CN113258844A - 变换器控制装置及车载用流体机械 - Google Patents

Abstract

本公开涉及变换器控制装置及车载用流体机械。变换器控制装置构成为控制使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的变换器电路。变换器控制装置具备：2相电压指令值导出部，基于从外部发送的外部指令值和速度掌握部的掌握结果来导出2相电压指令值；及3相电压指令值导出部，基于2相电压指令值来导出3相电压指令值。3相电压指令值导出部根据基于2相电压指令值和掌握结果而算出的电压利用率来导出3相电压指令值。

Description

变换器控制装置及车载用流体机械

技术领域

本公开涉及变换器(inverter)控制装置及车载用流体机械。

背景技术

例如日本特开2015-208187号公报公开了在使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的变换器电路的控制中使用的变换器控制装置。该公报公开了车载用电动马达作为汽车的空调用马达使用且具有3相线圈、以及变换器电路具有3相开关元件。另外，该公报公开了基于由励磁成分电压及转矩成分电压构成的2相电压指令值来算出作为3相电压指令值的驱动电压。

在此，在基于2相电压指令值和车载用蓄电装置的电压算出的电压利用率低的状况下，3相电压指令值的变化范围容易变窄。在该情况下，3相电压指令值容易偏向特定的值或与此相近的值，因此，在开关元件中，以特定的占空比或与此相近的占空比进行开关的频度容易变高。因而，由开关元件的开关引起的噪声容易向与上述特定的占空比对应的频率即特定频率集中，特定频率的噪声可能会局部地变大。

本公开的目的在于提供能够抑制因3相电压指令值的变化范围变窄而特定频率的噪声局部地变大的变换器控制装置及具备该变换器控制装置的车载用流体机械。

发明内容

第一方案的变换器控制装置构成为控制使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的变换器电路。所述车载用电动马达具有3相线圈，所述变换器电路具有3相开关元件。所述变换器控制装置具备：速度掌握部，构成为掌握所述车载用电动马达的转速；电压掌握部，构成为掌握所述车载用蓄电装置的电压即电源电压；2相电压指令值导出部，构成为基于从外部发送的外部指令值和所述速度掌握部的掌握结果来导出向所述车载用电动马达的d轴及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值；及3相电压指令值导出部，构成为基于所述2相电压指令值来导出向所述3相线圈施加的3相电压指令值。所述变换器控制装置构成为基于所述3相电压指令值对所述3相开关元件进行PWM控制。所述3相电压指令值导出部构成为，在基于所述2相电压指令值和所述电压掌握部的掌握结果而算出的电压利用率是第一电压利用率的情况下，导出通过使所述3相电压指令值的中性点电位以第一中性点振幅变化而得到的第一3相电压指令值，在所述电压利用率是比所述第一电压利用率小的第二电压利用率的情况下，导出通过使所述中性点电位以比所述第一中性点振幅大的第二中性点振幅变化而得到的第二3相电压指令值。

第二方案的车载用流体机械具备车载用电动马达、变换器电路及第一方案的变换器控制装置。

附图说明

图1是示出车载用电动压缩机的概要的框图。

图2是示出变换器电路及变换器控制装置的电气构成的框图。

图3是示出旋转控制处理的流程图。

图4是示出在电压利用率是第二电压利用率的条件下不使中性点电位变化的情况下的3相电压指令值的图表。

图5是示出在电压利用率是第二电压利用率的条件下使中性点电位以第二中性点振幅变化的情况下的3相电压指令值的图表。

图6是示出在电压利用率是第一电压利用率的条件下使中性点电位以第一中性点振幅变化的情况下的3相电压指令值的图表。

图7是示出另一例的变换器控制装置的电气构成的框图。

具体实施方式

以下，对变换器控制装置、搭载有该变换器控制装置的车载用流体机械的一实施方式进行说明。在本实施方式中，车载用流体机械是车载用电动压缩机，该车载用电动压缩机在车载用空调装置中使用。

对车载用空调装置及车载用电动压缩机的概要进行说明。

如图1所示，搭载于车辆100的车载用空调装置101具备车载用电动压缩机10和对车载用电动压缩机10供给作为流体的制冷剂的外部制冷剂回路102。

外部制冷剂回路102例如具有热交换器及膨胀阀。车载用空调装置101通过由车载用电动压缩机10压缩制冷剂且由外部制冷剂回路102进行制冷剂的热交换及膨胀而进行车内的制冷制热。

车载用空调装置101具备控制该车载用空调装置101的整体的空调ECU103。空调ECU103构成为能够掌握车内温度及/或车辆空调的设定温度，基于这些参数来对车载用电动压缩机10发送指令转速Nc等各种指令。

