CN102187566A - 电动机驱动控制装置 - Google Patents

电动机驱动控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102187566A
CN102187566A CN2009801411164A CN200980141116A CN102187566A CN 102187566 A CN102187566 A CN 102187566A CN 2009801411164 A CN2009801411164 A CN 2009801411164A CN 200980141116 A CN200980141116 A CN 200980141116A CN 102187566 A CN102187566 A CN 102187566A
Authority
CN
China
Prior art keywords
triangular wave
rotor
electrical degree
phase difference
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801411164A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102187566B (zh
Inventor
高松直义
冈村贤树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN102187566A publication Critical patent/CN102187566A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102187566B publication Critical patent/CN102187566B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

三角波生成部(4)在检测转子(7)的转速的第一周期中计测三角波CA与转子电角度θm之间的相位差,并在三角波CA与转子电角度θm之间的相位差的值超过阈值时,变更三角波CA的频率。由此能够在进行PWM控制时,迅速地应对转子的旋转变化。

Description

电动机驱动控制装置
技术领域
本发明涉及电动机驱动控制装置,特别是涉及即使在转子的转速发生骤变时也能够进行稳定的电动机驱动控制的电动机驱动控制装置。
背景技术
在电动汽车及混合动力汽车等车辆中具有蓄电池等直流电源,还具有交流电动机作为动力源。另外,在直流电源与交流电动机之间具有将直流电力变换为交流电力的逆变器。
作为通过逆变器控制交流电动机的技术,已知有PWM(脉冲宽度调制、Pulse Width Modulation)控制。PWM控制是电压型逆变器的电压转换控制的一种,其向逆变器具有的开关元件供给作为脉冲信号的PWM信号,并控制开关元件的ON(开)/OFF(关)的定时。通过调整开关元件的ON/OFF的定时,能够控制向电动机施加的电压。
通过三角波比较法生成PWM信号。即,通过对确定向电动机施加的电压值的指令信号与也称作载波的三角波的电压值进行大小比较,来生成PWM信号。
基于转子的电角度和转矩要求值来连续确定指令信号的电压值。指令信号的波形通常为正弦波状,在使用永磁电动机等同步电动机作为电动机的情况下,指令信号的周期随着转矩要求值、转子的转速的变化而增减。
另外,通过将时钟信号积分得到三角波。通过汽车内的控制单元等设定时钟信号的频率。
生成PWM信号时,通过三角波的频率相对于指令信号的频率之比来确定一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数。例如若三角波的频率相对于指令信号的频率之比为15,则得出一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数为15个。
另一方面,若逆变器在短时期内进行多次ON/OFF切换,则由于开关损耗导致开关元件过热,有可能会导致工作不良。为了防止开关元件的过热,采取了通过设置多个开关元件而使发热分散来防止过热等对策,但是近年来,为了降低成本等,与以往相比,正在减少逆变器的开关元件。在这样的逆变器中,由于不采取如上述的对策,因此为了防止开关元件的过热,需要相对减少一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数而进行设定。
但是,在将一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数设定得较小的情况下,为了稳定地进行PWM控制,需要进行根据指令信号的频率的变化来变更时钟信号的频率,并将一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数保持为一定的同步PWM控制。
