DE112013003811T5

DE112013003811T5 - Motorantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013003811T5
Application number: DE201311003811
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Yamada Kouichi; c/o DENSO CORPORATION Sakai Koji
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-05-07
Also published as: JP2014030287A; US9438160B2; JP5929596B2; WO2014020884A1; US20150303859A1

Abstract

Eine Motorantriebsvorrichtung umfasst mehrere Inverterschaltungen (11, 21, 31), die jeweils entsprechend an mehreren Motoren (1, 2, 3) bereitgestellt sind, eine Steuereinrichtung (40, 50, 60) zum Steuern der Inverterschaltungen unter Verwendung von Schaltsignalen, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Stromwelligkeit, die durch Umschaltbetriebe der Inverterschaltungen erzeugt werden. Die Steuereinrichtung arbeitet in einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart. In der ersten Betriebsart werden Trägerwellenfrequenzen von Referenzträgerwellen, die verwendet werden, um die Schaltsignale für alle Motoren zu erzeugen, auf die gleiche Grundfrequenz (f0) festgelegt. In der zweiten Betriebsart wird die Trägerfrequenz des Motors mit einer höheren Priorität auf die Grundfrequenz festgelegt, und die Trägerfrequenz des Motors mit einer niedrigeren Priorität wird auf eine vorher festgelegte Verschiebungsfrequenz (f1, f2) festgelegt. Wenn die Stromwelligkeit nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist, findet ein Übergang von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart statt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-169206 , eingereicht am 31. Juli 2012, deren Inhalte hier per Referenz eingebunden sind.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Motorantriebsvorrichtung zum Antreiben mehrerer Motoren mit elektrischer Leistung, die von einer gemeinsam genutzten Leistungsquelle durch mehrere Inverterschaltungen geliefert wird.
Hintergrundtechnik
Eine Motorantriebsvorrichtung ist bekannt, die eine von einer gemeinsam genutzten Leistungsquelle gelieferte Gleichspannung unter Verwendung mehrerer Inverterschaltungen in Wechselspannungen umwandelt und sie an mehrere Motoren ausgibt, die getrennt mit den Inverterschaltungen verbunden sind, wodurch die Motoren angetrieben werden (siehe zum Beispiel eine nachstehende Patentliteratur 1).
Literatur des Stands der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP2006-300038A

Zusammenfassung der Erfindung
Um jedoch in der herkömmlichen Motorantriebsvorrichtung das Trägerrauschen (Rauschen, das erzeugt wird, wenn Elektromotoren und Inverterschaltungen entsprechend Trägerwellenfrequenzen schwingen) und Schaltverluste zu verringern, wird eine relativ passende Frequenz als eine Trägerwellenfrequenz verwendet, die mehrere Inverterschaltungen verwenden, um die PWM-Modulation durchzuführen.
Wenn mehrere Elektromotoren unter Verwendung der gleichen Trägerwellenfrequenz für die Motoren gleichzeitig angetrieben werden, können Stromwelligkeiten mit der Zunahme der Motorlast zunehmen. Wenn die Stromwelligkeit groß ist, können zum Beispiel ein Kondensatorfaktor und ein Spulenfaktor einer Filterschaltung beeinträchtigt werden, und ihre Lebensdauern können verringert werden.
Angesichts des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Motorantriebsvorrichtung zum Antreiben mehrerer Motoren bereitzustellen, die mit Leistung von einer gemeinsamen Leistungsquelle unter Verwendung mehrerer Inverterschaltungen versorgt werden, während die Stromwelligkeit verringert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Motorantriebsvorrichtung mehrere Inverterschaltungen, die an entsprechenden mehreren Motoren, die mit elektrischer Leistung von einer gemeinsam genutzten Leistungsquelle versorgt werden, bereitgestellt sind, eine Steuereinrichtung und eine physikalische Erfassungseinrichtung. Jede Inverterschaltung hat Schaltvorrichtungen, die entsprechend der Anzahl von Phasen eines entsprechenden Motors bereitgestellt sind. Die Steuereinrichtung steuert die Inverterschaltungen durch Umschalten jeder Schaltvorrichtung unter Verwendung eines Schaltsignals, das basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen einer Referenzträgerwelle und einer Modulationswelle erzeugt wird, das eine Anweisung ist, eine Spannung an jede Phase der Motoren anzulegen, so dass durch PWM-Modulation eine Gleichspannung der gemeinsam genutzten Leistungsquelle in eine Wechselspannung umgewandelt wird und an die Motoren ausgegeben wird. Die physikalische Größenerfassungseinrichtung erfasst die Stromwelligkeit, die durch das Umschalten der Inverterschaltungen erzeugt wird, und ihre zugehörige physikalische Größe.
Die Motoren haben vorher festgelegte Prioritäten. Die Steuereinrichtung arbeitet in einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart. In der ersten Betriebsart werden alle Trägerfrequenzen des Referenzträgers, die verwendet werden, um die Schaltsignale für die Motoren zu erzeugen, auf die gleiche Grundfrequenz festgelegt. In der zweiten Betriebsart wird die Trägerfrequenz für einen Teil der Motoren mit einer höheren Priorität auf die Grundfrequenz festgelegt, und die Trägerfrequenz für den verbleibenden Motor mit einer niedrigeren Priorität wird auf eine vorher festgelegte Verschiebungsfrequenz, die sich von der Grundfrequenz unterscheidet, festgelegt. Die Festlegung wird von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart geändert, wenn basierend auf einem Ergebnis der Erfassung, die von der physikalischen Größendetektoreinrichtung vorgenommen wird, bestimmt wird, dass die Stromwelligkeit nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Wenn bei einem derartigen Ansatz Lasten auf mehreren Motoren, die gleichzeitig angetrieben werden, erhöht werden, kann die Stromwelligkeit im Vergleich dazu, wenn die Trägerfrequenzen für alle Motoren auf die gleiche Grundfrequenz festgelegt werden, verringert werden. Selbst wenn mehrere Motoren, die mit elektrischer Leistung von der gemeinsam genutzten Leistungsquelle versorgt werden, unter Verwendung mehrerer Inverterschaltungen angetrieben werden, kann folglich die Stromwelligkeit verringert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher, wobei in den Zeichnungen:
1 ein Schaltbild ist, das teilweise als Blöcke einer Motorantriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt ist;
2 ein Flussdiagramm für die Festlegung einer Trägerwellenfrequenz einer Steuervorrichtung ist;
3 ein Schaltbild ist, das teilweise als Blöcke einer Stromwelligkeit-Erfassungseinrichtung dargestellt ist;
4 ein Flussdiagramm für die Festlegung einer Trägerwellenfrequenz einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
5 ein Flussdiagramm für die Festlegung einer Trägerwellenfrequenz einer Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
6 ein Flussdiagramm für die Festlegung einer Trägerwellenfrequenz einer Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform ist.
Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung
Nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Über die Ausführungsformen hinweg zeigen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder äquivalente Teile in den Zeichnungen an. Die Ausführungsformen können vollständig oder teilweise miteinander kombiniert werden, es sei denn, es liegt ein spezifischer Nachteil in deren Kombination.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezug auf 1 bis 3 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, wird eine Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet, um Motoren 1, 2 und 3 anzutreiben, die zum Beispiel auf einem Fahrzeug montiert sind. Zum Beispiel ist der Motor 1 eine Hauptmaschine (Fahrzeugbetriebsmotor), um das Fahrzeug zu betreiben. Zum Beispiel ist der Motor 2 ein Motor, um einen Kompressionsmechanismus eines elektrischen Kompressors anzutreiben, der in der Zeichnung nicht weggelassen ist.
Zum Beispiel ist der elektrische Kompressor in einem Wärmepumpenkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage angeordnet, die Kohlendioxid als ein Kühlmittel verwendet und den Kompressionsmechanismus als eine Last durch den eingebauten Elektromotor 2 antreibt. Der elektrische Kompressor komprimiert (komprimiert es zum Beispiel in dem Fall des Kohlendioxids über seinen kritischen Druck) und gibt gasphasiges Kältemittel ab.
Zum Beispiel ist der Motor 3 ein Gebläsemotor und dreht einen Gebläseventilator, der in einem Luftkanal einer Fahrzeugklimaanlage angeordnet ist, so dass klimatisierte Luft in ein Fahrzeuginneres geblasen werden kann Wenngleich in der Zeichnung nicht gezeigt, ist ein Verdampfer, der mit dem elektrischen Kompressor eine Kältekreislaufausstattung bildet, in dem Luftkanal angeordnet, wo der von dem Motor 3 angetriebene Gebläseventilator angeordnet ist, und befindet sich auf der strömungsabwärtigen Seite des Geblaseventilators, so dass die Luft, die geblasen werden soll, gekühlt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel jeder der Motoren 1, 2 und 3 ein Vierpol-Dreiphasen-Synchronmotor, in dem ein Rotor mit einem eingebetteten Magneten durch Spulen angetrieben und gedreht wird.
Zum Beispiel ist eine in 1 gezeigte Gleichstromleistungsquelle 70 eine Hochspannungsbatterie, die fähig ist, eine Spannung von 288 V auszugeben. Die Gleichstromleistungsquelle 70 liefert durch ein Buspaar, das als ein Leistungsversorgungsweg dient, elektrische Leistung an Ansteuerungen 10, 20 und 30 für die entsprechenden Motoren. Die Ansteuerungen 10, 20 und 30 sind parallel zu der Gleichstromleistungsquelle 70 geschaltet.
Die Ansteuerung 10 für den Motor 1 als eine Hauptvorrichtung ist eine Hauptantriebsvorrichtung aus den Motorantriebsvorrichtungen, die mit elektrischer Leistung von der Gleichstromleistungsquelle 70 versorgt werden. Im Gegensatz dazu sind die Ansteuerungen 20 und 30 für die Motoren 2 und 3 als Hilfsvorrichtungen sekundäre Antriebsvorrichtungen. Es wird bemerkt, dass die elektrische Leistung, die von der Gleichstromleistungsquelle 70 in die Hauptantriebsvorrichtung eingespeist wird, größer als die in die sekundäre Antriebsvorrichtung ist. Zum Beispiel ist die elektrische Leistung, die in die Ansteuerung 10 eingespeist wird, eine Stelle oder mehr (zehnmal oder mehr) größer als die elektrische Leistung, die in die Ansteuerungen 20 und 30 eingespeist wird. Wenn es schwierig ist, elektrische Leistung an alle die Antriebsvorrichtungen zu liefern, wird die Hauptantriebsvorrichtung bevorzugt mit elektrischer Leistung versorgt.
Die Ansteuerung 10 umfasst eine Inverterschaltung 11, einen Kondensator 12 und eine Steuerung 40 als eine Steuereinrichtung.
Abhängig von einer Statorspule des Motors 1 hat die Inverterschaltung 11 zum Beispiel drei Phasenarme, einen U-Phasenarm, einen V-Phasenarm und einen W-Phasenarm, die in der Zeichnung von links bezeichnet sind. Die Inverterschaltung 11 wandelt eine Gleichspannung, die durch die Busleitungen eingespeist wird, durch PWM-Modulation in eine Wechselspannung um und gibt sie aus.
Der U-Phasenarm umfasst einen oberen Arm auf der Oberseite in der Zeichnung und einen unteren Arm auf der Unterseite in der Zeichnung. Der obere Arm hat eine Schaltvorrichtung und eine Freilaufdiode, die antiparallel zueinander geschaltet sind. Ebenso hat der untere Arm eine Schaltvorrichtung und eine Freilaufdiode, die antiparallel zueinander geschaltet sind. Eine Ausgangsleitung 15, die mit einem Knoten zwischen dem oberen Arm und dem unteren Arm verbunden ist, ist mit einer Spule des Motors verbunden.
Wie die Ansteuerung 10 umfasst die Ansteuerung 20 eine Inverterschaltung 21, einen Kondensator 22 und eine Steuerung 50 als eine Steuereinrichtung. Ferner umfasst die Ansteuerung 30 wie die Ansteuerung 10 eine Inverterschaltung 31, einen Kondensator 32 und eine Steuerung 60 als eine Steuereinrichtung. Zum Beispiel hat jede der Inverterschaltungen 21 und 31 die gleiche Struktur wie die Inverterschaltung 11, und ihre Ausgangsleitungen 25 und 35 sind jeweils mit Spulen der Motoren 2 und 3 verbunden.
Zum Beispiel kann die Schaltvorrichtung jeder der Inverterschaltungen 11, 21 und 31 ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) sein. Der Arm, der mit der Schaltvorrichtung und der Diode aufgebaut ist, kann eine Schaltvorrichtung, wie etwa ein rückwärts leitender Bipolartransistor mit isoliertem Gate (RCIGBT) sein, der ein Leistungshalbleiter ist, der durch Integrieren eines IGBT und einer Freilaufdiode auf einen Chip hergestellt wird.
Die Kondensatoren 12, 22 und 32 und ein Kondensator 82 als ein Glättungskondensator sind zwischen das Paar von Busleitungen 80 geschaltet. Der Kondensator 82 ist ein Hochspannungsglättungskondensator zur Verringerung von Schwankungen in einer Leistungsversorgungsspannung der Gleichstromleistungsquelle 70. Die Kondensatoren 12, 22 und 32 nehmen Stromstöße und Welligkeiten auf, die auftreten, wenn die Schaltvorrichtungen der Inverterschaltungen 11, 21 und 31 ein- und ausgeschaltet werden.
Die Steuerung 40 steuert ein Umschalten jeder Schaltvorrichtung der Inverterschaltung 11, wodurch eine Drehung des Motors 1 gesteuert wird. Die Steuerung 40 empfängt die Motordrehzahlbefehlsinformation und die Motorspulenstrominformation, die von einer Stromerfassungseinrichtung erfasst wird, die in der Zeichnung weggelassen ist, erzeugt basierend auf den Informationen eine Kerbwelle (Impulswelle) als ein Schaltsignal und gibt das Schaltsignal an die Inverterschaltung 11 aus.
Die Steuerung 40 umfasst eine PWM-Steuereinrichtung 41, eine Frequenzerzeugungseinrichtung 42, eine Trägerfrequenzfestlegungseinrichtung 43 und eine Stromwelligkeitsschätzeinrichtung 44.
