CN117897902A - 旋转电机的控制装置和程序 - Google Patents

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中岛义博
青木康明
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Abstract

一种旋转电机的控制装置,适用于包括多个电力转换电路(22a、22b)、旋转电机(21a、21b)和电容器(23)的控制系统,上述多个电力转换电路通过开关操作将直流电源(30)的直流电力转换为交流电力并输出,上述旋转电机与各上述电力转换电路对应地设置,并且被供给从上述电力转换电路输出的交流电力,上述电容器与上述直流电源并联连接且设置于各上述电力转换电路的输入侧,并且是在各上述电力转换电路中共用的电容器。旋转电机的控制装置包括:调节部,上述调节部进行对向各上述旋转电机输出电压矢量的输出方式进行调节的调节处理;以及操作部,上述操作部进行各上述电力转换电路的开关操作,以输出由上述调节部调节后的上述电压矢量。

Description

旋转电机的控制装置和程序
相关申请的援引
本申请以2021年9月2日申请的日本专利申请2021-143101号和2022年8月3日申请的日本专利申请2022-124324号为基础,在此援引其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种旋转电机的控制装置和程序。
背景技术
作为这种控制装置,存在适用于包括多个电力转换电路、与各电力转换电路对应地设置的旋转电机、设置于各电力转换电路的输入侧且在各电力转换电路中共用的电容器的控制系统的控制装置。从直流电源向各电力转换电路供给直流电力。通过开关操作将向各电力转换电路供给的直流电力转换为交流电力,转换后的交流电力被供给至对应的旋转电机。在这种情况下,根据各电力转换电路的开关操作,电容器被充放电,并且在电容器中流过脉动电流(日文:リップル電流)。例如,在专利文献1中记载了为了降低电容器的脉动电流,在基于各电力转换电路的指令电压和载波信号的比较而进行开关操作的控制装置中,进行使各电力转换电路的载波信号彼此错开的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2012-120296号公报
发明内容
有可能会在针对多个电力转换电路共用地设置的结构中发生不良情况。例如,在与各电力转换电路对应的旋转电机的转矩或旋转速度不同的情况下,有可能无法将向各旋转电机输出有效电压矢量的输出期间调节为适于抑制电容器的脉动电流的输出期间。在这种情况下,例如即使进行专利文献1所记载的控制,流过电容器的脉动电流也有可能会增大。
针对这点,为了抑制在针对多个电力转换电路共用地设置的结构中发生不良情况,期望向各旋转电机适当地输出电压矢量的控制技术。
本公开是鉴于上述情况而作出的,其主要目的在于提供一种能够抑制在针对多个电力转换电路共用地设置的结构中发生不良情况的事态的发生的旋转电机的控制装置和程序。
本公开适用于包括多个电力转换电路、旋转电机和电容器的控制系统,上述多个电力转换电路通过开关操作将直流电源的直流电力转换为交流电力并输出,上述旋转电机与各上述电力转换电路对应地设置,并且被供给从上述电力转换电路输出的交流电力,上述电容器与上述直流电源并联连接且设置于各上述电力转换电路的输入侧,并且是在各上述电力转换电路中共用的电容器,包括:调节部,上述调节部进行对向各上述旋转电机输出电压矢量的输出方式进行调节的调节处理;以及操作部,上述操作部进行各上述电力转换电路的开关操作,以输出由上述调节部调节后的上述电压矢量。
根据本公开,能够调节向各旋转电机输出电压矢量的输出方式。通过以输出调节后的电压矢量的方式进行各逆变器的开关操作,能够抑制在针对多个电力转换电路共用地设置的结构中发生不良情况的事态的发生。
附图说明
参照附图和以下详细的记述,可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是示出第一实施方式的电动汽车的示意图。
图2是控制系统的结构图。
图3是示出各旋转电机的转矩与转向角的关系的图。
图4是示出各旋转电机的转矩差与转向角的关系的图。
图5是示出各旋转电机的旋转速度与转向角的关系的图。
图6是示出各旋转电机的旋转速度差与转向角的关系的图。
图7是示出各旋转电机的转矩与转向角的关系的图。
图8是示出各旋转电机的转矩差与转向角的关系的图。
图9是示出各旋转电机的旋转速度与转向角的关系的图。
图10是示出各旋转电机的旋转速度差与转向角的关系的图。
图11是示出各电压矢量与各相上臂开关及下臂开关的对应关系等的图。
图12是示出由60度电压矢量生成指令电压矢量的一例的图。
图13是示出在动力运行驱动控制时施加第一有效电压矢量时的电流路径的图。
图14是示出在动力运行驱动控制时施加第七无效电压矢量时的电流路径的图。
图15是示出在再生驱动控制时施加第一有效电压矢量时的电流路径的图。
图16是示出在再生驱动控制时施加第七无效电压矢量时的电流路径的图。
图17是示出平滑电容器的脉动电流增大的比较例的控制的图。
图18是示出平滑电容器的脉动电流增大的比较例的控制的图。
图19是示出60度电压矢量、120度电压矢量和合成电压矢量的图。
图20是示出调节有效电压矢量的输出期间的控制的一例的图。
图21是示出调节有效电压矢量的输出期间的控制的一例的图。
图22是示出逆变器电流与比率系数的关系的图。
图23是示出第一逆变器电流、第二逆变器电流和电容器电流的推移的图。
图24是示出控制装置所执行的控制的步骤的流程图。
图25是示出第二实施方式的控制装置所执行的控制的步骤的流程图。
图26是示出第三实施方式的调节各有效电压矢量的输出期间的控制的一例的图。
图27是第四实施方式的dq轴坐标系的矢量图。
图28是dq轴坐标系的矢量图。
图29是示出调节有效电压矢量的输出期间的控制的一例的图。
图30是示出第五实施方式的用于降低平滑电容器的脉动电流的控制的一例的图。
图31是第六实施方式的控制系统的结构图。
图32是示出传递特性的图。
图33是示出控制装置所执行的控制的步骤的流程图。
图34是示出第三调节处理的步骤的流程图。
图35是示出频率变更处理的一例的时序图。
图36是示出第六实施方式的变形例的频率变更处理的一例的时序图。
图37是示出频率变更处理的一例的时序图。
图38是示出第七实施方式的第三调节处理的步骤的流程图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,参照附图,对将本公开的控制装置具体化的第一实施方式进行说明。在本实施方式中,控制装置装设于电动汽车。
如图1所示,车辆10包括具有左右的前轮11、左右的后轮12和旋转电机21的控制系统。旋转电机21是一体地设置于前轮11的内周侧的轮内电动机。在本实施方式中,相对于车辆10的行进方向,与左侧的前轮11a对应地设置有第一旋转电机21a,与右侧的前轮11b对应地设置有第二旋转电机21b。因此,各前轮11为能够彼此独立地旋转驱动的驱动轮。各后轮12是伴随车辆10的行驶而从动的从动轮。
控制系统包括第一逆变器22a、第二逆变器22b、平滑电容器23、逆变器壳体24和直流电源30。第一逆变器22a与第一旋转电机21a对应地设置,第二逆变器22b与第二旋转电机21b对应地设置。各逆变器22a、22b是通过开关操作,将从直流电源30供给的直流电力转换为交流电力,并且将转换后的交流电力向对应的各旋转电机21a、21b供给的电力转换电路。在各逆变器22a、22b的直流电源30侧,设置有在各逆变器22a、22b中共用的平滑电容器23。
控制系统包括油门传感器31、转向角传感器32和控制装置33。油门传感器31对驾驶员对作为油门操作构件的油门踏板的踏入量即油门行程进行检测。转向角传感器32检测驾驶员对方向盘的转向角。根据转向角,将作为转向轮的左右的前轮11a、11b转向。油门传感器31和转向角传感器32的检测值被输入到控制装置33。第一逆变器22a和第二逆变器22b、平滑电容器23以及控制装置33收容在逆变器壳体24中。
控制装置33以微机33a(相当于“计算机”)为主体构成,微机33a包括CPU。微机33a所提供的功能能够通过记录在实体存储器装置中的软件和执行该软件的计算机、仅软件、仅硬件或它们的组合来提供。例如,微机33a由作为硬件的电子电路提供的情况下,其能够由包括多个逻辑电路的数字电路或模拟电路来提供。例如,微机33a执行存储在其自身所包括的作为存储部的非暂时性实体存储介质(non-transitory tangible storage medium)中的程序。在程序中例如包含图24、25等所示的处理的程序。通过执行程序来执行与程序对应的方法。存储部例如是非易失性存储器。另外,存储在存储部中的程序例如能够经由因特网等网络进行更新。
如图2所示,第一旋转电机21a是三相的同步机,作为定子绕组,包括星形接线的U相绕组26U、V相绕组26V、W相绕组26W。各相绕组26U、26V、26W以电角度各错开120°的方式配置。第一旋转电机21a例如是永磁体同步机。
第一逆变器22a包括与三相对应的上臂开关QUH~QWH和下臂开关QUL~QWL的串联连接体。作为各开关QUH、QVH、QWH、QUL、QVL、QWL,使用电压控制型的半导体开关元件,具体而言,使用N通道MOSFET。因此,各开关QUH、QVH、QWH、QUL、QVL、QWL的高电位侧端子是漏极,低电位侧端子是源极。各开关QUH、QVH、QWH、QUL、QVL、QWL具有体二极管DUH、DVH、DWH、DUL、DVL、DWL。
在U相上臂开关QUH的源极和U相下臂开关QUL的漏极,经由母线导电构件而连接有U相绕组26U的第一端。在V相上臂开关QVH的源极和V相下臂开关QVL的漏极,经由母线等导电构件而连接有V相绕组26V的第一端。在W相上臂开关QWH的源极和W相下臂开关QWL的漏极,经由母线等导电构件而连接有W相绕组26W的第一端。各相绕组26U、26V、26W的第二端彼此在中性点O处连接。另外,在本实施方式中,各相绕组26U、26V、26W的匝数被设定为相同。
各上臂开关QUH、QVH、QWH的漏极和直流电源30的正极端子通过母线等正极侧母线Lp连接。各下臂开关QUL、QVL、QWL的源极和直流电源30的负极端子通过母线等负极侧母线Ln连接。正极侧母线Lp和负极侧母线Ln通过平滑电容器23连接。
第二旋转电机21b是三相的同步机,与第一旋转电机21a同样地,包括各相绕组26U~26W。第二逆变器22b与第一逆变器22a同样地,包括与三相对应的上臂开关QUH~QWH和下臂开关QUL~QWL的串联连接体。在本实施方式中,各旋转电机21a、21b和各逆变器22a、22b的结构基本上相同。因此,省略第二旋转电机21b和第二逆变器22b的详细说明。
直流电源30例如是构成为作为单电池的电池单体的串联连接体的电池组,端子电压例如为数百V。在本实施方式中,构成直流电源30的各电池单体的端子电压(例如额定电压)被设定为彼此相同。作为电池单体,例如能够使用锂离子电池等二次电池。
控制系统包括相电流传感器34、电压传感器35和角度传感器36。相电流传感器34单独地检测流过各旋转电机21a、21b的电流。通过相电流传感器34,对流过各旋转电机21a、21b的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw中的至少两相的电流进行检测。针对各相电流Iu、Iv、Iw的符号,将电流从各相上臂开关和下臂开关的串联连接体的连接点流向各相绕组的情况设为正,将电流从各相绕组流向各相上臂开关和下臂开关的串联连接体的连接点的情况设为负。电压传感器35对平滑电容器23的端子电压进行检测。角度传感器36例如是解析器,对各旋转电机21a、21b的转子的旋转角进行检测。相电流传感器34、电压传感器35和角度传感器36的检测值被输入到控制装置33。
