CN108432120B - 旋转电机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使旋转电机输出的振动转矩分量不被旋转电机的最大输出转矩限制上限的旋转电机的控制装置。旋转电机(2)的控制装置(1)使振动转矩指令值(Tcv)的振幅减少，以使得基本转矩指令值(Tcb)与振动转矩指令值(Tcv)的振幅相加后得到的振动最大值变为上限指令值(Tcmx)以下，并利用上限指令值(Tcmx)对基本转矩指令值(Tcb)与振动转矩指令值(Tcv)相加后得到的加法转矩指令值(Tcsm)进行上限限制，将由此计算得到的值作为最终转矩指令值(Tcf)。

Description

旋转电机的控制装置

技术领域

本发明涉及使转矩振动分量叠加于旋转电机的输出转矩的旋转电机的控制装置。

背景技术

近年来，作为环保汽车，混合动力汽车和电动车正受到关注。混合动力汽车是在现有的内燃机基础上将旋转电机也设为动力源的汽车。即，将内燃机和旋转电机双方均作为车轮的驱动力源。电动车是将旋转电机作为驱动力源的汽车。但是，有时会出现下述情况，即：旋转电机中叠加了转矩脉动等转矩振动分量，从而振动分量被传递给车轮。在车辆出发时、减速时、极低速行驶时等，有可能会给驾驶员带来因振动而导致的不协调感。在下述专利文献1所公开的技术中，构成为使旋转电机输出用于抵消转矩振动分量的振动转矩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平7－46878号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，能够使旋转电机输出的转矩因磁饱和等而存在极限，从而规定了旋转电机的最大输出转矩。因此，在旋转电机的输出转矩上升到最大输出转矩附近的状态下，使旋转电机输出振动转矩时，振动转矩分量的峰部分会受到最大输出转矩的上限限制，从而有时无法使旋转电机进行输出。另一方面，由于振动转矩分量的谷部分不会受到最大输出转矩的上限限制，因此，能够直接使旋转电机进行输出。由此，旋转电机的输出转矩的平均值下降相当于受到上限限制的振动转矩分量的峰部分。因而，在想要使旋转电机的输出转矩增加到最大输出转矩附近，并使车辆加速的情况下，存在输出转矩下降的问题。

因此，希望获得一种旋转电机的控制装置，能够使旋转电机输出的振动转矩分量不被旋转电机的最大输出转矩上限限制。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的旋转电机的控制装置包括：基本转矩指令计算部，该基本转矩指令计算部计算所述旋转电机输出的转矩的基本指令值即基本转矩指令值；振动指令计算部，该振动指令计算部计算以振动频率进行振动的转矩指令值即振动转矩指令值；以及最终转矩指令计算部，该最终转矩指令计算部计算所述基本转矩指令值与所述振动转矩指令值相加得到的加法转矩指令值，并利用与所述旋转电机的最大输出转矩相对应地预先设定的上限指令值对所述加法转矩指令值进行上限限制，将由此计算得到的值作为最终向所述旋转电机进行指令的最终转矩指令值，所述振动指令计算部在所述基本转矩指令值与所述振动转矩指令值的振幅相加后得到的振动最大值大于所述上限指令值的情况下，使所述振动转矩指令值的振幅减少，以使得所述振动最大值变为所述上限指令值以下。

发明效果

根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，由于叠加于最终转矩指令值的振动转矩指令值的振幅减小，因而不会被与旋转电机的最大输出转矩相对应地设定的上限指令值限制上限。因此，能够防止最终转矩指令值的平均值及旋转电机的输出转矩的平均值低于基本转矩指令值。

附图说明

图1是本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的简要框图。

图2是搭载有本发明实施方式1所涉及的旋转电机及控制装置的车辆的简要结构图。

图3是本发明实施方式1所涉及的旋转电机的硬件结构图。

图4是本发明实施方式1所涉及的逆变器控制部的框图。

图5是本发明实施方式1所涉及的基本振动转矩计算部的框图。

图6是对本发明实施方式1所涉及的振幅表格进行说明的图。

图7是本发明的比较例所涉及的时序图。

图8是本发明的比较例所涉及的时序图。

图9是本发明实施方式1所涉及的时序图。

图10是本发明其他实施方式所涉及的时序图。

具体实施方式

1.实施方式1

参照附图说明实施方式1所涉及的旋转电机2的控制装置1(以下，简称为控制装置1)。图1是本实施方式所涉及的控制装置1的简要框图。

旋转电机2包括：固定于非旋转构件的定子；以及配置于该定子的径向内侧、且以能够相对于非旋转构件旋转的方式被支承的转子。本实施方式中，旋转电机2设为永磁体型同步旋转电机，且定子卷绕有三相的绕组Cu、Cv、Cw，转子设有永磁体。旋转电机2经由进行直流交流转换的逆变器10与直流电源4电连接。旋转电机2至少具有接受来自直流电源4的供电并产生动力的电动机的功能。另外，除了电动机的功能，旋转电机2还可以具有发电机的功能。

逆变器10是在直流电源4与旋转电机2之间进行功率转换的直流交流转换装置。逆变器10构成为桥接电路，即：与三相各相(U相、V相、W相)的绕组相对应地设置有三组串联连接在正极电线与负极电线之间的两个开关元件，其中，正极电线与直流电源4的正极相连接，负极电线与直流电源4的负极相连接。串联连接正极侧的开关元件和负极侧的开关元件的连接点连接至对应相的绕组。开关元件使用反向并联连接有续流二极管的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等。逆变器10具备用于检测流过各绕组的电流的电流传感器11。电流传感器11设置在连接开关元件的串联电路与绕组的各相的电线上。

