專利名稱：電動(dòng)機(jī)的控制裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的控制裝置和控制方法，更具體地說，涉及在電動(dòng)機(jī)控制中所使用的載波頻率的控制。
背景技術(shù)：
以往以來，在驅(qū)動(dòng)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力變換器(inverter)中適用脈沖寬度調(diào)制控制(PWM控制)。日本特開2004-48844號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中記載了適用脈沖寬度調(diào)制控制的變換器中的載波頻率、噪聲的音量以及電力損耗的關(guān)系。詳細(xì)地說，當(dāng)降低載波頻率時(shí)，因變換器產(chǎn)生的噪聲的音量變大，另一方面，開關(guān)損耗減少。對(duì)此，記載了當(dāng)提高載波頻率時(shí)，噪聲的音量變小，另一方面，開關(guān)元件的損耗增大。專利文獻(xiàn)I中記載了如下的控制為 了不給混合動(dòng)力車輛的搭乘者的聽覺帶來不適感而提高燃料經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)將載波頻率設(shè)定得較高，另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)降低載波頻率。另外，日本特開2005-278281號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中記載了如下的控制作為用于向行人通知車輛的存在的車輛的控制裝置，當(dāng)檢測(cè)到行人等障礙物時(shí)，使載波頻率降低到聽覺頻帶。另一方面，作為用于減少由PWM控制產(chǎn)生的噪聲的技術(shù)，存在日本特開2007-20320號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)和日本特開2008-99475號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)3中記載了不增加損耗就減少聽覺上的噪聲的PWM變換器裝置。具體地說，記載了使決定PWM脈沖的頻率的載波頻率以任意的載波頻率為中心周期性或隨機(jī)地變動(dòng)預(yù)定頻率范圍。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)3中，記載了通過電動(dòng)機(jī)電流值或頻率指令值來變更該載波頻率的變動(dòng)寬度。另外，日本特開2008-99475號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)中記載了在電力變換裝置的控制中，為了使所希望的頻帶中的噪聲頻譜平坦化，使載波頻率離散且周期性地隨時(shí)間變化。并記載了決定變化的載波頻率的值以使高次諧波頻率彼此不重疊?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-48844號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-278281號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007-20320號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :日本特開2008-99475號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在能夠通過來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力行駛的混合動(dòng)力車、燃料電池車以及電動(dòng)汽車等電動(dòng)車輛中，指出了如下問題由于在僅通過來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力行駛的情況下車輛產(chǎn)生的聲音小，所以行人等難以意識(shí)到車輛的接近。
根據(jù)專利文獻(xiàn)2，不新設(shè)發(fā)出警報(bào)音的裝置等，而通過降低載波頻率，能夠產(chǎn)生聽覺頻帶的電磁噪聲作為附加的工作聲。由此，期待向行人等通知車輛的接近。另一方面，已知在從變換器向電動(dòng)機(jī)供給的電流上重疊了與載波頻率相應(yīng)的高次諧波電流(脈動(dòng)電流)。因此，當(dāng)載波頻率降低時(shí)，通過使脈動(dòng)電流變大，從而使磁場(chǎng)的變動(dòng)變大，因此，在定子產(chǎn)生的渦電流變大。其結(jié)果，因鐵損的增加導(dǎo)致電力損耗增大，因此電動(dòng)機(jī)效率降低。尤其在永磁體型的電動(dòng)機(jī)中，由于渦電流的增大不但與磁體溫度的上升有關(guān)，還與減磁的發(fā)生有關(guān)，所以進(jìn)而有可能使電動(dòng)機(jī)效率降低。因此，在專利文獻(xiàn)2的載波頻率控制中，當(dāng)產(chǎn)生工作聲時(shí)，由于使載波頻率固定地降低，所以當(dāng)其適用頻度高時(shí)，因電動(dòng)機(jī)效率降低而有可能產(chǎn)生燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于，不會(huì)由于電動(dòng)機(jī)的效率降低使燃料經(jīng)濟(jì)性惡化，通過在電動(dòng)機(jī)控制中使用的載波頻率的控制來增大電動(dòng)車輛的工作