Zum Beispiel ist die PWM-Steuereinrichtung 41 durch einen Mikrocomputer implementiert, erzeugt ein Schaltsignal, um die Schaltvorrichtung jedes der Phasenarme basierend auf einem Vergleich zwischen einer Modulationswelle als einen Befehl, um eine Spannung an die Spule des Motors 1 anzulegen, und einer Referenzträgerwelle (auf die manchmal als der Träger oder die Trägerwelle Bezug genommen wird) umzuschalten, und gibt das Schaltsignal an jeden Arm aus, wodurch das Umschalten der Schaltvorrichtung gesteuert wird.
Zum Beispiel ist die Frequenzerzeugungseinrichtung 42, was als ein Taktgeber mit einem Oszillator bezeichnet wird, und erzeugt eine Grundsteuerfrequenz in der Steuerung 40. Die Trägerfrequenzfestlegungseinrichtung 43 erzeugt eine Trägerwellenfrequenz (auf die manchmal als die Trägerfrequenz Bezug genommen wird) und legt sie fest, die von der PWM-Steuereinrichtung 41 verwendet wird, wenn basierend auf der von der Frequenzerzeugungseinrichtung 42 erzeugen Grundsteuerfrequenz das Schaltsignal erzeugt wird.
Zum Beispiel empfängt die Stromwelligkeitsschatzeinrichtung 44 Motorlastinformationen (Eingangsstrom, Ausgangsstrom, Drehzahl, etc.) und schätzt/berechnet die in eine mit dem Kondensator versehene Schaltung fließende Stromwelligkeit. Die Stromwelligkeitsschätzeinrichtung 44 gibt die berechnete Stromwelligkeit an die Trägerfrequenzfestlegungseinrichtung 43 aus.
Im Allgemeinen gibt es eine Korrelation zwischen einer Stromwelligkeit und einem Motorlastzustand. Zum Beispiel speichert die Stromwelligkeitsschätzeinrichtung 44 Kennfelddaten mit Stromwelligkeiten, die drei Motorlastzuständen entsprechen, und berechnet die Stromwelligkeit basierend auf den eingegebenen Lastinformationen.
Da die Stromwelligkeitsschätzeinrichtung 44 die Stromwelligkeit auf diese Weise basierend auf den Motorlastinformationen schätzt/berechnet, kann eine Struktur zur Gewinnung der Stromwelligkeit vereinfacht werden. Alternativ kann die Stromwelligkeitsschätzeinrichtung zum Beispiel, wie in 3 gezeigt, durch eine Stromerfassungseinrichtung 90 als die Stromwelligkeitserfassungseinrichtung zum direkten Erfassen der Stromwelligkeit ersetzt werden.
Zum Beispiel kann die Stromerfassungseinrichtung 90 einen Widerstand 91 und einen Mikrocomputer 92 umfassen. Der Widerstand 91 ist in Reihe zu dem Kondensator 12 geschaltet. Der Mikrocomputer 92 dient als eine Umwandlungseinrichtung zum Erfassen einer Spannung an dem Widerstand 91 und zu ihrem Umwandeln in einen Stromwert. Alternativ kann die Stromwelligkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen des Stroms ein Stromsensor sein, der in Reihe zu dem Kondensator 12 geschaltet ist. Folglich kann die Stromwelligkeit durch die Stromwelligkeitserfassungseinrichtung genau erhalten werden.
Die Steuerung 50 steuert ein Umschalten jeder Schaltvorrichtung der Inverterschaltung 21, wodurch die Drehung des Motors 2 gesteuert wird. Die Steuerung 50 empfängt Motordrehzahlbefehlsinformationen und Motorspulenstrominformationen, die von einer Stromerfassungseinrichtung erfasst werden, die in der Zeichnung weggelassen ist, erzeugt basierend auf den Informationen ein Schaltsignal und gibt das Schaltsignal an die Inverterschaltung 21 aus.
Die Steuerung 60 steuert ein Umschalten jeder Schaltvorrichtung der Inverterschaltung 31, wodurch eine Drehung des Motors 3 gesteuert wird. Die Steuerung 60 empfängt Motordrehzahlbefehlsinformationen und Motorspuleninformationen, die von einer Stromerfassungseinrichtung erfasst werden, die in der Zeichnung weggelassen ist, und gibt das Schaltsignal an die Inverterschaltung 31 aus.
Wie die Steuerung 40 haben die Steuerungen 50 und 60 jeweils PWM-Steuereinrichtungen 51 und 61, Frequenzerzeugungseinrichtungen 52 und 62, Trägerfrequenzfestlegungseinrichtungen 53 und 63 und Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 54 und 64. Jede Einrichtung jeder der Steuerungen 50 und 60 hat die gleiche Funktion wie eine entsprechende Einrichtung der Steuerung 40.
Selbst in den Steuerungen 50 und 60 kann die Stromwelligkeitsschätzeinrichtung durch eine Stromwelligkeitserfassungseinrichtung mit der gleichen Struktur wie der in 3 gezeigten Stromerfassungseinrichtung 90 ersetzt werden und die Stromwelligkeit direkt erfassen. Jede der Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 und der Stromwelligkeitserfassungseinrichtungen entspricht einer physikalischen Größenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Stromwelligkeit oder ihrer verwandten physikalischen Größe.
Es wird bemerkt, dass die Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54, 64 für die Schätzung/Berechnung in Verbindung miteinander arbeiten oder wenigstens eine von ihnen eine Stromwelligkeit, die in eine mit dem Kondensator 82 versehene Schaltung fließt schätzt/berechnet. Alternativ kann die Stromwelligkeit, die in die mit dem Kondensator 82 versehene Schaltung fließt, unter Verwendung einer Stromwellenerfassungseinrichtung anstelle der Schätzung/Berechnung direkt erfasst werden.
Die Steuerungen 40, 50 und 60 erzeugen die Schaltsignale in den PWM-Steuereinrichtungen 41, 51 und 61 unter Verwendung der Referenzträgerwellen mit den Trägerfrequenzen, die von den Trägerfrequenzfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 festgelegt werden, und gibt die erzeugten Schaltsignale jeweils an jeden Phasenarm der Inverterschaltungen 11, 21 und 31 aus. Zum Beispiel gibt jede der Steuerungen 40, 50 und 60 das Schaltsignal für jede PWM-Zeitspanne in einem Intervall von 50 μs aus.
Wenn die Steuerungen 40, 50 und 60 wiederholt die Schaltsignale an die vorstehend beschriebenen Inverterschaltungen 11, 21 und 31 ausgeben, führen die Trägerfrequenzfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 wiederholt eine Trägerfrequenzfestlegungssteuerung aus, um in Verbindung miteinander zu arbeiten, um die Trägerfrequenzen festzulegen.
Als nächstes wird ein Steuerbetrieb, der von der Trägerfrequenzfestlegungseinrichtung 43, 53 und 63 durchgeführt wird, um die Trägerfrequenz festzulegen, unter Bezug auf 2 beschrieben.
Zuerst erhalten die Trägerfrequenzfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 die Stromwelligkeiten, die in die mit den Kondensatoren 12, 22, 32 und 82 versehenden Schaltungen fließen, von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 (Schritt 110). Alternativ können in diesem Schritt, wie vorstehend erwähnt, die Stromwelligkeiten, die direkt von der Stromwelligkeitserfassungseinrichtung erfasst werden, erhalten werden.