例如,在要提高转子的转速时,指令信号的频率增加。另一方面,在时钟信号的频率固定的情况下,一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数降低。
若一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数较多(例如15~20个),则脉冲数减少的影响就小,但是在一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数较小的情况下(例如5~10个),脉冲数减少的影响就变大。在这样的情况下,当一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数降低时,就变得不能从逆变器输出按照指令信号所期望的电压。结果,就可能导致逆变器的过电流、电动机的失调等控制失败。
因此,已知如下的控制:检测转子的转速(rpm),在转子转速发生骤变从而PWM信号的脉冲数发生变动之前,变更三角波的频率,由此将PWM信号的脉冲数保持在一定值。例如,在专利文献1中公开的技术为,在转子的转速上升率超过阈值时,提高三角波的频率。
专利文献1:日本特开2007-159367号公报
发明内容
通过转子以一定程度旋转来计算转子的转速。通常,考虑转矩要求值的变化、行驶阻力的变动等外在要因,每隔一定时间从转子电角度的变化量计算出转速,计算花费约1毫秒~约3毫秒的时间。因此生成三角波的时钟信号的频率变更空出约1毫秒~约3毫秒的时间间隔来进行。
另一方面,转子电角度与电动机的旋转成比例地连续增减,特别是在车辆用途中存在轮胎根据路面状况通过滑移而空转的情况等转子电角度发生骤变的情况。其结果,使用转子电角度求出的指令信号的频率也存在在1毫秒~3毫秒的期间发生骤变的情况,PWM信号的脉冲数有可能在转子旋转一周的期间增减。
因此,本发明的目的在于,在进行PWM控制时,迅速应对电动机的旋转变化。
技术方案1的电动机驱动控制装置,具有:控制单元,输出指令信号和三角波而生成PWM信号,并通过PWM信号控制电动机的驱动;和角度传感器,检测转子电角度,所述控制单元,基于所述转子电角度和转矩要求值而确定指令信号的电压值并输出所述指令信号,基于所述转子电角度,对于每个第一时间间隔计算转子转速,基于所述转子转速,对于每个所述第一周期确定所述三角波的频率并输出所述三角波,对于每个比所述第一周期短的第二周期检测所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差,在输出的所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差的值超过预定的阈值时,变更所述三角波的频率。
另外,技术方案2的电动机驱动控制装置,将在所述指令信号的一个周期中所述PWM信号应输出的脉冲数作为指定脉冲数存储在所述控制单元中,所述控制单元,计算所述转子电角度乘以所述指定脉冲数而得到的值作为基准角,对于每个所述第二周期,检测所述三角波的相位角与所述基准角之间的相位差,当输出的所述三角波的相位角与所述基准角之间的相位差的值超过所述阈值时,变更所述三角波的频率。
另外,技术方案3的电动机驱动控制装置设定±180°作为所述阈值。
发明效果
根据本发明,能够基于作为瞬时值的转子电角度来进行三角波的频率的变更。因此,与基于必须设置一定的时间间隔才能计算的转子转速信息的情况相比,能够以极高的精度防止PWM信号的脉冲数增减。
附图说明
图1是表示控制单元、电动机及其外部设备的概略图。
图2是表示转子电角度和三角波的相位角之间的时间变化的图。
图3是表示实施本发明的电动机驱动控制时的转子电角度和三角波的相位的图。
图4是表示转子转速发生骤变时的三角波、基准角的相位的图。
图5是表示转子转速发生骤变时的三角波、基准角的相位的图。
图6是判定是否变更三角波的周期的流程图。
图7是表示实施本发明的电动机驱动控制时的三角波与基准角的相位以及相位差的图。
图8是表示实施本发明的电动机驱动控制时的三角波与基准角的相位以及相位差的图。
图9是表示实施本发明的电动机驱动控制时的三角波与基准角的相位差的图。
具体实施方式
以下使用附图来对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的控制单元1、作为控制对象的电动机2、及它们的外部设备的概略图。另外,作为本实施方式的电动机2,可以举出永磁电动机等同步电动机。
以下对控制单元1的构成进行说明。控制单元1具有指令信号生成部3、三角波生成部4、及PWM控制部5。