本实施方式中，如图2所示，旋转电机2被设为车辆的驱动力源，旋转电机2的转子的转轴经由减速器6和差速齿轮7与左右两个车轮8相连结。

控制装置1是通过控制逆变器10来进行旋转电机2的控制的控制装置。如图1所示，控制装置1包括基本转矩指令计算部30、振动指令计算部31、最终转矩指令计算部32、以及逆变器控制部33等功能部。控制装置1所具备的各功能部30～33等由控制装置1所具备的处理电路来实现。具体而言，控制装置1如图3所示，具备下述部分来作为处理电路，即：CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、向运算处理装置90输入外部信号的输入电路92、以及从运算处理装置90向外部输出信号的输出电路93等。作为存储装置91，包括构成为能从运算处理装置90读取并写入数据的RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、构成为能从运算处理装置90读取数据的ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等。输入电路92具备与各种传感器、开关相连接，并将这些传感器、开关的输出信号输入到运算处理装置90的A/D转换器等。输出电路93具备与开关元件等电负载相连接，并将控制信号从运算处理装置90输出到这些电负载的驱动电路等。本实施方式中，电流传感器11、转速传感器12以及温度传感器13等连接至输入电路92。逆变器10(开关元件或开关元件的栅极驱动电路)等连接至输出电路93。

于是，控制装置1所具备的各功能部30～33等的各功能通过由运算处理装置90执行ROM等存储装置91中所存储的软件(程序)，并与存储装置91、输入电路92以及输出电路93等控制装置1的其他硬件进行协作来实现。另外，各功能部30～33等所使用的判定值、表格等设定数据作为软件(程序)的一部分存储于ROM等存储装置91。以下，对控制装置1的各功能进行详细说明。

如图4的框图所示，逆变器控制部33对逆变器10的开关元件进行导通或截止控制，以使得旋转电机2输出从后述的最终转矩指令计算部32传递来的最终转矩指令值Tcf的转矩。本实施方式中，逆变器控制部33构成为进行使用了矢量控制法的电流反馈控制。逆变器控制部33包括dq轴电流指令计算部40、电流反馈控制部41、电压坐标变换部42、PWM信号生成部43、电流坐标变换部44、以及转速检测部45。

转速检测部45检测旋转电机2的转速。转速检测部45基于设置于转子的转轴的转速传感器12的输出信号，检测转子的电气角θ(磁极位置θ)及电气角速度。

由最终转矩指令计算部32计算出的最终转矩指令值Tcf被输入到dq轴电流指令计算部40。dq轴电流指令计算部40为了使旋转电机2输出最终转矩指令值Tcf的转矩，计算出在dq轴旋转坐标系中表示流过三相绕组Cu、Cv、Cw的电流的d轴电流指令值Idc及q轴电流指令值Iqc。dq轴电流指令计算部40按照最大转矩电流控制、弱磁通控制、Id＝0控制、以及最大转矩磁通控制等电流矢量控制方法，运算dq轴电流指令值Idc、Iqc。最大转矩电流控制中，计算出使产生转矩相对于同一电流成为最大那样的dq轴电流指令值Idc、Iqc。弱磁通控制中，根据最终转矩指令值Tcf，使dq轴电流指令值Idc、Iqc在恒感应电压椭圆上移动。Id＝0控制中，将d轴电流指令值Idc设定为0，根据最终转矩指令值Tcf等，使q轴电流指令值Iqc变化。最大转矩磁通控制中，计算出同一转矩产生时交链磁通变为最小那样的dq轴电流指令值Idc、Iqc。本实施方式中，dq轴电流指令计算部40构成为使用预先设定了最终转矩指令值Tcf与dq轴电流指令值Idc、Iqc的关系的转矩电流变换映射，来计算与最终转矩指令值Tcf相对应的dq轴电流指令值Idc、Iqc。

dq轴旋转坐标是由定义为设置于转子的永磁体的N极的朝向(磁极位置)的d轴、以及定义为在电气角上比d轴提前90°(π/2)的方向的q轴构成，且与转子在电气角θ下的旋转同步进行旋转的二轴的旋转坐标。

电流坐标变换部44基于电流传感器11的输出信号，检测出从逆变器10流向旋转电机2的各相的绕组Cu、Cv、Cw的三相电流Iu、Iv、Iw。电流坐标变换部44基于磁极位置θ对流过各相的绕组的三相电流Iu、Iv、Iw进行三相二相变换及旋转坐标变换，来变换成由dq轴旋转坐标系表示的d轴电流Id及q轴电流Iq。

电流反馈控制部41进行电流反馈控制，即通过PI控制等使在dq轴旋转坐标系中表示施加于旋转电机2的电压的指令信号的d轴电压指令值Vd及q轴电压指令值Vq变化，以使得dq轴电流Id、Iq接近dq轴电流指令值Idc、Iqc。然后，电压坐标变换部42基于磁极位置θ对dq轴电压指令值Vd、Vq进行固定坐标变换及二相三相变换，从而变换成提供给三相的各相绕组的交流电压指令值即三相交流电压指令值Vu、Vv、Vw。