车辆100具备车载用蓄电装置104。车载用蓄电装置104只要能够进行直流电力的充放电即可，是任意的，例如是二次电池、双电层电容器。车载用蓄电装置104作为车载用电动压缩机10的直流电源而使用。

车载用电动压缩机10具备车载用电动马达11、由车载用电动马达11驱动的压缩部12、使用车载用蓄电装置104使车载用电动马达11驱动的变换器电路13及在变换器电路13的控制中使用的变换器控制装置14。

车载用电动马达11具有旋转轴21、固定于旋转轴21的转子22、以与转子22相对向的方式配置的定子23及卷绕于定子23的3相线圈24u、24v、24w。转子22包括永磁体22a。详细而言，永磁体22a埋入于转子22内。如图2所示，3相线圈24u、24v、24w例如被星形连接。转子22及旋转轴21通过3相线圈24u、24v、24w以预定的模式被通电而旋转。即，本实施方式的车载用电动马达11是3相马达。

此外，3相线圈24u、24v、24w的连接方式不限于星形连接，是任意的，例如也可以是三角形连接。另外，车载用电动马达11的转速及加速度意味着转子22的转速及加速度。

压缩部12通过车载用电动马达11驱动而压缩流体(在本实施方式中是制冷剂)。详细而言，压缩部12通过旋转轴21旋转而压缩从外部制冷剂回路102供给的吸入制冷剂，并将该压缩后的制冷剂排出。压缩部12的具体的结构是涡旋式、活塞式、叶片式等任意的。

变换器电路13通过将从车载用蓄电装置104输入的直流电力变换为交流电力而使用车载用蓄电装置104使车载用电动马达11驱动。

如图2所示，变换器电路13具有3相开关元件Qu1～Qw2。详细而言，变换器电路13具备与u相线圈24u对应的u相开关元件Qu1、Qu2、与v相线圈24v对应的v相开关元件Qv1、Qv2及与w相线圈24w对应的w相开关元件Qw1、Qw2。

3相开关元件Qu1、Qu2、Qv1、Qv2、Qw1、Qw2(以下，称作“3相开关元件Qu1～Qw2”)例如是IGBT等功率开关元件。不过，3相开关元件Qu1～Qw2不限于IGBT，是任意的，例如也可以是MOSFET。此外，3相开关元件Qu1～Qw2具有续流二极管(体二极管)Du1～Dw2。

各u相开关元件Qu1、Qu2经由连接线而互相串联连接，该连接线连接于u相线圈24u。u相开关元件Qu1的集电极连接于车载用蓄电装置104的高压侧即正极端子(+端子)。u相开关元件Qu2的发射极连接于车载用蓄电装置104的低压侧即负极端子(-端子)。

此外，其他的开关元件Qv1、Qv2、Qw1、Qw2的连接方式除了对应的线圈不同这一点之外，与u相开关元件Qu1、Qu2是同样的。

变换器控制装置14是具有CPU及存储器等电子部件的控制器。变换器控制装置14通过控制变换器电路13(详细而言是3相开关元件Qu1～Qw2)而使车载用电动马达11驱动。

变换器控制装置14具备电压传感器31作为掌握车载用蓄电装置104的电压即电源电压Vin的电压掌握部。电压传感器31通过检测变换器电路13的输入电压来掌握电源电压Vin。

变换器控制装置14具备检测在车载用电动马达11流动的马达电流的电流传感器32。本实施方式中的马达电流例如是在3相线圈24u、24v、24w流动的3相电流Iu、Iv、Iw。

如图2所示，变换器控制装置14具有将由电流传感器32检测到的3相电流Iu、Iv、Iw变换为互相正交的d轴电流Id及q轴电流Iq(以下，称作“2相电流Id、Iq”)的3相/2相变换电路33。

顺便一提，d轴电流Id也可以说成转子22的磁通轴向成分的电流即励磁成分电流，q轴电流Iq也可以说成对车载用电动马达11的转矩有贡献的转矩成分电流。

变换器控制装置14具备推定转子22的旋转位置及转速的位置-速度推定部(位置推定部)34。位置-速度推定部34例如基于2相电流Id、Iq、和2相电压指令值Vdr、Vqr的至少一方来推定转子22的旋转位置及实际的转速即实际转速Nr。指令转速Nc及实际转速Nr的单位是任意的，例如可考虑rpm。

位置-速度推定部34的具体的结构是任意的。例如，位置-速度推定部34可以具有基于2相电流Id、Iq、d轴电压指令值Vdr及马达常数等来算出在3相线圈24u、24v、24w感应的感应电压的感应电压算出部。在该情况下，位置-速度推定部34可以基于感应电压和2相电流Id、Iq中的d轴电流Id等来推定转子22的旋转位置及实际转速Nr。