指令信号生成部3生成指令信号S,并将其向PWM控制部5输出。另外,三角波生成部4生成三角波CA,并将其向PWM控制部5输出。PWM控制部5接收指令信号S和三角波CA,来生成PWM信号PI。以下,对分别在指令信号生成部3、三角波生成部4、PWM控制部5中进行的操作、处理等进行详细说明。
首先,对指令信号生成部3进行说明。指令信号生成部3从旋转变压器等旋转角度传感器6接收转子7的电角度θm,还从HV控制模块8接收转矩要求值TR。另外,指令信号生成部3基于接收的电角度θm和转矩要求值TR来生成指令信号S。在此,本实施方式中的汽车为所谓的混合动力汽车,HV控制模块8检测油门踏板的踏入量,并运算应向电动机2和未图示的发动机发送的转矩要求值TR。
指令信号生成部3基于转子电角度θm的信号和转矩要求值TR来计算指令信号S的电压值Vs。向PWM控制部5发送指令信号S。另外,指令信号生成部3连续地接收转子7的电角度θm和转矩要求值TR,并连续地计算指令信号S的电压值Vs。在此,指令信号S与转子7同步而输出,因此,指令信号S的周期与转子7的电角度θm的周期大致相同。
然后,对三角波生成部4进行说明。在三角波生成部4中,设置于三角波生成部4内的时钟信号发生器9输出时钟信号CLK。另外,三角波生成部4向积分电路供给时钟信号CLK而生成三角波CA。在此,为了输出时钟信号CLK,控制单元1中存储有指定脉冲数Kp。指定脉冲数Kp是指,指定在与指令信号S的一个周期相当的期间内PWM信号PI应产生的脉冲数的数值。指定脉冲数Kp预先设定于控制单元1中,或由操作者适当进行设定输入。
以以下所述的方式生成三角波CA。三角波生成部4从旋转角度传感器6接收转子电角度θm。另外,三角波生成部4计测转子电角度θm的值直到转子7旋转一周为止,并在转子7旋转一周时计算并存储转子转速Rmm(rpm)。另外,转子7旋转一周需要约1毫秒~约3毫秒的时间。即,三角波生成部4每隔1毫秒~3毫秒计算转子转速Rmm,并更新在此之前存储的转子转速Rmm。
并且,三角波生成部4从转子转速Rmm计算出转子旋转频率fm,并将该频率fm乘以转子7的极对数和指定脉冲数Kp后的值作为时钟信号CLK的频率fCLK。时钟信号CLK通过积分电路进行积分而生成三角波CA。向PWM控制部5发送三角波CA。
在PWM控制部5中,比较指令信号S的电压值Vs和三角波CA的电压值VCA的大小,生成作为脉冲信号的PWM信号PI。
向逆变器10发送从PWM控制部5输出的PWM信号PI。在逆变器10中,基于PWM信号PI对开关元件进行开关控制,由此,将向逆变器10施加的直流电压转换为驱动电动机2的驱动电压。为产生与来自HV控制模块8的转矩要求TR对应的转矩,电动机2进行驱动。
接着,顺着图2至图9来对控制单元1所进行的电动机驱动控制进行说明。
[电动机驱动控制的第一实施方式]
控制单元1计算转子电角度θm与三角波CA的相位角θCA之间的相位差,比较相位差的值与预定的阈值,在相位差的值超过阈值的情况下,判断为转子7的转速发生骤变,并在转子7旋转一周的期间变更三角波CA的频率。通过进行这样的电动机驱动控制,将指令信号S的一个周期内的PWM信号PI的脉冲数保持为指定脉冲数Kp。以下,对本实施方式的电动机驱动控制进行详细说明。
在控制单元1内设置的三角波生成部4,在转子7旋转一周的期间,在每个预定的计测定时测定转子电角度θm与三角波CA的相位角θCA的相位差。
图2中表示转子电角度θm的周期t1[秒]中的、转子电角度θm及三角波CA的相位角θCA的相位的时间变化。另外,设定6作为指定脉冲数Kp。在本实施方式中,设定三角波CA的相位角θCA成为0°的时刻作为计测定时。若以这种方式设定计测定时,则转子电角度θm与三角波CA的相位角θCA之间的相位差Δθ的值根据θCA=0°而与转子电角度θm的值相等,因此测定简便。如图2所示,三角波生成部4每隔三角波CA的一个周期,对转子电角度θm的值进行采样。图2中,从θm1至θm5取得5次转子电角度θm,并测定它们的值与阈值的差。
三角波生成部4对从θm1至θm5的每一个设定上限阈值Thθm_UL和下限阈值Thθm_LL这两种阈值。以下对上限阈值Thθm_UL和下限阈值Thθm_LL的设定方法进行说明。
考虑例如三角波CA进入第二个周期时,对转子电角度θm1设定上限阈值Thθm1_UL和下限阈值Thθm1_LL的情况。上限阈值及下限阈值以在指令信号S的一个周期中PWM信号PI输出的脉冲数变得比指定脉冲数Kp少时、及变得比指定脉冲数Kp多时的条件为基础来计算。例如当指定脉冲数Kp为6时,PWM信号PI在指令信号S的一个周期中输出的脉冲数不为6的情况为,在指令信号S的一个周期中三角波CA的周期为5个周期以下时、或7个周期以上时。若考虑到指令信号S的周期与转子7的电角度θm的周期大致相同,则当转子电角度θm的一个周期中的三角波CA的周期为5个周期以下、或7个周期以上时,指令信号S的一个周期中的PWM信号PI的脉冲数偏离指定脉冲数。
