电动机驱动控制装置制造方法及图纸

三角波生成部（４）在检测转子（７）的转速的第一周期中计测三角波ＣＡ与转子电角度θｍ之间的相位差，并在三角波ＣＡ与转子电角度θｍ之间的相位差的值超过阈值时，变更三角波ＣＡ的频率。由此能够在进行ＰＷＭ控制时，迅速地应对转子的旋转变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动机驱动控制装置，特别是涉及即使在转子的转速发生骤变时也能够进行稳定的电动机驱动控制的电动机驱动控制装置。
技术介绍
在电动汽车及混合动力汽车等车辆中具有蓄电池等直流电源，还具有交流电动机作为动力源。另外，在直流电源与交流电动机之间具有将直流电力变换为交流电力的逆变 ο 作为通过逆变器控制交流电动机的技术，已知有PWM(脉冲宽度调制、Pulse Width Modulation)控制。PWM控制是电压型逆变器的电压转换控制的一种，其向逆变器具有的开关元件供给作为脉冲信号的PWM信号，并控制开关元件的ON(开)/0FF(关)的定时。通过调整开关元件的0N/0FF的定时，能够控制向电动机施加的电压。通过三角波比较法生成PWM信号。即，通过对确定向电动机施加的电压值的指令信号与也称作载波的三角波的电压值进行大小比较，来生成PWM信号。基于转子的电角度和转矩要求值来连续确定指令信号的电压值。指令信号的波形通常为正弦波状，在使用永磁电动机等同步电动机作为电动机的情况下，指令信号的周期随着转矩要求值、转子的转速的变化而增减。另外，通过将时钟信号积分得到三角波。通过汽车内的控制单元等设定时钟信号的频率。生成PWM信号时，通过三角波的频率相对于指令信号的频率之比来确定一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数。例如若三角波的频率相对于指令信号的频率之比为15，则得出一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数为15个。另一方面，若逆变器在短时期内进行多次0N/0FF切换，则由于开关损耗导致开关元件过热，有可能会导致工作不良。为了防止开关元件的过热，采取了通过设置多个开关元件而使发热分散来防止过热等对策，但是近年来，为了降低成本等，与以往相比，正在减少逆变器的开关元件。在这样的逆变器中，由于不采取如上述的对策，因此为了防止开关元件的过热，需要相对减少一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数而进行设定。但是，在将一个指令信号周期的PWM信号的脉冲数设定得较小的情况下，为了稳定地进行PWM控制，需要进行根据指令信号的频率的变化来变更时钟信号的频率，并将一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数保持为一定的同步PWM控制。例如，在要提高转子的转速时，指令信号的频率增加。另一方面，在时钟信号的频率固定的情况下，一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数降低。若一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数较多(例如15 20个)，则脉冲数减少的影响就小，但是在一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数较小的情况下(例如5 10个)，脉冲数减少的影响就变大。在这样的情况下，当一个指令信号周期内的PWM信号的脉冲数降低时，就变得不能从逆变器输出按照指令信号所期望的电压。结果，就可能导致逆变器的过电流、电动机的失调等控制失败。因此，已知如下的控制检测转子的转速(rpm)，在转子转速发生骤变从而PWM信号的脉冲数发生变动之前，变更三角波的频率，由此将PWM信号的脉冲数保持在一定值。例如，在专利文献1中公开的技术为，在转子的转速上升率超过阈值时，提高三角波的频率。专利文献1 日本特开2007-159367号公报
技术实现思路