聲。 用于解決問題的手段在本發(fā)明的一種方式中，搭載于電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)的控制裝置，具有電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部、載波產(chǎn)生部、載波頻率控制部和脈沖寬度調(diào)制部。電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部構(gòu)成為產(chǎn)生從構(gòu)成為至少包含I個(gè)開關(guān)元件的電力變換器向電動(dòng)機(jī)供給的電壓或電流的控制指令。載波產(chǎn)生部構(gòu)成為產(chǎn)生在電力變換器的控制中所使用的載波信號(hào)。載波頻率控制部將載波產(chǎn)生部產(chǎn)生的多個(gè)載波信號(hào)的頻率控制成當(dāng)電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)使該頻率在以預(yù)定頻率為中心的第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)，另一方面，當(dāng)車速比預(yù)定速度低時(shí)使該頻率在以預(yù)定頻率為中心的第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)。脈沖寬度調(diào)制部構(gòu)成為基于來自電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部的控制指令與來自載波產(chǎn)生部的載波信號(hào)的比較，控制電力變換器的開關(guān)元件的接通斷開。電動(dòng)車輛的搭載設(shè)備形成通過因載波信號(hào)產(chǎn)生的電磁振動(dòng)而振動(dòng)從而產(chǎn)生聲音的多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。并且，第I頻率范圍和第2頻率范圍被設(shè)定成載波信號(hào)的頻率在第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的聲音比載波信號(hào)的頻率在第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的聲音大。優(yōu)選，載波頻率控制部，在電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)，根據(jù)第I變更周期使載波信號(hào)的頻率在第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)，另一方面，在電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度低時(shí)，根據(jù)第2變更周期使載波信號(hào)的頻率在第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)。第2變更周期比第I變更周期長(zhǎng)。在本發(fā)明的另一方式中，是搭載于電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)的控制方法，包括控制步驟，控制在構(gòu)成為至少包含I個(gè)開關(guān)元件的電力變換器的控制中所使用的多個(gè)載波信號(hào)頻率；根據(jù)通過控制步驟決定的載波頻率來產(chǎn)生載波信號(hào)的步驟；用于產(chǎn)生從電力變換器向電動(dòng)機(jī)供給的電壓或電流的控制指令的步驟；和基于控制指令與載波信號(hào)的比較來產(chǎn)生開關(guān)元件的接通斷開控制信號(hào)的步驟。控制步驟包括當(dāng)電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)，使載波頻率在以預(yù)定頻率為中心的第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)的步驟；和當(dāng)車速比預(yù)定速度低時(shí)，使載波頻率在以預(yù)定頻率為中心的第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)的步驟。在電動(dòng)車輛搭載有具有因機(jī)械振動(dòng)成為聲源的機(jī)構(gòu)的多個(gè)設(shè)備。并且，第I頻率范圍和第2頻率范圍被設(shè)定成載波頻率在第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的聲音比載波頻率在第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的聲音大。