在转子电角度θm的一个周期中三角波CA输出5个周期的情况下,在三角波CA结束第一个周期时的转子电角度θm为从360°÷5算出的72°,因此,得到72°作为上限阈值Thθm1_UL。
另一方面,在转子电角度θm的一个周期中三角波CA输出7个周期的情况下,在三角波CA结束第一个周期时的转子电角度θm为从360°÷7算出的51.4°,因此,得到51.4°作为下限阈值Thθm1_LL。
以下以同样的方式,从θm2至θm5依次计算出下限阈值和上限阈值。从θm1至θm5计算出下限阈值和上限阈值后,在三角波生成部4中设定各自的阈值。若从转子电角度θm1至θm5的任意一个值为下限阈值以下或上限阈值以上,则三角波生成部4变更三角波CA的频率。通过变更三角波CA的频率,如图3所示,到三角波CA的周期变为6个周期为止所花费的时间从t1缩短为t1’。图3中表示通过检测出转子电角度θm变为上限阈值以上的情况而增大三角波CA的频率的例子。通过增大三角波CA的频率,能够在指令信号S的一个周期中将PWM信号PI输出的脉冲数从5个变更为6个。
另外,三角波生成部4通过取代将三角波CA的相位角θCA从0°时到下一次变为0°时为止的期间设定为运算期间,而能够确定任意的运算期间。
[电动机驱动控制的第二实施方式]
在以上的说明中,直接测定转子的电角度θm与三角波CA的相位角θCA之间的相位差,但是,为了易于测定转子的电角度θm与三角波CA的相位角θCA之间的相位差,也可以计算出在下述中说明的称为基准角θS的值作为假想的角度值。
通过下述的式1计算基准角θS
<式1>
θS=(Kp×θm)-(360°×b)
在此,Kp为指定脉冲数,b为基于转子电角度θm的值而设定的系数。
在此,对系数b进行说明。可从0至Kp-1的自然数的值取得b。三角波生成部4设定b的值。具体而言,在从转子电角度θm为0°至60°的期间,设b=0。在从转子电角度θm为61°至120°的期间,设b=1。以下,每到转子电角度θm增加60°,便将b的值增加1。在转子电角度θm变为360°时,三角波生成部4使b返回0。以下重复该操作。在该情况下,转子电角度θm、系数b、基准角θS按照下述表1的方式进行变化。另外,将指定脉冲数Kp设定为6。
[表1]
Figure BPA00001348589300101
当转子7的转速稳定时,在转子电角度θm的一个周期中,基准角θS的周期和三角波CA的周期均变为6个周期,三角波CA的相位角θCA与基准角θS的相位一致。这样,在转子7的转速稳定时,计算出周期及相位与三角波CA相等的基准角θS,由此可以容易地检测出转子电角度θm与三角波CA的相位角θCA之间的相位偏差。
另外,计算基准角θS时,有时在控制单元1中具有根本不考虑360°×n(n为1以上的自然数)的成分的功能。在该情况下,θS=(Kp×θm)。
转子7的转速由于轮胎的滑移等而发生骤变时的基准角θS和三角波的相位角θCA的状态如图4、5所示。
转子7的转速发生骤变时,从转子电角度θm计算出的基准角θS的相位也发生骤变。另一方面,在以往的电动机驱动控制中,三角波CA的周期在转子旋转一周期间不变。因此,三角波CA的相位角θCA和基准角θS的相位如图4所示逐渐偏离,三角波CA的相位迟于基准角θS
三角波CA的相位角θCA与基准角θS的相位差的时间变化如图5所示。三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差,从0°至变为-180°为止,以一次函数的方式增加。另外,相位差超过-180°时,虽然在这之前已测定第3个周期的三角波CA的相位角θCA与第3个周期的基准角θS之间的相位差,但是,测定第3个周期的三角波CA的相位角θCA与第4个周期的基准角θS之间的相位差。即,测定相位差时,三角波CA的相位角θCA与基准角θS的周期的数目变为偏离一个的状态。其后,也对三角波CA的相位角θCA与偏离一个周期的基准角θS进行比较,来计算出相位差。该结果如图4所示,在基准角θS的六个周期中,三角波CA仅为五个周期。此时,在指令信号S的一个周期中,PWM信号PI的脉冲数变为五个,少于指定脉冲数的六个,因此,会导致控制单元1的控制失败。
如以上所述,当三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差超过180°时,三角波CA的相位角θCA与基准角θS的周期的数目产生偏离。因此,在本实施方式中,在三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差超过180°之前,变更三角波CA的频率。
具体而言,三角波生成部4对于每个规定的运算周期测定三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差,并以当前的相位差的值及当前的一个运算周期以前的相位差的值为基础,计算出当前的下一个运算周期的相位差的值,并判定该值是否偏离±180°。顺着图6至图8对该控制进行说明。
