CN108540040B - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动装置，具备：电动机；变换器，利用多个开关元件的开关来驱动所述电动机；及电子控制装置，构成为根据基于电动机的转矩指令的各相的临时电压指令来设定各相的电压指令，使用各相的电压指令和载波电压生成多个开关元件的PWM信号来进行多个开关元件的开关控制。所述电子控制装置构成为每隔不规则的时间间隔在第一方法与第二方法之间切换电压指令的设定方法。所述第一方法是以不将高次谐波叠加于临时电压指令的方式设定电压指令的方法，所述第二方法是将高次谐波叠加于临时电压指令来设定电压指令的方法。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及驱动装置，详细地说，涉及具备电动机和变换器的驱动装置。
背景技术
作为关联技术的驱动装置，提出了在具备电动机和将来自电源的直流电力变换为三相交流电力并向电动机供给的变换器装置且按照调制波和载波生成PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)脉冲来控制变换器装置的驱动装置中，使用基本的载波频率与平均值成为大致值0的扩散频率之和作为载波的频率(例如，参照日本特开2006-174645)。在所述驱动装置中，通过这样使载波的频率扩散，来减少由电磁音带来的噪音。
发明内容
在上述那样的驱动装置中，要求利用使载波的频率扩散的方法以外的新的方法，来减少由电磁音带来的噪音。例如，在进行同步PWM 控制的情况下，无法使载波的频率不规则地扩散，所以需要构建新的方法。
本发明提供一种进一步减少由电磁音带来的噪音的驱动装置。
本发明的技术方案的驱动装置具备：电动机；变换器，利用多个开关元件的开关来驱动所述电动机；及电子控制装置，构成为根据基于所述电动机的转矩指令的各相的临时电压指令来设定各相的电压指令，使用所述各相的电压指令和载波电压生成所述多个开关元件的 PWM信号来进行所述多个开关元件的开关控制。所述电子控制装置构成为，每隔不规则的时间间隔在第一方法与第二方法之间切换所述电压指令的设定方法。所述第一方法是以不将高次谐波叠加于所述临时电压指令的方式设定所述电压指令的方法，所述第二方法是将高次谐波叠加于所述临时电压指令来设定所述电压指令的方法。
在本发明的技术方案的驱动装置中，根据基于电动机的转矩指令的各相的临时电压指令来设定各相的电压指令，使用各相的电压指令和载波电压生成多个开关元件的PWM信号来进行多个开关元件的开关控制。此时，每隔不规则的时间间隔在第一方法与第二方法之间切换电压指令的设定方法，第一方法是以不将高次谐波叠加于临时电压指令的方式设定电压指令的方法，第二方法是将高次谐波叠加于临时电压指令来设定电压指令的方法。通过在第一方法与第二方法之间切换电压指令的设定方法，能够使将多个开关元件通断的定时变化，能够使含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))变化。因此，通过每隔不规则的时间间隔在第一方法与第二方法之间切换电压指令的设定方法，能够使含有的电流高次谐波每隔不规则的时间间隔发生变化(扩散)。其结果，能够减少由电磁音带来的噪音。电压指令的设定方法的切换无论在同步PWM控制中还是在非同步PWM控制中都能够进行。
在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述高次谐波的次数是三的倍数。在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述高次谐波的次数是恒定或可变的。在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述高次谐波的振幅是恒定或可变的。在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述临时电压指令的相位与所述高次谐波的相位的关系是恒定或可变的。若使高次谐波的次数可变，或者使高次谐波的振幅可变，或者使临时电压指令的相位与高次谐波的相位的关系可变，则能够使含有的电流高次谐波进一步扩散。
在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述电子控制装置构成为，每当所述电压指令的设定方法在所述第一方法或所述第二方法下的持续时间达到阈值以上时，切换所述电压指令的设定方法，所述电子控制装置构成为，通过以不规则的值更新所述阈值，而每隔不规则的时间间隔切换所述电压指令的设定方法。
在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述电子控制装置具有用于决定所述持续时间的阈值的表，在所述表中设定有编号及持续时间阈值，所述电子控制装置构成为，每当在所述第一方法或所述第二方法下的持续时间达到阈值以上时，使编号递增，并且将所述表的与所述编号对应的持续时间阈值设定为新的持续时间阈值。