優(yōu)選，控制步驟包括在電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)，根據(jù)第I變更周期使載波頻率在第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)的步驟；和在車速比預(yù)定速度低時(shí)，根據(jù)第2變更周期使載波頻率在第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)的步驟。第2變更周期比第I變更周期長(zhǎng)。優(yōu)選，第I頻率范圍和第2頻率范圍被設(shè)定成多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)中至少任一個(gè)的共振頻率處于第I頻率范圍的外側(cè)且第2頻率范圍的內(nèi)側(cè)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)由于電動(dòng)機(jī)的效率降低使燃料經(jīng)濟(jì)性惡化，通過在電動(dòng)機(jī)控制中使用的載波頻率的控制增大了電動(dòng)車輛的工作聲。



圖I是說明作為適用本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的電動(dòng)車輛的一例的混合動(dòng)力車的整體結(jié)構(gòu)的概略框圖。圖2是表示圖I的混合動(dòng)力車的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速的關(guān)系的列線圖。圖3是表示用于驅(qū)動(dòng)圖I所示的電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的功能框圖。圖5是說明圖4所示的通過脈沖寬度調(diào)制部進(jìn)行的PWM控制的波形圖。圖6是說明各變換器中的載波頻率的控制的概念圖。圖7是表不圖6所不的隨機(jī)載波控制中的電磁噪聲的聲壓級(jí)分布的概念圖。圖8是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的隨機(jī)載波控制的概念圖。圖9是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的控制方法的處理步驟的第I流程圖。圖10是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制的處理步驟的第2流程圖。圖11是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的隨機(jī)載波控制的概念圖。圖12是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的電動(dòng)機(jī)控制的處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，對(duì)以下圖中相同或相當(dāng)部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記且原則上不重復(fù)其說明。圖I是說明作為適用本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制的電動(dòng)車輛的一例的混合動(dòng)力車的整體結(jié)構(gòu)的概略框圖。此外，電動(dòng)車輛是混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車、燃料電池車等具有電能的車輛驅(qū)動(dòng)力發(fā)生源(代表性地為電動(dòng)機(jī))的車輛的總稱。參照?qǐng)D1，混合動(dòng)力車具有發(fā)動(dòng)機(jī)100、第I電動(dòng)發(fā)電機(jī)110 (以下，也簡(jiǎn)稱為“MG1”)、第2電動(dòng)發(fā)電機(jī)120 (以下，也簡(jiǎn)稱為“MG2”)、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130、減速器140和電池150。MGl和MG2各自對(duì)應(yīng)于成為本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制的對(duì)象的“電動(dòng)機(jī)”。圖I所示的混合動(dòng)力車通過來自發(fā)動(dòng)機(jī)100和MG2中至少一方的驅(qū)動(dòng)力行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)100、MG1和MG2經(jīng)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130連接。發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生的動(dòng)力通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130分配為2條路徑。一條是經(jīng)由減速器140對(duì)驅(qū)動(dòng)輪190進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的路徑。另一條是使MGl驅(qū)動(dòng)來發(fā)電的路徑。