位置-速度推定部34定期地掌握电流传感器32的检测结果，定期地推定转子22的旋转位置及实际转速Nr。由此，位置-速度推定部34追随转子22的旋转位置及实际转速Nr的变化。在本实施方式中，位置-速度推定部34对应于掌握车载用电动马达11的转速的“速度掌握部”。

变换器控制装置14具备取得从作为外部的空调ECU103发送的外部指令值的取得部35和基于由取得部35取得的外部指令值和实际转速Nr来进行车载用电动马达11的旋转控制的旋转控制部(旋转控制电路)36。

取得部35例如是用于将空调ECU103和变换器控制装置14电连接的连接器等。空调ECU103和变换器控制装置14由取得部35电连接，能够进行信息的交换(授受)。此外，取得部35也可以说成被输入指令转速Nc等各种指令的输入部。

外部指令值例如是指令转速Nc。详细而言，空调ECU103例如根据车载用空调装置101的运转状况来算出需要的制冷剂的流量，算出能够实现该流量的指令转速Nc，将指令转速Nc向变换器控制装置14发送。

此外，外部指令值不限于指令转速Nc，只要能够规定车载用电动马达11的驱动方式即可，其具体的指令内容是任意的。另外，外部指令值的输出主体不限于空调ECU103，是任意的。

旋转控制部36与取得部35电连接。旋转控制部36经由取得部35而与空调ECU103电连接，由取得部35取得的指令转速Nc向旋转控制部36输入。也就是说，旋转控制部36经由取得部35而接收来自空调ECU103的外部指令值。

旋转控制部36与电压传感器31电连接，能够掌握电源电压Vin。

旋转控制部36与位置-速度推定部34电连接。由此，旋转控制部36构成为能够掌握由位置-速度推定部34推定出的转子22的旋转位置及实际转速Nr，并且构成为能够对位置-速度推定部34发送推定所需的参数。

另外，3相/2相变换电路33将2相电流Id、Iq向位置-速度推定部34和旋转控制部36双方输出。因而，旋转控制部36能够掌握2相电流Id、Iq。

旋转控制部36通过对变换器电路13的3相开关元件Qu1～Qw2进行PWM控制来进行控制车载用电动马达11(详细而言是转子22)的旋转的旋转控制处理。

旋转控制部36的具体的硬件构成是任意的。例如，旋转控制部36可以是具有存储有进行旋转控制处理的程序及/或需要的信息的存储器和基于上述程序来执行旋转控制处理的CPU的构成。

另外，旋转控制部36可以是具有执行旋转控制处理的一部分或全部的1个或多个专用硬件电路的构成，也可以是1个或多个专用硬件电路与执行软件处理的CPU的组合。换言之，旋转控制部36例如由1个以上的专用的硬件电路及按照计算机程序(软件)进行动作的1个以上的处理器(控制电路)的至少一方实现即可。

在此，为了便于说明，将由旋转控制部36实现的旋转控制处理以图3所示的流程图形式进行说明。

如图3所示，旋转控制部36首先在步骤S101中，基于由取得部35取得的外部指令值(在本实施方式中是指令转速Nc)和由位置-速度推定部34掌握(在本实施方式中是推定)的实际转速Nr来导出2相电流指令值Idr、Iqr。2相电流指令值Idr、Iqr是d轴电流Id的目标值即d轴电流指令值Idr和q轴电流Iq的目标值即q轴电流指令值Iqr。

之后，旋转控制部36在步骤S102中，基于2相电流指令值Idr、Iqr和由3相/2相变换电路33得到的2相电流Id、Iq来导出2相电压指令值Vdr、Vqr。2相电压指令值Vdr、Vqr由d轴电压指令值Vdr和q轴电压指令值Vqr构成。d轴电压指令值Vdr是向车载用电动马达11的d轴施加的电压的目标值，q轴电压指令值Vqr是向车载用电动马达11的q轴施加的电压的目标值。

顺便一提，旋转控制部36将2相电压指令值Vdr、Vqr向位置-速度推定部34输出。位置-速度推定部34将2相电压指令值Vdr、Vqr的至少一方用于转子22的位置及实际转速Nr的推定。

旋转控制部36在步骤S103～S106中，执行基于2相电压指令值Vdr、Vqr来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的处理。

3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr由u相电压指令值Vur、v相电压指令值Vvr及w相电压指令值Vwr构成。u相电压指令值Vur是u相线圈24u的施加电压的目标值，v相电压指令值Vvr是v相线圈24v的施加电压的目标值，w相电压指令值Vwr是w相线圈24w的施加电压的目标值。

详细而言，旋转控制部36在步骤S103中，基于2相电压指令值Vdr、Vqr来导出3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0。例如，旋转控制部36通过对2相电压指令值Vdr、Vqr进行2相-3相变换来导出3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0。