在本发明的技术方案的驱动装置中，可以是，所述电子控制装置构成为，每当在所述第一方法或所述第二方法下的持续时间达到阈值以上时，使用随机数生成器来设定新的持续时间阈值。
附图说明
以下，参照附图对本发明的典型的实施方式的特征、优点及技术上和工业上的意义进行描述，在这些附图中，相同标号代表相同要素。
图1是示出搭载作为本发明的一实施例的驱动装置的电动汽车的结构的概略的结构图。
图2是示出由实施例的电子控制单元执行的PWM信号生成例程的一例的流程图。
图3是示出电动机的电角度与系数的关系的一例的说明图。
图4是示出U相、V相的临时电压指令、叠加用的高次谐波电压指令及U相-V相的线间电压的一例的说明图。
图5是示出使用与图4的上数第二个或图4的上数第三个同样的各相的电压指令对变换器进行了控制时的电流高次谐波的各频率(次数)的含有率的一例的说明图。
图6是示出标志设定处理的一例的流程图。
图7是示出持续时间阈值表的一例的说明图。
图8是示出变形例的U相、V相的临时电压指令、叠加用的高次谐波及电压指令的一例的说明图。
图9是示出变形例的U相、V相的临时电压指令、叠加用的高次谐波及电压指令的一例的说明图。
具体实施方式
使用实施例对用于实施本发明的方式进行说明。
图1是示出搭载作为本发明的一实施例的驱动装置的电动汽车20 的结构的概略的结构图。如图1所示，实施例的电动汽车20具备电动机 32、变换器34、蓄电池36、升压转换器40及电子控制单元50。
电动机32构成为同步发电电动机，具备埋设有永磁体的转子和卷绕有三相线圈的定子。所述电动机32的转子与经由差速齿轮24连结于驱动轮22a、22b的驱动轴26连接。
变换器34用于电动机32的驱动。所述变换器34经由高电压侧电力线42连接于升压转换器40，具有六个晶体管T11～T16和与六个晶体管T11～T16分别并联连接的六个二极管D11～D16。晶体管T11～T16 以分别相对于高电压侧电力线42的正极侧线和负极侧线成为源侧和漏侧的方式各两个地成对配置。晶体管T11～T16的成对的晶体管彼此的连接点分别与电动机32的三相线圈(U相、V相、W相)的各相连接。因此，在变换器34上作用有电压时，通过由电子控制单元50调节成对的晶体管T11～T16的导通时间的比例，而在三相线圈形成旋转磁场，驱动电动机32旋转。在高电压侧电力线42的正极侧线和负极侧线上安装有平滑用的电容器46。
蓄电池36例如构成为锂离子二次电池或镍氢二次电池，经由低电压侧电力线44连接于升压转换器40。在低电压侧电力线44的正极侧线和负极侧线上安装有平滑用的电容器48。
升压转换器40连接于高电压侧电力线42和低电压侧电力线44，具有两个晶体管T31、T32、与两个晶体管T31、T32分别并联连接的两个二极管D31、D32及电抗器L。晶体管T31连接于高电压侧电力线 42的正极侧线。晶体管T32连接于晶体管T31和高电压侧电力线42及低电压侧电力线44的负极侧线。电抗器L连接于晶体管T31、T32 彼此的连接点和低电压侧电力线44的正极侧线。升压转换器40通过由电子控制单元50调节晶体管T31、T32的导通时间的比例，而将低电压侧电力线44的电力升压并向高电压侧电力线42供给，或者将高电压侧电力线42的电力降压并向低电压侧电力线44供给。
电子控制单元50构成为以CPU52为中心的微型处理器，除了 CPU52之外，还具备存储处理程序的ROM54、暂时存储数据的RAM56 及输入输出端口。经由输入端口向电子控制单元50输入来自各种传感器的信号。作为向电子控制单元50输入的信号，例如可以举出来自检测电动机32的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器(例如旋转变压器)32a的旋转位置θm、来自检测在电动机32的各相流动的电流的电流传感器32u、32v的相电流Iu、Iv。另外，也可以举出来自安装于蓄电池36的端子间的未图示的电压传感器的电压Vb、来自安装于蓄电池36的输出端子的未图示的电流传感器的电流Ib。而且，还可以举出来自安装于电容器46的端子间的电压传感器46a的电容器46(高电压侧电力线42)的电压VH、来自安装于电容器48的端子间的电压传感器48a的电容器48(低电压侧电力线44)的电压VL。除此之外，还可以举出来自点火开关60的点火信号、来自检测换档杆61的操作位置的档位传感器62的档位SP。另外，还可以举出来自检测加速器踏板 63的踩踏量的加速器踏板位置传感器64的加速器开度Acc、来自检测制动器踏板65的踩踏量的制动器踏板位置传感器66的制动器踏板位置BP、来自车速传感器68的车速V。从电子控制单元50经由输出端口输出各种控制信号。作为从电子控制单元50输出的信号，例如可以举出对于变换器34的晶体管T11～T16的开关控制信号、对于升压转换器40的晶体管T31、T32的开关控制信号。电子控制单元50基于来自旋转位置检测传感器32a的电动机32的转子的旋转位置θm来运算电动机32的电角度θe、转速Nm。另外，电子控制单元50基于来自未图示的电流传感器的蓄电池36的电流Ib的累计值来运算蓄电池36的蓄电比例SOC。在此，蓄电比例SOC是能够从蓄电池36放出的电力的容量相对于蓄电池36的全部容量的比例。