PWM信号生成部43将三相交流电压指令值Vu、Vv、Vw分别与具有直流电源电压的振动幅度且以载波频率振动的载波(三角波)进行比较，在交流电压指令值超过载波时，使矩形脉冲波打开，在交流电压指令值低于载波时，使矩形脉冲波关闭。PWM信号生成部43将三相各相的矩形脉冲波作为三相各相的逆变器控制信号Su、Sv、Sw输出到逆变器10，使逆变器10的各开关元件导通或截止。

接着，对最终转矩指令值Tcf的计算进行说明。

如图1所示，基本转矩指令计算部30计算使旋转电机2输出的转矩的基本指令值即基本转矩指令值Tcb。本实施方式中，基本转矩指令计算部30根据油门开度、车速以及直流电源4的充电量等，计算出为进行车轮W的驱动而要求的车辆要求转矩，并基于车辆要求转矩设定基本转矩指令值Tcb。

振动指令计算部31计算以振动频率振动的转矩指令值即振动转矩指令值Tcv。本实施方式中，振动指令计算部31包括基本振动转矩计算部34和振幅减少处理部38。基本振动转矩计算部34计算振动转矩指令值的基本值即基本振动转矩指令值Tcvb。振幅减少处理部38对基本振动转矩指令值Tcvb进行后述的振幅减少处理，并计算出最终的振动转矩指令值Tcv。

基本振动转矩计算部34构成为将振动频率设定为与旋转电机2的旋转频率(电气角频率)相对应的频率。基本振动转矩指令值Tcvb设为用于抵消旋转电机2的输出转矩中产生的转矩脉动、齿槽转矩等转矩振动分量的转矩指令值，设定为转矩振动分量的相反相位的转矩。转矩脉动因电流产生的磁通和磁体产生的磁通的相互作用而产生，其频率是电流的基本频率(电气角频率)的6n倍(n为1以上的自然数)。齿槽转矩因转子位置所引起的定子与转子的静态磁吸引力的差而产生，其频率是定子的槽数和转子的磁极数的最小公倍数×电气角频率而得到的频率。

本实施方式中，基本振动转矩计算部34如式(1)所示，计算以电气角频率的次数m(m为1以上的自然数)的振动频率进行振动，且相对于电气角θ的m倍具有相位γ的差的基本振幅Ab的正弦波(或余弦波)，将其作为基本振动转矩指令值Tcvb。

Tcvb＝Ab×sin(m×θ+γ)···(1)

基本振动转矩计算部34如图5的框图所示，包括振幅设定部35、振动波形计算部36以及乘法器37。振幅设定部35基于基本转矩指令值Tcb设定基本振幅Ab。本示例中，振幅设定部35使用图6所示那样的预先设定了基本转矩指令值Tcb与基本振幅Ab的关系的振幅表格，计算与基本转矩指令计算部30计算出的基本转矩指令值Tcb相对应的基本振幅Ab。

振动波形计算部36基于转速检测部45检测出的电气角θ、预先设定的次数m以及预先设定的相位γ来计算振动波形。本示例中，振动波形计算部36计算sin(m×θ+γ)作为振动波形。振动波形计算部36可以根据基本转矩指令值Tcb和电气角速度等运行条件来改变相位γ。接着，乘法器37将由振幅设定部35设定的基本振幅Ab与通过振动波形计算部36计算得到的振动波形sin(m×θ+γ)相乘，从而计算出基本振动转矩指令值Tcvb。

说明振幅表格和相位γ的设定方法的示例。在不同的基本转矩指令值Tcb等多个运行条件下，利用转矩传感器来测量基本转矩指令值Tcb中没有叠加用于抵消转矩振动的振动转矩指令值Tcv时的旋转电机2的输出转矩。接着，通过最小二乘法等将测量得到的输出转矩波形近似为正弦(sin)波。将近似得到的正弦波的振幅设为基本振幅Ab，并将近似得到的正弦波的相位的相反相位设为相位γ。如图6所示，预先设定基本转矩指令值Tcb与基本振幅Ab的关系来作为振幅表格。

随着基本转矩指令值Tcb的绝对值变大，转矩脉动等转矩振动的振幅也变大。因此，在振幅表格中，设定为基本振幅Ab随着基本转矩指令值Tcb的绝对值变大而变大。由此，能够利用振动转矩指令值来抵消振幅随着基本转矩指令值Tcb的变大而增加的转矩振动。但是，若基本转矩指令值Tcb增加到后述的上限指令值Tcmx附近，则振幅增加后的振动转矩指令值会受到上限指令值Tcmx的上限限制，从而发生后述的问题。

另外，为了应对转矩脉动和齿槽脉动的电气角频率的次数不同的情况等，振动指令计算部31也可以构成为对次数m不同的多个基本振动转矩指令值Tcvb进行计算，并计算多个基本振动转矩指令值Tcvb的合计值来作为最终的基本振动转矩指令值Tcvb。

振幅减少处理部38对基本振动转矩指令值Tcvb进行后述的振幅减少处理，并计算出最终的振动转矩指令值Tcv。

如图1所示，最终转矩指令计算部32计算将振动指令计算部31计算出的振动转矩指令值Tcv与基本转矩指令计算部30计算出的基本转矩指令值Tcb相加而得到的加法转矩指令值Tcsm，并计算利用与旋转电机2的最大输出转矩相对应地预先设定的上限指令值Tcmx对加法转矩指令值Tcsm进行上限限制后得到的值，以作为最终向旋转电机2进行指令的最终转矩指令值Tcf。