3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0根据电角度而变化，例如成为了具有以电角度的0°～360°为1个周期的基准振幅f0的波形。3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的相位互相不同，例如互相错开了120°。3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的波形是正弦波、三角波、矩形波或这些波形的变形后的波形等任意的。

另外，旋转控制部36与步骤S103相独立地，在步骤S104中，基于2相电压指令值Vdr、Vqr和电源电压Vin来算出电压利用率R。电压利用率R是将2相电压指令值Vdr、Vqr向车载用电动马达11施加所需的电源电压Vin的利用率。例如，电压利用率R是2相电压指令值Vdr、Vqr的有效值相对于电源电压Vin的比率或对该比率加上或乘以预定的修正参数而得到的参数。

此外，若着眼于3相线圈24u、24w、24w的线间电压根据2相电压指令值Vdr、Vqr而变化，则电压利用率R也可以说成3相线圈24u、24w、24w的线间电压的有效值相对于电源电压Vin的比率。换言之，电压利用率R也可以说成为了3相线圈24u、24w、24w的线间电压成为与2相电压指令值Vdr、Vqr对应的值而表示电源电压Vin的利用率的参数。

顺便一提，在步骤S103中导出的3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的振幅即基准振幅f0随着电压利用率R变小而变小。例如，若比较电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下的基准振幅f0和电压利用率R是比第一电压利用率R1小的第二电压利用率R2的情况下的基准振幅f0，则第二电压利用率R2的情况下的基准振幅f0比第一电压利用率R1的情况下的基准振幅f0小。并且，若基准振幅f0变小，则3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的变化范围(详细而言是从最小值到最大值的范围)容易变窄。因而，在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下，与电压利用率R是第一电压利用率R1的情况相比，3相开关元件Qu1～Qw2的接通/断开的占空比容易偏向特定的值。

旋转控制部36算出电压利用率R后，在步骤S105中，基于电压利用率R来导出变化的中性点电位En的振幅即中性点振幅fn。中性点电位En是指3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的中性点的电位。

在此，旋转控制部36根据电压利用率R而使中性点振幅fn可变。详细而言，旋转控制部36在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，导出第一中性点振幅fn1作为中性点振幅fn，在电压利用率R是比第一电压利用率R1小的第二电压利用率R2的情况下，导出比第一中性点振幅fn1大的第二中性点振幅fn2作为中性点振幅fn。在本实施方式中，旋转控制部36随着电压利用率R变小而增大中性点振幅fn。

此外，用于决定中性点振幅fn的具体的方式是任意的，例如可以是利用预定的计算式来导出与电压利用率R对应的中性点振幅fn的构成。另外，也可以使电压利用率R和中性点振幅fn以建立对应关系的方式被设定的映射数据存储于存储器，旋转控制部36通过参照该映射数据来导出与本次算出的电压利用率R对应的中性点振幅fn。

旋转控制部36导出3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0和中性点振幅fn后，在步骤S106中，导出通过使中性点电位En以中性点振幅fn变化而得到的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。

详细而言，旋转控制部36通过使中性点振幅fn的中性点电位En重叠于3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0而导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。即，旋转控制部36通过使中性点电位En一边根据电角度以中性点振幅fn变化一边与根据电角度而变化的3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0相加(或相减)来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。换言之，旋转控制部36也可以说成通过使中性点振幅fn的中性点电位En的波形相对于3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的波形重叠来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。此外，重叠的中性点电位En的周期例如是120°。

详细而言，旋转控制部36在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，通过使第一中性点振幅fn1的中性点电位En相对于与第一电压利用率R1对应的3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0重叠来导出第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1。

另外，旋转控制部36在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下，通过使第二中性点振幅fn2的中性点电位En相对于与第二电压利用率R2对应的3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0重叠来导出第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2。

如已经说明的那样，第二中性点振幅fn2比第一中性点振幅fn1大。因而，即使在因电压利用率R成为第二电压利用率R2而基准振幅f0变小的情况下，第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2的变化范围也不容易变窄。

在本实施方式中，旋转控制部36以与电压利用率R无关而3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围恒定的方式，与根据电压利用率R而变化的基准振幅f0对应地导出中性点振幅fn。

顺便一提，3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围也可以与电压利用率R无关而为预先确定的阈值以上。例如，可以是，在将3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的最小值相对于电源电压Vin的比率设为最小比率，将3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的最大值相对于电源电压Vin的比率设为最大比率的情况下，从最小比率到最大比率的范围为阈值范围以上。换言之，旋转控制部36也可以说成以使从最小比率到最大比率的范围成为阈值范围以上的方式与电压利用率R对应地导出中性点振幅fn并使中性点电位En变化该中性点振幅fn。