在如上述那样构成的实施例的电动汽车20中，电子控制单元50 进行以下的行驶控制。在行驶控制中，基于加速器开度Acc和车速V 来设定对驱动轴26要求的要求转矩Td*，将所设定的要求转矩Td*设定为电动机32的转矩指令Tm*，以使电动机32按照转矩指令Tm*被驱动的方式进行变换器34的晶体管T11～T16的开关控制。在实施例中，利用脉冲宽度调制控制(PWM控制)对变换器34的晶体管T11～T16 进行开关控制。PWM控制是使用电动机32的各相的电压指令Vu*、 Vv*、Vw*和载波电压(三角波电压)来生成晶体管T11～T16的PWM信号而进行晶体管T11～T16的开关的控制。在行驶控制中，以能够按照转矩指令Tm*来驱动电动机32的方式设定高电压侧电力线42的目标电压VH*，以使高电压侧电力线42的电压VH成为目标电压VH* 的方式进行升压转换器40的晶体管T31、T32的开关控制。
对如上述那样构成的实施例的电动汽车20的动作、尤其是生成在变换器34的控制中使用的PWM信号时的动作进行说明。图2是示出由实施例的电子控制单元50执行的PWM信号生成例程的一例的流程图。所述例程反复执行。
当执行PWM信号生成例程时，电子控制单元50的CPU52首先输入电动机32的相电流Iu、Iv、电角度θe、转矩指令Tm*等数据(步骤S100)。在此，关于电动机32的相电流Iu、Iv，输入由电流传感器 32u、32v检测到的值。关于电动机32的电角度θe，输入基于由旋转位置检测传感器32a检测到的电动机32的转子的旋转位置θm而运算出的值。关于电动机32的转矩指令Tm*，输入通过上述的行驶控制而设定的值。
当如上述那样输入数据后，当作在电动机32的各相(U相、V相、 W相)流动的电流的总和为值0，而使用电动机32的电角度θe将U 相、V相的相电流Iu、Iv坐标变换(3相-2相变换)为d轴、q轴的电流Id、Iq(步骤S110)。基于电动机32的转矩指令Tm*来设定d轴、 q轴的电流指令Id*、Iq*(步骤S120)，使用所设定的d轴、q轴的电流指令Id*、Iq*和d轴、q轴的电流Id、Iq，通过式(1)及式(2)来设定d轴、q轴的电压指令Vd*、Vq*(步骤S130)。在此，在式(1)及式(2)中，“kd1”、“kq1”是反馈控制中的比例项的增益，“kd2”、“kq2”是反馈控制中的积分项的增益。
Vd*＝kd1·(Id*-Id)+kd2∫(Id*-Id)dt (1)
Vq*＝kq1·(Iq*-Iq)+kq2∫(Iq*-Iq)dt (2)
使用电动机32的电角度θe将d轴、q轴的电压指令Vd*、Vq*坐标变换(2相-3相变换)为作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的临时值的各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp(步骤S140)。通过后述的标志设定处理来设定高次谐波叠加标志F(步骤S150)。在此，高次谐波叠加标志F是表示使用第一方法和第二方法中的哪一个方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法的标志。第一方法是以不将高次谐波叠加于各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、 Vwtmp的方式设定各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的方法。第二方法是将高次谐波叠加于各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp来设定各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的方法。
调查高次谐波叠加标志F的值(步骤S160)。在高次谐波叠加标志F为值0时，判断为使用第一方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、 Vw*的设定方法，将各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp设定为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*(步骤S170)，通过所设定的各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*与载波电压的比较来生成晶体管T11～T16 的PWM信号(步骤S200)，结束本例程。当如上述那样生成晶体管 T11～T16的PWM信号后，使用所述PWM信号进行晶体管T11～T16 的开关控制。