Wenn der Schritt 110 zum ersten Mal durchgeführt wird, werden als eine Anfangseinstellung alle Trägerfrequenzen von Referenzträgerwellen, die in der PWM-Steuereinrichtung 41, 51 und 61 verwendet werden, unter Berücksichtigung von Trägerrauschen und Wärmeerzeugung aufgrund von Schaltverlusten auf eine Grundfrequenz f0 (z. B. 20 kHz) festgelegt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Betriebsart, in der alle Trägerfrequenzen für mehrere Motoren 1, 2 und 3 auf die gleiche Grundfrequenz f0 festgelegt werden, eine erste Betriebsart.
Nachdem jede Stromwelligkeit erhalten wird, wird bestimmt, ob alle Stromwelligkeiten kleiner als vorgegebene Werte sind (Schritt 120). Die vorgegebenen Werte, die mit den Stromwelligkeiten verglichen werden sollen, können der maximal zulässige Wert sein, der durch Charakteristiken jeder Komponente jeder Ansteuerung und Systemcharakteristiken der Ansteuerung bestimmt ist.
Die Charakteristiken, durch welche die vorgegebenen Werte bestimmt werden, können Charakteristiken jedes Kondensators wie eine Kondensatorkomponente, Charakteristiken eines Leiters der Schaltung mit dem Kondensator (z. B. eine Spulenkomponente, die abhängig von der Länge und der Form der Busleitungen 80, welche die Inverterschaltungen und die Kondensatoren verbinden, ausgebildet ist), und eine Auftrittshäufigkeit einer hohen Stromwelligkeit sein, wenn alle Trägerfrequenzen auf die Grundfrequenz festgelegt sind. Wenn eine diskrete Spule mit der Schaltung verbunden ist, werden die vorgegebenen Werte unter Berücksichtigung von Charakteristiken der Spule bestimmt.
Wenn bei Schritt 120 bestimmt wird, dass alle Stromwelligkeiten kleiner als der vorgegebene Wert sind, werden alle Trägerfrequenzen der Referenzträgerwellen, die in den PWM-Steuereinrichtungen 41, 51 und 61 verwendet werden, auf die Grundfrequenz f0 festgelegt (Schritt 130).
Wenn im Gegensatz dazu nicht bestimmt wird, dass alle Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte sind, d. h. wenn wenigstens eine der Stromwelligkeiten nicht kleiner als der entsprechende vorgegebene Wert ist, werden die Trägerfrequenzen der Referenzträgerwellen, die in den PWM-Steuereinrichtungen 41, 51 und 61 verwendet werden, auf die Grundfrequenz f0, eine Verschiebungsfrequenz f1 (z. B. 18 kHz) und eine Verschiebungsfrequenz f2 (z. B. 16 kHz) festgelegt (Schritt 140). Die Verschiebungsfrequenzen f1 und f2 sind nahe an der Grundfrequenz f0.
Bei Schritt 140 werden die Frequenzen f0, f1 und f2 in abnehmender Reihenfolge vorher festgelegter Prioritäten an die Motoren zugewiesen. Die Prioritäten der Motoren werden basierend auf Charakteristiken in Bezug auf Betriebsbedingungen der Motoren einschließlich ihrer erforderlichen Geräuschlosigkeit (erforderliche Geräuschverringerung) und ihrer Ausgabe vorher festgelegt.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden der Motor 1, der Motor 2 und der Motor 3 angesichts ihrer erforderlichen Geräuschlosigkeit in dieser Reihenfolge priorisiert. Daher wird die Trägerfrequenz der Trägerfrequenzwelle, die in der PWM-Steuereinrichtung 41 verwendet wird, auf die Grundfrequenz f0 festgelegt. Die Trägerfrequenz der Referenzträgerwelle, die in der PWM-Steuereinrichtung 51 verwendet wird, wird auf die Verschiebungsfrequenz f1 festgelegt, und die Trägerfrequenz der Referenzträgerwelle, die in der PWM-Steuereinrichtung 61 verwendet wird, wird auf die Verschiebungsfrequenz f2 festgelegt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Betriebsart, in der die Trägerfrequenz für den Motor 1 mit einer höheren Priorität auf die Grundfrequenz f0 festgelegt wird und die Trägerfrequenzen für die Motoren 2 und 3 mit einer niedrigeren Priorität auf die Verschiebungsfrequenzen f1 und f2 festgelegt werden, eine zweite Betriebsart.
Gemäß der vorstehenden Struktur und den Betriebsarten können die Trägerfrequenzfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 der Steuerungen 40, 50 und 60 die Festlegung zwischen der ersten Betriebsart, in der alle Trägerfrequenzen für mehrere Motoren 1, 2 und 3 auf die gleiche Grundfrequenz f0 festgelegt werden, und der zweiten Betriebsart, in der die Trägerfrequenz für den Motor 1 mit einer höheren Priorität auf die Grundfrequenz f0 festgelegt wird und die Trägerfrequenzen der verbleibenden Motoren 2 und 3 mit einer niedrigeren Priorität auf die Verschiebungsfrequenzen f1 und f2 festgelegt werden, die sich von der Grundfrequenz f0 unterscheiden, ändern.
Wenn in der ersten Betriebsart basierend auf den Ergebnissen von Berechnungen, die von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 durchgeführt werden, bestimmt wird, dass irgendeine der Stromwelligkeiten nicht kleiner als der entsprechende vorgegebene Wert ist, wird die Festlegung auf die zweite Betriebsart geändert.
Wenn folglich eine der Stromwelligkeiten nicht kleiner als der entsprechende vorgegebene Wert ist, verwenden die Steuerungen 40, 50 und 60 die zweite Betriebsart, so dass die Trägerfrequenz für den Motor 1 mit einer höheren Priorität auf die Grundfrequenz f0 festgelegt wird und die Trägerfrequenzen für die verbleibenden Motoren 2 und 3 mit einer niedrigeren Priorität auf die Verschiebungsfrequenzen f1 und f2, die sich von der Grundfrequenz f0 unterscheiden, festgelegt werden.
Wenn in einem derartigen Ansatz Lasten an mehreren Motoren 1, 2 und 3, die gleichzeitig angetrieben werden, erhöht werden, kann die Stromwelligkeit im Vergleich dazu, wenn alle Trägerfrequenzen für mehrere Motoren 1, 2 und 3 auf die gleiche Grundfrequenz f0 festgelegt werden, verringert werden. Selbst wenn mehrere Motoren 1, 2 und 3, die mit elektrischer Leistung von einer gemeinsam genutzten Gleichstromleistungsquelle 70 versorgt werden, unter Verwendung mehrerer Inverterschaltungen 11, 21 und 31 angetrieben werden, kann somit die Stromwelligkeit verringert werden.
Da die Stromwelligkeit, die in die mit der Kondensatorkomponente versehene Schaltung fließt, verringert wird, kann ein Schaden an der Spulenkomponente, die mit der Kondensatorkomponente die Schaltung bildet, verringert werden.
