CN101341651A - 电动驱动控制装置以及电动驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电动驱动控制装置，可防止控制系统的特性变化，稳定地驱动电动机械。其中具有：根据电动机械目标转矩，计算电流指令值的电流指令值计算处理单元；计算电流指令值与向电动机械供给的电流之间的电流偏差的偏差计算处理单元；计算电流发生了变化时的、变化量相互不同的第1、第2电感的参数计算处理单元；进行干扰项运算的干扰项运算处理单元；进行比例项和积分项运算的比例积分项运算处理单元；和计算出电压指令值的电压指令值调整处理单元。从而能够在宽范围的运转区域使控制系统的特性保持稳定。

Description

电动驱动控制装置以及电动驱动控制方法

技术领域

本发明涉及电动驱动控制装置以及电动驱动控制方法。

背景技术

在以往的电动车辆、例如电动汽车中，作为电动机械而设置有驱动马达，在混合动力型车辆中，作为第1、第2电动机械而设置有驱动马达和发电机。而且，上述驱动马达和发电机都具有转子和定子等，该转子旋转自如地被配置，且具有由N极和S极永磁铁构成的磁极对，该定子被配置在该转子的径向靠外侧，并具有U相、V相和W相定子线圈。

另外，为了对驱动马达或发电机进行驱动，产生作为驱动马达的转矩的驱动马达转矩、或产生作为发电机的转矩的发电机转矩，设置有电动驱动装置。作为电动机械控制装置而设置的用于对驱动马达进行驱动的驱动马达控制装置、和用于驱动发电机的发电机控制装置，通过把在上述驱动马达控制装置和发电机控制装置中产生的U相、V相、和W相的脉冲宽度调制信号发送到逆变器，在该逆变器中产生的相电流、即U相、V相、和W相的电流供给到上述各个定子线圈，来产生上述驱动马达转矩、或产生发电机转矩。

在上述驱动马达控制装置中，在分别把d轴设定为表示转子中的磁极对的方向、把q轴设定为表示与该d轴成直角的方向的d-q轴模型上，进行基于矢量控制运算的反馈控制。因此，上述驱动马达控制装置检测被供给各个定子线圈的电流、转子的磁极位置、逆变器入口的直流电压等，根据磁极位置，把检测出的电流，即检测电流转换成d轴电流和q轴电流，然后，参照电流指令值曲线，计算出表示d轴电流和q轴电流的目标值的d轴电流指令值和q轴电流指令值，根据上述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，计算出表示d轴电压和q轴电压的目标值的d轴电压指令值和q轴电压指令值。

另外，在上述电流指令值曲线中，与表示驱动马达转矩目标值的驱动马达目标转矩、上述直流电压和角速度相对应，记录有d轴电流指令值和q轴电流指令值。另外，上述参数由反电动势常数Mif、各个定子线圈的绕组阻抗Ra、电感Ld、Lq等构成，为了抑制d轴与q轴之间的干扰，而用于干扰项的运算(例如，参照专利文献1)。

但是，在上述以往的电动机械控制装置中，根据驱动马达或发电机的驱动状态，上述电感Ld、Lq会产生变动，导致控制系统的特性发生变化，不能稳定地对驱动马达或发电机进行驱动。

发明内容

本发明的目的是解决上述以往的电动机械控制装置的问题，提供一种可防止控制系统的特性变化，稳定地驱动电动机械的电动驱动控制装置和电动驱动控制方法。

因此，在本发明的电动驱动控制装置中，具有：电流指令值计算处理单元，其根据表示电动机械的转矩目标值的电动机械目标转矩，计算电流指令值；偏差计算处理单元，其计算上述电流指令值与向上述电动机械供给的电流之间的电流偏差；参数计算处理单元，其计算上述电流发生了变化时的、变化量相互不同的第1、第2电感；干扰项运算处理单元，其根据上述第1电感进行干扰项的运算；比例积分项运算处理单元，其根据上述电流偏差和第2电感进行比例项和积分项的运算；和电压指令值调整处理单元，其根据上述干扰项、比例项以及积分项计算电压指令值。

在本发明的其他电动驱动控制装置中，上述第1电感是磁通除以电流后的值。

在本发明的另一其他电动驱动控制装置中，上述第2电感是将磁通对电流进行微分后的值。

在本发明的另一其他电动驱动控制装置中，上述参数计算处理单元还计算与电压速度比和电动机械目标转矩对应的第1、第2电感。

在本发明的另一其他电动驱动控制中，上述比例积分项运算处理单元，还根据第2电感计算出比例项运算用的增益。

在本发明的电动驱动控制方法中，根据表示电动机械的转矩目标值的电动机械目标转矩，计算电流指令值；计算该电流指令值与向上述电动机械供给的电流之间的电流偏差；计算上述电流发生了变化时的、变化量相互不同的第1、第2电感；根据上述第1电感进行干扰项的运算；根据上述电流偏差和第2电感，进行比例项和积分项的运算；根据上述干扰项、比例项以及积分项，计算出电压指令值。