图6中表示三角波生成部4判定是否变更三角波CA的周期的判定流程。三角波生成部4设定运算周期而计算三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差(S1)。
如图7所示,三角波生成部4对于每个运算周期测定三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差,进而,以当前TC(0)和一个运算周期以前TC(-1)的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的值为基础,计算相位差增加时的斜率,并计算出当前的下一个运算周期TC(+1)的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差(图6的S2)。
三角波生成部4判定在当前的下一个运算周期TC(+1)中三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差是否为-180°以下或180°以上(S3)。若处于从-180°至180°之间,则不变更三角波CA的频率(S4),但当判断为处于-180°以下或180°以上时,变更三角波CA的频率(S5)。其结果,如图7所示,三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差逐渐减小,并如图8所示,在基准角θS的6个周期中也能够输出6个周期的三角波CA。
另外,当判断为在当前的下一个运算周期TC(+1)中三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差为-180°以下时,由于三角波CA的相位角θCA迟于基准角θS,因此,三角波生成部4使生成三角波CA的时钟信号CLK的频率相比当前的频率增大,来使三角波CA的相位提前。通过使相位提前,能够消除基准角θS与三角波CA的相位角θCA之间的相位差,从而避免控制单元1发生控制失败。
另外,当判断为在当前的下一个运算周期TC(+1)中三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差为+180°以上时,由于三角波CA的相位角θCA相对于基准角θS提前,因此,三角波生成部4使时钟信号CLK的频率相比当前的频率减小,从而使三角波CA的相位延迟。
这样,在本实施方式中,通过在三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差从±180°偏离之前予测该偏离,能够在事前防止控制单元1的控制失败。
[电动机驱动控制的第三实施方式]
在上述的实施方式中,以当前TC(0)和一个运算周期前TC(-1)的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差为基础,来予测当前的下一个运算周期TC(+1)的相位差的值是否从±180°偏离,但是也可以取代这种方法,而预先设定阈值,通过检测当前的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的值超过该阈值,来变更三角波CA的频率。该情况下,只要至少三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差不超过±180°即可,因此,作为阈值,能够将从-180°至180°的任意的值设为阈值。例如,在连续地计测三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的情况下,设定±180°作为阈值。
另外,也能够假想实时中轮胎发生滑移的情况,从滑移时的转子转速Rma与三角波生成部4所存储的转子转速Rmm的转速的差Δr预先计算出阈值。具体而言,基于转速的差Δr的值来计算出三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的值在一个运算周期中增加的量x,并根据该相位差的增加量x来设定阈值。以下对阈值的计算方法进行说明。
通过使用下述的式2,能够计算出一个运算周期中的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的增加量x。
<式2>
x=|Δr|×T×Kp×P÷60×360°
在此,
x:是三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的值在一个运算周期中增加的量;
Δr:是实际的转子转速Rma与三角波生成部4所存储的转子转速Rmm的差;