此处，旋转电机2的最大输出转矩是通过控制装置1能够使旋转电机2输出的输出转矩的平均值的最大值，成为对转矩脉动及齿槽转矩等转矩振动分量进行平均化后得到的输出转矩。即，最大输出转矩是最大平均输出转矩。本实施方式中，上限指令值Tcmx设定为与旋转电机2的最大输出转矩一致。旋转电机2的最大输出转矩根据转子的电气角速度、直流电源4的电源电压、充电量等而变化。最终转矩指令计算部32构成为基于转子的电气角速度、直流电源4的电源电压以及充电量，来设定上限指令值Tcmx。

最终转矩指令计算部32如式(2)所示，在基本转矩指令值Tcb和振动转矩指令值Tcv相加后得到的加法转矩指令值Tcsm大于上限指令值Tcmx的情况下，将上限指令值Tcmx设定为最终转矩指令值Tcf。另一方面，最终转矩指令计算部32在加法转矩指令值Tcsm在上限指令值Tcmx以下的情况下，将加法转矩指令值Tcsm设定为最终转矩指令值Tcf。

1)Tcsm(＝Tcb+Tcv)＞Tcmx的情况

Tcf＝Tcmx

2)Tcsm(＝Tcb+Tcv)≤Tcmx的情况···(2)

Tcf＝Tcsm＝Tcb+Tcv

此处，对与本实施方式不同，且构成为不进行后述的振幅减少处理部38的振幅减少处理的比较例进行说明。如图7的时序图所示，在基本转矩指令值Tcb上升至上限指令值Tcmx附近的状态下，若计算将基本转矩指令值Tcb与未进行振幅减少处理的振动转矩指令值Tcv(基本振动转矩指令值Tcvb)相加后而得到的加法转矩指令值Tcsm，则加法转矩指令值Tcsm由上限指令值Tcmx进行上限限制，从而成为进行振动的振动转矩指令值Tcv的峰部分被切除的状态。因此，上限限制后的最终转矩指令值Tcf的平均值Tcfave低于基本转矩指令值Tcb。

此外，图8的时序图中示出比较例所涉及的旋转电机2的输出转矩Tm的形态。图8的上段的时序图是与本实施方式不同的、在不将基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv相加的情况下直接将基本转矩指令值Tcb设定为最终转矩指令值Tcf时的旋转电机2的输出转矩Tm的形态。旋转电机2的输出转矩Tm成为在基本转矩指令值Tcb中叠加了转矩脉动等转矩振动分量后得到的波形。并且，虽然旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave低于上限指令值Tcmx(最大输出转矩)，但输出转矩Tm的转矩振动分量的峰部分超过了上限指令值Tcmx。

图8的下段的时序图是对应于图7的比较例的旋转电机2的输出转矩Tm的形态。输出转矩Tm的转矩振动分量的峰部分被没有进行上限限制的振动转矩指令值Tcv的谷部分抵消，下降到了基本转矩指令值Tcb。另一方面，由于振动转矩指令值Tcv的峰部分被限制上限，因此输出转矩Tm的转矩振动分量的谷部分没有被充分抵消，从而变为低于基本转矩指令值Tcb。由此，旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave也低于基本转矩指令值Tcb。因此，在比较例中，在想要使旋转电机2的输出转矩Tm增加到上限指令值Tcmx附近，并使车辆加速的情况下，存在输出转矩Tm下降的问题。

因此，本实施方式中，振动指令计算部31(振幅减少处理部38)采用下述结构，即：在基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅相加后得到的振动最大值大于上限指令值Tcmx的情况下，进行使振动转矩指令值Tcv的振幅减少的振幅减少处理，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下。

根据该结构，如图9的时序图所示，基本转矩指令值Tcb与振幅减少处理后的振动转矩指令值Tcv相加后得到的加法转矩指令值Tcsm变为上限指令值Tcmx以下，不被上限指令值Tcmx限制上限。由此，能够防止最终转矩指令值Tcf的平均值Tcfave及旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave低于基本转矩指令值Tcb。此外，能够在不被上限指令值Tcmx限制上限的范围内，设定振动转矩指令值Tcv的振幅，并能抵消转矩振动分量。

本实施方式中，振幅减少处理部38构成为：在基本转矩指令值Tcb与基本振动转矩指令值Tcvb的基本振幅Ab相加后得到的判定振动最大值(Tcb+Ab)大于上限指令值Tcmx的情况下，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅相加后得到的振动最大值与上限指令值Tcmx一致。根据该结构，能够将振动转矩指令值Tcv的振幅的减少设为所需的最小限度，并能够将转矩振动的降低效果的减少设为所需的最小限度。

