[发明专利]交流电动机的控制装置及电动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及交流电动机的控制装置及车辆，尤其是涉及基于调制率而对交流电动机的控制模式进行切换的交流电动机的控制装置、以及搭载有该控制装置和交流电动机的电动车辆。

背景技术

为了使用直流电源对交流电动机进行驱动控制，而采用一种使用了逆变器的驱动方法。逆变器通过驱动电路进行开关控制。作为逆变器的控制，例如有PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制及矩形波电压控制(也称为矩形波控制)等。

例如日本特开2007-306699号公报(专利文献1)公开有一种能够对PWM控制和矩形波控制进行切换的电动机驱动系统。该电动机驱动系统具备以下说明的执行控制的控制电路。控制电路在切换成矩形波控制前的d轴电流小于指令值时，对控制电压向量的相位进行校正，以使其接近d轴电流所对应的指令值。控制电路基于该校正后的控制电压向量的相位而执行矩形波控制。控制电路当调制率大于规定值时，将逆变器的控制模式从PWM控制切换成矩形波控制。另一方面，控制电路在调制率为该规定值以下且达到q轴电流所对应的指令值时，将逆变器的控制模式从矩形波控制切换成PWM控制。

专利文献1：日本特开2007-306699号公报

根据日本特开2007-30669号公报(专利文献1)，与是否需要从PWM控制向矩形波控制的切换仅基于调制率进行判定的情况相对，是否需要从矩形波控制向PWM控制的切换基于调制率和q轴电流进行判定。因此，用于判定是否需要控制模式的切换的处理有可能变得复杂化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够避免是否需要进行逆变器的控制的切换的判定复杂化的交流电动机的控制装置及搭载有该控制装置和交流电动机的电动车辆。

本发明概括来说是交流电动机的控制装置。附加给交流电动机的附加电压由将直流电压转换成附加电压的逆变器控制。控制装置具备电流检测器、脉冲宽度调制控制部、矩形波电压控制部、电压偏差运算部、调制率运算部、及模式切换判定部。电流检测器对在逆变器与交流电动机之间流动的电动机电流进行检测。脉冲宽度调制控制部基于由电流检测器检测出的电动机电流和与交流电动机的动作指令相对应的电流指令之间的电流偏差，生成用于使交流电动机按照动作指令进行动作的交流电压指令。脉冲宽度调制控制部通过基于交流电压指令与载波的比较的脉冲宽度调制控制来产生逆变器的控制指令。矩形波电压控制部通过矩形波电压控制来产生逆变器的控制指令，该矩形波电压控制是如下所述的控制：基于由电流检测器检测出的电动机电流和交流电动机的动作指令，对附加电压进行控制以使附加电压成为具有与动作指令相对应的相位的矩形波电压。电压偏差运算部通过执行将电流偏差代入交流电动机的电压方程式的运算，而运算第一电压指令与第二电压指令之间的电压偏差，该第一电压指令与执行矩形波电压控制时的交流电压指令相对应，该第二电压指令与执行脉冲宽度调制控制时的交流电压指令相对应。调制率运算部基于第一电压指令及电压偏差而运算表示调制率的第一控制值，该调制率被定义为附加电压的有效值相对于直流电压的值之比。模式切换判定部在矩形波电压控制部执行矩形波电压控制时，基于第一控制值判定是否需要进行交流电动机的控制模式从矩形波电压控制向脉冲宽度调制控制的切换。

优选，电流偏差包含d轴电流偏差及q轴电流偏差。电压偏差运算部通过执行将d轴电流偏差及q轴电流偏差代入电压方程式的运算，来运算包含d轴电压偏差及q轴电压偏差的电压偏差。调制率运算部通过从表示与第一电压指令对应的电压向量的大小的第一值减去表示d轴电压偏差及q轴电压偏差的合成向量的大小的校正值，来运算表示与第二电压指令对应的电压向量的大小的第二值。调制率运算部基于第二值相对于第一值的比率及执行矩形波电压控制时的调制率的值运算第一控制值。

优选，调制率运算部基于第二电压指令及直流电压的值，运算表示脉冲宽度调制控制部执行脉冲宽度调制控制时的调制率的第二控制值。模式切换判定部基于第二控制值而判定是否需要进行控制模式从脉冲宽度调制控制向矩形波电压控制的切换。

优选，模式切换判定部在第一控制值小于第一基准值时，判定为需要进行从矩形波电压控制向脉冲宽度调制控制的切换。模式切换判定部在第二控制值大于第二基准值时，判定为需要进行从脉冲宽度调制控制向矩形波电压控制的切换。第一基准值小于第二基准值。

优选，脉冲宽度调制控制部以使电流偏差接近0的方式生成第二电压指令。