根据本发明，在电动驱动控制装置中具有：电流指令值计算处理单元，其根据表示电动机械的转矩目标值的电动机械目标转矩，计算出电流指令值；偏差计算处理单元，其计算出上述电流指令值与向上述电动机械供给的电流之间的电流偏差；参数计算处理单元，其计算出在上述电流发生了变化时的、变化量相互不同的第1、第2电感；干扰项运算处理单元，其根据上述第1电感进行干扰项的运算；比例积分项运算处理单元，其根据上述电流偏差和第2电感，进行比例项和积分项的运算；和电压指令值调整处理单元，其根据上述干扰项、比例项以及积分项，计算出电压指令值。

在这种情况下，由于根据上述第1电感进行干扰项的运算，根据上述电流偏差和第2电感进行比例项和积分项的运算，所以能够对宽范围的运转区域保持控制系统的特性稳定，提高电动机械控制装置的稳定性。而且可提高用于使电流达到电流指令值的电动机械控制装置的响应性。

因此，能够使控制系统的特性不会因电动机械的驱动状态而变化，可稳定地驱动电动机械。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的电流控制部的方框图。

图2是本发明的实施方式中的电动驱动装置的概念图。

图3是表示本发明的实施方式中的驱动马达控制装置的主要部分的方框图。

图4是表示本发明的实施方式中的最大驱动马达目标转矩曲线(map)的图。

图5是表示本发明的实施方式中的第1电流指令值曲线的图。

图6是表示本发明的实施方式中的第2电流指令值曲线的图。

图7是本发明的实施方式中的驱动马达的特性图。

图8是本发明的实施方式中的静态电感的特性图。

图9是本发明的实施方式中的动态电感的特性图。

图10是表示本发明的实施方式中的第1电感曲线的图。

图11是表示本发明的实施方式中的第2电感曲线的图。

图中文字说明：31-驱动马达；53-d轴电流指令值计算部；54-q轴电流指令值计算部；81、86-减法器；82、87-PI项计算部；83、88-干扰项计算部；84、89-电感计算部；85、90-加法器。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。在此，对被设置在作为电动车辆的电动汽车、混合动力型车辆等中的，作为电动机械来对驱动马达进行驱动的电动驱动装置、以及用于使该电动驱动装置工作的电动驱动控制装置进行说明。

图1是本发明的实施方式中的电流控制部的方框图，图2是本发明的实施方式中的电动驱动装置的概念图，图3是表示本发明的实施方式中的驱动马达控制装置的主要部分的方框图，图4是表示本发明的实施方式中的最大驱动马达目标转矩曲线的图，图5是表示本发明的实施方式中的第1电流指令值曲线的图，图6是表示本发明的实施方式中的第2电流指令值曲线的图，图7是本发明的实施方式中的驱动马达的特性图，图8是本发明的实施方式中的静态电感的特性图，图9是本发明的实施方式中的动态电感的特性图，图10是表示本发明的实施方式中的第1电感曲线的图，图11是表示本发明的实施方式中的第2电感曲线的图。另外，在图4中，设定横轴表示角速度ω，纵轴表示最大驱动马达目标转矩TMmax^＊，在图5中，设定横轴表示驱动马达目标转矩TM^＊，其表示作为驱动马达31的转矩的驱动马达转矩目标值，纵轴表示d轴电流指令值id^＊，在图6中，设定横轴表示d轴电流指令值id^＊，纵轴表示q轴电流指令值iq^＊，在图7中，设定横轴表示d(q)轴电流id(iq)，纵轴表示磁通φd(φq)，在图8中，设定横轴表示d(q)轴电流id(iq)，纵轴表示静态电感Lds(Lqs)，在图9中，设定横轴表示d(q)轴电流id(iq)，纵轴表示动态电感Ldd(Lqd)，在图10中，设定横轴表示驱动马达目标转矩TM^＊，纵轴表示静态电感Lds(Lqs)，在图11中，设定横轴表示驱动马达目标转矩TM^＊，纵轴表示动态电感Ldd(Lqd)。

在图中，31是驱动马达，该驱动马达31，例如被安装在电动汽车的驱动轴等，并具有旋转自如配置的未图示的转子、和配置在径方向比该转子更靠外侧的定子。上述转子具有转子铁芯和等间隔配置在转子铁芯的圆周方向的多个部位上的永磁铁，由该永磁铁的S极和N极构成磁极对。另外，上述定子具有在圆周方向的多个部位向径向内侧突出，而形成了齿极的定子铁芯，和缠绕安装在上述齿极上的作为U相、V相和W相线圈的定子线圈11～13。