若将振动转矩指令值Tcv的振幅设为A，则可以设定为A＝Tcmx－Tcb，以使得Tcb+A＝Tcmx成立。即，可以将振动转矩指令值Tcv的振幅A设定为上限指令值Tcmx减去基本转矩指令值Tcb后得到的差分值(Tcmx－Tcb)。具体而言，如式(3)所示，振幅减少处理部38在基本转矩指令值Tcb与基本振动转矩指令值Tcvb的基本振幅Ab相加后得到的判定振动最大值(Tcb+Ab)大于上限指令值Tcmx的情况下，将差分值(Tcmx－Tcb)除以基本振幅Ab从而计算出振幅减少系数Ka，然后将振幅减少系数Ka与基本振动转矩指令值Tcvb相乘从而计算出最终的振动转矩指令值Tcv。另一方面，振幅减少处理部38在判定振动最大值(Tcb+Ab)在上限指令值Tcmx以下的情况下，直接将基本振动转矩指令值Tcvb设定为最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab＞Tcmx的情况

Ka＝(Tcmx－Tcb)/Ab

Tcv＝Ka×Tcvb

2)Tcb+Ab≤Tcmx的情况···(3)

Tcv＝Tcvb

或者，如式(4)所示那样，振幅减少处理部38构成为：在判定振动最大值(Tcb+Ab)大于上限指令值Tcmx的情况下，在式(1)中使用差分值(Tcmx-Tcb)代替基本振幅Ab，来直接计算出最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab＞Tcmx的情况

Tcv＝(Tcmx-Tcb)×sin(m×θ+γ)

2)Tcb+Ab≤Tcmx的情况···(4)

Tcv＝Ab×sin(m×θ+γ)

另外，在将次数m不同的多个基本振动转矩指令值Tcvb的合计值设为最终的基本振动转矩指令值Tcvb的情况下，振幅减少处理部38将合计值的振幅设定为基本振幅Ab，并进行式(3)的运算。

但是，在由于运行状态的急剧变化、噪声等的外部干扰而导致基本转矩指令值Tcb骤变的情况下，根据基本转矩指令值Tcb计算出的振动转矩指令值Tcv的振幅也会发生骤变。例如，电流传感器11检测到的电流检测值因噪声的影响而发生骤变，由于该影响，基本转矩指令值Tcb发生骤变。若振动转矩指令值Tcv的振幅发生骤变，则旋转电机2的输出转矩也发生骤变，因此，转矩变动被传递给车轮8，从而给驾驶员带来不协调感。

因此，在本实施方式中，振动指令计算部31构成为对振动转矩指令值Tcv的振幅的设定值进行低通滤波处理。根据该结构，能够抑制振动转矩指令值Tcv的振幅的骤变，抑制转矩变动传递给车轮8。在使用式(1)和式(3)计算振动转矩指令值Tcv的情况下，振动指令计算部31对基本振幅Ab及振幅减少系数Ka的设定值进行低通滤波处理。或者，在使用式(4)计算振动转矩指令值Tcv的情况下，振动指令计算部31对差分值(Tcmx-Tcb)及基本振幅Ab进行低通滤波处理。

2.实施方式2

接着，对实施方式2所涉及的控制装置1进行说明。省略说明与上述实施方式1相同的结构部分。本实施方式所涉及的旋转电机2及控制装置1的基本结构和处理与实施方式1相同，但振幅减少处理中的振动最大值的计算方法不同。

最终转矩指令值Tcf与实际的旋转电机2的输出转矩之间会产生偏差。例如，在使用转矩电流变换映射，将最终转矩指令值Tcf变换成dq轴电流指令值Idc、Iqc时，由于内插或外插的线性插补而产生变换误差。此外，旋转电机2中还存在因制造偏差而引起的个体差异。若线圈长度不同，则线圈电阻不同，因此，即使施加电压相同，电流值也不同，输出转矩也不同。例如，在0～300Nm的转矩范围内，旋转电机2的输出转矩有时会相对于最终转矩指令值Tcf在+2Nm到－2Nm左右的范围内产生偏差。

因此，在旋转电机2的最大输出转矩与上限指令值Tcmx之间产生偏差。特别是在上限指令值Tcmx发生了偏差从而超过旋转电机2的最大输出转矩的情况下，即使在最终转矩指令值Tcf所包含的振动转矩指令值Tcv的峰部分没有被上限指令值Tcmx限制上限的情况下，实际上也会因旋转电机2的最大输出转矩而受到上限限制，从而出现无法使旋转电机2输出振动转矩指令值Tcv的峰部分的转矩的情况。由此，成为与图8的下段的曲线相同的状态，存在旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave下降的问题。

因此，本实施方式中，振动指令计算部31构成为：计算将基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅、以及最终转矩指令值Tcf与旋转电机2的输出转矩间预先设定的偏差幅度ΔTsh相加后得到的值来作为振动最大值。即，振动指令计算部31构成为：在基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅及偏差幅度ΔTsh相加后得到的振动最大值大于上限指令值Tcmx的情况下，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下。

根据该结构，振动转矩指令值Tcv的振幅被减少为使得在上限指令值Tcmx与进行振动的最终转矩指令值Tcf之间隔开预先设定的偏差幅度ΔTsh以上的间隔。由此，如上所述，即使在上限指令值Tcmx发生偏差从而超过旋转电机2的最大输出转矩的情况下，也能够抑制振动转矩指令值Tcv的峰部分被旋转电机2的最大输出转矩限制上限，并能抑制旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave下降。

本实施方式中，偏差幅度ΔTsh预先设定为因转矩电流变换映射的设定误差及旋转电机2的个体差异中的一方或双方而有可能产生的最大的偏差幅度。振幅减少处理部38构成为：在基本转矩指令值Tcb与基本振动转矩指令值Tcvb的基本振幅Ab及偏差幅度ΔTsh相加后得到的判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTsh)大于上限指令值Tcmx的情况下，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅及偏差幅度ΔTsh相加后得到的振动最大值与上限指令值Tcmx一致。