控制装置33进行动力运行驱动控制。动力运行驱动控制是用于将从直流电源30输出的直流电力转换为交流电力并将转换后的交流电力供给至各旋转电机21a、21b的各逆变器22a、22b的开关控制。在进行该控制的情况下,各旋转电机21a、21b作为电动机发挥作用,产生动力运行转矩。另外,控制装置33进行再生驱动控制。再生驱动控制是用于将由各旋转电机21a、21b发电的交流电力转换为直流电力并将转换后的直流电力供给直流电源30的各逆变器22a、22b的开关控制。在进行该控制的情况下,各旋转电机21a、21b作为发电机发挥作用,产生再生制动转矩。
控制装置33基于由油门传感器31检测出的油门行程和由转向角传感器32检测出的转向角,对各旋转电机21a、21b的转子的指令旋转速度进行计算。控制装置33对指令转矩进行计算,以作为用于将各旋转电机21a、21b的转子的旋转速度反馈控制为计算出的指令旋转速度的操作量。另外,各旋转电机21a、21b的转子的旋转速度基于角度传感器36的检测值进行计算即可。
在计算出的指令转矩为正值的情况下,进行动力运行驱动控制。另外,在计算出的指令转矩为负值的情况下,进行再生驱动控制。由此,能够控制作为驱动轮的左右的前轮11a、11b的转矩和旋转速度。
另外,在车辆10中,方向盘的转向角越大,左右的前轮11a、11b中的转弯时的内侧的前轮所描绘的轨迹的长度变得比外侧的前轮所描绘的轨迹的长度越短。因此,转向角越大,与左右的前轮11a、11b对应的各旋转电机21a、21b的转矩差和旋转速度差越增大。图3~图10示出了左转弯时的各旋转电机21a、21b的驱动状态与转向角的关系的一例。
图3~图6是示出从车辆10停止的状态向左转弯时的各旋转电机21a、21b的驱动状态与转向角的关系的一例的图。图3示出了各旋转电机21a、21b的转矩与转向角的关系,图4示出了各旋转电机21a、21b之间的转矩差与转向角的关系。图5示出了各旋转电机21a、21b的旋转速度与转向角的关系,图6示出了各旋转电机21a、21b之间的旋转速度差与转向角的关系。
在车辆10从停止的状态向左转弯的情况下,与左右的前轮11a、11b对应的各旋转电机21a、21b都进行动力运行驱动控制。在这种情况下,转向角越大,与左侧的前轮11a对应的第一旋转电机21a的转矩和旋转速度变得比与右侧的前轮11b对应的第二旋转电机21b的转矩和旋转速度越低。因此,转向角越大,各旋转电机21a、21b的转矩差和旋转速度差越增大。
图7~图10是从车辆10直行行驶的状态向左转弯时的各旋转电机21a、21b的驱动状态与转向角的关系的一例。图7示出了各旋转电机21a、21b的转矩与转向角的关系,图8示出了各旋转电机21a、21b之间的转矩差与转向角的关系。图9示出了各旋转电机21a、21b的旋转速度与转向角的关系,图10示出了各旋转电机21a、21b之间的旋转速度差与转向角的关系。
在车辆10从直行行驶的状态向左转弯的情况下,与作为内轮的左侧的前轮11a对应的第一旋转电机21a进行再生驱动控制,与作为外轮的右侧的前轮11b对应的第二旋转电机21b进行动力运行驱动控制。在这种情况下,转向角越大,第一旋转电机21a的转矩越向负侧上升,第二旋转电机21b的转矩越向正侧上升。因此,转向角越大,各旋转电机21a、21b的转矩差越增大。另外,转向角越大,第一旋转电机21a的旋转速度变得比第二旋转电机21b的旋转速度越低。因此,转向角越大,各旋转电机21a、21b的旋转速度差越增大。
控制装置33计算用于将各旋转电机21a、21b的转矩控制为计算出的指令转矩的指令电压矢量Vtr。针对各旋转电机21a、21b来计算指令电压矢量Vtr。以使各旋转电机21a、21b的针对各相绕组26U~26W的电压矢量成为指令电压矢量Vtr的方式,对各逆变器22a、22b进行开关操作。由此,在各旋转电机21a、21b中,流过彼此错开120度的正弦波状的相电流。
图11示出了与各电压矢量V0~V7对应的各相上臂开关和下臂开关QUH~QWL的驱动方式。在各相中,在由H表示的驱动方式中,上臂开关接通,下臂开关断开。另外,在由L表示的驱动方式中,上臂开关断开,下臂开关接通。
另外,图11示出了在各电压矢量V0~V7中,逆变器电流Idc与各相电流Iu、Iv、Iw的对应关系。逆变器电流Idc是从正极侧母线Lp中的与平滑电容器23的高电位侧端子连接的连接点向各上臂开关QUH~QWH的漏极侧流动的电流。在施加各有效电压矢量V1~V6的情况下,与各有效电压矢量V1~V6对应的相电流作为逆变器电流Idc而流动。在动力运行驱动控制时和再生驱动控制时,逆变器电流Idc的方向彼此相反。
在施加各无效电压矢量V0、V7的情况下,由于形成包含各相绕组26U、26V、26W和接通的开关的闭合电路,因此,逆变器电流Idc不与各相电流Iu、Iv、Iw对应。
图12示出了通过夹着指令电压矢量Vtr且彼此具有60度的相位差的两种有效电压矢量即60度电压矢量来生成指令电压矢量Vtr的一例。在图12的示例中,在指令电压矢量Vtr的生成中,使用第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2。在这种情况下,在一个开关周期Tsw中,基于平滑电容器23的端子电压和各相电压来计算第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2出现的时间比率。在此,平滑电容器23的端子电压使用电压传感器35的检测值即可。另外,各相电压基于电压传感器35的检测值和各相上臂开关及下臂开关QUH~QWL的驱动方式进行计算即可。另外,在一个开关周期Tsw中的第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2出现的期间以外,出现第零无效电压矢量V0和第七无效电压矢量V7中的某一方。
在图13~16中,例示了在各旋转电机21a、21b、各逆变器22a、22b、平滑电容器23和直流电源30中流动的电流的电流路径。另外,在图13~图16中,为了方便,将第一旋转电机21a和第二旋转电机21b简单地记载为旋转电机21。
图13示出了在进行动力运行驱动控制的情况下施加第一有效电压矢量V1时的电流路径。电流路径成为平滑电容器23的高电位侧端子→U相上臂开关QUH→旋转电机21→V相下臂开关QVL和W相下臂开关QWL→平滑电容器23的低电位侧端子。在这种情况下,逆变器电流Idc与U相电流Iu对应,U相电流Iu的符号为正。在该电流路径中,流过平滑电容器23的电容器电流Icf的符号为负。即,平滑电容器23放电。另外,针对电容器电流Icf的符号,从正极侧母线Lp中的与平滑电容器23的高电位侧端子连接的连接点流向平滑电容器23的高电位侧端子的方向为正。
图14示出了在进行动力运行驱动控制的情况下施加第七无效电压矢量V7时的电流路径。电流路径成为平滑电容器23的低电位侧端子→直流电源30→平滑电容器23的高电位侧端子。在这种情况下,正的电容器电流Icf从直流电源30流向平滑电容器23,对平滑电容器23进行充电。另外,逆变器电流Idc不流动。
图15示出了在进行再生驱动控制的情况下施加第一有效电压矢量V1时的电流路径。电流路径成为平滑电容器23的低电位侧端子→V相下臂开关QVL及W相下臂开关QWL→旋转电机21→U相上臂开关QUH→平滑电容器23的高电位侧端子。在这种情况下,逆变器电流Idc与U相电流Iu对应,U相电流Iu的符号为负。在该电流路径中,流过平滑电容器23的电容器电流Icf的符号为正。即,对平滑电容器23进行充电。
图16示出了在进行再生驱动控制的情况下施加第七无效电压矢量V7时的电流路径。电流路径成为平滑电容器23的高电位侧端子→直流电源30→平滑电容器23的低电位侧端子。在这种情况下,负的电容器电流Icf从平滑电容器23流向直流电源30,对平滑电容器23进行放电。另外,逆变器电流Idc不流动。
这样,在各逆变器22a、22b中进行动力运行驱动控制或再生驱动控制的情况下,平滑电容器23被充放电。伴随于此,在平滑电容器23中流过脉动电流。在此,流过平滑电容器23的脉动电流有时会根据各旋转电机21a、21b的驱动状态而增大。
图17、图18示出了与本实施方式不同的平滑电容器23的脉动电流增大的比较例的控制。在图17、图18中,(a)表示针对第一旋转电机21a的电压矢量,(b)表示针对第二旋转电机21b的电压矢量,(c)表示流向第一逆变器22a的第一逆变器电流Idca的推移,(d)表示流过第二逆变器22b的第二逆变器电流Idcb的推移,(e)表示第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计值的推移,(f)表示电容器电流Icf的推移。另外,在图17、图18中,示出了在各旋转电机21a、21b中都进行动力运行驱动控制的示例。
另外,第一逆变器电流Idca是在第一逆变器22a中,从正极侧母线Lp中的与平滑电容器23的高电位侧端子连接的连接点流向各上臂开关QUH~QWH的漏极侧的电流。另外,第二逆变器电流Idcb是在第二逆变器22b中,从正极侧母线Lp中的与平滑电容器23的高电位侧端子连接的连接点流向各上臂开关QUH~QWH的漏极侧的电流。
在图17中,针对第一旋转电机21a的电压矢量与针对第二旋转电机21b的电压矢量的旋转电机间相位差φ被设为0度。在此,旋转电机间相位差φ例如是在一个开关周期Tsw的一半的期间内,第一有效电压矢量V1开始施加于第一旋转电机21a的时刻与第一有效电压矢量V1开始施加于第二旋转电机21b的时刻之差。一个开关周期Tsw例如是从施加第七无效电压矢量V7到施加下一个第七无效电压矢量V7为止的期间。图17示出了一个开关周期的一半Tsw/2。
在旋转电机间相位差φ被设为0度的情况下,在第一旋转电机21a和第二旋转电机21b中,第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2的输出期间重叠,第零无效电压矢量V0和第七无效电压矢量V7的输出期间重叠。在这种情况下,在第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2的输出期间中,第一逆变器电流Idca向正方向流动,第二逆变器电流Idcb向正方向流动。由此,第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计值增大。另外,在第一旋转电机21a及第二旋转电机21b中,产生第零无效电压矢量V0和第七无效电压矢量V7的输出期间重叠的期间Ta。由此,在期间Ta中,产生第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb都为0的期间。在这种情况下,流过平滑电容器23的充电电流增大。由于第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计值增大、或者产生第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb都为0的期间,电容器电流Icf的变动变大。其结果是,平滑电容器23的脉动电流增大。
在图18中,在第一旋转电机21a和第二旋转电机21b中,第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2的输出期间彼此错开。具体而言,旋转电机间相位差φ被设为90度。由此,能够避免第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb沿相同方向且在相同时刻流动。但是,在这种情况下,虽然能够避免第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计值增大,但是在第一旋转电机21a和第二旋转电机21b中,产生第零无效电压矢量V0和第七无效电压矢量V7的输出期间重叠的期间Ta。由此,产生第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb都为0的期间。在这种情况下,流过平滑电容器23的充电电流增大。因此,存在电容器电流Icf的变动变大,平滑电容器23的脉动电流增大的担忧。