在上述转子的输出轴上，设置磁极位置传感器21，作为用于检测该转子的磁极位置的磁极位置检测部，该磁极位置传感器21生成作为传感器输出的磁极位置信号SGθ，并输出到作为电动机械控制装置的驱动马达控制装置45。另外，作为磁极位置检测部，可代替上述磁极位置传感器21而设置旋转变压器，由该旋转变压器生成磁极位置信号。

而且，为了对上述驱动马达31进行驱动，使电动汽车行驶，将来自电池14的直流电流由作为电流生成装置的逆变器40转换成相电流，即，转换成U相、V相、和W相电流Iu、Iv、Iw，各相的电流Iu、Iv、Iw分别被供给各个定子线圈11～13。

为此，上述逆变器40具有6个作为开关元件的晶体管Tr1～Tr6，把在驱动电路51中产生的驱动信号发送到各个晶体管Tr1～Tr6，并使各个晶体管Tr1～Tr6选择性地导通/截止，由此可生成上述各相的电流Iu、Iv、Iw。作为上述逆变器，可使用将2～6个开关元件组合在1个封装体中而形成的IGBT等功率模块，或使用在IGBT中安装有驱动电路而形成的IPM。

在从上述电池14向逆变器40供给电流时的入口侧，配置有电压传感器15作为电压检测部，该电压传感器15检测出逆变器40的入口侧的直流电压Vdc，并发送到驱动马达控制装置45。另外，作为直流电压Vdc，也可以使用电池电压，在这种情况下，在上述电池14上，配置有作为电压检测部的电池电压传感器。

而且，由上述驱动马达31、逆变器40、驱动电路51、和未图示的驱动轮等构成电动驱动装置。另外，17是电容器。

而且，由于上述定子线圈11～13为星型连接，所以，在决定了各相中的2相电流值时，剩余1相的电流值也被决定。因此，为了控制各相的电流Iu、Iv、Iw，例如，在U相和V相的定子线圈11、12的引线上，设置用于检测U相和V相的电流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把检测出的电流作为检测电流iu、iv发送到驱动马达控制装置45。

在该驱动马达控制装置45中，除了作为计算机发挥功能的未图示的CPU以外，还设置有用于记录数据或记录各种程序的RAM、ROM等未图示的记录装置，在该记录装置中设定有第1、第2电流指令值曲线。另外，可以代替CPU而使用MPU。

而且，在上述ROM中，记录了各种程序、数据等，但也可以把程序、数据等记录在作为外部记录装置而设置的硬盘等其他记录介质中。在这种情况下，例如在上述驱动马达控制装置45中设置闪存存储器，从上述记录介质中读出上述程序、数据等，记录到闪存存储器中。因此，通过更换外部的记录介质，可更新上述程序、数据等。

下面，对上述驱动马达控制装置45的动作进行说明。

首先，上述驱动马达控制装置45的未图示的位置检测处理单元进行位置检测处理，读取从上述磁极位置传感器21送来的磁极位置信号SGθ，根据该磁极位置信号SGθ，检测出磁极位置θ。另外，上述位置检测处理单元的转速计算处理单元进行转速计算处理，根据上述磁极位置信号SGθ，计算出驱动马达31的角速度ω。另外上述转速计算处理单元，在把磁极数设定为p时，根据上述角速度ω，还计算出作为驱动马达31的转速的驱动马达转速NM。

NM＝60·(2/p)·ω/2π

由该驱动马达转速NM构成电动机械转速。

另外，上述驱动马达控制装置45的未图示的检测电流取得处理单元进行电流取得处理，其通过读取而取得上述检测电流iu、iv，并且根据检测电流iu、iv，通过计算而取得检测电流iw。

iw＝-iu-iv

然后，上述驱动马达控制装置45的未图示的驱动马达控制处理单元进行驱动马达控制处理，根据驱动马达目标转矩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，本实施方式中，上述驱动马达控制装置45，在把d轴设定在转子中的磁极对的方向，把q轴设定在与该d轴成直角的方向的d-q轴模型上，进行基于矢量控制运算的反馈控制。

为此，上述驱动马达控制装置45的未图示的车速检测处理单元进行车速检测处理，根据上述驱动马达转速NM检测出与驱动马达转速NM对应的车速V，把检测出的车速V，发送到进行电动汽车的整体控制的未图示的车辆控制装置中。然后，该车辆控制装置的车辆用指令值计算处理单元进行车辆用指令值计算处理，读取上述车速V和油门开度α，根据车速V和油门开度α，计算出车辆要求转矩TO^＊，对应该车辆要求转矩TO^＊，生成驱动马达目标转矩TM^＊，并发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单元为了根据驱动马达目标转矩TM^＊来对驱动马达31进行驱动，具有：作为转矩指令值限制处理单元的转矩指令值限制部22、作为电流指令值设定处理单元的电流指令值设定部46、作为弱励磁控制处理单元的弱励磁控制部47、作为电压指令值设定处理单元的电压指令值设定部48、三相二相转换部49、和作为输出信号生成处理单元的PWM发生器50。