在步骤S160中高次谐波叠加标志F为值1时，判断为使用第二方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法，基于电动机32 的电角度θe来设定叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh(步骤 S180)，将所设定的叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh与各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp相加来设定各相的电压指令 Vu*、Vv*、Vw*(步骤S190)。通过所设定的各相的电压指令Vu*、 Vv*、Vw*与载波电压的比较来生成晶体管T11～T16的PWM信号(步骤S200)，结束本例程。
在此，关于叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh，均设定作为振幅Ah与基于电动机32的电角度θe的系数kh之积而得到的值。因此，叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh为彼此相同的值。将电动机32的电角度θe与系数kh的关系的一例示于图3。在图3中，示出了高次谐波Vuh、Vvh、Vwh的次数(相对于电动机32的电角度θe的一个周期的周期数)为值3的情况。如图3所示，系数kh相对于电动机32的电角度θe的变化而在值(-1)～值1的范围内呈正弦波状变化。因此，叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh相对于电动机 32的电角度θe的变化而在值(-Ah)～值Ah的范围内呈正弦波状变化。
图4是示出U相、V相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、叠加用的高次谐波Vuh、Vvh、电压指令Vu*、Vv*及U相-V相的线间电压 Vuv的一例的说明图。在图4中，考虑到易读性，关于W相省略了图示。图4中，纵轴的刻度以将临时电压指令Vutmp、Vvtmp的振幅设为值1时的刻度。图4的上数第一个表示临时电压指令Vutmp、Vvtmp 及叠加用的高次谐波Vuh、Vvh，图4的上数第二个表示高次谐波叠加标志F为值0时的电压指令Vu*、Vv*，图4的上数第三个表示高次谐波叠加标志F为值1时的电压指令Vu*、Vv*，图4的上数第四个表示高次谐波叠加标志F为值0时及高次谐波叠加标志F为值1时的U相 -V相的线间电压Vuv。
在图4中，示出了叠加用的高次谐波Vuh、Vvh的次数n恒定为值3，且高次谐波Vuh、Vvh的振幅Ah恒定，且U相的临时电压指令 Vutmp的相位θu与高次谐波Vuh的相位θh的关系(以下，称作“相位关系”)恒定的情况。在此，对相位关系进行说明。关于U相的临时电压指令Vutmp，若使用振幅Au、电动机32的电角度θe及作为电角度θe为值0时的相位的基准相位α，则能够由式(3)表示。关于U 相的高次谐波Vuh，若使用次数n、振幅Ah、电动机32的电角度θe及基准相位β，则能够由式(4)表示。式(3)中的值(θe+α)相当于 U相的临时电压指令Vutmp的相位θu，式(4)中的值(n·θe+β)相当于U相的高次谐波Vuh的相位θh。因此，相位关系可以认为是值 (θe+α)与值(n·θe+β)的关系。若基准相位α、β都恒定，则值(θe+α) 与值(n·θe+β)的关系恒定，可以认为相位关系恒定。在图4中，示出了基准相位α、β都恒定为值0从而相位关系恒定的情况。
Vutmp＝Au·sin(θe+α) (3)
Vuh＝Ah·sin(n·θe+β) (4)
从图4的上数第二个及图4的上数第三个可知，在高次谐波叠加标志F为值0的情况下和高次谐波叠加标志F为值1的情况下，电压指令Vu*、Vv*的波形不同。从图4的上数第四个可知，无论高次谐波叠加标志F为值0还是值1，U相-V相的线间电压Vuv都相同。
图5是示出使用与图4的上数第二个、图4的上数第三个同样的各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*对变换器34进行了控制时的电流高次谐波的各频率(次数)的含有率的一例的说明图。图5的上数第一个示出使用了与图4的上数第二个同样的各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的情况，图5的上数第二个示出使用了与图4的上数第三个同样的各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的情况。从图5的上数第一个及图5 的上数第二个可知，在高次谐波叠加标志F为值0的情况下和高次谐波叠加标志F为值1的情况下，含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))不同。上述的理由可以认为是，在高次谐波叠加标志F为值0的情况下和高次谐波叠加标志F为值1的情况下，由于各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的波形不同(参照图4的上数第二个及图4的上数第三个)，所以晶体管T11～T16的PWM信号不同，使晶体管T11～T16通断的定时不同。