在图17、图18中,说明了在各旋转电机21a、21b中都进行动力运行驱动控制的情况下,平滑电容器23的脉动电流有可能会增大,但是脉动电流增大的情况不限于此。例如,在各旋转电机21a、21b中都进行再生驱动控制的情况下,即使将旋转电机间相位差φ设为90度,第零无效电压矢量V0和第七无效电压矢量V7的输出期间有时也会重叠。由此,第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb成为0的期间重叠。在这种情况下,流过平滑电容器23的放电电流增大。因此,电容器电流Icf的变动变大。其结果是,平滑电容器23的脉动电流有可能会增大。
另外,例如,即使在第一旋转电机21a中进行动力运行驱动控制、在第二旋转电机21b中进行再生驱动控制的情况下,随着电容器电流Icf的变动变大,平滑电容器23的脉动电流也有可能会增大。
具体而言,向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间有时会重叠。在这种情况下,通过向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6,平滑电容器23放电,并且通过向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7,平滑电容器23放电。其结果是,流过平滑电容器23的放电电流增大,电容器电流Icf的变动变大。另外,向第一旋转电机21a输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间与向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间有时会重叠。在这种情况下,通过向第一旋转电机21a输出各无效电压矢量V0、V7,对平滑电容器23进行充电,并且通过向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6,对平滑电容器23进行充电。其结果是,流过平滑电容器23的充电电流增大,电容器电流Icf的变动变大。
上述平滑电容器23的脉动电流增大的情况是由于向各旋转电机21a、21b输出各电压矢量V0~V7的输出期间没有被适当地调节而产生的。
在本实施方式中,各旋转电机21a、21b是与左右的前轮11a、11b对应而单独地设置的轮内电动机。在这种情况下,方向盘的转向角越大,各旋转电机21a、21b的转矩差和旋转速度差越增大。由于各旋转电机21a、21b的转矩差和旋转速度差增大,从降低平滑电容器23的脉动电流的观点出发,有可能会容易发生各电压矢量V0~V7的输出期间不是适当的输出期间的事态。
因此,本实施方式的控制装置33进行对向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间进行调节的控制。在本实施方式中,为了调节各有效电压矢量V1~V6的输出期间,使用60度电压矢量和夹着指令电压矢量Vtr且彼此具有120度的相位差的两种有效电压矢量即120度电压矢量。
控制装置33通过基于比率系数k(0≤k≤1)来确定使用60度电压矢量的期间与使用120度电压矢量的期间的比率,调节各有效电压矢量V1~V6的输出期间。在此,比率系数k决定在一个开关周期Tsw中,选择各有效电压矢量V1~V6的期间中的使用120度电压矢量的期间的比率。另外,从1中减去比率系数k后的值“1-k”决定在一个开关周期Tsw中,在选择各有效电压矢量V1~V6的期间中使用60度电压矢量的期间。
图19示出了针对夹在第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2之间的指令电压矢量Vtr,调节各有效电压矢量V1、V2、V6的输出期间的一例。在图19中,(a)表示通过由第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2构成的60度电压矢量来生成指令电压矢量Vtr的情况,(b)表示通过由第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6构成的120度电压矢量来生成指令电压矢量Vtr的情况。作为120度电压矢量的第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6各自的长度的合计值比作为60度电压矢量的第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2各自的长度的合计值长。换言之,在一个开关周期Tsw内,作为120度电压矢量的第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6的输出期间比作为60度电压矢量的第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2的输出期间长。
图19的(c)表示通过将60度电压矢量乘以系数“1-k”而得到的值与将120度电压矢量乘以系数“k”而得到的值的合成电压矢量来生成指令电压矢量Vtr的情况。比率系数k的值在0≤k≤1的范围内越大,作为合成电压矢量的第一有效电压矢量V1、第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6各自的长度的合计值越大。由此,在一个开关周期Tsw内,能够调节为使第一有效电压矢量V1、第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6的输出期间变长。
图20、图21示出了通过使用合成电压矢量来调节第一有效电压矢量V1、第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6的输出期间的控制的一例。图20的(a)~(f)对应于图17的(a)~(f),图21的(a)~(d)对应于图17的(a)~(d)。在图20中,在各旋转电机21a、21b中都进行动力运行驱动控制。在图21中,在第一旋转电机21a中进行动力运行驱动控制,在第二旋转电机21b中进行再生驱动控制。
在图20中,旋转电机间相位差φ比0度大且向各旋转电机21a、21b中的任一方输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间与向另一方输出各有效电压矢量V1、V2、V6的输出期间被设为相同。例如,向第一旋转电机21a输出第零无效电压矢量V0的输出期间与向第二旋转电机21b输出第一有效电压矢量V1、第二有效电压矢量V2和第六有效电压矢量V6的输出期间被设为相同。在这种情况下,能够避免第一逆变器电流Idca向正方向流动的期间与第二逆变器电流Idcb向正方向流动的期间重叠,能够避免第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计值增大。另外,能够避免向各旋转电机21a、21b输出第零无效电压矢量V0和第七无效电压矢量V7的输出期间重叠,能够避免流过平滑电容器23的充电电流增大。
在图21中,在旋转电机间相位差φ为0度且在各旋转电机21a、21b中,各有效电压矢量V1、V2、V6的输出期间被设为相同,并且各无效电压矢量V0、V7的输出期间被设为相同。在输出各有效电压矢量V1、V2、V6的期间中,第一逆变器电流Idca向正方向流动,第二逆变器电流Idcb向负方向流动。因此,能够避免第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计值增大。另外,在输出各无效电压矢量V0、V7的期间,通过向第一旋转电机21a输出各无效电压矢量V0、V7,对平滑电容器23进行充电,通过向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7,对平滑电容器23进行放电。因此,能够避免流过平滑电容器23的充放电电流增大。
即使调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间,在各逆变器电流Idca、Idcb的大小之差较大的情况下,电容器电流Icf的变动也增大。其结果是,平滑电容器23的脉动电流有可能会增大。
因此,控制装置33通过调节比率系数k的值,在对向各旋转电机21a、21b输出各电压矢量V0~V7的输出期间进行调节的同时,以使各逆变器电流Idca、Idcb的大小彼此接近的方式控制各旋转电机21a、21b的各电压矢量V0~V7。如图22所示,在各旋转电机21a、21b中,控制装置33使用比率系数k越大各逆变器电流Idca、Idcb的大小越减小的关系来调节各逆变器电流Idca、Idcb的大小。
图23示出了在第一旋转电机21a和第二旋转电机21b中都进行动力运行驱动控制的情况下,将第一逆变器电流Idca的大小IA与第二逆变器电流Idcb的大小IB设为相同的控制的一例。由此,能够可靠地抑制电容器电流Icf的变动,能够可靠地降低平滑电容器23的脉动电流。
图24示出了控制装置33所执行的控制的步骤。该控制例如以规定的控制周期反复执行。
在步骤S10中,获取第一旋转电机21a的旋转速度和指令转矩。在本实施方式中,作为第一旋转电机21a的旋转速度,获取基于角度传感器36的检测值计算出的值。作为第一旋转电机21a的指令转矩,获取为了将所获取的第一旋转电机21a的旋转速度反馈控制为指令旋转速度而计算出的值。基于所获取的指令转矩来计算第一旋转电机21a的指令电压矢量Vtr。
在步骤S11中,获取第二旋转电机21b的旋转速度和指令转矩。在本实施方式中,作为第二旋转电机21b的旋转速度,获取基于角度传感器36的检测值计算出的旋转速度。作为第二旋转电机21b的指令转矩,获取为了将所获取的第二旋转电机21b的旋转速度反馈控制为指令旋转速度而计算出的值。基于所获取的指令转矩来计算第二旋转电机21b的指令电压矢量Vtr。
在步骤S12中,对各旋转电机21a、21b的驱动状态进行判定。在本实施方式中,在各旋转电机21a、21b这两者中,对是否处于进行动力运行驱动控制或再生驱动控制的驱动状态进行判定。例如,各旋转电机21a、21b的驱动状态的判定基于计算出的指令转矩进行即可。具体而言,在计算出的指令转矩为正值的情况下,判定为处于动力运行驱动控制状态,在计算出的指令转矩为负值的情况下,判定为处于再生驱动控制状态即可。
在步骤S12中作出肯定判定的情况下,前进至步骤S13,进行移相处理。移相处理是在第一旋转电机21a和第二旋转电机21b中使各有效电压矢量V1~V6的输出期间彼此错开的处理。由此,将向各旋转电机21a、21b中的任一方输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间错开到向另一方输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间内。在本实施方式中,作为移相处理,将旋转电机间相位差φ设为90度。
在步骤S14中,计算各旋转电机21a、21b的各有效电压比例m1、m2。在此,各有效电压比例m1、m2是在各旋转电机21a、21b中,一个开关周期Tsw中的各有效电压矢量V1~V6的输出期间所占的比例。在本实施方式中,在步骤S10和步骤S11中,对使用60度电压矢量实现计算出的指令电压矢量Vtr时的各有效电压比例m1、m2进行计算。
