[发明专利]电动机驱动控制装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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器。

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)/OFF(关)的定时。通过调整开关元件的ON/OFF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ON/OFF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

发明内容

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，本发明的目的在于，在进行PWM控制时，迅速应对电动机的旋转变化。