上述电流指令值设定部46为了进行电流指令值设定处理，具有作为第1轴电流指令值设定处理单元的d轴电流指令值计算部(最大转矩控制部)53和减法器55，以及作为第2轴电流指令值设定处理单元的q轴电流指令值计算部(等转矩控制部)54，d轴电流指令值计算部53和减法器55进行第1轴电流指令值设定处理，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进行第2轴电流指令值设定处理，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，由上述d轴电流指令值计算部53构成第1电流指令值计算处理单元和最大转矩控制处理单元，由q轴电流指令值计算部54构成第2电流指令值计算处理单元和等转矩控制部处理单元，由上述减法器55构成电流指令值调整处理单元。

另外，上述弱励磁控制部47为了进行弱励磁控制处理，具有作为电压饱和指标计算处理单元的减法器58、以及作为电压饱和判定处理单元的，并作为弱励磁电流计算处理单元的d轴电流调整控制部59，通过进行弱励磁控制处理，直流电压Vdc(或电池电压)降低，或角速度ω(或驱动马达转速NM)增高时，自动进行弱励磁控制。另外，上述d轴电流调整控制部59由积分器构成。

然后，上述三相二相转换部49进行三相/二相转换，读取磁极位置θ，把检测电流iu、iv、iw转换成d轴电流id和q轴电流iq，把d轴电流id和q轴电流iq作为实际电流计算出来，并发送到电压指令值设定部48。

该电压指令值设定部48为了进行电压指令设定处理，具有作为电流控制处理单元的且作为轴电压指令值设定处理单元的电流控制部61、和作为电压控制处理单元的且作为第2相转换处理单元的电压控制部62。

另外，上述PWM发生器50进行输出信号生成处理，生成脉宽调制信号Mu、Mv、Mw作为输出信号，并发送到上述驱动电路51。

该驱动电流51接收上述各相的脉宽调制信号Mu、Mv、Mw，生成6个驱动信号，并把该各个驱动信号发送到逆变器40。该逆变器40通过根据上述脉宽调制信号Mu、Mv、Mw，使晶体管Tr1～Tr6导通或截止，生成各相的电流Iu、Iv、Iw，并把该各相电流Iu、Iv、Iw供给上述驱动马达31的各个定子线圈11～13。

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

下面，对上述电流指令值设定部46的动作进行说明。

在此情况下，上述电流指令值设定部46读取驱动马达目标转矩TM^＊、角速度ω、以及直流电压Vdc，计算出d轴电流指令值id^＊和q轴电流指令值iq^＊。

为此，在从上述车辆用指令值计算处理单元把驱动马达目标转矩TM^＊发送到驱动马达控制装置45时，上述转矩指令值限制部22进行转矩指令值限制处理，读取上述直流电压Vdc、角速度ω、和驱动马达目标转矩TM^＊，参照在上述记录装置中设定的图4的最大驱动马达目标转矩曲线，读取与上述直流电压Vdc和角速度ω对应的最大驱动马达目标转矩TMmax^＊，把驱动马达目标转矩TM^＊限制成不超过最大驱动马达目标转矩TMmax^＊。

在上述最大驱动马达目标转矩曲线中，在角速度ω为规定的值ω1以下的情况下，最大驱动马达目标转矩TMmax^＊为固定的值，在角速度ω超过值ω1时，最大驱动马达目标转矩TMmax^＊呈曲线状减小。在角速度ω超过值ω1的区域中，最大驱动马达目标转矩TMmax^＊被设定为随着直流电压Vdc的增高而增大，随着直流电压Vdc的降低而减小。另外，由上述最大驱动马达目标转矩曲线构成最大电动机械目标转矩曲线，由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。

接下来，上述d轴电流指令值计算部53进行第1电流指令值计算处理和最大转矩控制处理，读取在上述转矩指令限制部22中所限制的驱动马达目标转矩TM^＊，参照在上述记录装置中设定的图5的第1电流指令值曲线，读出与上述驱动马达目标转矩TM^＊对应的d轴电流指令值id^＊并计算，把该d轴电流指令值id^＊发送到减法器55。

在这种情况下，在上述第1电流指令值曲线中，d轴电流指令值id^＊为了达到驱动马达目标转矩TM^＊，把电流振幅指令值的绝对值设定为最小。而且，在上述第1电流指令值曲线中，对于驱动马达目标转矩TM^＊采用正或负的值，d轴电流指令值id^＊采用负的值，并且在驱动马达目标转矩TM^＊为零(0)的情况下，d轴电流指令值id^＊为零，随着驱动马达目标转矩TM^＊在正或负的方向上增大，d轴电流指令值id^＊在负的方向上增大。