Da mit anderen Worten die Stromwelligkeit, die in eine Filterschaltung fließt, die in einem Leistungsversorgungsweg von der Gleichstromleistungsquelle 70 zu jeder der Inverterschaltungen 11, 21 und 31 bereitgestellt ist, verringert wird, kann ein Schaden an der Kondensatorkomponente und der Spulenkomponente der Filterschaltung verringert werden.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der zweiten Betriebsart 2 die Anzahl der verbleibenden Motoren 2 und 3 nicht eins. In einem derartigen Fall bewirken die Steuerungen 40, 50 und 60, dass die Verschiebungsfrequenzen f1 und f2 für die verbleibenden Motoren 2 und 3 in einer derartigen Weise verschieden zueinander sind, dass die Verschiebungsfrequenz f1 für den Motor 2 mit einer höheren Priorität näher an der Grundfrequenz f0 ist als die Verschiebungsfrequenz f2 für den Motor 3 mit einer niedrigeren Priorität.
Wenn folglich die zweite Betriebsart verwendet wird, so dass die Trägerfrequenzen für mehrere verbleibende Motoren 2 und 3 auf die Verschiebungsfrequenzen festgelegt werden, bewirken die Steuerungen 40, 50 und 60, dass die Verschiebungsfrequenzen f1 und f2 in einer derartigen Weise voneinander verschieden sind, dass die Verschiebungsfrequenz für den Motor 2 mit einer höheren Priorität näher an der Grundfrequenz f0 ist. In einem derartigen Ansatz kann die Stromwelligkeit sicher verringert werden, während Antriebsbedingungen des Motors 2 mit einer höheren Priorität wenig geändert werden (während die Antriebsbedingungen gut gehalten werden).
Die Trägerfrequenzen f0, f1 und f2, die den Motoren 1, 2 und 3 zugewiesen werden, unterscheiden sich voneinander. Das heißt, die Grundfrequenz f0 wird nur dem Motor 1 zugewiesen. Folglich kann die Stromwelligkeit sicherer verringert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Motoren 1, 2 und 3 auf einem Fahrzeug montiert, und die Ansteuerungen 10, 20 und 30 sind jeweils integral mit den Motoren 1, 2 und 3 angeordnet. In diesem Fall sind die Ansteuerungen 10, 20 und 30 relativ voneinander beabstandet. In einer derartigen Anordnung ist es schwierig, die Stromwelligkeiten zu verringern, indem die Referenzträgerwellen der mehreren Ansteuerungen 10, 20 und 30 in Synchronisation miteinander gebracht werden, während die Phasen umgekehrt werden (Verschieben der Phasen um 180°). Aus diesem Grund ist die vorliegende Offenbarung sehr wirksam, wenn die Ansteuerungen 10, 20 und 30 voneinander beabstandet sind.
Wenn ferner mehrere Ansteuerungen auf einem mobilen Objekt, wie etwa einem Fahrzeug, montiert sind, besteht ein großer Bedarf an einer Miniaturisierung des Systems und jeder Komponente im Vergleich dazu, wenn sie auf eine ortsfeste Weise im Inneren oder außerhalb eines Gebäudes installiert sind. Daher ist es schwierig, die Widerstandsfähigkeit gegen hohe Stromwelligkeiten durch Vergrößern der Größe des Kondensators zu verbessern, und auch schwierig, die Stromwelligkeiten durch Hinzufügen eines Spannungswandlers oder ähnliches zu handhaben. Die vorliegende Offenbarung ist selbst unter diesen Randbedingungen sehr wirksam.
Wenn ferner die Spannung der Gleichstromleistungsquelle hoch (z. B. mehrere hundert Volt) ist, muss der Kondensator im Vergleich dazu, wenn sie niedrig ist, eine große Größe haben. Wie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, kann daher eine Zunahme der Größe des Kondensators oder ähnlichem in einem Hochspannungssystem sehr wirksam verringert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform nachstehend unter Bezug auf 4 beschrieben.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Trägerfrequenzen unter Berücksichtigung, ob die Motoren arbeiten oder nicht, zugewiesen werden. Es wird bemerkt, dass eine Struktur mit dem gleichen Wesen wie dem in den Zeichnungen der ersten Ausführungsform und einer Struktur, deren Beschreibung in der zweiten Ausführungsform weggelassen wird, die gleiche Wirkung und den gleichen Vorteil wie die in der ersten Ausführungsform haben.
Wenn in einer Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei Schritt 120 nicht bestimmt wird, dass alle Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte sind, d. h. wenigstens eine der Stromwelligkeiten nicht kleiner als der entsprechende vorgegebene Wert ist, bestimmen die Trägerfrequenzfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 der Steuerungen 40, 50 und 60, ob es einen gestoppten Motor gibt, der den Betrieb stoppt (Schritt 220).
Wenn bei Schritt 220 bestimmt wird, dass es keinen gestoppten Motor gibt, geht es weiter zu Schritt 140. Bei Schritt 140 wird zum Beispiel die Grundfrequenz f0 an die Trägerfrequenz des Motors 1 (die PWM-Steuereinrichtung 41) zugewiesen, die Verschiebungsfrequenz f1 wird an die Trägerfrequenz des Motors 2 (die PWM-Steuereinrichtung 51) zugewiesen, und die Verschiebungsfrequenz f2 wird an die Trägerfrequenz des Motors 3 (die PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
Wenn bei Schritt 220 bestimmt wird, dass es einen gestoppten Motor gibt, wird der gestoppte Motor aus den Prioritäten der Motoren ausgeschlossen Dann werden die Grundfrequenz und die Verschiebungsfrequenz in der Reihenfolge der Prioritäten, abgesehen von dem gestoppten Motor, an die Trägerfrequenzen zugewiesen (Schritt 250)
Wenn bei Schritt 250 zum Beispiel der Motor 1 gestoppt ist, wird die Grundfrequenz f0 an die Trägerfrequenz des Motors 2 (die PWM-Steuereinrichtung 51) zugewiesen, und die Verschiebungsfrequenz f1 wird an die Trägerfrequenz des Motors 3 (die PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die gleichen Ergebnisse wie die in der ersten Ausführungsform erhaltenen erhalten werden.
Wenn es ferner einen Motor gibt, der aufhört, zu arbeiten (in dem vorliegenden Beispiel der Motor 1), schließen die Steuerungen 40, 50 und 60 diesen Motor aus den Prioritäten der mehreren Motoren 1, 2 und 3 aus.
In einem derartigen Ansatz besteht keine Notwendigkeit, eine Trägerfrequenz an den gestoppten Motor 1 zuzuweisen. Wenn die zweite Betriebsart verwendet wird, können somit die Grundfrequenz f0 und die Verschiebungsfrequenz f1 relativ nahe an der Grundfrequenz an die Motoren 2 und 3 mit niedrigeren Prioritäten als der des gestoppten Motors 1 zugewiesen werden.
Folglich können die relativ geeignete Grundfrequenz f0 und die Verschiebungsfrequenz f1 relativ nahe an der Grundfrequenz f0 anstelle der Verschiebungsfrequenz f2 für die PWM-Modulation verwendet werden. Das heißt, die Antriebsbedingungen der Betriebsmotoren können gut gehalten werden.