在步骤S15中,对向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间的合计期间是否与一个开关周期Tsw相同进行判定。换言之,对向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间是否为相同长度进行判定。具体而言,判定m1-(1-m2)=0的关系是否成立。在步骤S15中作出肯定判定的情况下,判定为不调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间。另一方面,在步骤S15中作出否定判定的情况下,判定为调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间。根据步骤S15的处理,能够判定处于应调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间的情况。在本实施方式中,步骤S15的处理相当于“期间判定部”。
在步骤S15中作出肯定判定的情况下,前进至步骤S16,选择用于生成针对各旋转电机21a、21b的指令电压矢量Vtr的60度电压矢量。在本实施方式中,在步骤S10和步骤S11中,直接选择用于实现指令电压矢量Vtr的60度电压矢量。另外,在步骤S16中,不调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间是因为输出期间已经调节为适于降低平滑电容器23的脉动电流的输出期间。
在步骤S17中,进行各逆变器22a、22b的开关操作。在开关操作中,基于所选择的各电压矢量V0~V7的输出期间,交替地输出各有效电压矢量V1~V6和各无效电压矢量V0、V7。在本实施方式中,步骤S17的处理相当于“操作部”。
在步骤S15中作出否定判定的情况下,前进至步骤S18,进行第一调节处理。第一调节处理是使向各旋转电机21a、21b中的任一方输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向另一方输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间相同的处理。在此,向旋转电机21a、21b中的任一方输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间是通过移相处理而错开到向另一方输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间内的期间。在本实施方式中,通过使用60度电压矢量和120度电压矢量的合成电压矢量来调节各有效电压矢量V1~V6的输出期间。之后,前进至步骤S17,基于在步骤S18中调节的向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间,进行开关操作。
在步骤S12中作出否定判定的情况下,前进至步骤S19。另外,在步骤S12中作出否定判定的情况是指判定为处于在各旋转电机21a、21b中的任一方进行动力运行驱动控制,在另一方中进行再生驱动控制的驱动状态的情况。在本实施方式中,步骤S12的处理相当于“驱动判定部”。
在步骤S19中,对向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间是否为相同长度进行判定。具体而言,判定m1-m2=0的关系是否成立。在步骤S19中作出肯定判定的情况下,判定为不调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间。另一方面,在步骤S19中作出否定判定的情况下,判定为调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间。根据步骤S19的处理,能够判定处于应调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间的状况。在本实施方式中,步骤S19的处理相当于“期间判定部”。
在步骤S19中作出肯定判定的情况下,前进至步骤S20,选择用于生成各旋转电机21a、21b的指令电压矢量Vtr的60度电压矢量。在本实施方式中,在步骤S10和步骤S11中,直接选择用于生成计算出的指令电压矢量Vtr的60度电压矢量。之后,前进至步骤S17。另外,在步骤S20中,不调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间是因为输出期间已经调节为适于降低平滑电容器23的脉动电流的输出期间。
在步骤S19中作出否定判定的情况下,前进至步骤S21,进行第二调节处理。第二调节处理是在将旋转电机间相位差φ设为0度的同时将各旋转电机21a、21b中的各有效电压矢量V1~V6的输出期间设为相同,并且将各无效电压矢量V0、V7的输出期间设为相同的处理。在本实施方式中,通过使用60度电压矢量和120度电压矢量的合成电压矢量来调节各有效电压矢量V1~V6的输出期间。之后,前进至步骤S17。在本实施方式中,步骤S18、S21的处理相当于“第一选择部”和“第二选择部”,步骤S13、S16、S18、S20、S21的处理相当于“调节部”。
根据以上详细说明的本实施方式,能够得到以下效果。
即使发生各旋转电机21a、21b的驱动状态不同的状况,也能够根据各旋转电机21a、21b的驱动状态,将向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间调节为适当的输出期间。通过进行各逆变器22a、22b的开关操作,以交替地输出调节后的各有效电压矢量V1~V6和各无效电压矢量V0、V7,能够降低流过平滑电容器23的脉动电流。
在各旋转电机21a、21b这两者中,以判定为处于进行动力运行驱动控制或再生驱动控制的驱动状态为条件,进行第一调节处理。由此,将向各旋转电机21a、21b中的一方输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向另一方输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间设为相同。因此,在各旋转电机21a、21b中,能够避免产生各有效电压矢量V1~V6的输出期间彼此重叠的期间、或各无效电压矢量V0、V7的输出期间彼此重叠的期间。其结果是,能够可靠地降低流过平滑电容器23的脉动电流。
以判定为处于在各旋转电机21a、21b的任一方中进行动力运行驱动控制,在另一方中进行再生驱动控制的驱动状态为条件,进行第二调节处理。由此,能够避免产生向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的期间。另外,能够避免产生向第一旋转电机21a输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间与向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间重叠的期间。其结果是,能够可靠地降低流过平滑电容器23的脉动电流。
通过使各逆变器电流Idca、Idcb的大小彼此接近,能够可靠地降低流过平滑电容器23的脉动电流。
在通过驱动左右的前轮11a、11b旋转而行驶的车辆10中,车辆10的转向角越大,转弯时的左右的前轮11a、11b中的内轮所描绘的轨迹的长度变得比外轮所描绘的轨迹的长度越短。因此,设置于左右的前轮11a、11b的各旋转电机21a、21b的转矩差和旋转速度差增大。在这种情况下,在设置于左右的前轮11a、11b的各旋转电机21a、21b中,从降低平滑电容器23的脉动电流的观点出发,有可能会容易发生各有效电压矢量V1~V6的输出期间不是适当的输出期间的事态。因此,使用对向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间进行调节的上述结构的优点较大。
<第二实施方式>
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同点为中心对第二实施方式进行说明。
在本实施方式中,除了判定向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间的合计期间是否与一个开关周期Tsw相同之外,还判定合计期间是否比一个开关周期Tsw短。具体而言,如图25所示,在步骤S15中作出否定判定的情况下,前进至步骤S22。在步骤S22中,判定m1+m2<1是否成立。进行步骤S22的处理是因为在各有效电压比例m1、m2的合计值大于1的情况下,不能进行由合成电压矢量实现的各有效电压矢量V1~V6的输出期间的调节。在步骤S22中作出肯定判定的情况下,前进至步骤S18。另一方面,在步骤S22中作出否定判定的情况下,前进至步骤S16。在本实施方式中,步骤S15和步骤S22的处理相当于“期间判定部”。
根据本实施方式的步骤S22的处理,能够适当地判定不能进行由合成电压矢量实现的各有效电压矢量V1~V6的输出期间的调节的状况,并且能够适当地判定处于应该使用60度电压矢量进行开关操作的状况。
<第三实施方式>
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同点为中心,对第三实施方式进行说明。
在本实施方式中,代替调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间,调节向各旋转电机21a、21b中的某一方输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间,不调节向另一方输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间。
图26示出了不调节向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间,调节向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间的控制的一例。在图26中,(a)~(f)对应于图17的(a)~(f)。在图26中,在各旋转电机21a、21b中都进行动力运行驱动控制。
如图26的(d)所示,通过调节向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1、V2、V6的输出期间,将向第一旋转电机21a输出第零无效电压矢量V0的输出期间与向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1、V2、V6的输出期间设为相同。在本实施方式中,第二旋转电机21b相当于“特定旋转电机”。
根据本实施方式,与向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间都被调节的情况相比,能够在降低控制装置33的处理负荷的同时,降低流过平滑电容器23的脉动电流。
<第四实施方式>
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同点为中心对第四实施方式进行说明。
在本实施方式中,在第一调节处理和第二调节处理中,代替使用60度电压矢量和120度电压矢量的合成电压矢量,进行弱励磁控制。
控制装置33基于所获取的指令转矩来计算各旋转电机21a、21b的d轴指令电流和q轴指令电流。控制装置33基于所计算出的d、q轴指令电流来计算各旋转电机21a、21b的dq轴指令电压矢量Va*。控制装置33基于所计算出的dq轴指令电压矢量Va*来计算各旋转电机21a、21b的指令电压矢量Vtr。
在此,对进行弱励磁控制时的dq轴电压矢量Va进行辅助说明。图27、图28是dq轴坐标系的矢量图。图27示出了没有进行弱励磁控制(Id=0)时的dq轴电压矢量Va,图28示出了进行弱励磁控制时的dq轴电压矢量Va。在图27、图28中,ω×Φa是由电枢交链磁通引起的感应电压,ω×Lq×Iq是由q轴电枢反作用磁通引起的感应电压,R×Iq是q轴电流的由电枢绕组电阻引起的电压降低。在图28中,Id是d轴电流,ω×Ld×Id是由d轴电枢反作用磁通引起的感应电压,R×Id是d轴电流的由电枢绕组电阻引起的电压降低。另外,ω是旋转电机的电角速度。