顺便一提，在本实施方式中，旋转控制部36以使3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr不超过电源电压Vin的方式调整中性点振幅fn。例如，旋转控制部36在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，以使将3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0和第一中性点振幅fn1的中性点电位En相加(或相减)而得到的值处于从0V到电源电压Vin的范围内的方式导出第一中性点振幅fn1。由此，避免第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1维持为电源电压Vin。

另外，第二中性点振幅fn2也可以比与第二电压利用率R2对应的基准振幅f0大。即，旋转控制部36也可以使比基准振幅f0大的振幅的中性点电位En重叠。另一方面，第一中性点振幅fn1也可以比与第一电压利用率R1对应的基准振幅f0小。即，旋转控制部36也可以使比基准振幅f0大的振幅的中性点电位En重叠。

换言之，旋转控制部36根据电压利用率R而切换为通过以比基准振幅f0大的振幅使中性点电位En变化来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的控制、和通过以比基准振幅f0小的振幅使中性点电位En变化来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的控制。

旋转控制部36导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr后，在步骤S107中，基于3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr和载波信号来生成设定有3相开关元件Qu1～Qw2的开关模式(详细而言是占空比)的PWM信号。然后，旋转控制部36在步骤S108中，使用生成的PWM信号来进行3相开关元件Qu1～Qw2的开关控制。

在本实施方式中，执行步骤S101、S102的处理的旋转控制部36对应于“2相电压指令值导出部”。并且，执行步骤S103～S106的处理的旋转控制部36对应于“3相电压指令值导出部”，尤其是，执行步骤S103的处理的旋转控制部36对应于“基准生成部”，执行步骤S106的处理的旋转控制部36对应于“重叠部”。

此外，为了便于说明，以流程图形式进行了说明，但步骤S103～S106的处理的顺序能够任意变更。例如，旋转控制部36也可以执行步骤S103的处理后执行步骤S104及步骤S105的处理，之后执行步骤S106的处理。另外，旋转控制部36还可以执行步骤S104及步骤S105的处理后执行步骤S103的处理。也就是说，步骤S103的处理和步骤S104、S105的处理无需并列进行。另外，如上所述，也可以是专用的硬件电路执行步骤S103～S106的处理中的一部分或全部的构成。

接着，使用图4～图6对本实施方式的作用进行说明。图4是作为比较例示出的图表，详细而言，是在电压利用率R是第二电压利用率R2的条件下不使中性点电位En变化的情况下的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的图表。另一方面，图5是在电压利用率R是第二电压利用率R2的条件下使中性点电位En以第二中性点振幅fn2变化的情况下的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的图表。图6是在电压利用率R是第一电压利用率R1的条件下使中性点电位En以第一中性点振幅fn1变化的情况下的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的图表。

如图4所示，在电压利用率R是第二电压利用率R2的条件下中性点电位En不变化的情况下，3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr直接是3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0。因而，3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr在3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的变化范围即基准范围Vy0内变化。在该情况下，若与第二电压利用率R2小对应而基准范围Vy0窄，则3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化量变小。在该状况下，3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr容易偏向特定的值或与此相近的值，因此3相开关元件Qu1～Qw2会以特定的占空比或与此相近的占空比周期性地被接通/断开。因此，容易局部地产生与特定的占空比对应的特定频率的噪声。

相对于此，如图5所示，通过在第二电压利用率R2的状况下中性点电位En以第二中性点振幅fn2变化而导出的第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2比3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0大幅地变化。详细而言，若将第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2的变化范围设为第二变化范围Vy2，则第二变化范围Vy2比基准范围Vy0宽。由此，相对于电角度的变化的第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2的变化量容易变大，因此3相开关元件Qu1～Qw2的占空比容易改变。因此，不容易产生3相开关元件Qu1～Qw2以特定的占空比或与此相近的占空比周期性地被接通/断开的事态。

尤其是，在本实施方式中，第二中性点振幅fn2被设定为比基准振幅f0大。由此，第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2成为了中性点电位En为支配地位的波形。因此，即使在基准振幅f0小的情况下第二变化范围Vy2也宽。

此外，若为了保险起见而说明，则即使在中性点电位En重叠的情况下，向3相线圈24u、24w、24w施加的线间电压也不变化。因此，对车载用电动马达11施加与3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0同等的转矩。

另外，如图6所示，在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，比第二中性点振幅fn2小的第一中性点振幅fn1的中性点电位En重叠。由此，第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1的变化范围即第一变化范围Vy1处于车载用蓄电装置104的能够输出的电压范围。即，抑制了第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1超过电源电压Vin。换言之，也可以说，在电压利用率R比较高的状况下，与此对应地中性点振幅fn变小，由此3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr维持为最大值的期间或维持为最小值的期间变短。