这样，一旦计算出d轴电流指令值id^＊，上述q轴电流指令值计算部54进行第2电流指令值计算处理和等转矩控制处理，读取在上述转矩指令值限制部22中被限制的驱动马达目标转矩TM^＊、以及从减法器55送来的d轴电流指令值id^＊，参照图6的第2电流指令值曲线，读出与驱动马达目标转矩TM^＊和d轴电流指令值id^＊对应的q轴电流指令值iq^＊并进行计算，把该q轴电流指令值iq^＊发送到上述电流控制部61。

另外，在上述第2电流指令值曲线中，设定为：随着驱动马达目标转矩TM^＊的增大，d轴电流指令值id^＊向负的方向增大，q轴电流指令值iq^＊向正或负的方向增大，随着驱动马达目标转矩TM^＊的减小，d轴电流指令值id^＊向负的方向减小，q轴电流指令值iq^＊向正或负的方向减小。另外，在驱动马达目标转矩TM^＊一定的情况下，当d轴电流指令值id^＊向负的方向增大时，q轴电流指令值iq^＊向正或负的方向减小。

下面，对弱励磁控制部47的动作进行说明。

另外，在上述驱动马达31中，随着转子的旋转，产生反电动势，但驱动马达转速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，形成电压饱和，由此不能形成基于驱动马达31转速的输出。

因此，上述电压控制部62的未图示的调制率计算处理单元进行调制率计算处理，读取上述d轴电压指令值vd^＊、q轴电压指令值vq^＊以及直流电压Vdc，通过电压振幅|v|除以理论上的最大电压Vmax，Vmax＝0.78×Vdc，计算出调制率m并发送到减法器58。另外，上述调制率m是表示电压振幅|v|的大小的值。

[式1]

$\left|v\right|=\sqrt{{\mathrm{vd}}^{*2}+{\mathrm{vq}}^{*2}}\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

[式2]

$m=\left|v\right|/V\max$

$=\sqrt{{\mathrm{vd}}^{*2}+{\mathrm{vq}}^{*2}}/V\max \·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

然后，上述减法器58进行电压饱和指标计算处理，读取上述调制率m，并且读取在未图示的调制率指令值计算部中预先计算出的调制率m的指令值，即调制率指令值k，计算出作为表示电压饱和的程度的指标的电压饱和指标Δm，

Δm＝m-k

并把电压饱和指标Δm发送到d轴电流调整控制部59。

然后，该d轴电流调整控制部59进行电压饱和判定处理和弱励磁电流计算处理，通过在每个控制定时累计上述电压饱和指标Δm，计算出累计值∑Δm，根据该累计值∑Δm是否得出正的值，判断是否产生了电压饱和，在累计值∑Δm得出正的值，产生了电压饱和的情况下，通过对累计值ΣΔm乘以比例常数，计算并设定作为用于进行弱励磁控制的调整值的弱励磁电流Δid，在累计值∑Δm取零以下的值，产生电压饱和的情况下，使上述弱励磁电流Δid为零。

然后，在弱励磁电流Δid被发送到减法器55，该减法器55在接收到弱励磁电流Δid时，进行电流指令值调整处理，通过从上述d轴电流指令值id^＊中减去弱励磁电流Δid，来调整d轴电流指令值id^＊，把调整后的d轴电流指令值id^＊发送到电流控制部61。

在这种情况下，在弱励磁电流Δid取零值时，实质上不进行d轴电流指令值id^＊的调整，也不进行弱励磁控制。另一方面，在弱励磁电流Δid取正值时，调整d轴电流指令值id^＊使其值在负的方向增大，进行弱励磁控制。

因此，如图6所示，在被发送到减法器55中的d轴电流指令值id^＊的值是ida^＊时，弱励磁电流Δid为零，不进行弱励磁控制的情况下，在q轴电流指令值计算部54中，读出与值ida^＊对应的q轴电流指令值iq^＊的值iqa^＊。与此相反，在弱励磁电流Δid取正值，进行弱励磁控制的情况下，例如，在减法器55和q轴电流指令值计算部54中，d轴电流指令值id^＊被设定为在负的方向增大弱励磁电流Δid后的值idb^＊。因此，在q轴电流指令值计算部54中，q轴电流指令值iq^＊与值iqa^＊相比在正的方向被减小，为值iqb^＊。

接下来，对上述电压指令值设定部48的动作进行说明。

上述电流控制部61进行电流控制处理和轴电压指令值设定处理，经由减法器55，接收从d轴电流指令值计算部53送来的d轴电流指令值id^＊、和从q轴电流指令值计算部54送来的q轴电流iq^＊，从三相二相转换部49接收上述d轴电流id、和q轴电流iq，并且通过读取驱动马达目标转矩TM^＊和电压速度比Vdc/ω，进行反馈控制。另外，上述驱动马达控制装置45的未图示的运转状态变量计算处理部单元，进行运转状态变量计算处理，将直流电压Vdc除以角速度ω，由此计算出上述电压速度比Vdc/ω作为表示驱动马达31的运转状态的变量。