没有进行弱励磁控制时的dq轴电压矢量Va是将由电枢交链磁通引起的感应电压ω×Φa、由q轴电枢反作用磁通引起的感应电压ω×Lq×Iq和q轴电流的由电枢绕组电阻引起的电压降低R×Iq相加而得到的矢量。另一方面,进行弱励磁控制时的dq轴电压矢量Va是将由电枢交链磁通引起的感应电压ω×Φa、由d、q轴电枢反作用磁通引起的感应电压ω×Ld×Id、ω×Lq×Iq和d、q轴电流的由电枢绕组电阻引起的电压降低R×Id、R×Iq相加而得到的矢量。
通过进行弱励磁控制,能够抑制由电枢反作用磁通引起的感应电压的上升。因此,进行弱励磁控制时的dq轴电压矢量Va的大小比不进行弱励磁控制时的dq轴电压矢量Va的大小小。
控制装置33在调节为缩短各有效电压矢量V1~V6的输出期间时,增大负的d轴指令电流。在这种情况下,控制装置33减小dq轴指令电压矢量Va*的大小。dq轴指令电压矢量Va*的大小越小,控制装置33将指令电压矢量Vtr的大小计算得越小。由此,以缩短各有效电压矢量V1~V6的输出期间的方式进行调节。
控制装置33在先前的图24的步骤S18的处理中,通过代替进行第一调节处理而进行弱励磁控制,以缩短各有效电压矢量V1~V6的输出期间的方式进行调节。另外,控制装置33在先前的图24的步骤S21的处理中,通过代替进行第二调节处理而进行弱励磁控制,以缩短各有效电压矢量V1~V6的输出期间的方式进行调节。
图29示出了通过进行弱励磁控制来调节各有效电压矢量V1~V6的输出期间的控制的一例。在图29中,(a)表示流过第一逆变器22a的第一逆变器电流Idca的推移,(b)表示流过第二逆变器22b的第二逆变器电流Idcb的推移。另外,在图29中,示出了在各旋转电机21a、21b中都进行动力运行驱动控制的示例。
如图29的(a)所示,第一逆变器电流Idca的各有效电压矢量V1~V6的输出期间比虚线所示的调节前的各有效电压矢量V1~V6的输出期间短。由此,第一旋转电机21a的各无效电压矢量V0、V7的输出期间变长。其结果是,将向第一旋转电机21a输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间与向第二旋转电机21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间设为相同。
根据本实施方式,通过进行弱励磁控制,能够可靠地调节向各旋转电机21a、21b输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间。
<第五实施方式>
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同点为中心,对第五实施方式进行说明。
在车辆10中,作为轮内电动机的旋转电机不限于设置于左右的前轮11a、11b。例如,在车辆前后分别具有两个车轮的车辆中,也可以在车辆后侧的两轮或车辆前后的四轮中设置旋转电机。但是,在车辆前后的至少一方为一轮的车辆中,也可以在车辆前后的三轮中设置旋转电机。
以下,示出了在三个驱动轮中分别设置有第一旋转电机~第三旋转电机的车辆中,用于降低平滑电容器的脉动电流的控制的一例。与第一旋转电机~第三旋转电机对应地,设置有第一逆变器~第三逆变器。平滑电容器在第一逆变器~第三逆变器中共用。
在图30中,(a)表示针对第一旋转电机的电压矢量,(b)表示针对第二旋转电机的电压矢量,(c)表示针对第三旋转电机的电压矢量,(d)表示第一逆变器电流Idca的推移,(e)表示第二逆变器电流Idcb的推移,(f)表示第三逆变器电流Idcc的推移。另外,在图30中,示出了在所有的第一旋转电机~第三旋转电机中进行动力运行驱动控制的示例。
在图30中,在第一旋转电机~第三旋转电机中,第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2的输出期间彼此错开。具体而言,将第一旋转电机间相位差φ1设为60度,并且将第二旋转电机间相位差φ2设为60度。在此,第一旋转电机间相位差φ1是例如在一个开关周期Tsw的一半的期间内,第零无效电压矢量V0开始施加于第一旋转电机21a的时刻与第零无效电压矢量V0开始施加于第二旋转电机21b的时刻之差。第二旋转电机间相位差φ2例如是在一个开关周期Tsw的一半的期间内,第零无效电压矢量V0开始施加于第二旋转电机的时刻与第零无效电压矢量V0开始施加于第三旋转电机的时刻之差。
如图30所示,将第一旋转电机的第零无效电压矢量V0的输出期间与第二旋转电机和第三旋转电机的第一有效电压矢量V1和第二有效电压矢量V2的合计输出期间设为相同。另外,将第二旋转电机的无效电压矢量的输出期间与第一旋转电机和第三旋转电机的有效电压矢量的合计输出期间也设为相同,并且将第三旋转电机的无效电压矢量的输出期间与第一旋转电机和第二旋转电机的有效电压矢量的合计输出期间也设为相同。由此,能够避免流过第一逆变器电流Idca~第三逆变器电流Idcc的期间彼此重叠。另外,能够避免产生第一旋转电机~第三旋转电机的各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的期间。
另外,在第一旋转电机的第零无效电压矢量V0的输出期间与第二旋转电机和第三旋转电机的第一有效电压矢量V1、第二有效电压矢量V2的合计输出期间不相同的情况下,也可以使用60度矢量和120度电压矢量的合成电压矢量。由此,能够调节各有效电压矢量V1~V6的输出期间。其结果是,能够抑制流过第一逆变器电流Idca~第三逆变器电流Idcc的期间彼此重叠、或者抑制产生第一旋转电机~第三旋转电机的各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的期间。
<第六实施方式>
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同点为中心对第六实施方式进行说明。
在本实施方式中,除了降低平滑电容器23的脉动电流的观点之外,从降低流过直流电源30的电流的观点出发,进行调节处理。
图31示出了本实施方式的控制系统的结构图。控制系统包括电源电流传感器37。电源电流传感器37对流过直流电源30的电流IB进行检测。另外,在图31中,为了便于说明,对与先前的图2所示的结构相同的结构标注相同的符号。
由于因将直流电源30和平滑电容器23连接的配线的电感和平滑电容器23的静电电容引起的电流的谐振,流过直流电源30的电流IB有时会相对于逆变器电流Idc放大。在此,将直流电源30和平滑电容器23连接的配线例如是正极侧母线Lp和负极侧母线Ln。在该状况下,存在比直流电源30的额定电流大的电流流向直流电源30,直流电源30的可靠性降低的担忧。
具体而言,参照图32所示的传递特性进行说明。图32的传递特性是示出流过直流电源30的电流IB相对于逆变器电流Idc的比即放大率(=IB/Idc)与流过直流电源30的电流IB的频率fb的关系的图。放大率在由正极侧母线Lp及负极侧母线Ln等的配线中的电感和平滑电容器23的静电电容决定的谐振频率fr下最大,流过直流电源30的电流IB的频率fb越远离谐振频率fr而越逐渐减小。在这种情况下,流过直流电源30的电流IB的频率fb是谐振频率fr或谐振频率fr附近的频率的情况下,流过直流电源30的电流IB相对于逆变器电流Idc放大,有可能会成为在直流电源30中流过大电流的不稳定状态。在该不稳定的状态下,存在比直流电源30的额定电流大的电流流向直流电源30,直流电源30的可靠性降低的担忧。
因此,在本实施方式中,控制装置33为了改变流过直流电源30的电流IB的频率fb,进行对向各旋转电机21a、21b输出各电压矢量V0~V7的输出方式进行调节的第三调节处理。在本实施方式中,如图33所示,在步骤S16、S18、S20、S21的处理之后,前进至步骤S30,控制装置33进行第三调节处理。在步骤S30的处理之后,前进至步骤S17。
图34示出了先前的图33的步骤S30中的第三调节处理的处理步骤。
在步骤S40中,获取电流参数。在本实施方式中,电流参数是流过直流电源30的电流IB。作为流过直流电源30的电流IB,使用电源电流传感器37的检测值即可。
在步骤S41中,基于电流参数来判定直流电源30是否处于不稳定的状态。在本实施方式中,对流过直流电源30的电流IB的振幅是否超过了电流阈值进行判定。在步骤S41中作出否定判定的情况下,判定为直流电源30处于稳定的状态,结束第三调节处理。另一方面,在步骤S41中作出肯定判定的情况下,判定为直流电源30处于不稳定的状态,前进至步骤S42。另外,代替对流过直流电源30的电流IB的振幅是否超过了电流阈值进行判定,也可以对流过直流电源30的电流IB的有效值是否超过了电流阈值进行判定。
在步骤S42中,进行频率变更处理。频率变更处理是改变流过直流电源30的电流的频率fb的处理。在本实施方式中,在频率变更处理中,使流过直流电源30的电流IB的频率fb以从谐振频率fr远离的方式降低。
控制装置33在频率变更处理中,缩短向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的重叠期间。在此,对在步骤S18的第一调节处理之后执行第三调节处理的情况进行说明。在第一调节处理之后,如先前的图20所示,将旋转电机间相位差φ设为比0度大的值。控制装置33在频率变更处理中,通过使向各旋转电机21a、21b输出各电压矢量V0、V1、V2、V6、V7的输出期间彼此错开,使旋转电机间相位差φ减小预先设定的规定相位差Δφ。由此,能够缩短重叠期间。
图35示出了通过进行频率变更处理来使针对第二旋转电机21b的电压矢量错开的情况的一例。在图35中,(a)表示针对第一旋转电机21a的电压矢量,(b)表示针对进行频率变更处理之前的第二旋转电机21b的电压矢量,(c)表示针对进行频率变更处理之后的第二旋转电机21b的电压矢量。在针对进行频率变更处理之后的各旋转电机21a、21b的电压矢量中,旋转电机间相位差φ减小了与第六有效电压矢量V6的输出期间相当的规定相位差Δφ。由此,在一个开关周期Tsw的一半的期间中,与进行频率变更处理之前的重叠期间Tb1相比,进行频率变更处理之后的重叠期间Tb2缩短了第六有效电压矢量V6的输出期间。另外,在图35中,作为第六有效电压矢量V6开始施加于第一旋转电机21a的时刻与第六有效电压矢量V6开始施加于第二旋转电机21b的时刻之差,例示性地示出了旋转电机间相位差φ。
通过进行频率变更处理,能够缩短向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间的重叠期间。由此,在一个开关周期Tsw内,能够降低第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计电流的振动次数。因此,能够降低第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计电流的频率。伴随于此,能够使流过直流电源30的电流IB的频率fb以从谐振频率fr远离的方式降低。
控制装置33在频率变更处理中,最好以减小流过直流电源30的电流IB的振幅的方式,降低流过直流电源30的电流IB的频率fb。例如,控制装置33最好在将旋转电机间相位差φ减小了规定相位差之后,以判定为流过直流电源30的电流IB的振幅小于规定的电流振幅值为条件,结束频率变更处理。在此,最好将电流振幅值设定为比电流阈值小的值。另一方面,控制装置33在判定为上述条件不成立的情况下,最好进一步使旋转电机间相位差φ减小规定相位差。由此,能够以使流过直流电源30的电流IB的振幅变小的方式,降低流过直流电源30的电流IB的频率fb。另外,控制装置33也可以代替判定上述条件是否成立,而是判定流过直流电源30的电流IB的有效值是否小于规定的电流有效值。
根据本实施方式,能够根据流过直流电源30的电流IB,将针对各旋转电机21a、21b的各电压矢量V0~V7调节为适当的输出方式。为了输出调节后的各电压矢量,通过进行各逆变器22a、22b的开关操作来降低流过直流电源30的电流IB的频率fb。由此,能够使流过直流电源30的电流IB的频率fb从谐振频率fr远离。其结果是,能够抑制流过比直流电源30的额定电流大的电流、直流电源30的可靠性降低的事态的发生。