根据以上详述的本实施方式，起到以下的效果。

(1)变换器控制装置14在使用车载用蓄电装置104使车载用电动马达11驱动的变换器电路13的控制中使用。车载用电动马达11具有3相线圈24u、24v、24w，变换器电路13具有3相开关元件Qu1～Qw2。

变换器控制装置14具备掌握车载用电动马达11的转速即实际转速Nr的位置-速度推定部34、掌握车载用蓄电装置104的电压即电源电压Vin的电压传感器31及旋转控制部36。旋转控制部36进行基于从外部发送的外部指令值和实际转速Nr来导出向车载用电动马达11的d轴及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值Vdr、Vqr的处理和基于2相电压指令值Vdr、Vqr来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的处理。并且，旋转控制部36基于3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr来对3相开关元件Qu1～Qw2进行PWM控制。

在该结构中，旋转控制部36在导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的处理中，根据基于2相电压指令值Vdr、Vqr和电源电压Vin而算出的电压利用率R来变更3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。

详细而言，旋转控制部36在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，导出通过使3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的中性点电位En以第一中性点振幅fn1变化而得到的第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1。另外，旋转控制部36在电压利用率R是比第一电压利用率R1小的第二电压利用率R2的情况下，导出通过使3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的中性点电位En以第二中性点振幅fn2变化而得到的第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2。第二中性点振幅fn2比第一中性点振幅fn1大。

根据该构成，在电压利用率R是比第一电压利用率R1小的第二电压利用率R2的情况下，中性点电位En以比与第一电压利用率R1对应的第一中性点振幅fn1大的第二中性点振幅fn2变化。由此，得到至少具有第二中性点振幅fn2以上的变化范围的第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2。因此，能够抑制第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2的变化范围(第二变化范围Vy2)变窄。由此，能够抑制因3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围变窄而特定频率的噪声变大。

尤其是，通常，若电压利用率R变小，则3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围容易变窄。因而，在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下，3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围容易变窄。

这一点，根据本构成，在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下，以相对大的第二中性点振幅fn2使中性点电位En变化，由此即使在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下也能够抑制3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围变窄。由此，能够抑制特定频率的噪声变大。

另外，在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下导出的第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1是通过中性点电位En以比第二中性点振幅fn2小的第一中性点振幅fn1变化而得到的。由此，能够抑制第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1的变化范围(第一变化范围Vy1)过度扩展。

(2)旋转控制部36在导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的处理中，进行基于2相电压指令值Vdr、Vqr来生成具有基准振幅f0的3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0的步骤S103的处理。然后，旋转控制部36进行通过使中性点电位En重叠于3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的步骤S106的处理。

旋转控制部36在步骤S106中，在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，使第一中性点振幅fn1的中性点电位En相对于3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0重叠。另外，旋转控制部36在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下，使第二中性点振幅fn2的中性点电位En相对于3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0重叠。

根据该构成，通过使中性点电位En相对于3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0重叠而导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。在该情况下，不用变更向3相线圈24u、24w、24w施加的线间电压，就能够将3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围变宽与中性点振幅fn对应的量。并且，在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下重叠第一中性点振幅fn1的中性点电位En，在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下重叠第二中性点振幅fn2的中性点电位En。由此，不会对车载用电动马达11的行为造成影响地起到上述的效果。

(3)旋转控制部36通过对2相电压指令值Vdr、Vqr进行2相-3相变换来生成3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0。并且，旋转控制部36在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，通过以比基准振幅f0小的第一中性点振幅fn1使中性点电位En变化来导出第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1。旋转控制部36在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下，通过以比基准振幅f0大的第二中性点振幅fn2使中性点电位En变化来导出第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2。

根据该构成，第二3相电压指令值Vur2、Vvr2、Vwr2成为中性点电位En为支配地位的波形。由此，即使在基准振幅f0小的情况下，也能够某种程度确保3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围，因此能够减少特定频率的噪声。

另一方面，第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1成为3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0为支配地位的波形。由此，能够抑制中性点电位En变化的影响，能够抑制3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围过度变宽。

(4)旋转控制部36以随着电压利用率R变小而中性点振幅fn变大的方式使中性点振幅fn变化而导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。

根据该构成，随着电压利用率R变小而中性点振幅fn变大。由此，能够抑制随着电压利用率R变小而3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围变窄。

(5)旋转控制部36在电压利用率R是第一电压利用率R1的情况下，以使第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1不超过电源电压Vin的方式调整第一中性点振幅fn1。

根据该构成，能够抑制因使中性点电位En变化而第一3相电压指令值Vur1、Vvr1、Vwr1维持为电源电压Vin。

此外，上述实施方式也可以如以下这样变更。

○用于基于2相电压指令值Vdr、Vqr及电压利用率R来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的具体的构成不限于实施方式所示的构成，是任意的。