T:是计算三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的运算周期;
Kp:是指定脉冲数;
P:是转子的极对数。
例如,将Δr设为1000rpm,将T设为0.1毫秒,将Kp设为6,将P设为6来计算式2时,得到作为x的21.8°。这显示出,在转子7的转速发生骤变,而实际的转子的转速Rma相比三角波生成部4所存储的转子转速Rmm快1000rpm时,三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差每隔0.1毫秒扩大21.6°。
根据式2,求出一个运算周期内的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的增加量,由此能够设定阈值。即,由于一个运算周期内的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的增加量为21.6°,因此,将从180°减去21.6°得到的±158.4°设定为阈值。即,如图9所示,在当前的三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差为158.4°以上或-158.4°以下时,变更三角波CA的频率。
另外,在上述的示例中,将运算周期设为0.1毫秒,但是,作为其它的示例,例如在将运算周期设定为0.2毫秒的情况下,设定±136.8°作为阈值。
[关于变更三角波CA的周期的手段]
以上说明的是,以三角波CA的相位角θCA与转子电角度θm或基准角θS之间的相位差为基础,来判定是否变更三角波的频率的方法。接着,以下对在判断为应变更三角波CA的频率时如何来变更三角波CA的频率进行说明。
在本实施方式中,当判断为应变更三角波的频率时,三角波生成部4使生成三角波CA的时钟信号CLK的频率相比当前的频率增减规定比例。具体而言,三角波生成部4对下述式3的系数a设定任意的值而变更时钟信号CLK的频率。
<式3>
新时钟频率=当前的时钟频率×(1+a)
在此,a是能够取得任意实数的系数,例如在希望使三角波CA的频率增加一成的情况下,设定a=0.1。另外,在电动机驱动控制顺利进行的期间,设定a=0。另一方面,在希望使三角波CA的频率减少一成的情况下,按照上述的式3,设定-0.1作为a的值。
另外,在以上说明的实施方式中,控制单元1在转子7旋转一周期间变更时钟频率fCLK后,再次通过转子7旋转一周而计算转子转速,以该转子转速为基础,重新设定时钟频率fCLK。但是,也可以取代这种方法,而在转子7旋转一周期间变更三角波CA的频率后,为了稳定地确保PWM信号PI的脉冲数,使时钟频率fCLK固定一定期间。
另外,虽然计算出将转子电角度θm乘以指定脉冲数Kp得到的值作为基准角θS,但也可以计算出将三角波CA的相位角θCA除以指定脉冲数Kp得到的值作为基准角θS’,计测与转子电角度θm之间的相位差。
另外,在本实施方式中,虽然对于转子每旋转一周计算出转子转速Rm,但是并不限于该方式,也可以设定计算出转子转速Rm的任意的定时。在该情况下,将计算出三角波CA的相位角θCA与基准角θS之间的相位差的周期设定得短于转子转速计算的周期,由此,也能够得到本发明的效果。
工业实用性
本发明能够在对电动汽车、混合动力汽车等车辆上搭载的电动机进行驱动控制的领域中使用。
标号说明
1 控制单元、2 电动机、3 指令信号生成部、4 三角波生成部、5 PWM控制部、6 旋转角度传感器、7 转子、8 HV控制模块、9 时钟信号发生器、10 逆变器。

Claims (3)

1.一种电动机驱动控制装置,具有:
控制单元,输出指令信号和三角波而生成PWM信号,并通过PWM信号控制电动机的驱动;和
角度传感器,检测转子电角度,
所述控制单元,
基于所述转子电角度和转矩要求值而确定指令信号的电压值并输出所述指令信号,
基于所述转子电角度,对于每个第一周期计算转子转速,
基于所述转子转速,对于每个所述第一周期确定所述三角波的频率并输出所述三角波,
对于每个比所述第一周期短的第二周期检测所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差,
在输出的所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差的值超过预定的阈值时,变更所述三角波的频率。
2.如权利要求1所述的电动机驱动控制装置,
将在所述指令信号的一个周期中所述PWM信号应输出的脉冲数作为指定脉冲数存储在所述控制单元中,
所述控制单元,
计算所述转子电角度乘以所述指定脉冲数而得到的值作为基准角,
对于每个所述第二周期,检测所述三角波的相位角与所述基准角之间的相位差,
当输出的所述三角波的相位角与所述基准角之间的相位差的值超过所述阈值时,变更所述三角波的频率。
3.如权利要求2所述的电动机驱动控制装置,