在判定为流过直流电源30的电流IB的振幅超过了电流阈值的情况下,能够缩短向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间的重叠期间。由此,能够以使流过直流电源30的电流IB的振幅变小的方式,降低流过直流电源30的电流IB的频率fb。其结果是,能够可靠地抑制在直流电源30中流过比额定电流大的电流的事态的发生。
<第六实施方式的变形例>
另外,第六实施方式也可以进行以下变更并实施。
·电流参数不限于流过直流电源30的电流IB。例如,电流参数也可以是平滑电容器23的端子电压。在这种情况下,在步骤S40的处理中,获取平滑电容器23的端子电压即可。作为平滑电容器23的端子电压,使用电压传感器35的检测值即可。在步骤S41中,对平滑电容器23的端子电压的振幅是否超过电压阈值进行判定即可。在这种情况下,控制系统也可以不包括电源电流传感器37。另外,代替对平滑电容器23的端子电压的振幅是否超过了电压阈值进行判定,也可以对平滑电容器23的端子电压的有效值是否超过了电压阈值进行判定。
·在步骤S40的处理中,代替获取电源电流传感器37的检测值,也可以获取流过直流电源30的电流IB的推定值。作为流过直流电源30的电流IB的推定值,使用基于相电流传感器34的检测值及电压传感器35的检测值中的至少一个和针对各旋转电机21a、21b的各电压矢量V0~V7而推定出的值即可。在这种情况下,控制系统也可以不包括电源电流传感器37。
·在频率变更处理中,代替缩短向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的重叠期间,也可以延长。在此,对在步骤S21的第二调节处理之后执行第三调节处理的情况进行说明。在这种情况下,如先前的图21所示,将旋转电机间相位差φ设为0度。控制装置33在频率变更处理中,通过使向各旋转电机21a、21b输出各电压矢量V0、V1、V2、V6、V7的输出期间彼此错开,使旋转电机间相位差φ增大预先设定的规定相位差。由此,能够延长重叠期间。
图36示出了通过进行频率变更处理来使针对第二旋转电机21b的电压矢量错开的情况的一例。在图36中,(a)表示针对第一旋转电机21a的电压矢量,(b)表示进行频率变更处理之后的针对第二旋转电机21b的电压矢量。在图36中,示出了进行频率变更处理并使旋转电机间相位差φ增大与第六有效电压矢量V6的输出期间相当的规定相位差Δφ的情况的一例。由此,在一个开关周期Tsw的一半的期间中,能够使重叠期间Tc延长第六有效电压矢量V6的输出期间。另外,在图36中,作为第六有效电压矢量V6开始施加于第一旋转电机21a的时刻与第六有效电压矢量V6开始施加于第二旋转电机21b的时刻之差,例示性地示出了旋转电机间相位差φ。将重叠期间Tc例示性地示出为第六有效电压矢量V6的输出期间。
通过进行频率变更处理,能够延长向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间的重叠期间。由此,在一个开关周期Tsw内,能够增大第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计电流的振动次数。因此,能够提高第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计电流的频率。伴随于此,能够使流过直流电源30的电流IB的频率fb以从谐振频率fr远离的方式提高。
控制装置33在频率变更处理中,最好以使流过直流电源30的电流IB的振幅变小的方式,提高流过直流电源30的电流IB的频率fb。例如,控制装置33最好在将旋转电机间相位差φ增大了规定相位差之后,以判定为流过直流电源30的电流IB的振幅小于规定的电流振幅值为条件,结束频率变更处理。在此,最好将电流振幅值设定为比电流阈值小的值。另一方面,控制装置33在判定为上述条件不成立的情况下,最好进一步使旋转电机间相位差φ增大规定相位差。由此,能够以使流过直流电源30的电流IB的振幅变小的方式,提高流过直流电源30的电流IB的频率fb。另外,控制装置33也可以代替判定上述条件是否成立,而是判定流过直流电源30的电流IB的有效值是否小于规定的电流有效值。
根据本实施方式,在判定为流过直流电源30的电流IB的振幅超过了电流阈值的情况下,能够延长向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间的重叠期间。由此,以使流过直流电源30的电流IB的振幅变小的方式,使流过直流电源30的电流IB的频率fb变高。其结果是,能够可靠地抑制在直流电源30中流过比额定电流大的电流的事态的发生。
·在频率变更处理中,提高流过直流电源30的电流IB的频率fb的处理不限于延长上述重叠期间。在频率变更处理中,也可以通过将针对各旋转电机21a、21b的无效电压矢量插入到不同的两个有效电压矢量之间来提高流过直流电源30的电流IB的频率fb。
在此,对在步骤S18的第一调节处理之后执行第三调节处理的情况进行说明。在这种情况下,例如,针对各旋转电机21a、21b的电压矢量从进行频率变更处理之前的图37的(a)、(b)所示的状态变更为图37的(c)、(d)所示的状态。具体而言,在插入第七无效电压矢量V7的情况下,针对第一旋转电机21a的电压矢量按照V7→V2→V7→V1→V7→V6→V0→V6→V7→V1→V7→V2的顺序输出,针对第二旋转电机21b的电压矢量按照V2→V7→V2→V7→V1→V7→V6→V0的顺序输出。另外,所插入的第七无效电压矢量V7的输出期间最好比各上臂开关QUH~QWH接通且各下臂开关QUL~QWL断开所需的时间长。
通过对针对各旋转电机21a、21b的电压矢量插入第七无效电压矢量V7,在一个开关周期Tsw内,第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计电流的振动次数增大。因此,能够提高第一逆变器电流Idca和第二逆变器电流Idcb的合计电流的频率。伴随于此,能够使流过直流电源30的电流IB的频率fb以从谐振频率fr远离的方式提高。
另外,控制装置33在频率变更处理中,不限于在一个开关周期Tsw内的不同的两个有效电压矢量之间全部插入无效电压矢量。例如,控制装置33也可以在一个开关周期Tsw内的不同的两个有效电压矢量之间的一个部位插入无效电压矢量。在这种情况下,也可以是针对第一旋转电机21a的电压矢量按照V7→V2→V7→V1→V6→V0→V6→V1→V2的顺序输出,针对第二旋转电机21b的电压矢量按照V2→V7→V2→V7→V1→V6→V0的顺序输出。另外,与插入无效电压矢量的部位较少的情况相比,流过直流电源30的电流IB的频率fb在插入无效电压矢量的部位较多的情况下较高。
控制装置33也可以在频率变更处理中,代替对针对第一旋转电机21a的电压矢量插入第七无效电压矢量V7,而是插入第零无效电压矢量V0。在这种情况下,例如,控制装置33也可以按照V7→V2→V0→V1→V0→V6→V0→V6→V0→V0→V1→V0→V2的顺序输出针对第一旋转电机21a的电压矢量,按照V2→V7→V2→V0→V1→V0→V6→V0的顺序输出针对第二旋转电机21b的电压矢量。另外,所插入的第零无效电压矢量V0的输出期间最好比各上臂开关QUH~QWH断开且各下臂开关QUL~QWL接通所需的时间长。
控制装置33最好在频率变更处理中,在保持通过第一调节处理调节后的输出期间且适于降低平滑电容器23的脉动电流的输出期间的同时,在针对各旋转电机21a、21b的电压矢量中插入无效电压矢量。例如,如图37的(c)、(d)所示,最好使针对第一旋转电机21a的第一电压矢量V1、第二电压矢量V2、第六电压矢量V6的输出期间和所插入的无效电压矢量的输出期间的合计期间与针对第二旋转电机21b的第七无效电压矢量V7的输出期间相等。由此,能够在降低平滑电容器23的脉动电流的同时,提高流过直流电源30的电流IB的频率fb。
控制装置33也可以对针对各旋转电机21a、21b中的任一方的电压矢量插入各无效电压矢量V0、V7。
·在先前的图33中,也可以不进行步骤S15、S18、S19、S21的处理。即,也可以不进行第一调节处理和第二调节处理,而是仅进行第三调节处理。
<第七实施方式>
以下,参照附图,以与第六实施方式的不同点为中心对第七实施方式进行说明。在本实施方式中,改变第三调节处理的实施方式,并且根据流过直流电源30的电流IB的频率fb,将频率fb改变得较高、或将频率fb改变得较低。
图38示出了先前的图33的步骤S30中的第三调节处理的处理步骤。另外,在图38中,为了便于说明,对与先前的图34所示的结构相同的结构标注相同的符号。
在步骤S41中作出肯定判定的情况下,前进至步骤S43。在步骤S43中,对流过直流电源30的电流IB的频率fb进行计算。流过直流电源30的电流IB的频率fb基于相电流传感器34的检测值、电压传感器35的检测值、电源电流传感器37的检测值和向各旋转电机21a、21b输出各电压矢量V0~V7中的至少一个进行计算即可。
在步骤S44中,对流过直流电源30的电流IB的频率fb是否低于谐振频率fr进行判定。在步骤S44中作出肯定判定的情况下,前进至步骤S45。另一方面,在步骤S44中作出否定判定的情况下,前进至步骤S46。另外,在步骤S44中,代替对流过直流电源30的电流IB的频率fb是否低于谐振频率fr进行判定,也可以对流过直流电源30的电流IB的频率fb是否处于谐振频率fr以下进行判定。
在步骤S45中,进行降低流过直流电源30的电流IB的频率fb的低频化处理。具体而言,低频化处理是缩短向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的重叠期间的处理。
在步骤S46中,进行提高流过直流电源30的电流IB的频率fb的高频化处理。具体地说,高频化处理是使向第一旋转电机21a输出各有效电压矢量V1~V6的输出期间与向第二旋转电机21b输出各无效电压矢量V0、V7的输出期间重叠的重叠期间变长的处理和将针对各旋转电机21a、21b的无效电压矢量插入不同的两个有效电压矢量之间的处理中的至少一个。
根据先前的图32所示的传递特性,放大率在谐振频率fr下成为峰值。因此,为了可靠地降低流过直流电源30的电流IB,期望考虑流过直流电源30的电流IB的频率fb与谐振频率fr的关系来改变频率fb。
根据本实施方式,在流过直流电源30的电流IB的频率fb比谐振频率fr低的情况下,进行低频化处理。另一方面,在流过直流电源30的电流IB的频率fb为谐振频率fr以上的情况下,进行高频化处理。由此,流过直流电源30的电流IB的频率fb向放大率降低的方向改变。其结果是,能够可靠地降低流过直流电源30的电流IB。
<其他实施方式>
另外,上述实施方式也可以进行以下变更来实施。
·在步骤S15的处理中,代替判定m1-(1-m2)=0是否成立,也可以判定|m1-(1-m2)|<εa是否成立。在此,εa是第一允许值,并且是第一旋转电机21a的各有效电压矢量V1~V6的输出期间与第二旋转电机21b的各无效电压矢量V0、V7的输出期间不一致的不一致期间的允许值。例如,第一允许值εa设定为在|m1-(1-m2)|<εa的关系成立的情况下,不一致期间比在一个开关周期Tsw中输出的各电压矢量V0~V7中的输出期间最短的电压矢量短即可。具体而言,在图26中,以不一致期间比针对第一旋转电机21a输出的第一有效电压矢量V1短的方式来设定第一允许值εa即可。
·在步骤S19的处理中,代替判定m1-m2=0是否成立,也可以判定|m1-(1-m2)|<εb是否成立。在此,εb是第二允许值,并且是第一旋转电机21a的各有效电压矢量V1~V6的输出期间与第二旋转电机21b的各有效电压矢量V1~V6的输出期间不一致的不一致期间的允许值。例如,第二允许值εb设定为在|m1-(1-m2)|<εb的关系成立的情况下,不一致期间比在一个开关周期Tsw中输出的各电压矢量V0~V7中的输出期间最短的电压矢量短即可。