例如，如图7所示，旋转控制部36也可以具有2相电压指令值Vdr、Vqr、电压利用率R及3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr以建立对应关系的方式设定的映射数据36a。在该情况下，旋转控制部36也可以是以下构成：导出2相电压指令值Vdr、Vqr和电压利用率R后，通过参照映射数据36a来导出与本次导出的2相电压指令值Vdr、Vqr及电压利用率R对应的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。

在该构成中，在映射数据36a中设定的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr是相对于通过对2相电压指令值Vdr、Vqr进行2相-3相变换而得到的3相基准指令值Vu0、Vv0、Vw0重叠与电压利用率R对应的中性点振幅fn而得到的值。

根据该构成，由于在映射数据36a中预先存储有与本次导出的2相电压指令值Vdr、Vqr及电压利用率R对应的3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr，所以无需进行2相-3相变换、中性点振幅fn的导出及用于使中性点电位En重叠的运算。由此，能够谋求旋转控制部36的处理负荷的减轻。

○只要在电压利用率R是第二电压利用率R2的情况下与电压利用率R是第一电压利用率R1的情况相比中性点振幅fn变大即可，与电压利用率R相应的中性点振幅fn的变化方式是任意的。

例如，中性点振幅fn可以是以随着电压利用率R变小而逐渐变大的方式模拟地变化的构成。作为一例，旋转控制部36可以以随着从第一电压利用率R1朝向第二电压利用率R2而中性点振幅fn逐渐变大的方式导出中性点振幅fn。

另外，中性点振幅fn也可以是根据电压利用率R而数字地变化的构成。例如，将比第一电压利用率R1小且比第二电压利用率R2大的电压利用率R设为阈值利用率Rth。在该情况下，旋转控制部36在电压利用率R为阈值利用率Rth以上的情况下，通过以第一中性点振幅fn1使中性点电位En变化来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr。另一方面，旋转控制部36也可以是在电压利用率R小于阈值利用率Rth的情况下通过以第二中性点振幅fn2使中性点电位En变化来导出3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的构成。

○旋转控制部36也可以在电压利用率R变得比第一电压利用率R1大的情况下导出比第一中性点振幅fn1小的中性点振幅fn，也可以在电压利用率R变得比第二电压利用率R2小的情况下导出比第二中性点振幅fn2大的中性点振幅fn。

另外，旋转控制部36还可以在电压利用率R变得比第一电压利用率R1大的情况下导出第一中性点振幅fn1，在电压利用率R变得比第二电压利用率R2小的情况下导出第二中性点振幅fn2。也就是说，第一中性点振幅fn1可以是基于电压利用率R导出的中性点振幅fn的最小值，也可以不是最小值。另外，第二中性点振幅fn2可以是基于电压利用率R导出的中性点振幅fn的最大值，也可以是不是最大值。

○在上述实施方式中，旋转控制部36以与电压利用率R无关而3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围恒定的方式，与根据电压利用率R而变化的基准振幅f0对应地导出了中性点振幅fn，但不限于此，3相电压指令值Vur、Vvr、Vwr的变化范围也可以根据电压利用率R而变动。

○旋转控制部36也可以是在预定的条件下不使中性点电位En重叠的构成。预定的条件是任意的，但例如可以是电压利用率R为预先确定的阈值以上的情况，也可以是调制方式是2相调制方式的情况。

○用于掌握实际转速Nr的构成不限于位置-速度推定部34，是任意的，也可以采用专用的传感器(旋转变压器)。即，速度掌握部不限于通过推定实际转速Nr来掌握实际转速Nr的构成，也可以是旋转变压器等实际检测的构成。

○取得部35只要能够接收从空调ECU103发送的外部指令值即可，其具体的构成是任意的。例如在空调ECU103通过无线信号来发送指令的构成中，取得部35也可以是接收该无线信号的模块。

○用于掌握车载用蓄电装置104的电压即电源电压Vin的构成不限于电压传感器31，是任意的。例如，在车载用蓄电装置104设置有检测电源电压Vin的电压传感器31和与电压传感器31电连接的电池CPU的情况下，旋转控制部36也可以是通过与电池CPU进行通信来取得电源电压Vin的构成。在该情况下，与电池CPU进行通信的旋转控制部36对应于“电压掌握部”。

○车载用电动压缩机10不限于在车载用空调装置101中使用的构成，也可以在其他装置中使用。例如，在车辆100是燃料电池车辆的情况下，车载用电动压缩机10也可以在向燃料电池供给空气的空气供给装置中使用。即，压缩对象的流体不限于制冷剂，是空气等任意的。