具体而言，如式(5)所示，振幅减少处理部38在判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTsh)大于上限指令值Tcmx的情况下，从上限指令值Tcmx减去基本转矩指令值Tcb及偏差幅度ΔTsh而得到偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTsh)，将该偏差幅度减法差分值除以基本振幅Ab，从而计算出振幅减少系数Ka，然后将振幅减少系数Ka与基本振动转矩指令值Tcvb相乘从而计算出最终的振动转矩指令值Tcv。另一方面，振幅减少处理部38在判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTsh)在上限指令值Tcmx以下的情况下，直接将基本振动转矩指令值Tcvb设定为最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab+ΔTsh＞Tcmx的情况

Ka＝(Tcmx-Tcb-ΔTsh)/Ab

Tcv＝Ka×Tcvb···(5)

2)Tcb+Ab+ΔTsh≤Tcmx的情况

Tcv＝Tcvb

或者，如式(6)所示，振幅减少处理部38也可以构成为：在判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTsh)大于上限指令值Tcmx的情况下，在式(1)中使用偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTsh)代替基本振幅Ab，来直接计算出最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab+ΔTsh＞Tcmx的情况

Tcv＝(Tcmx-Tcb-ΔTsh)×sin(m×θ+γ)

2)Tcb+Ab+ΔTsh≤Tcmx的情况···(6)

Tcv＝Ab×sin(m×θ+γ)

另外，在式(5)和式(6)中的任意情况下，振幅减少处理部38也可以用零来对偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTsh)进行下限限制。根据该结构，在偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTsh)变为零以下的情况下，振动转矩指令值Tcv的振幅成为零。由此，能够避免振幅变为负，并能避免振动转矩指令值Tcv的相位反相。

3.实施方式3

接着，对实施方式3所涉及的控制装置1进行说明。省略说明与上述实施方式1相同的结构部分。本实施方式所涉及的旋转电机2及控制装置1的基本结构和处理与实施方式1相同，但振幅减少处理中的振动最大值的计算方法不同。

如实施方式1中所说明的那样，控制装置1构成为进行电流反馈控制，以使得由电流传感器11检测出的电流值接近基于最终转矩指令值Tcf而设定的电流指令值。由此，若电流传感器11中发生检测偏差，则在最终转矩指令值Tcf与实际的旋转电机2的输出转矩之间会产生偏差。一般情况下，在常温下对电流传感器11进行校正，因此，若电流传感器11处于高温下，则检测偏差有可能会变大。例如，在分流型的电流传感器11的情况下，计算出与电阻体两端的电压下降量相对应的电流值。因此，若电阻体处于高温下，则电阻体的电阻增加，电压下降量增加，因而检测电流值比实际的电流值要大。电流传感器11的温度上升会在逆变器10内部的电流传感器11附近的温度上升、或者流过电阻体的电流增加等情况下产生。例如，在盛夏等外部气体温度较高时、高速行驶时等情况下，电流传感器11的温度上升变大，电流检测偏差变大。

若电流检测偏差较大，则最终转矩指令值Tcf与实际的旋转电机2的输出转矩间的偏差幅度也变大，从而产生上述实施方式2中所说明的问题。即，在上限指令值Tcmx发生偏差从而超过旋转电机2的最大输出转矩的情况下，产生因最大输出转矩的上限限制而导致无法使旋转电机2输出振动转矩指令值Tcv的峰部分的转矩的情况，产生旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave下降的问题。

因此，本实施方式中，振动指令计算部31构成为在检测流过旋转电机2的电流的电流传感器11的温度为预先设定的判定温度(例如，80℃)以上的情况下，计算出因电流传感器11的电流检测误差而产生的最终转矩指令值Tcf与旋转电机2的输出转矩间的偏差幅度即电流转矩偏差幅度ΔTshi，并计算将基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅及电流转矩偏差幅度ΔTshi相加后得到的值来作为振动最大值。

即，振动指令计算部31构成为：在电流传感器11的温度在预先设定的判定温度以上的情况下，当基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv及电流转矩偏差幅度ΔTshi相加后得到的振动最大值大于上限指令值Tcmx时，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下。另一方面，振动指令计算部31在电流传感器11的温度小于判定温度的情况下，当基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv相加后得到的振动最大值大于上限指令值Tcmx时，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下。

根据该结构，在电流传感器11的温度变为判定温度以上，且电流检测偏差变大的情况下，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得在上限指令值Tcmx与进行振动的最终转矩指令值Tcf之间隔开电流转矩偏差幅度ΔTshi以上的间隔。由此，即使在上限指令值Tcmx发生偏差从而超过旋转电机2的最大输出转矩的情况下，也能够抑制振动转矩指令值Tcv的峰部分受到旋转电机2的最大输出转矩的上限限制，并能抑制旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave下降。另一方面，在电流传感器11的温度小于判定温度，电流检测偏差较小的情况下，不进行电流转矩偏差幅度ΔTshi的加法运算，从而能够防止振动转矩指令值Tcv的振幅减少所需以上，能够提高转矩振动的降低效果。