In der vorstehenden Erklärung hört der Motor 1 auf zu arbeiten. Wenn der elektrische Kompressor jedoch zum Beispiel in gewissen Jahreszeiten, wie etwa Frühling und Herbst, nicht verwendet wird, stoppt der Motor 2 den Betrieb. In diesem Fall wird zum Beispiel bei Schritt 250 die Grundfrequenz f0 an die Trägerfrequenz des Motors 1 (die PWM-Steuereinrichtung 41) zugewiesen, und die Verschiebungsfrequenz f1 wird an die Trägerfrequenz des Motors 3 (die PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen Wenn ferner der Motor 1 als ein Betriebsmotor ebenfalls den Betrieb stoppt, wird die Grundfrequenz f0 an die Trägerfrequenz des Motors 3 (die PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird nachstehend eine dritte Ausführungsform unter Bezug auf 5 beschrieben.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform darin, dass die Trägerfrequenzen unter Berücksichtigung eines Falls zugewiesen werden, in dem die Trägerfrequenz bereits aufgrund eines anderen Faktors von der Grundfrequenz geändert wurde. Es wird bemerkt, dass eine Struktur mit dem gleichen Wesen wie dem in den Zeichnungen der ersten und zweiten Ausführungsformen und eine Struktur, deren Beschreibung in der dritten Ausführungsform weggelassen ist, die gleiche Wirkung und den gleichen Vorteil wie die der ersten und zweiten Ausführungsform haben.
Wenn in einer Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei Schritt 120 nicht bestimmt wird, dass alle Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte sind, bestimmen die Trägerfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 der Steuerungen, ob es einen gestoppten Motor und einen Motor gibt, dessen Trägerfrequenz bereits aufgrund eines anderen Faktors als der Stromwelligkeit von der Grundfrequenz f0 geändert wurde (Schritt 320).
Wenn zum Beispiel der Motor 1 aufgrund einer hohen Last auf eine relativ hohe Temperatur geheizt wird, kann die Trägerfrequenz von der Grundfrequenz f0 auf fa (z. B. 5 kHz) verringert werden, so dass die Wärmeerzeugung verringert werden kann. Dies ist ein Beispiel für den Fall, in dem die Trägerfrequenz bereits aufgrund eines anderen Faktors als der Stromwelligkeit geändert wurde.
Wenn bei Schritt 320 bestimmt wird, dass es keinen gestoppten Motor und keinen Motor gibt, dessen Trägerfrequenz bereits geändert wurde, geht es weiter zu Schritt 140. Bei Schritt 140 wird zum Beispiel die Grundfrequenz f0 an die Trägerfrequenz des Motors 1 (die PWM-Steuereinrichtung 41) zugewiesen, die Verschiebungsfrequenz f1 wird an die Trägerfrequenz des Motors 2 (die PWM-Steuereinrichtung 51) zugewiesen, und die Verschiebungsfrequenz f2 wird an die Trägerfrequenz des Motors 3 (die PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
Wenn bei Schritt 320 bestimmt wird, dass es einen gestoppten Motor und einen Motor, dessen Trägerfrequenz bereits geändert wurde, gibt, werden der gestoppte Motor und der Motor, dessen Trägerfrequenz bereits geändert wurde, aus den Prioritäten der Motoren ausgeschlossen. Dann werden die Grundfrequenz und die Verschiebungsfrequenz, abgesehen von dem gestoppten Motor und dem Motor, dessen Trägerfrequenz bereits geändert wurde, in der Prioritätsreihenfolge den Trägerfrequenzen zugewiesen (Schritt 250).
Wenn es bei Schritt 350 zum Beispiel keinen gestoppten Motor gibt und die Trägerfrequenz fa, die sich von der Grundfrequenz unterscheidet, wie in dem beschriebenen Beispiel bereits dem Motor 1 zugewiesen wurde, wird die Grundfrequenz f0 der Trägerfrequenz des Motors 2 (der PWM-Steuereinrichtung 51) zugewiesen, und die Verschiebungsfrequenz f1 wird der Trägerfrequenz des Motors 3 (der PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
Wenn ferner zum Beispiel der Motor 1 den Betrieb stoppt und die Trägerfrequenz fa, die sich von der Grundfrequenz unterscheidet, bereits dem Motor 2 (der PWM-Steuereinrichtung 51) zugewiesen wurde, wird die Grundfrequenz f0 der Trägerfrequenz des Motors 3 (PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die gleichen Ergebnisse wie die in der zweiten Ausführungsform erhaltenen erhalten werden.
Ferner können die Steuerungen 40, 50 und 60 eine dritte Betriebsart verwenden, in der die Frequenz fa, die sich von der Grundfrequenz f0 unterscheidet, ungeachtet der Ergebnisse der von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 vorgenommenen Berechnungen (ungeachtet von Werten der Stromwelligkeiten) auf die Trägerfrequenz eines Teils von mehreren Motoren 1, 2 und 3 festgelegt wird.
Wenn in der dritten Betriebsart basierend auf den von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 vorgenommenen Berechnungen bestimmt wird, dass irgendeine der Stromwelligkeiten nicht kleiner als der entsprechende vorgegebene Wert ist, wird die Festlegung auf die zweite Betriebsart geändert.
Wenn die Festlegung auf die zweite Betriebsart geändert wird, wird der Motor, der die Frequenz fa verwendet, aus den Prioritäten der mehreren Motoren ausgeschlossen.
In einem derartigen Ansatz besteht keine Notwendigkeit, eine Trägerfrequenz an den Motor mit der Trägerfrequenz zuzuweisen, an den die zu der Grundfrequenz f0 verschiedene Frequenz fa bereits aus einem anderen Grund als der Verringerung der Stromwelligkeit zugewiesen wurde. Folglich können in der zweiten Betriebsart die Grundfrequenz f0 und die Verschiebungsfrequenz f1, die relativ nahe an der Grundfrequenz f0 ist, den Motoren mit niedrigeren Prioritäten als der des Motors, an den bereits die Frequenz fa zugewiesen wurde, zugewiesen werden.
Folglich können zum Beispiel die relativ passende Grundfrequenz f0 und die Verschiebungsfrequenz f1, die relativ nahe an der Grundfrequenz f0 ist, sicher anstelle der Verschiebungsfrequenz f2 für die PWM-Modulation verwendet werden. Das heißt, die Antriebsbedingungen der Betriebsmotoren, abgesehen von dem Motor, dem die Frequenz fa bereits zu einem anderen Zweck als der Verringerung der Stromwelligkeit zugewiesen wurde, können gut gehalten werden.
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird nachstehend unter Bezug auf 6 eine vierte Ausführungsform beschrieben.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Anzahl der Motoren, deren Trägerfrequenzen von der Grundfrequenz auf die Verschiebungsfrequenz geändert wird, so klein wie möglich gemacht wird. Es wird bemerkt, dass eine Struktur mit dem gleichen Wesen wie dem in den Zeichnungen der ersten Ausführungsform und eine Struktur, deren Beschreibung in der vierten Ausführungsform weggelassen ist, die gleiche Wirkung und den gleichen Vorteil wie die in der ersten Ausführungsform haben.
Wenn in einer Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei Schritt 120 nicht bestimmt wird, dass alle Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte sind, ändern die Trägerfestlegungseinrichtungen 43, 53 und 63 der Steuerungen 40, 50 und 60 die Trägerfrequenz des Motors mit einer niedrigeren Priorität von der Grundfrequenz f0 auf die Verschiebungsfrequenz (Schritt 440).