·在步骤S18的处理中,代替进行第一调节处理,也可以例如以使上述的|m1-(1-m2)|<εa的关系成立的方式,进行使各旋转电机21a、21b中的任一方的各有效电压矢量V1~V6的输出期间与另一方的各无效电压矢量V0、V7的输出期间彼此接近的处理。即使在这种情况下,也能够降低流过平滑电容器23的脉动电流。
·在步骤S21的处理中,代替进行第二调节处理,在各旋转电机21a、21b中,也可以例如以使上述的|m1-m2|<εb的关系成立的方式,进行使各有效电压矢量V1~V6的输出期间彼此接近,并且使各无效电压矢量V0、V7的输出期间彼此接近的处理。即使在这种情况下,也能够降低流过平滑电容器23的脉动电流。
·作为构成逆变器的半导体开关,不限于N通道MOSFET,例如也可以是IGBT。在这种情况下,开关的高电位侧端子是集电极,低电位侧端子是发射极。另外,在各开关上反向并联连接有续流二极管即可。
·本公开所记载的控制部及其方法也可以通过专用计算机来实现,该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供,上述处理器被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。或者也可以是,本公开所记载的控制部和该控制部的方法通过专用计算机来实现,该专用计算机是通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的。或者也可以是,本公开所记载的控制部和该控制部的方法由一个以上的专用计算机来实现,该专用计算机通过被编程为执行一个至多个功能的处理器及存储器与由一个以上硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成。此外,计算机程序也可以被存储于计算机可读的非暂时性有形存储介质,以作为由计算机执行的指令。
·以下,记载从上述各实施方式中提取的特征性结构。
[结构1]
一种旋转电机的控制装置,上述旋转电机的控制装置适用于包括多个电力转换电路(22a、22b)、旋转电机(21a、21b)和电容器(23)的控制系统,
上述多个电力转换电路通过开关操作将直流电源(30)的直流电力转换为交流电力并输出,
上述旋转电机与各上述电力转换电路对应地设置,并且被供给从上述电力转换电路输出的交流电力,
上述电容器与上述直流电源并联连接且设置于各上述电力转换电路的输入侧,并且是在各上述电力转换电路中共用的电容器,
上述旋转电机的控制装置包括:
调节部,上述调节部进行对向各上述旋转电机输出电压矢量的输出方式进行调节的调节处理;以及
操作部,上述操作部进行各上述电力转换电路的开关操作,以输出由上述调节部调节后的上述电压矢量。
[结构2]
在结构1所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
作为上述调节处理,上述调节部进行根据上述各旋转电机的驱动状态来调节向上述各旋转电机输出有效电压矢量的输出期间的处理,
上述操作部进行上述开关操作,以使向各上述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间成为由上述调节部调节后的输出期间,且交替地输出针对各上述旋转电机的有效电压矢量和无效电压矢量。
[结构3]
在结构2所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
包括驱动判定部,作为上述驱动状态,上述驱动判定部对各上述旋转电机是处于作为电动机发挥作用的动力运行驱动状态还是处于作为发电机发挥作用的再生驱动状态进行判定,
上述调节部以由上述驱动判定部判定为各上述旋转电机全部处于上述动力运行驱动状态或上述再生驱动状态为条件,作为上述调节处理,进行以使在向作为各上述旋转电机中的任一个的基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间内包含向剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间的方式使向各上述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间彼此错开,并使向上述基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间与向上述剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间彼此接近的处理。
[结构4]
在结构3所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
包括期间判定部,上述期间判定部对在上述开关操作的一个开关周期中,向上述基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间与向上述剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间是否为不同长度的期间进行判定,
上述调节部以由上述期间判定部判定为向上述基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间与向上述剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间为不同长度的期间为条件,进行上述调节处理。
[结构5]
在结构2所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
多个上述电力转换电路是第一电力转换电路(22a)和第二电力转换电路(22b),
作为上述旋转电机,设置有与上述第一电力转换电路对应的第一旋转电机(21a)和与上述第二电力转换电路对应的第二旋转电机(21b),
包括驱动判定部,作为上述驱动状态,上述驱动判定部对上述第一旋转电机和上述第二旋转电机是处于作为电动机发挥作用的动力运行驱动状态还是处于作为发电机发挥作用的再生驱动状态进行判定,
上述调节部以由上述驱动判定部判定为上述第一旋转电机处于上述动力运行驱动状态,上述第二旋转电机处于上述再生驱动状态为条件,作为上述调节处理,进行使向上述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向上述第二旋转电机输出有效电压矢量的输出期间彼此接近的处理。
[结构6]
在结构5所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
包括期间判定部,上述期间判定部对在上述开关操作的一个开关周期中,向上述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向上述第二旋转电机输出有效电压矢量的输出期间是否为不同长度的期间进行判定,
上述调节部以由上述期间判定部判定为向上述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向上述第二旋转电机输出有效电压矢量的输出期间为不同长度的期间为条件,进行上述调节处理。
[结构7]
在结构2至6中任一项所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述调节部具有:
第一选择部,上述第一选择部针对各上述旋转电机,选择夹着针对该旋转电机的指令电压矢量且彼此具有60度的相位差的两种有效电压矢量;以及
第二选择部,上述第二选择部针对各上述旋转电机,选择夹着针对该旋转电机的指令电压矢量且彼此具有120度的相位差的两种有效电压矢量中的、与由上述第一选择部选择的有效电压矢量不同的有效电压矢量,
在上述调节处理中,使用由上述第一选择部和上述第二选择部分别选择的三种有效电压矢量来调节向上述各旋转电机输出有效电压矢量的输出期间。
[结构8]
在结构7所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述调节部在上述调节处理中,使流过上述各电力转换电路的电流的大小彼此接近。
[结构9]
在结构2至6中任一项所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述调节部具有:
第一选择部,上述第一选择部选择夹着针对各上述旋转电机中的一部分旋转电机即特定旋转电机的指令电压矢量且彼此具有60度的相位差的两种有效电压矢量;以及
第二选择部,上述第二选择部选择夹着针对上述特定旋转电机的指令电压矢量且彼此具有120度的相位差的两种有效电压矢量中的、与由上述第一选择部选择的有效电压矢量不同的有效电压矢量,
在上述调节处理中,使用由上述第一选择部和上述第二选择部分别选择的三种有效电压矢量来调节向上述特定旋转电机输出有效电压矢量的输出期间。
[结构10]
在结构2至6中任一项所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述调节部在上述调节处理中,通过控制流过各上述旋转电机的弱励磁电流来调节向各上述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间。
[结构11]
在结构1至10中任一项所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述调节部在上述调节处理中,获取作为流过上述直流电源的电流或该电流的相关值的、包含交流分量的电流参数,
根据上述电流参数来调节向各上述旋转电机输出电压矢量的输出方式,以改变流过上述直流电源的电流的频率。
[结构12]
在结构11所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
多个上述电力转换电路是第一电力转换电路(22a)和第二电力转换电路(22b),
作为上述旋转电机,设置有与上述第一电力转换电路对应的第一旋转电机(21a)和与上述第二电力转换电路对应的第二旋转电机(21b),
上述调节部在上述调节处理中,
对所获取的上述电流参数是否超过阈值进行判定,
在判定为上述电流参数超过阈值的情况下,通过以使上述电流参数的振幅变小的方式调节向上述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向上述第二旋转电机输出无效电压矢量的输出期间重叠的重叠期间来改变流过上述直流电源的电流的频率。
[结构13]
在结构11所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述调节部在上述调节处理中,
对所获取的上述电流参数是否超过阈值进行判定,
在判定为上述电流参数超过了阈值的情况下,通过以使上述电流参数的振幅变小的方式将针对各上述旋转电机的无效电压矢量插入到不同的两个有效电压矢量之间来提高流过上述直流电源的电流的频率。
[结构14]
在结构1至10中任一项所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
多个上述电力转换电路是第一电力转换电路(22a)和第二电力转换电路(22b),
作为上述旋转电机,设置有与上述第一电力转换电路对应的第一旋转电机(21a)和与上述第二电力转换电路对应的第二旋转电机(21b),
上述调节部在上述调节处理中,
获取作为流过上述直流电源的电流或该电流的相关值的、包含交流分量的电流参数,
对所获取的上述电流参数是否超过阈值进行判定,
在判定为上述电流参数超过阈值的情况下,对流过上述直流电源的电流的频率比由将上述直流电源和上述电容器连接的配线的电感和上述电容器的静电电容决定的谐振频率高还是低进行判定,
在判定为流过上述直流电源的电流的频率比上述谐振频率低的情况下,以使上述电流参数的振幅变小的方式,降低流过上述直流电源的电流的频率,