设定±180°作为所述阈值。
CN2009801411164A 2008-10-17 2009-10-01 电动机驱动控制装置 Active CN102187566B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-268247 2008-10-17
JP2008268247A JP4450102B1 (ja) 2008-10-17 2008-10-17 モータ駆動制御装置
PCT/JP2009/067154 WO2010044348A1 (ja) 2008-10-17 2009-10-01 モータ駆動制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102187566A true CN102187566A (zh) 2011-09-14
CN102187566B CN102187566B (zh) 2013-12-25

Family

ID=42106513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801411164A Active CN102187566B (zh) 2008-10-17 2009-10-01 电动机驱动控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8525455B2 (zh)
EP (1) EP2337213B1 (zh)
JP (1) JP4450102B1 (zh)
CN (1) CN102187566B (zh)
WO (1) WO2010044348A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116388615A (zh) * 2023-06-03 2023-07-04 晶艺半导体有限公司 直流无刷电机折线调速控制电路和方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101300380B1 (ko) * 2012-03-02 2013-08-29 엘에스산전 주식회사 인버터 제어방법
CN103701372B (zh) * 2012-09-27 2017-07-04 比亚迪股份有限公司 一种同步电机的失步检测方法
CN103701377B (zh) * 2012-09-27 2017-05-31 比亚迪股份有限公司 一种同步电机的失步检测方法
KR101655625B1 (ko) * 2014-12-24 2016-09-07 현대자동차주식회사 전력 변환 장치 및 방법
JP6579195B2 (ja) * 2015-09-30 2019-09-25 日産自動車株式会社 電力制御方法、及び、電力制御装置
JP7544168B1 (ja) 2023-03-20 2024-09-03 株式会社明電舎 同期pwm制御の位相補正装置および位相補正方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000014200A (ja) * 1998-06-26 2000-01-14 Toyo Electric Mfg Co Ltd Pwmインバータ装置
CN1839539A (zh) * 2003-09-30 2006-09-27 三菱电机株式会社 变换器装置
JP2007159367A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Toyota Motor Corp モータ駆動装置
JP2008312420A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Toyota Central R&D Labs Inc 交流電動機の駆動制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02202368A (ja) 1989-01-30 1990-08-10 Toshiba Corp Pwmインバータの制御方法
JP3486326B2 (ja) 1997-06-23 2004-01-13 トヨタ自動車株式会社 同期モータの運転制御方法およびその装置
DE10037972B4 (de) * 1999-08-05 2005-09-15 Sharp K.K. Vorrichtung und Verfahren zur Elektromotorsteuerung
JP4539192B2 (ja) * 2004-06-23 2010-09-08 日産自動車株式会社 交流電動機の制御装置