在电流传感器11具有温度检测功能的情况下，振动指令计算部31基于设置于电流传感器11的温度传感器13的输出信号，检测出电流传感器11的温度。或者，振动指令计算部31基于设置于电流传感器11附近的温度传感器13的输出信号，检测出电流传感器11的温度。

电流转矩偏差幅度ΔTshi可以是预先设定的固定值，也可以根据电流传感器11的温度来变更。在后者的情况下，振动指令计算部31使用预先设定了电流传感器11的温度与电流转矩偏差幅度ΔTshi的关系的偏差幅度设定表格，来计算与检测到的电流传感器11的温度相对应的电流转矩偏差幅度ΔTshi。

振幅减少处理部38构成为：在基本转矩指令值Tcb与基本振动转矩指令值Tcvb的基本振幅Ab及电流转矩偏差幅度ΔTshi相加后得到的判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTshi)大于上限指令值Tcmx的情况下，使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅及电流转矩偏差幅度ΔTshi相加后得到的振动最大值与上限指令值Tcmx一致。

具体而言，如式(7)所示，振幅减少处理部38在判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTshi)大于上限指令值Tcmx的情况下，从上限指令值Tcmx减去基本转矩指令值Tcb及电流转矩偏差幅度ΔTshi而得到偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTshi)，将该偏差幅度减法差分值除以基本振幅Ab，从而计算出振幅减少系数Ka，然后将振幅减少系数Ka与基本振动转矩指令值Tcvb相乘从而计算出最终的振动转矩指令值Tcv。另一方面，振幅减少处理部38在判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTshi)在上限指令值Tcmx以下的情况下，直接将基本振动转矩指令值Tcvb设定为最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab+ΔTshi＞Tcmx的情况

Ka＝(Tcmx-Tcb-ΔTshi)/Ab

Tcv＝Ka×Tcvb···(7)

2)Tcb+Ab+ΔTshi≤Tcmx的情况

Tcv＝Tcvb

或者，如式(8)所示，振幅减少处理部38也可以构成为：在判定振动最大值(Tcb+Ab+ΔTshi)大于上限指令值Tcmx的情况下，在式(1)中使用偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTshi)代替基本振幅Ab，来直接计算出最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab+ΔTshi＞Tcmx的情况

Tcv＝(Tcmx-Tcb-ΔTshi)×sin(m×θ+γ)

2)Tcb+Ab+ΔTshi≤Tcmx的情况···(8)

Tcv＝Ab×sin(m×θ+γ)

另外，在式(7)和式(8)中的任意情况下，振幅减少处理部38可以用零来对偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTshi)进行下限限制。

〔其他实施方式〕

最后，对本发明的其他实施方式进行说明。另外，以下说明的各实施方式的结构并不限于分别单独地进行应用的结构，只要不发生矛盾，就能够与其他的实施方式的结构进行组合来应用。

(1)上述各实施方式中，以下述情况为例进行了说明，即：振动指令计算部31构成为在振幅减少处理中，在维持基本振动转矩指令值Tcvb的波形不变的情况下使振幅减少。但是，本发明的实施方式并不限于此。即，振动指令计算部31在基本转矩指令值Tcb与振动转矩指令值Tcv的振幅相加后得到的振动最大值大于上限指令值Tcmx的情况下，可以使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下，且振幅减少处理前后的波形可以发生变化。例如，在实施方式1中，如图9和图10的时序图所示，振动指令计算部31可以构成为：在基本转矩指令值Tcb与基本振动转矩指令值Tcvb的基本振幅Ab相加后得到的判定振动最大值(Tcb+Ab)大于上限指令值Tcmx的情况下，利用从上限指令值Tcmx减去基本转矩指令值Tcb后得到的差分值(Tcmx-Tcb)对基本转矩指令值Tcb进行上限限制，并且利用差分值(Tcmx-Tcb)乘以－1后得到的值对基本转矩指令值Tcb进行下限限制，将由此得到的值设定为最终的振动转矩指令值Tcv。

1)Tcb+Ab＞Tcmx的情况

－(Tcmx-Tcb)≤Tcvb≤(Tcmx-Tcb)

Tcv＝Tcvb

2)Tcb+Ab≤Tcmx的情况···(9)

Tcv＝Tcvb

振动指令计算部31也可以构成为：在实施方式2中，利用偏差幅度减法差分值(Tcmx-Tcb-ΔTsh)的正值和负值对基本转矩指令值Tcb进行上下限限制，在实施方式3中，利用偏差幅度减法值(Tcmx-Tcb-ΔTshi)的正值和负值对基本转矩指令值Tcb进行上下限限制。

根据该结构，也能够使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下，并且能够防止最终转矩指令值Tcf的平均值Tcfave及旋转电机2的输出转矩Tm的平均值Tmave低于基本转矩指令值Tcb。并且，与上述各实施方式相比，还能够增加振动转矩指令值Tcv的振幅，能提高转矩振动的抵消效果。

(2)在上述的各实施方式中，以下述情况为例进行了说明，即：振动指令计算部31构成为对正弦波(或余弦波)的波形的振动转矩指令值Tcv(基本振动转矩指令值Tcvb)进行计算。但是，本发明的实施方式并不限于此。即，振动指令计算部31只要计算出以振动频率进行振动的振动转矩指令值Tcv(基本振动转矩指令值Tcvb)即可，可以是任意波形。例如，振动指令计算部31可以将振动转矩指令值Tcv(基本振动转矩指令值Tcvb)的波形设为接近实验中通过转矩传感器测量得到的旋转电机2的输出转矩的振动分量的波形。例如，振动指令计算部31组合相位不同的多个正弦波(或余弦波)从而计算出振幅为1的单位指令值，或者使用预先设定了角度与单位指令值的关系的表格，来计算出与电气角θ相对应的单位指令值。接着，振动指令计算部31可以将基本振幅Ab与单位指令值相乘来计算出基本振动转矩指令值Tcvb。