对图2的PWM信号生成例程的步骤S150的处理、即通过图6的标志设定处理来设定高次谐波叠加标志F的处理进行说明。在图6的标志设定处理中，电子控制单元50的CPU52首先判定是否是本次的出行(从点火开启到点火关闭)中的初次的标志设定处理(步骤S300)，在判定为是本次的出行中的初次的标志设定处理时，对高次谐波叠加标志F设定值0，即，将各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法设为第一方法(步骤S310)。
对编号k设定作为初始值的值1(步骤S320)，使用所述编号k 和持续时间阈值表来设定持续时间阈值Cref(步骤S330)，将持续时间计数值C重置为值0(步骤S340)。在此，持续时间阈值Cref是相当于使高次谐波叠加标志F持续为值0或值1(使各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法持续为第一方法或第二方法)的时间的计数值。持续时间表是示出编号k与持续时间阈值Cref的关系的表。将持续时间阈值表的一例示于图7。如图7所示，持续时间阈值Cref被设定成，每当编号k增加值1时，该持续时间阈值Cref不规则地变化。持续时间阈值Cref可以通过将编号k应用于持续时间阈值表而进行设定。持续时间计数值C是相当于从在初次的标志设定处理中设定高次谐波叠加标志F起或从切换高次谐波叠加标志F起的时间的计数值。在步骤 S300中判定为不是本次的循环中的初次的标志设定处理时，不执行步骤S310～S340的处理。
使持续时间计数值C增加值1(步骤S350)，将所述持续时间计数值C与持续时间阈值Cref进行比较(步骤S360)，在持续时间计数值C小于持续时间阈值Cref时，保持高次谐波叠加标志F(步骤S370)，结束标志设定处理。
在步骤S360中持续时间计数值C为持续时间阈值Cref以上时，调查当前的高次谐波叠加标志F的值(步骤S380)。在当前的高次谐波叠加标志F为值0时，将所述高次谐波叠加标志F切换为值1(步骤 S390)。另一方面，在当前的高次谐波叠加标志F为值1时，将所述高次谐波叠加标志F切换为值0(步骤S400)。步骤S380～S400的处理是在第一方法与第二方法之间切换各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw* 的设定方法的处理。
使编号k增加值1而进行更新(步骤S410)，与上述的步骤S330、 S340的处理同样地使用编号k和持续时间阈值表(参照图7)来设定持续时间阈值Cref(步骤S420)，将持续时间计数值C重置为值0(步骤S430)，结束标志设定处理。
通过图6的标志设定处理，每隔不规则地变化的持续时间阈值Cref 的间隔切换高次谐波叠加标志F(各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法)。如上所述，在第一方法和第二方法中，使晶体管T11～T16 通断的定时不同，含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))不同。因此，通过每隔不规则地变化的持续时间阈值Cref的间隔切换高次谐波叠加标志F，能够使含有的电流高次谐波每隔不规则的时间间隔发生变化(扩散)，能够减少由电磁音带来的噪音。
在以上说明的实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，每隔不规则的时间间隔，在第一方法与第二方法之间切换各相的电压指令 Vu*、Vv*、Vw*的设定方法，第一方法是以不将高次谐波叠加于各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp的方式设定各相的电压指令 Vu*、Vv*、Vw*的方法，第二方法是将高次谐波叠加于各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp来设定各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw* 的方法。由此，能够使含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))每隔不规则的时间间隔发生变化(扩散)，能够进一步及减少由电磁音带来的噪音。各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw* 的设定方法的切换无论在同步PWM控制中还是在非同步PWM控制中都能够进行。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，在使用第二方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法的情况下，叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh的次数n设为了值3。