Wenn der Schritt 440 das erste Mal durchgeführt wird, wird eine Verschiebungsfrequenz, die am nächsten zu der Grundfrequenz ist, an die Trägerfrequenz des Motors mit einer niedrigsten Priorität zugewiesen, und die Trägerfrequenzen der anderen Motoren werden unverändert auf der Grundfrequenz gehalten.
Wenn der Schritt 440 zum Beispiel das erste Mal durchgeführt wird, wird die Grundfrequenz f0 sowohl der Trägerfrequenz des Motors 1 (der PWM-Steuereinrichtung 41) als auch der Trägerfrequenz des Motors 2 (der PWM-Steuereinrichtung 51) zugewiesen und die Verschiebungsfrequenz f1 wird der Trägerfrequenz des Motors 3 (der PWM-Steuereinrichtung 61) zugewiesen.
Nach dem Schritt 440 werden die Stromwelligkeiten, die unter Verwendung der bei Schritt 440 zugewiesenen Trägerfrequenzen berechnet werden, von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 erhalten (Schritt 450). Wenn anstelle der Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen die Stromwelligkeitserfassungseinrichtungen verwendet werden, werden hier die direkt erfassten Stromwelligkeiten erhalten.
Wenn die Stromwelligkeiten bei Schritt 450 erhalten werden, wird wie bei Schritt 120 bestimmt, ob alle Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte sind (Schritt 460).
Wenn bei Schritt 460 bestimmt wird, dass alle die Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte sind, endet es. Das heißt, die Trägerfrequenzen der Referenzträgerwellen, die in den PWM-Steuereinrichtungen 41, 51 und 61 verwendet werden, werden auf die Frequenzen festgelegt, die in dem letzten Schritt 440 zugewiesen wurden.
Wenn im Gegensatz dazu bei Schritt 460 nicht bestimmt wird, dass alle Stromwelligkeiten kleiner als der vorgegebene Wert sind, d. h. wenigstens eine der Stromwelligkeiten nicht kleiner als der entsprechende vorgegeben Wert ist, geht es zu Schritt 440 zurück, so dass die Schritte 440–460 erneut durchgeführt werden können.
Bei Schritt 440, der für das zweite oder ein weiteres Mal durchgeführt wird, wird die Verschiebungsfrequenz bis zu dem Motor mit einer höheren Priorität als der des am höchsten priorisierten Motor, dem die Verschiebungsfrequenz in dem vorhergehenden Schritt 440 zugewiesen wurde, zugewiesen.
Wenn, wie zum Beispiel vorstehend beschrieben, bei dem Schritt 440, der das erste Mal durchgeführt wird, die Grundfrequenz f0 sowohl an die Trägerfrequenz des Motors 1 als auch die Trägerfrequenz des Motors 2 zugewiesen wird und die Verschiebungsfrequenz f1 an die Trägerfrequenz des Motors 3 zugewiesen wird, werden die Trägerfrequenzen bei dem Schritt 440, der das zweite Mal durchgeführt wird, wie folgt zugewiesen.
Bei dem Schritt 440, der das zweite Mal durchgeführt wird, wird die Grundfrequenz f0 der Trägerfrequenz des Motors 1 zugewiesen, die Verschiebungsfrequenz f1 wird der Trägerfrequenz des Motors 2 zugewiesen, und die Verschiebungsfrequenz f2 wird der Trägerfrequenz des Motors 3 zugewiesen. Mit anderen Worten wird ein Ziel, das der Verschiebungsfrequenz f1 zugewiesen werden soll, von dem Motor 3 zu dem Motor 2 nachgerückt, und dem Motor 3 wird statt dessen die Verschiebungsfrequenz f2 zugewiesen.
Folglich wird jedes Mal, wenn der Schritt 40 wiederholt wird, die Verschiebungsfrequenz nacheinander dem Motor mit einer niedrigeren Priorität zugewiesen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können fast die gleichen Ergebnisse wie die in der ersten Ausführungsform erhaltenen erhalten werden.
Wenn außerdem die Festlegung auf die zweite Betriebsart geändert wird, weisen die Steuerungen 40, 50 und 60 nacheinander die Verschiebungsfrequenz an den Motor mit einer niedrigeren Priorität zu, bis sie sie basierend auf den Ergebnissen der von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 vorgenommenen Berechnungen bestimmen, dass alle die Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte werden. Wenn die Steuerungen 40, 50 und 60 dann basierend auf den Ergebnissen von Berechnungen, die von den Stromwelligkeitsschätzeinrichtungen 44, 54 und 64 vorgenommen werden, bestimmen, dass alle die Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Wert werden, stoppen sie die sequentielle Zuweisung der Verschiebungsfrequenz, so dass die Trägerfrequenzfestlegungen unverändert gehalten werden können.
In einem derartigen Ansatz ist es möglich, zu verhindern, dass die Anzahl der Motoren, an welche die Verschiebungsfrequenz zugewiesen wird, unnötig erhöht wird. Folglich können die Stromwelligkeiten sicherer verringert werden, während die Anzahl der Motoren, deren Antriebsbedingungen (auf eine Weise, die die Antriebsbedingungen verschlechtert) geändert werden, so klein wie möglich gehalten wird.
Selbst in der vorliegenden Ausführungsform können wie in der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform der gestoppte Motors und der Motor, dessen Trägerfrequenz aufgrund eines anderen Faktors als der Stromwelligkeit bereits geändert wurde, aus den Prioritäten mehrerer Motoren ausgeschlossen werden.
(Modifikation)
Während die vorliegende Offenbarung unter Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist dafür gedacht, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen innerhalb des Geists und des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung abzudecken. Zum Beispiel können die Ausführungsformen wie folgt modifiziert werden.
In den Ausführungsformen treibt die Motorantriebsvorrichtung drei Motoren an und steuert diese. Jedoch ist die Anzahl der Motoren nicht darauf beschränkt und kann zwei oder vier oder mehr sein. Wenn die Motorantriebsvorrichtung konstruiert ist, um auf ein Fahrzeug montiert zu werden, können die Motoren neben den in den Ausführungsformen Beschriebenen einen Strahlerventilatormotor, einen Wasserpumpenmotor, einen Ölpumpenmotor und einen elektrischen Lenkungsmotor umfassen.
Wenngleich in der zweiten Betriebsart gemäß der ersten bis dritten Ausführungsformen die Trägerfrequenzen f0, f1 und f2, die sich voneinander unterscheiden, an die Motoren 1, 2 und 3 zugewiesen werden, ist die Zuweisung nicht darauf beschränkt. Wenn die Trägerfrequenzen, die in der zweiten Betriebsart gemäß der ersten Ausführungsform zugewiesen werden als (f0, f1, f2) dargestellt werden, ist die Zuweisung durch ihre Anordnung in Klammern in abfallender Reihenfolge nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Zuweisung (f0, f1, f2) sein.
Wenn es ferner vier Motoren sind, ist die Zuweisung nicht auf (f0, f1, f2, f3) beschränkt, sondern kann (f0, f0, f1, f1), (f0, f1, f1, f1) und (f0, f1, f1, f2) umfassen, so dass einem Teil der Motoren die gleiche Trägerfrequenz zugewiesen werden kann.