(3)在上述的实施方式1中，以下述情况为例进行了说明，即：振动指令计算部31构成为使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值与上限指令值Tcmx一致。但是，本发明的实施方式并不限于此。即，振动指令计算部31使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值变为上限指令值Tcmx以下即可，可以构成为使振动转矩指令值Tcv的振幅减少，以使得振动最大值与从上限指令值Tcmx减去规定值后得到的值一致。

(4)在上述实施方式2中，以下述情况为例进行了说明，即：作为最终转矩指令值Tcf与实际的旋转电机2的输出转矩之间的偏差幅度，考虑了由于转矩电流变换映射及制造偏差而引起的偏差，在实施方式3中，以下述情况为例进行了说明，即：作为最终转矩指令值Tcf与实际的旋转电机2的输出转矩之间的偏差幅度，考虑了由于电流检测偏差而引起的偏差。但是，本发明的实施方式并不限于此。作为最终转矩指令值Tcf与实际的旋转电机2的输出转矩之间的偏差幅度，可以考虑由于各种各样的原因引起的情况，也可以考虑由于转矩电流变换映射及制造偏差、以及电流检测偏差双方而引起的情况。

(5)在上述的各实施方式中，以下述情况为例进行了说明，即：振动指令计算部31计算出用于抵消转矩脉动、齿槽转矩等旋转电机2输出的转矩振动分量的振动转矩指令值Tcv。但是，本发明的实施方式并不限于此。振动指令计算部31计算出以振动频率进行振动的振动转矩指令值Tcv即可，例如，可以计算用于抵消连结旋转电机2与车轮8的动力传递路径中产生的轴扭力振动的振动转矩指令值Tcv，或者可以计算用于抵消转矩脉动和齿槽转矩、以及轴扭力振动双方的振动转矩指令值Tcv。

(6)在上述的各实施方式中，以将旋转电机2设为电动车的驱动力源的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限于此。即，可以将旋转电机2设为具备内燃机的混合动力汽车的驱动力源，或者也可以设为车辆以外的装置的驱动力源。

(7)在上述的各实施方式中，以将旋转电机2设为永磁体型同步旋转电机的情况为例进行了说明。但是，本发明的实施方式并不限于此。即，旋转电机2也可以设为感应旋转电机等各种旋转电机。

另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。

工业上的实用性

本发明适用于使转矩振动分量叠加于旋转电机的输出转矩的旋转电机的控制装置。

标号说明

1旋转电机的控制装置，2旋转电机，11电流传感器，13温度传感器，30基本转矩指令计算部，31振动指令计算部，32最终转矩指令计算部，Ab基本振幅，Ka振幅减少系数，Tcb基本转矩指令值，Tcf最终转矩指令值，Tcfave最终转矩指令值的平均值，Tcv振动转矩指令值。，Tcvb基本振动转矩指令值，Tcmx上限指令值，Tcsm加法转矩指令值，Tm旋转电机的输出转矩，Tmave旋转电机的输出转矩的平均值。

Claims (4)

1.一种旋转电机的控制装置，其特征在于，包括：

基本转矩指令计算部，该基本转矩指令计算部计算旋转电机输出的转矩的基本指令值即基本转矩指令值；

振动指令计算部，该振动指令计算部计算以振动频率进行振动的转矩指令值即振动转矩指令值；以及

最终转矩指令计算部，该最终转矩指令计算部计算所述基本转矩指令值与所述振动转矩指令值相加得到的加法转矩指令值，并利用与所述旋转电机的最大输出转矩相对应地预先设定的上限指令值对所述加法转矩指令值进行上限限制，将由此计算得到的值作为最终向所述旋转电机进行指令的最终转矩指令值，

所述振动指令计算部在所述基本转矩指令值与所述振动转矩指令值的振幅相加后得到的振动最大值大于所述上限指令值的情况下，使所述振动转矩指令值的振幅减少，以使得所述振动最大值变为所述上限指令值以下，

所述振动指令计算部在检测流过所述旋转电机的电流的电流传感器的温度在预先设定的判定温度以上的情况下，计算因所述电流传感器的电流检测误差而产生的所述最终转矩指令值与所述旋转电机的输出转矩间的偏差幅度即电流转矩偏差幅度，计算对所述基本转矩指令值加上所述振动转矩指令值的振幅、以及所述电流转矩偏差幅度后得到的值来作为所述振动最大值。

2.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述振动指令计算部计算对所述基本转矩指令值加上所述振动转矩指令值的振幅、以及所述最终转矩指令值与所述旋转电机的输出转矩间的预先设定的偏差幅度后得到的值来作为所述振动最大值。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述振动指令计算部使所述振动转矩指令值的振幅减少，以使得所述振动最大值与所述上限指令值一致。

4.如权利要求1或2所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述振动指令计算部对所述振动转矩指令值的振幅的设定值进行低通滤波处理。

Images