但是，次数n只要是3的倍数即可，不限定于值3，例如也可以是值6、值9等。将叠加用的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh的次数n为值6时的U相、V相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、叠加用的高次谐波Vuh、Vvh及电压指令Vu*、Vv*的一例示于图8。图8的上数第一个表示临时电压指令 Vutmp、Vvtmp及叠加用的高次谐波Vuh、Vvh，图8的上数第二个表示高次谐波叠加标志F为值1时的电压指令Vu*、Vv*。将图8的上数第二个与图4的上数第三个进行比较可知，电压指令Vu*、Vv*的波形不同。因而，关于两者可以认为，晶体管T11～T16的PWM信号不同，使晶体管T11～T16通断的定时不同，含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))不同。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，在使用第二方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法的情况下，叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh的次数n恒定为值3。但是，次数n也可以是可变的。在该情况下，次数n可以每当将各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法从第一方法切换为第二方法时以规定的规则性变化(例如，3、6、9、3、6、9、…)，或者不规则地变化(例如，3、 6、3、9、6、…)。次数n也可以根据各相的临时电压指令Vutmp、 Vvtmp、Vwtmp的振幅或调制度Rm等而变化。调制度Rm是变换器 34的输出电压(电动机32的施加电压)相对于输入电压(高电压侧电力线42的电压VH)的有效值的比例。若使次数n可变，则能够使含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))进一步扩散，能够进一步减少由电磁音带来的噪音。
在实施例和上述变形例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，叠加用的高次谐波的次数n设为了值3、值6、值9等3的倍数。但是，次数n也可以是值2、值4、值5等不是3的倍数的值。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，在使用第二方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法的情况下，叠加用的各相的高次谐波Vuh、Vvh、Vwh的振幅Ah恒定。但是，振幅Ah也可以是可变的。在该情况下，振幅Ah可以每当将各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法从第一方法切换为第二方法时以规定的规则性变化，或者不规则地变化。另外，振幅Ah也可以根据各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp的振幅或调制度Rm等而变化。若使振幅 Ah可变，则能够使含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))进一步扩散，能够进一步减少由电磁音带来的噪音。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，在使用第二方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法的情况下，如图4所示，通过使基准相位α、β都恒定为值0而使相位关系恒定。但是，也可以通过使基准相位α、β中的一方恒定为值0且另一方恒定为值0以外的值而使相位关系一定，还可以通过使基准相位α、β都恒定为值0以外的值并且彼此相等或不同而使相位关系恒定。将通过使基准相位α恒定为值0且基准相位β恒定为值0以外的值而使相位关系恒定时的U 相、V相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、叠加用的高次谐波Vuh、Vvh及电压指令Vu*、Vv*的一例示于图9。图9的上数第一个表示临时电压指令Vutmp、Vvtmp及叠加用的高次谐波Vuh、Vvh，图9的上数第二个表示高次谐波叠加标志F为值1时的电压指令Vu*、Vv*。将图9 的上数第二个与图4的上数第三个进行比较可知，电压指令Vu*、Vv* 的波形不同。因而，关于两者可以认为，晶体管T11～T16的PWM信号不同，使晶体管T11～T16通断的定时不同，含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))不同。