○车载用流体机械不限于具备压缩流体的压缩部12的车载用电动压缩机10。例如，在车辆100是燃料电池车辆的情况下，车载用流体机械也可以是具有向燃料电池供给氢的泵和驱动该泵的车载用电动马达的电动泵装置。在该情况下，变换器控制装置14用于控制驱动泵的车载用电动马达。

○车载用电动马达11不限于在车载用电动压缩机10中使用，只要搭载于车辆即可，是任意的。例如，车载用电动马达11也可以是使车辆行驶的行驶用马达。

接着，以下记载了能够从上述实施方式及另一例掌握的优选的一例。

(A)一种变换器控制装置，在使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的变换器电路的控制中使用，其特征在于，所述车载用电动马达具有3相线圈，所述变换器电路具有3相开关元件，所述变换器控制装置具备：速度掌握部，掌握所述车载用电动马达的转速；电压掌握部，掌握所述车载用蓄电装置的电压即电源电压；2相电压指令值导出部，基于从外部发送的外部指令值和所述速度掌握部的掌握结果来导出向所述车载用电动马达的d轴及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值；及3相电压指令值导出部，基于所述2相电压指令值来导出向所述3相线圈施加的3相电压指令值，所述变换器控制装置基于所述3相电压指令值来对所述3相开关元件进行PWM控制，所述3相电压指令值导出部根据电压利用率而切换为通过以比基准振幅大的振幅使中性点电位变化而导出所述3相电压指令值的控制和通过以比所述基准振幅小的振幅使中性点电位变化而导出所述3相电压指令值的控制，所述电压利用率基于所述2相电压指令值和所述电压掌握部的掌握结果而算出，所述基准振幅是对所述2相电压指令值进行2相-3相变换而得到的3相基准指令值的振幅。

Claims (7)

1.一种变换器控制装置，构成为控制使用车载用蓄电装置使车载用电动马达驱动的变换器电路，其中，

所述车载用电动马达具有3相线圈，

所述变换器电路具有3相开关元件，

所述变换器控制装置具备：

速度掌握部，构成为掌握所述车载用电动马达的转速；

电压掌握部，构成为掌握所述车载用蓄电装置的电压即电源电压；

2相电压指令值导出部，构成为基于从外部发送的外部指令值和所述速度掌握部的掌握结果来导出向所述车载用电动马达的d轴及q轴施加的电压的目标值即2相电压指令值；及

3相电压指令值导出部，构成为基于所述2相电压指令值来导出向所述3相线圈施加的3相电压指令值，

所述变换器控制装置构成为基于所述3相电压指令值来对所述3相开关元件进行PWM控制，

所述3相电压指令值导出部构成为，

在基于所述2相电压指令值和所述电压掌握部的掌握结果而算出的电压利用率是第一电压利用率的情况下，导出通过使所述3相电压指令值的中性点电位以第一中性点振幅变化而得到的第一3相电压指令值，

在所述电压利用率是比所述第一电压利用率小的第二电压利用率的情况下，导出通过使所述中性点电位以比所述第一中性点振幅大的第二中性点振幅变化而得到的第二3相电压指令值。

2.根据权利要求1所述的变换器控制装置，

所述3相电压指令值导出部具备：

基准生成部，构成为基于所述2相电压指令值来生成具有基准振幅的3相基准指令值；及

重叠部，构成为通过使所述中性点电位重叠于所述3相基准指令值来导出所述3相电压指令值，

所述重叠部构成为，

在所述电压利用率是所述第一电压利用率的情况下，使所述第一中性点振幅的中性点电位重叠于所述3相基准指令值，

在所述电压利用率是所述第二电压利用率的情况下，使所述第二中性点振幅的中性点电位重叠于所述3相基准指令值。

3.根据权利要求1所述的变换器控制装置，

所述3相电压指令值导出部具有以建立对应关系的方式设定有所述2相电压指令值及所述电压利用率和所述3相电压指令值的映射数据，且构成为通过参照该映射数据来导出与所述2相电压指令值及所述电压利用率对应的所述3相电压指令值，

所述3相电压指令值是使具有与所述电压利用率对应的中性点振幅的中性点电位重叠于通过对所述2相电压指令值进行2相-3相变换而得到的3相基准指令值而得到的值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的变换器控制装置，

所述3相电压指令值导出部构成为，随着所述电压利用率变小而使所述中性点电位的振幅变大。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的变换器控制装置，

所述3相电压指令值导出部构成为，在所述电压利用率是所述第一电压利用率的情况下，以使所述第一3相电压指令值不超过所述电源电压的方式调整所述第一中性点振幅。

6.一种车载用流体机械，具备：

所述车载用电动马达；

所述变换器电路；及

权利要求1～5中任一项所述的变换器控制装置。

7.根据权利要求6所述的车载用流体机械，

所述车载用流体机械是具备由所述车载用电动马达驱动的压缩部的车载用电动压缩机。

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