Wenn ferner in der vierten Ausführungsform die Festlegung von der ersten Betriebsartfestlegung (f0, f0, f0) auf die zweite Betriebsart geändert wird, wird die Trägerfrequenz wie folgt geändert (f0, f0, f1) -> (f0, f1, f2), bis alle Stromwelligkeiten kleiner als die vorgegebenen Werte werden. Jedoch ist es nicht immer notwendig, dies zu machen, und für einige kann die gleiche Trägerfrequenz verwendet werden. Zum Beispiel kann sie von (f0, f0, f0) wie folgt geändert werden: (f0, f0, f1) -> (f0, f1, f1). Wenn die Anzahl der Motoren zum Beispiel vier ist, kann die Trägerfrequenz von (f0, f0, f0, f0) wie folgt geändert werden: (f0, f0, f0, f1) -> (f0, f0, f1, f1).
In den Ausführungsformen sind die Steuerungen 40, 50 und 60 jeweils integral mit den Motoren 1, 2 und 3 angeordnet. Jedoch ist sie nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können Umschalttätigkeiten mehrerer Inverterschaltungen von einer Steuerung gesteuert werden. Ferner ist es nicht immer notwendig, dass die Inverterschaltungen integral mit den jeweiligen Motoren angeordnet sind. Zum Beispiel kann eine integrierte Inverterschaltung, in der mehrere Inverterschaltungen wenigstens einen Teil von Leitungen gemeinsam nutzen, verwendet werden.
Wenngleich die Motoren 1, 2 und 3 in den Ausführungsformen ferner Dreiphasenmotoren sind, ist sie nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können sie Vier- oder Mehrphasenmotoren sein.
Wenngleich in den Ausführungsformen ferner mehrere Motoren und eine Motorantriebsvorrichtung, um diese anzutreiben, auf einem Fahrzeug montiert sind, ist sie nicht darauf beschränkt. Mehrere Motoren und eine Motorantriebsvorrichtung zu deren Antrieb können auf einem anderen mobilen Objekt als einem Fahrzeug montiert werden und können auch in einer ortsfesten Weise verwendet werden.

Claims

Motorantriebsvorrichtung, die umfasst: mehrere Inverterschaltungen (11, 21, 31), wobei jede Inverterschaltung Schaltvorrichtungen hat, die entsprechend der Anzahl von Phasen eines entsprechenden Motors bereitgestellt sind, der mit elektrischer Leistung von einer gemeinsam genutzten Leistungsquelle (70) versorgt wird; eine Steuereinrichtung (40, 50, 60), die mehrere Inverterschaltungen durch Umschalten jeder Schaltvorrichtung unter Verwendung eines Schaltsignals, steuert, das basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen einer Referenzträgerwelle und einer Modulationswelle erzeugt wird, das eine Anweisung ist, eine Spannung an jede Phase der Motoren anzulegen, so dass durch PWM-Modulation eine Gleichspannung der gemeinsam genutzten Leistungsquelle in eine Wechselspannung umgewandelt wird und an die mehreren Motoren ausgegeben wird, und eine physikalische Größenerfassungseinrichtung (44, 54, 64) zum Erfassen der Stromwelligkeit, die durch das Umschalten der mehreren Inverterschaltungen erzeugt wird, und ihrer zugehörige physikalische Größe, wobei die mehreren Motoren vorher festgelegte Prioritäten haben, die Steuereinrichtung (40, 50, 60) fähig ist, eine Festlegung zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart zu ändern, wobei in der ersten Betriebsart alle Trägerfrequenzen des Referenzträgers, die verwendet werden, um die Schaltsignale für die Motoren zu erzeugen, auf eine gleiche Grundfrequenz festgelegt werden, in der zweiten Betriebsart wird die Trägerfrequenz für einen Teil der Motoren mit einer höheren Priorität auf die Grundfrequenz festgelegt, und die Trägerfrequenz für den verbleibenden Motor mit einer niedrigeren Priorität wird auf eine vorher festgelegte Verschiebungsfrequenz, die sich von der Grundfrequenz unterscheidet, festgelegt, und die Steuereinrichtung die Festlegung von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart ändert, wenn basierend auf einem Ergebnis der Erfassung, die von der physikalischen Größendetektoreinrichtung (44, 54, 64) vorgenommen wird, bestimmt wird, dass die Stromwelligkeit nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Motorantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung in der zweiten Betriebsart, wenn die Anzahl der verbleibenden Motoren nicht eins ist, bewirkt, dass die Verschiebungsfrequenzen für die verbleibenden Motoren sich voneinander in einer derartigen Weise unterscheiden, dass die Verschiebungsfrequenz für den verbleibenden Motor mit einer höheren Priorität näher an der Grundfrequenz ist als die Verschiebungsfrequenz für den verbleibenden Motor mit einer niedrigeren Priorität.
Motorantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung, wenn die Festlegung auf die zweite Betriebsart festgelegt wird, nacheinander die Verschiebungsfrequenz an den Motor mit einer niedrigeren Priorität zuweist, bis basierend auf dem Ergebnis der von der physikalischen Größenerfassungseinrichtung vorgenommenen Erfassung bestimmt wird, dass die Stromwelligkeit kleiner als der vorgegebene Wert wird, und die Steuereinrichtung die sequentielle Zuweisung stoppt, wenn basierend auf dem Ergebnis der von der physikalischen Größenerfassungseinrichtung vorgenommenen Erfassung bestimmt wird, dass die Stromwelligkeit kleiner als der vorgegebene Wert wird.
Motorantriebsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–3, wobei die Steuereinrichtung, wenn wenigstens einer der mehreren Motoren seinen Betrieb stoppt, den gestoppten Motor aus den Prioritäten der mehreren Motoren ausschließt.
Motorantriebsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–4, wobei die Steuereinrichtung fähig ist, die Festlegung auf die dritte Betriebsart zu ändern, in der ungeachtet des Ergebnisses der von der physikalischen Größenerfassungseinrichtung vorgenommenen Erfassung eine zu der Grundfrequenz verschiedene Frequenz auf die Trägerfrequenz eines Teils der Motoren festgelegt wird, die Steuereinrichtung die Festlegung auf eine dritte Betriebsart ändert, wenn basierend auf dem Ergebnis der von der physikalischen Größenerfassungseinrichtung vorgenommenen Erfassung bestimmt wird, dass die Stromwelligkeit nicht kleiner als der vorgegebene Wert ist, und die Steuereinrichtung, wenn die Festlegung auf die zweite Betriebsart geändert wird, den Motor, der die unterschiedliche Frequenz verwendet, aus den Prioritäten der mehreren Motoren ausschließt.
Motorantriebsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–5, wobei die mehreren Motoren auf ein Fahrzeug montiert sind, und jede Inverterschaltung und ein entsprechender Motor integral angeordnet sind, so dass die mehreren Inverterschaltungen voneinander beabstandet sind.
Motorantriebsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–6, wobei die mehreren Motoren auf ein Fahrzeug montiert sind, die Steuereinrichtung eine von mehreren Steuereinrichtungen ist, die entsprechend den mehreren Motoren bereitgestellt ist, und jede Steuereinrichtung und ein entsprechender Motor integral angeordnet sind, so dass die mehreren Steuereinrichtungen voneinander beabstandet sind.