JP4622863B2 (ja) 2006-01-10 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 モータの制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000014200A (ja) * 1998-06-26 2000-01-14 Toyo Electric Mfg Co Ltd Pwmインバータ装置
CN1839539A (zh) * 2003-09-30 2006-09-27 三菱电机株式会社 变换器装置
JP2007159367A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Toyota Motor Corp モータ駆動装置
JP2008312420A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Toyota Central R&D Labs Inc 交流電動機の駆動制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116388615A (zh) * 2023-06-03 2023-07-04 晶艺半导体有限公司 直流无刷电机折线调速控制电路和方法
CN116388615B (zh) * 2023-06-03 2023-09-01 晶艺半导体有限公司 直流无刷电机折线调速控制电路和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102187566B (zh) 2013-12-25
EP2337213B1 (en) 2021-09-15
US20110127937A1 (en) 2011-06-02
EP2337213A4 (en) 2018-02-28
EP2337213A1 (en) 2011-06-22
US8525455B2 (en) 2013-09-03
JP4450102B1 (ja) 2010-04-14
WO2010044348A1 (ja) 2010-04-22
JP2010098868A (ja) 2010-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102187566B (zh) 电动机驱动控制装置
CN101895245B (zh) 用于检测电流传感器误差的方法和系统
CN101738979B (zh) 计算工业机械的消耗功率的控制装置
CN101981804B (zh) 马达控制器和电动助力转向系统
CN102195560B (zh) 用于监控电动机中的电流的系统和方法
CN100574082C (zh) 内部永久磁体电机的启动和重新启动
CN103493362B (zh) 电动机控制装置
CN102004224A (zh) 一种三相电机缺相的检测系统及其检测方法
CN100530929C (zh) 逆变器单元
CN103926505A (zh) 定子绕组诊断系统和方法
CN103715955A (zh) 用于交流电机的控制设备
CN101385234A (zh) 电动机控制
JP2013510555A5 (zh)
JP2013510555A (ja) 電気機械のトルクの妥当性検査の方法、および同方法を実行し、電気機械を制御する機械制御器
CN101981806A (zh) 电动机控制器和电动助力转向设备
US20100194316A1 (en) Method and Device for Field-Oriented Regulation of a Polyphase Machine
CN101895244A (zh) 响应于电流传感器误差在电动马达中产生扭矩
CN104104285A (zh) 车用发电电动机的控制装置及其方法
CN102498659B (zh) 三相交流电动机的驱动控制装置
CN104378027A (zh) 控制设有电动机的车辆的装置及其控制方法
CN102651546A (zh) 进行过负荷保护的电动机控制装置
JP2009207315A (ja) モータ制御装置
CN107681943B (zh) 一种电动汽车交流驱动电机输出扭矩的估计方法
CN106817064B (zh) 交流电机的驱动方法及应用其的电机驱动装置
CN104080676A (zh) 车辆控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200414

Address after: Aichi Prefecture, Japan

Patentee after: DENSO Corp.

Address before: Aichi Prefecture, Japan

Patentee before: Toyota Motor Corp.