然后，在上述反馈控制中，上述电流控制部61根据上述d轴电流指令值id^＊和q轴电流指令值iq^＊，计算并设定作为第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^＊。

为此，电流控制部61计算出上述d轴电流指令值id^＊与d轴电流id之间的电流偏差Δid、和q轴电流指令值iq^＊与q轴电流iq之间的电流偏差Δiq，根据各个电流偏差Δid、Δiq以及驱动马达31的参数，进行由比例控制和积分控制构成的比例积分项运算。

然后，上述电压控制部62进行电压控制处理和相电压指令值设定处理，读取d轴电压指令值vd^＊、q轴电压指令值vq^＊、直流电压Vdc以及磁极位置θ，经由二/三相转换，计算出作为第1～第3线电压指令值的电压指令值vu^＊、vv^＊、vw^＊，并发送到PWM发生器50。

另外，由上述d轴电压指令值vd^＊、q轴电压指令值vq^＊以及电压指令值vu^＊、vv^＊、vw^＊构成电压指令值。

另外，上述参数由反电动势常数MIf、各个定子线圈的绕组阻抗Ra、电感Ld、Lq等构成，其为了抑制d轴与q轴之间的干扰而用于干扰项的运算。

另外，根据对驱动马达31进行驱动时的运转状态，上述电感Ld、Lq发生变动，但如果控制系统的特性也随之变化，则不能稳定地对驱动马达31进行驱动。

因此，在本实施方式中，作为上述电感Ld、Lq而使用作为第1电感的静态电感Lds、Lqs，和作为第2电感的动态电感Ldd、Lqd。

下面，对静态电感Lds、Lqs和动态电感Ldd、Lqd进行说明。

另外，在使电压速度比Vdc/ω一定，使d轴电流id(q轴电流iq)从零逐渐增大时，如果测定由线圈产生的磁通φd(φq)，则如图7所示，随着d轴电流id(q轴电流iq)的增大，磁通φd(φq)增大。而且，磁通φd(φq)与d轴电压vd(q轴电压vq)成正比例。因此，在d轴电流id(q轴电流iq)小的区域中，以d轴电流id(q轴电流iq)的微小变化，可使磁通φd(φq)产生大的变化，并使d轴电压vd(q轴电压vq)产生大的变化。与此相反，在d轴电流id(q轴电流iq)大的区域中，即使使d轴电流id(q轴电流iq)变化，磁通φd(φq)几乎不产生变化，并不能使d轴电压vd(q轴电压vq)变化。

因此，如果将磁通φd(φq)除以d轴电流id(q轴电流iq)所得到的值设定为静态电感Lds、Lqs，则

Lds＝φd/id

Lqs＝φq/iq

可获得如图8所示的、d轴电流id(q轴电流iq)与静态电感Lds、Lqs之间的关系。在这种情况下，使d轴电流id(q轴电流iq)从零增大时的静态电感Lds、Lqs缓慢减小。

另外，如果把磁通φd(φq)对d轴电流id(q轴电流iq)进行微分后的值作为动态电感Ldd、Lqd，则

[式3]

$\mathrm{Ldd}=\frac{\mathrm{d\φd}}{\mathrm{did}}\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

$\mathrm{Lqd}=\frac{\mathrm{d\φq}}{\mathrm{diq}}$

可获得如图9所示的d轴电流id(q轴电流iq)与动态电感Ldd、Lqd之间的关系。在这种情况下，在d轴电流id(q轴电流iq)小的区域内，动态电感Ldd、Lqd增大，在d轴电流id(q轴电流iq)大的区域内，动态电感Ldd、Lqd减小，另外，在d轴电流id(q轴电流iq)小的区域内，可以增大相对d轴电流id(q轴电流iq)变化量的d轴电压指令值vd^＊(q轴电压指令值vq^＊)的变化量，在d轴电流id(q轴电流iq)大的区域内，可以减小相对d轴电流id(q轴电流iq)变化量的d轴电压指令值vd^＊(q轴电压指令值vq^＊)的变化量。

这样，上述静态电感Lds、Lqs和动态电感Ldd、Lqd，在d轴电流id(q轴电流iq)发生了变化时，其变化量相互不同。另外，在计算上述静态电感Lds、Lqs和动态电感Ldd、Lqd时，作为上述磁通φd(φq)，使用计算值或推定值。