通过转子以一定程度旋转来计算转子的转速。通常，考虑转矩要求值的变化、行驶阻力的变动等外在要因，每隔一定时间从转子电角度的变化量计算出转速，计算花费约1 毫秒 约3毫秒的时间。因此生成三角波的时钟信号的频率变更空出约1毫秒 约3毫秒的时间间隔来进行。另一方面，转子电角度与电动机的旋转成比例地连续增减，特别是在车辆用途中存在轮胎根据路面状况通过滑移而空转的情况等转子电角度发生骤变的情况。其结果，使用转子电角度求出的指令信号的频率也存在在1毫秒 3毫秒的期间发生骤变的情况，PWM 信号的脉冲数有可能在转子旋转一周的期间增减。因此，本专利技术的目的在于，在进行PWM控制时，迅速应对电动机的旋转变化。技术方案1的电动机驱动控制装置，具有控制单元，输出指令信号和三角波而生成PWM信号，并通过PWM信号控制电动机的驱动；和角度传感器，检测转子电角度，所述控制单元，基于所述转子电角度和转矩要求值而确定指令信号的电压值并输出所述指令信号， 基于所述转子电角度，对于每个第一时间间隔计算转子转速，基于所述转子转速，对于每个所述第一周期确定所述三角波的频率并输出所述三角波，对于每个比所述第一周期短的第二周期检测所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差，在输出的所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差的值超过预定的阈值时，变更所述三角波的频率。另外，技术方案2的电动机驱动控制装置，将在所述指令信号的一个周期中所述 PWM信号应输出的脉冲数作为指定脉冲数存储在所述控制单元中，所述控制单元，计算所述转子电角度乘以所述指定脉冲数而得到的值作为基准角，对于每个所述第二周期，检测所述三角波的相位角与所述基准角之间的相位差，当输出的所述三角波的相位角与所述基准角之间的相位差的值超过所述阈值时，变更所述三角波的频率。另外，技术方案3的电动机驱动控制装置设定士 180°作为所述阈值。专利技术效果 根据本专利技术，能够基于作为瞬时值的转子电角度来进行三角波的频率的变更。因此，与基于必须设置一定的时间间隔才能计算的转子转速信息的情况相比，能够以极高的精度防止PWM信号的脉冲数增减。附图说明 图1是表示控制单元、电动机及其外部设备的概略图。图2是表示转子电角度和三角波的相位角之间的时间变化的图。图3是表示实施本专利技术的电动机驱动控制时的转子电角度和三角波的相位的图。图4是表示转子转速发生骤变时的三角波、基准角的相位的图。图5是表示转子转速发生骤变时的三角波、基准角的相位的图。图6是判定是否变更三角波的周期的流程图。图7是表示实施本专利技术的电动机驱动控制时的三角波与基准角的相位以及相位差的图。图8是表示实施本专利技术的电动机驱动控制时的三角波与基准角的相位以及相位差的图。图9是表示实施本专利技术的电动机驱动控制时的三角波与基准角的相位差的图。具体实施例方式以下使用附图来对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1是表示本专利技术的控制单元1、作为控制对象的电动机2、及它们的外部设备的概略图。另外，作为本实施方式的电动机2，可以举出永磁电动机等同步电动机。以下对控制单元1的构成进行说明。控制单元1具有指令信号生成部3、三角波生成部4、及PWM控制部5。指令信号生成部3生成指令信号S，并将其向PWM控制部5输出。另外，三角波生成部4生成三角波Ck,并将其向PWM控制部5输出。PWM控制部5接收指令信号S和三角波CA，来生成PWM信号PI。以下，对分别在指令信号生成部3、三角波生成部4、PWM控制部 5中进行的操作、处理等进行详细说明。首先，对指令信号生成部3进行说明。指令信号生成部3从旋转变压器等旋转角度传感器6接收转子7的电角度θ m，还从HV控制模块8接收转矩要求值TR。另外，指令信号生成部3基于接收的电角度θ m和转矩要求值TR来生成指令信号S。在此，本实施方式中的汽车为所谓的混合动力汽车，HV控制模块8检测油门踏板的踏入量，并运算应向电动机2和未图示的发动机发送的转矩要求值TR。指令信号生成部3基于转子电角度θ m的信号和转矩要求值TR来计算指令信号S 的电压值Vs。向PWM控本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动机驱动控制装置，具有：控制单元，输出指令信号和三角波而生成ＰＷＭ信号，并通过ＰＷＭ信号控制电动机的驱动；和角度传感器，检测转子电角度，所述控制单元，基于所述转子电角度和转矩要求值而确定指令信号的电压值并输出所述指令信号，基于所述转子电角度，对于每个第一周期计算转子转速，基于所述转子转速，对于每个所述第一周期确定所述三角波的频率并输出所述三角波，对于每个比所述第一周期短的第二周期检测所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差，在输出的所述三角波的相位角与所述转子电角度之间的相位差的值超过预定的阈值时，变更所述三角波的频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高松直义，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP