发明效果则沿用该实施方式的效果。

图7为表示本发明第2实施方式的驱动马达控制装置的方框图。图8为本发明第2实施方式的第2电流指令值映射关系。图8中，横轴为第1调整值Δid^*，纵轴为q轴电流指令值iq^*。

此时，作为电流指令值计算·调整处理机构的电流指令值计算部46为了进行电流指令值计算·调整处理，具有作为第1电流指令值计算处理机构的d轴电流指令值计算部53、减法运算器55和电流限制器65、作为第2电流指令值计算处理机构的q轴电流指令值计算部84及减法运算器66，上述d轴电流指令值计算部53、减法运算器55和电流限制器65进行第1电流指令值计算处理，计算出作为第1电流指令值的d轴电流指令值id^*。q轴电流指令值计算部84及减法运算器66进行第2电流指令值计算处理，计算出作为第2电流指令值的q轴电流指令值iq^*。另外，上述d轴电流指令值计算部53构成最大转矩控制处理机构，上述减法运算器55、66构成第1、第2电流指令值调整处理机构，电流限制器65构成电流限制处理机构。

还有，为了进行磁场削弱控制处理，作为磁场削弱控制处理机构的磁场削弱控制处理部47具有作为切换处理机构的开关SW1、作为电压饱和计算值计算处理机构的减法运算器58、作为第1电压饱和判断处理机构且作为第1调整值计算处理机构的积分运算器59、和作为第2电压饱和判断处理机构且作为第2调整值计算处理机构的积分运算器67，当角速度ω及驱动马达旋转速度NM变高时，自动进行磁场削弱控制处理。

上述d轴电流指令值计算部53进行最大转距控制处理，参照在上述存储装置中设定的与图4相同的第1电流指令值映射关系，读入与上述驱动马达目标转矩TM^*对应的d轴电流指令值id^*，将该d轴电流指令值id^*传送到上述减法运算器55。

还有，作为上述电压控制处理机构的电压控制部62的上述电压饱和判断指标计算处理机构进行电压饱和判断指标计算处理，基于上述d轴电压指令值vd^*和q轴电压指令值vq^*，与第1实施方式一样，计算电压饱和判断指标m，并传送到作为电压饱和计算值计算处理机构的减法运算器58。

该减法运算器58进行电压饱和计算值计算处理，从上述电压饱和判断指标m减去常数k，计算出电压饱和计算值ΔV，并传送到磁场削弱控制处理部47。

因此，在磁场削弱控制处理部47，基于电压饱和计算值ΔV判断是否需要进行磁场削弱控制，如果需要磁场削弱控制，则使d轴电流指令值id^*在负方向增大。

因此，上述积分运算器59进行第1电压饱和判断处理和第1调整值计算处理，通过开关SW1从减法运算器58接受上述电压饱和计算值ΔV后，在每个控制时刻，对该电压饱和计算值ΔV进行积分计算，计算积分值∑ΔV，当该积分值∑ΔV为正值时，将上述积分值∑ΔV乘以比例常数，得到进行磁场削弱控制的第1调整值Δid，设定为正值。当电压饱和计算值ΔV或积分值∑ΔV为小于等于零的值时，上述第1调整值Δid为零。

减法运算器55进行第1电流指令值调整处理，接受第1调整值Δid，通过从上述d轴电流指令值id*减去第1调整值Δid，调整d轴电流指令值id^*。

另一方面，上述q轴电流指令值计算部84读入在上述转矩指令值限制部22限制的驱动马达目标转矩TM^*和第1调整值Δid，参照上述存储装置中设定的图8的第2电流指令值映射关系，读入上述驱动马达目标转矩TM^*和与第1调整值Δid对应的q轴电流指令值iq^*，传送到减法运算器66。另外，在上述第2电流指令值映射关系中，随着第1调整值Δid减小、驱动马达目标转矩TM^*增大，q轴电流指令值iq^*则在正方向增加。随着第1调整值Δid增加、驱动马达目标转矩TM^*减小、q轴电流指令值iq^*则在正方向减小。

与第1实施方式一样，在减法运算器55与电流控制部61之间设置上述电流限制器65，设定作为d轴电流指令值id^*的限制值的最大电流指令值idmax^*，当在上述减法运算器55调整后的d轴电流指令值id^*大到超过最大电流指令值idmax^*时，在上述电流限制器65对从减法运算器55输出的d轴电流指令值id^*进行限制，使传送到电流控制部61的d轴电流指令值id^*为最大电流指令值idmax^*。

还有，电流限制器65的上述电流限制判断处理机构进行电流限制判断处理，根据在上述减法运算器55调整的d轴电流指令值id^*是否大于最大电流指令值idmax^*，来判断是否限制d轴电流指令值id^*。当在上述减法运算器55调整的d轴电流指令值id^*大于最大电流指令值idmax^*时，判断进行电流限制，将电流限制信号传送到开关SW1。

该开关SW1进行切换处理，接受上述电流限制判断信号后，保持当时的第1调整值Δid，进行切换，隔断减法运算器58与积分运算器59，连接减法运算器58与积分运算器67。与此同时，减法运算器55在开关SW1切换的时刻，按照第1调整值Δid调整d轴电流指令值id^*，并传送到电流限制器65。

上述积分运算器67进行第2电压饱和判断处理及第2调整值计算处理，通过开关SW1从减法运算器58接受上述电压饱和计算值ΔV后，在每个控制时刻，计算该电压饱和计算值ΔV，计算积分值∑ΔV，当该积分值∑ΔV为正值时，将积分值∑ΔV乘以比例常数，得到第2调整值Δiq，设定为正值。当电压饱和计算值ΔV或积分值∑ΔV为小于等于零的值时，上述第2调整值Δiq为零。

上述各实施方式中，在作为第1电流指令值计算处理机构的d轴电流指令值计算部53计算作为第1电流指令值的d轴电流指令值id^*，在作为第2电流指令值计算处理机构的q轴电流指令值计算部54、84计算作为第2电流指令值的q轴电流指令值iq^*，但是可以取代上述d轴电流指令值计算部53和q轴电流指令值计算部54、84，设置作为第1电流指令值计算处理机构的电流振幅指令值计算部、和作为第2电流指令值计算处理机构的电流相位指令值计算部，在计算作为第1电流指令值的电流振幅指令值和作为第2电流指令值的电流相位指令值之后，计算d轴电流指令值id^*和q轴电流指令值iq^*。

还有，可以设置作为第1电流指令值计算处理机构的电流相位指令值计算部，设置作为第2电流指令值计算处理机构的电流振幅指令值计算部，在计算作为第1电流指令值的电流相位指令值和作为第2电流指令值的电流振幅指令值之后，计算d轴电流指令值id^*和q轴电流指令值iq^*。

还有，上述各实施方式中，说明了对驱动马达31进行驱动的情况，但也可以适用于对发电机进行驱动的情况。

还有，本发明不局限于上述实施方式，可以在本发明原则的基础上进行变形，这些变形仍属于本发明的范围。

Claims

1.一种用于永久磁铁电机的电动驱动控制装置，其特征在于：

用于抵消永久磁铁的磁通量的磁场削弱控制处理机构；

具有基于表示电动机械转矩的目标值的电动机械目标转矩计算第1、第2电流指令值的第1、第2电流指令值计算处理机构、基于上述第1、第2电流指令值计算电压指令值的电压指令值计算处理机构、计算用于调整上述第1、第2电流指令值的第1、第2调整值的第1、第2调整值计算处理机构，同时上述第1电流指令值计算处理机构具有基于上述第1调整值调整第1电流指令值的第1电流指令值调整处理机构、和将调整后的第1电流指令值限制在规定值的电流限制处理机构，上述第2电流指令值计算处理机构具有在限制第1电流指令值的同时、基于上述第2调整值调整第2电流指令值的第2电流指令值调整处理机构。

2.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于：

具有在限制上述第1电流指令值的同时、切换上述第1、第2电流指令值调整处理机构的切换处理机构。

3.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于：

上述第2电流指令值计算处理机构基于利用上述第1电流指令值计算处理机构计算出的第1电流指令值，计算第2电流指令值。

4.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于：

上述第2电流指令值计算处理机构基于上述电动机械目标转矩及第1调整值，计算第2电流指令值。

5.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于：

上述第1、第2调整值计算处理机构基于从上述电压指令值计算的表示电压饱和程度的电压饱和判断指标、及阈值计算上述第1、第2调整值。

6.一种用于永久磁铁电机的电动驱动控制方法，其特征在于：

用于抵消永久磁铁的磁通量的磁场削弱控制处理工序；

具有基于表示电动机械转矩的目标值的电动机械目标转矩计算第1、第2电流指令值的计算工序、基于该第1、第2电流指令值计算电压指令值的计算工序、计算用于调整上述第1、第2电流指令值的第1、第2调整值的第1、第2调整值的计算工序，同时在计算上述第1、第2电流指令值的计算工序中，基于上述第1调整值调整上述第1电流指令值，并限制其在规定值内，在限制上述第1电流指令值的同时，基于上述第2调整值调整上述第2电流指令值。