下面，对上述电流控制部61进行详细说明。

如图1所示，电流控制部61具有作为第1、第2电压指令值计算处理单元的电压指令值计算部78、79。

该电压指令值计算部78具有作为第1偏差计算处理单元的减法器81、作为第1比例积分项运算处理单元的PI项运算部82、作为第1干扰项运算处理单元的干扰项运算部83、作为第1参数计算处理单元的电感计算部(Ld(Vdc/ω、TM^＊))84、和作为第1电压指令值调整处理单元的加法器85，其根据表示d轴电流id与d轴电流指令值id^＊之间的偏差的电流偏差Δid，进行反馈控制，以使d轴电流id成为d轴电流指令值id^＊。

另外，电压指令值计算部79具有作为第2偏差计算处理单元的减法器86、作为第2比例积分项运算处理单元的PI项运算部87、作为第2干扰项运算处理单元的干扰项运算部88、作为第2参数计算处理单元的电感计算部(Ld(Vdc/ω、TM^＊))89、和作为第2电压指令值调整处理单元的加法器90，其根据表示q轴电流iq与q轴电流指令值iq^＊之间的偏差的电流偏差Δiq，进行反馈控制，以使q轴电流iq成为q轴电流指令值iq^＊。

为此，在上述电压指令值计算部78中，上述减法器81进行偏差计算处理，读取d轴电流id和d轴电流指令值id^＊，计算出电流偏差Δid，并把其发送到PI项运算部82。

另外，在电压指令值计算部78中，在进行反馈控制时，在d轴电流id小的区域内，优选增大相对d轴电流id变化量的d轴电压指令值vd^＊的变化量，在d轴电流id大的区域内，优选减小相对d轴电流id变化量的d轴电压指令值vd^＊的变化量。

为此，电感计算部84进行第1参数计算处理，读取电压速度比Vdc/ω、和驱动马达目标转矩TM^＊，参照图10和图11的电感曲线，计算出d轴上的静态电感Lds、和d轴上的动态电感Ldd，把静态电感Lds发送到干扰项运算部83，把动态电感Ldd发送到PI项运算部82。

然后，PI项运算部82进行第1比例积分项预算处理，读取电流偏差Δid和动态电感Ldd，根据电流偏差Δid和动态电感Ldd计算出电压的压降Vzd，并发送到加法器85。为此，上述PI项运算部82具有作为比例项运算处理单元的比例项运算部、作为积分项运算处理单元的积分项运算部、和作为电压压降计算处理单元的加法器。

然后，上述比例项运算部进行比例项运算处理，根据动态电感Ldd，计算出由动态电感Ldd的函数表示的比例项运算用增益Gpd(Ldd)，根据电路偏差Δid和增益Gpd(Ldd)，作为比例项运算值而计算出表示比例项的电压指令值的电压压降Vzdp。

Vzdp＝Gpd(Ldd)·Δid

另外，上述积分项运算部进行积分项运算处理，根据电流偏差Δid和积分项运算用增益Gid，作为积分项运算值而计算出表示积分项的电压指令值的电压压降Vzdi。

Vzdi＝Gid·∑Δid

并且，上述加法器85进行电压压降计算处理，通过把电压压降Vzdp、Vzdi相加，计算出电压压降Vzd。

Vzd＝Vzdp+Vzdi

   ＝Gpd(Ldd)·Δidp+Gid·∑Δid

另外，干扰项运算部83进行第1干扰项运算处理，读取角速度ω、反电动势常数MIf、d轴电流指令值id^＊、和静态电感Lds，根据角速度ω、反电动势常数MIf、d轴电流指令值id^＊、和静态电感Lds，计算出由干扰项的d轴电流id所感应的感应电压eq，并发送到加法器90。

eq＝-ω(MIf+Lds·id^＊)

另一方面，在电压指令值计算部79中，减法器86进行偏差计算处理，读取q轴电流iq和q轴电流指令值iq^＊，计算出电流偏差Δiq，并把其发送到PI项运算部87。

另外，在电压指令值计算部79中，在进行反馈控制时，在q轴电流iq小的区域内，优选增大相对q轴电流iq变化量的q轴电压指令值vq^＊的变化量，在q轴电流iq大的区域内，优选减小相对q轴电流iq变化量的q轴电压指令值vq^＊的变化量。

为此，电感计算部89进行第2参数计算处理，读取电压速度比Vdc/ω、和驱动马达目标转矩TM^＊，参照图10和图11的电感曲线，计算出q轴上的静态电感Lqs、和q轴上的动态电感Lqd，把静态电感Lqs发送到干扰项运算部88，把动态电感Lqd发送到PI项运算部87。

然后，PI项运算部87进行第2比例积分项预算处理，读取电流偏差Δiq和动态电感Lqd，根据电流偏差Δiq和动态电感Lqd计算出电压的压降Vzq，并发送到加法器90。为此，上述PI项运算部87具有作为比例项运算处理单元的比例项运算部、作为积分项运算处理单元的积分项运算部、和作为电压压降计算处理单元的加法器。

然后，上述比例项运算部进行比例项运算处理，根据动态电感Lqd，计算出由动态电感Lqd的函数表示的比例项运算用增益Gpq(Lqd)，根据电路偏差Δiq和增益Gpq(Lqd)，作为比例项运算值而计算出表示比例项的电压指令值的电压压降Vzdq。

Vzdq＝Gpq(Lqd)·Δiq

另外，上述积分项运算部进行积分项运算处理，根据电路偏差Δiq和积分项运算用增益Giq，作为积分项运算值而计算出表示积分项的电压指令值的电压压降Vzqi。

Vzqi＝Giq·∑Δiq

并且，上述加法器90进行电压压降计算处理，通过把电压压降Vzqp、Vzqi相加，计算出电压压降Vzq。

Vzq＝Vzqp+Vzqi

   ＝Gpq(Lqd)·Δiq+Giq·∑Δiq

另外，干扰项运算部88进行第2干扰项运算处理，读取角速度ω、q轴电流指令值iq^＊、和静态电感Lqs，根据角速度ω、q轴电流指令值iq^＊、和静态电感Lqs，计算出由干扰项的q轴电流iq所感应的感应电压ed，并发送到加法器85。

ed＝-ω·Lqs·iq^＊

然后，上述加法器85把从PI项运算部82送来的电压压降Vzd、和从电感计算部88送来的感应电压ed相加，计算出作为输出电压的d轴电压指令值vd^＊，

vd^＊＝Vzd+ed

＝Vzd-ω·Lqs·iq^＊

另外，加法器90把从PI项运算部87送来的电压压降Vzq、和从干扰项计算部83送来的感应电压eq相加，计算出作为输出电压的q轴电压指令值vq^＊，

vq^＊＝Vzq+eq

    ＝Vzq+ω(MIf+Lds·id^＊)

这样，按照使d轴电流偏差δid成为零的方式，生成d轴电压指令值vd^＊，并按照使q轴电流偏差δiq成为零的方式，生成q轴电压指令值vq^＊，并且把d轴电压指令值vd^＊和q轴电压指令值vq^＊发送到电压控制部62。

另外，本实施方式在第1干扰项运算处理中，在计算感应电压eq时，使用d轴电流指令值id^＊，在第2干扰项运算处理中，在计算感应电压ed时，使用q轴电流指令值iq^＊，但也可以取代d轴电流指令值id^＊而使用d轴电流id，取代q轴电流指令值iq^＊而使用q轴电流iq。

另外，在干扰项中，由于为了求得干扰项中必要的当前的磁通，使用了必要的静态电感，在PI项中，为了求得比例项增益中必要的当前的磁通的变化量，使用了必要的动态电感，所以，驱动马达31的驱动状态的变化不会改变控制系统的特性，从而能够对宽范围的运转区域保持控制系统的特性稳定，可稳定地度驱动马达31进行驱动。

在本实施方式中，对作为电动机械的驱动马达进行了说明，但本发明也可以适用于作为电动机械的发电机。另外，对作为电动车辆的电动汽车进行了说明，但本发明也可以适用于混合动力型车辆。在这种情况下，在混合动力型车辆中，配置作为第1电动机械的驱动马达、和作为第2电动机械的发电机。

另外，本发明不限于上述的实施方式，可根据本发明的核心思想进行各种变形实施，这些变形也属于本发明的范围。

产业上应用的可能性

本发明可应用于混合动力型车辆中的电动驱动装置中。

Claims (6)

1.一种电动驱动控制装置，其特征在于，具有：

电流指令值计算处理单元，其根据表示电动机械的转矩目标值的电动机械目标转矩，计算电流指令值；

偏差计算处理单元，其计算上述电流指令值与向上述电动机械供给的电流之间的电流偏差；

参数计算处理单元，其计算上述电流发生了变化时的、变化量相互不同的第1、第2电感；

干扰项运算处理单元，其根据上述第1电感进行干扰项的运算；

比例积分项运算处理单元，其根据上述电流偏差和第2电感进行比例项和积分项的运算；及

电压指令值调整处理单元，其根据上述干扰项、比例项以及积分项计算电压指令值。

2.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电感是磁通除以电流后的值。

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电感是将磁通对电流进行微分后的值。

4.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于，

上述参数计算处理单元计算与电压速度比和电动机械目标转矩对应的第1、第2电感。

5.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于，

上述比例积分项运算处理单元，根据第2电感计算比例项运算用的增益。

6.一种电动驱动控制方法，其特征在于，根据表示电动机械的转矩目标值的电动机械目标转矩计算电流指令值；计算该电流指令值与向上述电动机械供给的电流之间的电流偏差；计算上述电流发生了变化时的、变化量相互不同的第1、第2电感；根据上述第1电感进行干扰项的运算；根据上述电流偏差和第2电感进行比例项和积分项的运算；根据上述干扰项、比例项以及积分项计算电压指令值。

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