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，在使用第二方法作为各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法的情况下，相位关系恒定。但是，相位关系也可以是可变的。在该情况下，相位关系可以每当将各相的电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法从第一方法切换为第二方法时以规定的规则性变化，或者不规则地变化。相位关系也可以根据各相的临时电压指令Vutmp、Vvtmp、Vwtmp的振幅或调制度Rm 等而变化。若使相位关系可变，则能够使含有的电流高次谐波(电流高次谐波中的含有率大的频率(次数))进一步扩散，能够进一步减少由电磁音带来的噪音。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，当持续时间计数值 C达到持续时间阈值Cref以上时，切换高次谐波叠加标志F(切换电压指令Vu*、Vv*、Vw*的设定方法)，使编号k增加值1而进行更新，并且使用更新后的编号k和持续时间阈值表来设定(更新)持续时间阈值Cref。但是，也可以是，当持续时间计数值C达到持续时间阈值 Cref以上时，切换高次谐波叠加标志F，不使用编号k和持续时间阈值表而是随机地(使用实时地产生随机数的随机数生成器等)设定(更新)持续时间阈值Cref。
在实施例的搭载于电动汽车20的驱动装置中，在蓄电池36与变换器34之间设置升压转换器40，但也可以不设置所述升压转换器40。
在实施例中，设为搭载于电动汽车20的驱动装置的结构。但是，只要具备电动机和变换器即可，也可以设为搭载于混合动力汽车的驱动装置的结构，或者设为搭载于建设设备等不移动的设备的驱动装置的结构。
此外，在实施例中，电动机32为“电动机”的一例，变换器34 为“变换器”的一例，电子控制单元50为“电子控制装置”的一例。
以上，虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明不受这样的实施例任何限定，当然可以在不脱离本发明的要旨的范围内以各种方式实施。
本发明可利用于驱动装置的制造产业等。

Claims (8)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括：
电动机；
变换器，利用多个开关元件的开关来驱动所述电动机；及
电子控制装置，构成为根据基于所述电动机的转矩指令的各相的临时电压指令来设定各相的电压指令，使用所述各相的电压指令和载波电压生成所述多个开关元件的PWM信号而进行所述多个开关元件的开关控制，
其中，所述电子控制装置构成为，每隔不规则的时间间隔在第一方法与第二方法之间切换所述电压指令的设定方法，所述第一方法是以不将高次谐波叠加于所述临时电压指令的方式设定所述电压指令的方法，所述第二方法是将高次谐波叠加于所述临时电压指令来设定所述电压指令的方法。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述高次谐波的次数是3的倍数。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，
所述高次谐波的次数是恒定或可变的。
4.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，
所述高次谐波的振幅是恒定或可变的。
5.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，
所述临时电压指令的相位与所述高次谐波的相位之间的关系是恒定或可变的。
6.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，
所述电子控制装置构成为，每当所述电压指令的设定方法在所述第一方法或所述第二方法下的持续时间达到阈值以上时，切换所述电压指令的设定方法，
所述电子控制装置构成为，通过以不规则的值更新所述阈值，而每隔不规则的时间间隔切换所述电压指令的设定方法。
7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，
所述电子控制装置具有用于决定所述持续时间的阈值的表，在所述表中设定有编号及持续时间阈值，
所述电子控制装置构成为，每当在所述第一方法或所述第二方法下的持续时间达到阈值以上时使编号递增，并且将所述表的与所述编号对应的持续时间阈值设定为新的持续时间阈值。
8.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，
所述电子控制装置构成为，每当在所述第一方法或所述第二方法下的持续时间达到阈值以上时，使用随机数生成器来设定新的持续时间阈值。
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