在判定为流过上述直流电源的电流的频率比上述谐振频率高的情况下,以使上述电流参数的振幅变小的方式,提高流过上述直流电源的电流的频率。
[结构15]
在结构1至14中任一项所记载的旋转电机的控制装置的基础上,
上述控制系统适用于通过驱动驱动轮(11a、11b)旋转而行驶的车辆(10),
各上述旋转电机与各上述驱动轮对应而单独地设置,
各上述驱动轮中的上述车辆的左右的转向轮(11a、11b)的转向角越大,与上述转向轮对应地设置的各旋转电机的转矩差和旋转速度差越增大。
虽然基于实施例对本公开进行了记述,但是应当理解,本公开并不限定于上述实施例、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外,各种各样的组合、方式、进而在它们中包含仅一个要素、其以上或其以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (16)

1.一种旋转电机的控制装置,所述旋转电机的控制装置适用于包括多个电力转换电路(22a、22b)、旋转电机(21a、21b)和电容器(23)的控制系统,
所述多个电力转换电路通过开关操作将直流电源(30)的直流电力转换为交流电力并输出,
所述旋转电机与各所述电力转换电路对应地设置,并且被供给从所述电力转换电路输出的交流电力,
所述电容器与所述直流电源并联连接且设置于各所述电力转换电路的输入侧,并且是在各所述电力转换电路中共用的电容器,
所述旋转电机的控制装置包括:
调节部,所述调节部进行对向各所述旋转电机输出电压矢量的输出方式进行调节的调节处理;以及
操作部,所述操作部进行各所述电力转换电路的开关操作,以输出由所述调节部调节后的所述电压矢量。
2.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
作为所述调节处理,所述调节部进行根据各所述旋转电机的驱动状态来调节向各所述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间的处理,
所述操作部进行所述开关操作,以使向各所述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间成为由所述调节部调节后的输出期间,并且交替地输出针对各所述旋转电机的有效电压矢量和无效电压矢量。
3.如权利要求2所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
包括驱动判定部,作为所述驱动状态,所述驱动判定部对各所述旋转电机是处于作为电动机发挥作用的动力运行驱动状态还是处于作为发电机发挥作用的再生驱动状态进行判定,
所述调节部以由所述驱动判定部判定为各所述旋转电机全部处于所述动力运行驱动状态或所述再生驱动状态为条件,作为所述调节处理,进行以使在向作为各所述旋转电机中的任一个的基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间内包含向剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间的方式使向各所述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间彼此错开,且使向所述基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间与向所述剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间彼此接近的处理。
4.如权利要求3所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
包括期间判定部,所述期间判定部对在所述开关操作的一个开关周期中,向所述基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间与向所述剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间是否为不同长度的期间进行判定,
所述调节部以由所述期间判定部判定为向所述基准旋转电机输出无效电压矢量的输出期间与向所述剩余的旋转电机输出有效电压矢量的输出期间为不同长度的期间为条件,进行所述调节处理。
5.如权利要求2所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
多个所述电力转换电路是第一电力转换电路(22a)和第二电力转换电路(22b),
作为所述旋转电机,设置有与所述第一电力转换电路对应的第一旋转电机(21a)和与所述第二电力转换电路对应的第二旋转电机(21b),
包括驱动判定部,作为所述驱动状态,所述驱动判定部对所述第一旋转电机和所述第二旋转电机是处于作为电动机发挥作用的动力运行驱动状态还是处于作为发电机发挥作用的再生驱动状态进行判定,
所述调节部以由所述驱动判定部判定为所述第一旋转电机处于所述动力运行驱动状态,所述第二旋转电机处于所述再生驱动状态为条件,作为所述调节处理,进行使向所述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向所述第二旋转电机输出有效电压矢量的输出期间彼此接近的处理。
6.如权利要求5所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
包括期间判定部,所述期间判定部对在所述开关操作的一个开关周期中,向所述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向所述第二旋转电机输出有效电压矢量的输出期间是否为不同长度的期间进行判定,
所述调节部以由所述期间判定部判定为向所述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向所述第二旋转电机输出有效电压矢量的输出期间为不同长度的期间为条件,进行所述调节处理。
7.如权利要求2至6中任一项所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述调节部具有:
第一选择部,所述第一选择部针对各所述旋转电机,选择夹着针对该旋转电机的指令电压矢量且彼此具有60度相位差的两种有效电压矢量;以及
第二选择部,所述第二选择部针对各所述旋转电机,选择夹着针对该旋转电机的指令电压矢量且彼此具有120度的相位差的两种有效电压矢量中的、与由所述第一选择部选择的有效电压矢量不同的有效电压矢量,
在所述调节处理中,使用由所述第一选择部和所述第二选择部分别选择的三种有效电压矢量来调节向各所述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间。
8.如权利要求7所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述调节部在所述调节处理中,使流过各所述电力转换电路的电流的大小彼此接近。
9.如权利要求2至6中任一项所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述调节部具有:
第一选择部,所述第一选择部选择夹着针对各所述旋转电机中的一部分旋转电机即特定旋转电机的指令电压矢量且彼此具有60度相位差的两种有效电压矢量;以及
第二选择部,所述第二选择部选择夹着针对所述特定旋转电机的指令电压矢量且彼此具有120度的相位差的两种有效电压矢量中的、与由所述第一选择部选择的有效电压矢量不同的有效电压矢量,
在所述调节处理中,使用由所述第一选择部和所述第二选择部分别选择的三种有效电压矢量来调节向各所述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间。
10.如权利要求2至6中任一项所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述调节部在所述调节处理中,通过控制流过各所述旋转电机的弱励磁电流来调节向各所述旋转电机输出有效电压矢量的输出期间。
11.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述调节部在所述调节处理中,获取作为流过所述直流电源的电流或该电流的相关值的、包含交流分量的电流参数,
根据所述电流参数来调节向各所述旋转电机输出电压矢量的输出方式,以改变流过所述直流电源的电流的频率。
12.如权利要求11所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
多个所述电力转换电路是第一电力转换电路(22a)和第二电力转换电路(22b),
作为所述旋转电机,设置有与所述第一电力转换电路对应的第一旋转电机(21a)和与所述第二电力转换电路对应的第二旋转电机(21b),
所述调节部在所述调节处理中,对所获取的所述电流参数是否超过阈值进行判定,
在判定为所述电流参数超过阈值的情况下,通过以使所述电流参数的振幅变小的方式调节向所述第一旋转电机输出有效电压矢量的输出期间与向所述第二旋转电机输出无效电压矢量的输出期间重叠的重叠期间来改变流过所述直流电源的电流的频率。
13.如权利要求11所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述调节部在所述调节处理中,对所获取的所述电流参数是否超过阈值进行判定,
在判定为所述电流参数超过了阈值的情况下,通过以使所述电流参数的振幅变小的方式将针对各所述旋转电机的无效电压矢量插入到不同的两个有效电压矢量之间来提高流过所述直流电源的电流的频率。
14.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
多个所述电力转换电路是第一电力转换电路(22a)和第二电力转换电路(22b),
作为所述旋转电机,设置有与所述第一电力转换电路对应的第一旋转电机(21a)和与所述第二电力转换电路对应的第二旋转电机(21b),
所述调节部在所述调节处理中,获取作为流过所述直流电源的电流或该电流的相关值的、包含交流分量的电流参数,
对所获取的所述电流参数是否超过阈值进行判定,
在判定为所述电流参数超过阈值的情况下,对流过所述直流电源的电流的频率比由将所述直流电源和所述电容器连接的配线的电感和所述电容器的静电电容决定的谐振频率高还是低进行判定,
在判定为流过所述直流电源的电流的频率比所述谐振频率低的情况下,以使所述电流参数的振幅变小的方式,降低流过所述直流电源的电流的频率,
在判定为流过所述直流电源的电流的频率比所述谐振频率高的情况下,以使所述电流参数的振幅变小的方式,提高流过所述直流电源的电流的频率。
15.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置,其特征在于,
所述控制系统适用于通过驱动驱动轮(11a、11b)旋转而行驶的车辆(10),
各所述旋转电机与各所述驱动轮对应而单独地设置,
各所述驱动轮中的所述车辆的左右的转向轮(11a、11b)的转向角越大,与所述转向轮对应地设置的各旋转电机的转矩差和旋转速度差越增大。
16.一种程序,所述程序适用于包括多个电力转换电路(22a、22b)、旋转电机(21a、21b)、电容器(23)和计算机(33a)的控制系统,
所述多个电力转换电路通过开关操作将直流电源的直流电力转换为交流电力并输出,
所述旋转电机与各所述电力转换电路对应地设置,并且被供给从所述电力转换电路输出的交流电力,
所述电容器与所述直流电源并联连接且设置于各所述电力转换电路的输入侧,并且是在各所述电力转换电路中共用的电容器,
所述程序使所述计算机执行以下的处理:
对向各所述旋转电机输出电压矢量的输出方式进行调节的处理;以及
进行各所述电力转换电路的开关操作,以输出调节后的所述电压矢量的处理。
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