MGl和MG2各自代表性地為三相交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)。MGl通過由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130分配的發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力來發(fā)電。通過MGl發(fā)電產(chǎn)生的電力根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)、電池150的SOC (State Of Charge :充電狀態(tài))而分開使用。例如，在通常行駛時(shí)，通過MGl發(fā)電產(chǎn)生的電力直接成為驅(qū)動(dòng)MG2的電力。另一方面，在電池150的SOC比預(yù)先確定的值低的情況下，通過MGl發(fā)電產(chǎn)生的電力通過后述的變換器從交流變換為直流。之后，通過后述的轉(zhuǎn)換器調(diào)整電壓并存儲(chǔ)于電池150。在MGl作為發(fā)電機(jī)起作用的情況下，MGl產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩。在此，負(fù)轉(zhuǎn)矩是指成為發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)載的轉(zhuǎn)矩。在MGl接受電力的供給作為電動(dòng)機(jī)起作用的情況下，MGl產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩。在此，正轉(zhuǎn)矩是指不成為發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)載的轉(zhuǎn)矩，即，指輔助發(fā)動(dòng)機(jī)100的旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。此外,對(duì)MG2也同樣。MG2代表性地為三相交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)。MG2通過存儲(chǔ)于電池150的電力和由MGl發(fā)電產(chǎn)生的電力中至少一方的電力而驅(qū)動(dòng)。MG2的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速器140傳遞到驅(qū)動(dòng)輪190。由此，MG2輔助發(fā)動(dòng)機(jī)100或通過來自MG2的驅(qū)動(dòng)力使車輛行駛。在混合動(dòng)力車的再生制動(dòng)時(shí)，經(jīng)由減速器140通過驅(qū)動(dòng)輪190驅(qū)動(dòng)MG2，MG2作為發(fā)電機(jī)工作。由此，MG2作為將制動(dòng)能量變換為電力的再生制動(dòng)器工作。通過MG2發(fā)電產(chǎn)生的電力存儲(chǔ)于電池150。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130由包含太陽輪、小齒輪、行星架、齒圈的行星齒輪組構(gòu)成。小齒輪與太陽輪和齒圈嚙合。行星架將小齒輪支撐為能夠自轉(zhuǎn)。太陽輪與MGl的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)。行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸連結(jié)。齒圈與MG2的旋轉(zhuǎn)軸和減速器140連結(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)100、MGl和MG2經(jīng)由由行星齒輪組構(gòu)成的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130連結(jié)，由此發(fā)動(dòng)機(jī)100、MGl和MG2的轉(zhuǎn)速如圖2所示，在列線圖中成為以直線連結(jié)的關(guān)系。圖I所示的混合動(dòng)力車在起步時(shí)或低車速時(shí)等發(fā)動(dòng)機(jī)100的效率不良的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，基本上使發(fā)動(dòng)機(jī)100停止僅利用MG2的驅(qū)動(dòng)力行駛。并且，在通常行駛時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)100在效率高的區(qū)域工作，并通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)130將發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力分為2條路徑。傳遞到一條路徑的動(dòng)力對(duì)驅(qū)動(dòng)輪190進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。傳遞到另一條路徑的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)MGl來進(jìn)行發(fā)電。此時(shí)，MG2通過利用MGl的發(fā)電電力來輸出動(dòng)力，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輪190的驅(qū)動(dòng)輔助。另外，在高速行駛時(shí)，進(jìn)一步通過將來自電池150的電力供給到MG2來使MG2的動(dòng)力增大，從而對(duì)驅(qū)動(dòng)輪190進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力的追加。另一方面，在減速時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)輪190從動(dòng)的MG2作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能從而通過再生制動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。將通過再生發(fā)電回收的電力充電到電池150。此外，這里所指的再生制動(dòng)包括在存在使混合動(dòng)力汽車運(yùn)轉(zhuǎn)的駕駛員的腳踏制動(dòng)器操作的情況下伴隨再生發(fā)電的制動(dòng)；和雖然不操作腳踏制動(dòng)器但在行駛中通過松開加速踏板一邊進(jìn)行再生發(fā)電一邊使車輛減速(或中止加速)。返回圖1，電池150為由多個(gè)二次電池單元(未圖示)構(gòu)成的電池組。電池150的電壓例如為200V左右。對(duì)電池150除了利用MGl和MG2發(fā)電產(chǎn)生的電力以外，還可以利用從車輛的外部電源所供給的電力來充電。發(fā)動(dòng)機(jī)100、MGl 和 MG2 受 ECU (Electronic Control Unit :電子控制單元)170控制。此外，E⑶170也可以分為多個(gè)E⑶。ECU170由未圖示的CPU (Central Processing Unit :中央處理器)和內(nèi)置有存儲(chǔ)器的電子控制單元構(gòu)成，構(gòu)成為基于存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)器的映射和程序來進(jìn)行使用了各傳感器的檢測(cè)值的運(yùn)算處理?；蛘?，ECU的至少一部分也可以構(gòu)成為通過電子電路等硬件來執(zhí)行預(yù)定的數(shù)值和邏輯運(yùn)算處理。圖3示出了用于驅(qū)動(dòng)圖I所示的MG1、MG2的電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3，混合動(dòng)力車上設(shè)置有轉(zhuǎn)換器200、與MGl對(duì)應(yīng)的第I變換器210、與MG2對(duì)應(yīng)的第2變換器220、和SMR (System Main Relay :系統(tǒng)主繼電器)250。轉(zhuǎn)換器200包含電抗器、串聯(lián)連接的2個(gè)電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(以下，也簡(jiǎn)稱為“開關(guān)元件”)、與各開關(guān)元件對(duì)應(yīng)設(shè)置的反并聯(lián)二極管、和電抗器。作為電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件，能夠適當(dāng)采用IGBT (Insulated GateBipolar Transistor :絕緣柵雙極型晶體管)、電力用MOS (Metal OxideSemiconductor :金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管、電力用雙極晶體管
等。電抗器的一端與電池150的正極側(cè)連接，另一端與2個(gè)開關(guān)元件的連接點(diǎn)連接。各開關(guān)元件的導(dǎo)通截止受E⑶170控制。在將從電池150放電的電力供給到MGl或MG2時(shí)，電壓通過轉(zhuǎn)換器200被升壓。相反地，在將由MGl或MG2發(fā)電產(chǎn)生的電力充電到電池150時(shí)，電壓通過轉(zhuǎn)換器200被降壓。轉(zhuǎn)換器200、第I變換器210和第2變換器220之間的系統(tǒng)電壓VH通過電壓傳感器180被檢測(cè)。電壓傳感器180的檢測(cè)結(jié)果被發(fā)送到E⑶170。第I變換器210由一般的三相變換器構(gòu)成，包括并聯(lián)連接的U相臂、V相臂和W相臂。U相臂、V相臂和W相臂各自具有串聯(lián)連接的2個(gè)開關(guān)元件(上臂元件和下臂元件)。各開關(guān)元件連接有反并聯(lián)二極管。MGl具有星型連接的U相線圈、V相線圈和W相線圈作為定子繞組。各相線圈的一端以中性點(diǎn)112相互連接。各相線圈的另一端分別與第I變換器210的各相臂的開關(guān)元件的連接點(diǎn)連接。第I變換器210在車輛行駛時(shí)控制MGl的各相線圈的電流或電壓，以根據(jù)為了產(chǎn)生車輛行駛所要求的輸出(車輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、發(fā)電轉(zhuǎn)矩等)而設(shè)定的動(dòng)作指令值(代表性地為轉(zhuǎn)矩指令值)使MGl進(jìn)行動(dòng)作。第I變換器210能夠執(zhí)行將從電池150供給的直流電力變換為交流電力供給到MGl的電力變換動(dòng)作和將由MGl發(fā)電產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力的電力變換動(dòng)作的雙向的電力變換。第2變換器220與第I變換器210同樣，由一般的三相變換器構(gòu)成。MG2與MGl同樣具有星型連接的U相線圈、V相線圈和W相線圈作為定子繞組。各相線圈的一端以中性點(diǎn)122相互連接。各相線圈的另一端分別與第2變換器220的各相臂的開關(guān)元件的連接點(diǎn)連接。第2變換器220在車輛行駛時(shí)控制MG2的各相線圈的電流或電壓，以根據(jù)為了產(chǎn)生車輛行駛所要求的輸出(車輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等)而設(shè)定的動(dòng)作指令值(代表性地為轉(zhuǎn)矩指令值)使MG2進(jìn)行動(dòng)作。就第2變換器220而言，也能夠執(zhí)行將從電池150供給的直流電力變換為交流電力供給到MG2的電力變換動(dòng)作和將由MG2發(fā)電產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力的電力變換動(dòng)作的雙向的電力變換。SMR250設(shè)置在電池150和轉(zhuǎn)換器200之間。當(dāng)斷開SMR250時(shí)，從電氣系統(tǒng)切斷電池150。另一方面，當(dāng)接通SMR250時(shí)，電池150與電氣系統(tǒng)連接。SMR250的狀態(tài)受E⑶170控制。例如，響應(yīng)指示混合動(dòng)力車的系統(tǒng)啟動(dòng)的通電開關(guān)(未圖示)的接通操作而接通SMR250，另一方面，響應(yīng)通電開關(guān)的斷開操作而斷開SMR250。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的功能框圖。就圖4所示的各功能框而言，可以將具有相當(dāng)于該框的功能的電路(硬件)構(gòu)成為ECU170，也可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序通過E⑶170執(zhí)行軟件處理來實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D4，E⑶170包含電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300、305、脈沖寬度調(diào)制部310、315、載波頻率控制部350和載波產(chǎn)生部360、365。電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300通過MGl的反饋控制來計(jì)算第I變換器210的控制指令。在此，控制指令為受各變換器210、220控制的、向MG1、MG2供給的電壓或電流的指令值。以下，作為控制指令，例示MG1、MG2的各相的電壓指令Vu、Vv, Vw。例如，電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300通過MGl的各相的電流Imt (I)的反饋來控制MGl的輸出轉(zhuǎn)矩。具體而言，電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300設(shè)定與MGl的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom (I)對(duì)應(yīng)的電流指令值，并根據(jù)該電流指令值與電動(dòng)機(jī)電流Imt (I)的偏差來產(chǎn)生電壓指令Vu、Vv、Vw。此時(shí)，一般使用伴有使用了 MGl 的旋轉(zhuǎn)角Θ (I)的坐標(biāo)變換(代表性地為dq軸變換)的控制運(yùn)算。電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部305與電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300同樣地，通過MG2的反饋控制產(chǎn)生第2變換器220的控制指令，具體而言，產(chǎn)生MG2的各相電壓指令Vu、Vv, Vw。S卩，基于MG2的電動(dòng)機(jī)電流Imt (2)、旋轉(zhuǎn)角Θ (2)以及轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom (2)生成電壓指令Vu、Vv、Vw0脈沖寬度調(diào)制部310基于來自載波產(chǎn)生部360的載波信號(hào)160 (I)和來自電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300的電壓指令Vu、Vv、Vw產(chǎn)生第I變換器210的開關(guān)元件的控制信號(hào)Sll S16。通過控制信號(hào)Sll S16來控制構(gòu)成第I變換器210的U相、V相、W相的上下臂的6個(gè)開關(guān)元件的導(dǎo)通截止。同樣地，脈沖寬度調(diào)制部315基于來自載波產(chǎn)生部365的載波信號(hào)160 (2)和來自電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部305的電壓指令Vu、Vv、Vw來產(chǎn)生第2變換器220的開關(guān)元件的控制信號(hào)S21 S26。通過控制信號(hào)S21 S26來控制構(gòu)成第2變換器220的U相、V相、W相的上下臂的6個(gè)開關(guān)元件的導(dǎo)通截止。在脈沖寬度調(diào)制部310、315中，執(zhí)行對(duì)載波信號(hào)160 (160 (I)和160 (2)的總稱)和電壓指令Vu、Vv、Vw進(jìn)行比較的PWM控制。圖5是說明通過脈沖寬度調(diào)制部310、315進(jìn)行的PWM控制的波形圖。參照?qǐng)D5，在PWM控制中，基于載波信號(hào)160和電壓指令270 (電壓指令Vu、Vv、Vw的總稱)的電壓比較，控制變換器的各相的開關(guān)元件的導(dǎo)通截止。其結(jié)果，在MG1、MG2的各相線圈繞組的各相上施加作為準(zhǔn)正弦波電壓的脈沖寬度調(diào)制電壓280。載波信號(hào)160能夠由周期性的三角波或鋸齒波構(gòu)成。再次參照?qǐng)D4，載波頻率控制部350控制在第I變換器210的PWM控制中所使用的載波頻率Π和在第2變換器220的PWM控制中所使用的載波頻率f2。載波產(chǎn)生部360根據(jù)由載波頻率控制部350設(shè)定的載波頻率Π產(chǎn)生載波信號(hào)160
(1)。載波產(chǎn)生部360根據(jù)由載波頻率控制部350設(shè)定的載波頻率f2產(chǎn)生載波信號(hào)160
(2)。S卩，載波信號(hào)160 (I)和160 (2)的頻率根據(jù)由載波頻率控制部350設(shè)定的載波頻率Π和f2而變化。其結(jié)果，第I變換器210和第2變換器220中的PWM控制的開關(guān)頻率受載波頻率控制部350控制。在變換器210、220中，根據(jù)載波頻率來導(dǎo)通截止未圖示的開關(guān)元件。因此，在從變換器210、220向MG1、MG2供給的電流上重疊了與開關(guān)頻率相應(yīng)的高次諧波電流(脈動(dòng)電流)。由此，作用于MG1、MG2的電磁力以與開關(guān)頻率相應(yīng)的頻率而變動(dòng)。另一方面，通過以MG1、MG2為首的混合動(dòng)力車的搭載設(shè)備，形成多個(gè)由質(zhì)量元件和彈黃兀件的組合形成的 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。例如，在MG1、MG2中，存在將轉(zhuǎn)子作為質(zhì)量兀件、將支持軸承作為彈簧元件的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)、由定子和殼體構(gòu)成的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。另外，也能夠通過未圖示的變速殼體等構(gòu)成機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。這些機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)通過外力的作用或被傳遞振動(dòng)而振動(dòng)，使空氣振動(dòng)而產(chǎn)生聲音。在MG1、MG2中，當(dāng)作用于定子和轉(zhuǎn)子間的電磁力根據(jù)載波頻率周期性變動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子和定子的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)生由載波頻率引起的振動(dòng)。由于該振動(dòng)也進(jìn)一步向其他的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)傳遞，所以通過這些機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)而產(chǎn)生聲音(所謂的電磁噪聲)。在此，各機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)存在固有的共振頻率。由于由共振頻率產(chǎn)生的振動(dòng)難以衰減，所以振動(dòng)的振幅變大，結(jié)果產(chǎn)生的聲音也變大。共振頻率是由構(gòu)成該機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備的形狀、質(zhì)量、剛性等確定的固有值。共振頻率能夠通過實(shí)機(jī)實(shí)驗(yàn)、CAE (Computer AidedEngineering :計(jì)算機(jī)輔助工程)的設(shè)計(jì)模擬來求出。另外，也能夠通過設(shè)備的形狀、質(zhì)量、剛性等的設(shè)計(jì)對(duì)共振頻率進(jìn)行某種程度調(diào)整。這樣，以混合動(dòng)力車為首的電動(dòng)車輛通過該搭載設(shè)備形成有多個(gè)機(jī)械共振系統(tǒng)，其中至少一部分通過因載波頻率產(chǎn)生的振動(dòng)(電磁振動(dòng))而振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲(電磁噪聲)。該噪聲作為電動(dòng)車輛的工作聲向車輛外部輸出。圖6是說明由本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的控制裝置進(jìn)行的各變換器210、220的載波頻率控制(以下，也稱為“隨機(jī)載波控制”)的概念圖。圖6例示有變換器210的載波頻率fl的控制。參照?qǐng)D6，載波頻率控制部350使載波頻率fl在預(yù)定的頻率范圍420內(nèi)隨著時(shí)間經(jīng)過以恒定周期或隨機(jī)周期變化。頻率范圍420的中心值為fa、上限值flmax為fa+Λ fa，下限值f Imin為fa-Δ fa。載波頻率f I每經(jīng)過變更周期Tr而變更。當(dāng)Tr為固定值時(shí),載波頻率以恒定周期變動(dòng)，當(dāng)使Tr變化時(shí)，載波頻率以隨機(jī)周期變化。圖7是表不圖6所不的隨機(jī)載波控制中的電磁噪聲的聲壓級(jí)分布的概念圖。參照?qǐng)D7，標(biāo)號(hào)400表示固定為載波頻率fl=fa的情況下的聲壓級(jí)的頻率分布。在該情況下，由于與中心頻率fa對(duì)應(yīng)的固定頻率的聲壓級(jí)高，所以該頻率的噪聲容易被用戶所感知。另一方面,標(biāo)號(hào)410為在圖6所示使載波頻率fI在從下限值fImin至上限值flmax的頻率范圍內(nèi)變動(dòng)的情況下的聲壓級(jí)的頻率分布。如果以各載波頻率所產(chǎn)生的電磁噪聲級(jí)恒定，則通過縮短變更載波頻率的周期(例如，Tr=2 IOms左右)，對(duì)人的聽覺而言在該頻率范圍被識(shí)別為同樣強(qiáng)度的聲音。其結(jié)果，如標(biāo)號(hào)410所示，由于能夠在該頻率區(qū)域內(nèi)分散聲壓級(jí)，所以能夠減少噪聲的聲壓級(jí)。這樣，一般來說，通過隨機(jī)載波控制，能夠減少通過由變換器進(jìn)行的電動(dòng)機(jī)控制而產(chǎn)生的電磁噪聲。此外，在隨機(jī)載波控制的執(zhí)行時(shí)，預(yù)先設(shè)定頻率的變動(dòng)模式，以使載波頻率的平均值成為中心頻率fa。
圖8是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的隨機(jī)載波控制的概念圖。參照?qǐng)D8，載波頻率控制部350，在通常時(shí)，使載波頻率fl在以頻率fa為中心的預(yù)定頻率范圍420 (flmin flmax)內(nèi)周期性地或隨機(jī)地變更。另一方面，在低車速時(shí)，載波頻率控制部350使載波頻率fl在以頻率fa為中心的預(yù)定頻率范圍430內(nèi)周期性地或隨機(jī)地變更。頻率范圍430的最小頻率為flmin#( flmin#< flmin)、最大頻率為 flmax# (flmax# > flmax)。這樣，頻率范圍430比頻率范圍420寬，并且，其中心頻率fa被設(shè)定成與頻率范圍420的中心頻率實(shí)質(zhì)相等。優(yōu)選，在頻率范圍420與430之間，中心頻率fa為共用。其結(jié)果，通過頻率范圍430 (低車速時(shí))進(jìn)行隨機(jī)載波控制時(shí)的載波頻率Π的平均值，與通過頻率范圍420 (通常時(shí))進(jìn)行隨機(jī)載波控制時(shí)同等。如上所述，混合動(dòng)力車(電動(dòng)車輛)中存在多個(gè)機(jī)械共振系統(tǒng)，且各自的機(jī)械共振 系統(tǒng)具有依賴于其機(jī)械的構(gòu)造(形狀、質(zhì)量、剛性等)的固有的共振頻率。因此，通過從頻率范圍420擴(kuò)大至頻率范圍430來進(jìn)行隨機(jī)載波控制，可期待載波頻率橫跨更多的共振頻率來變動(dòng)。即，能夠期待通過弓I起該共振頻率下的電磁振動(dòng)來增大合計(jì)的電磁噪聲(產(chǎn)生的聲音)。其結(jié)果，能夠在通常時(shí)進(jìn)行隨機(jī)載波控制以減輕電磁噪聲，另一方面，在低車速時(shí)執(zhí)行隨機(jī)載波控制以通過電磁噪聲使車輛工作聲增大。優(yōu)選，頻率范圍420、430被預(yù)先設(shè)定成著眼于共振頻率下產(chǎn)生的聲音大的特定的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率frm，頻率范圍420不包含共振頻率frm，另一方面，頻率范圍430包含共振頻率frm。由此，能夠更加有效地使由隨機(jī)載波控制得到的低車速時(shí)的電磁噪聲(產(chǎn)生的聲音)比通常時(shí)大。此外，就該特定的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)而言，雖然因混合動(dòng)力車(電動(dòng)車輛)的結(jié)構(gòu)而不同，但是例如，因由載波頻率引起的電磁力變動(dòng)而成為振動(dòng)源的MG1、MG2的轉(zhuǎn)子中的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)、由傳遞振動(dòng)的定子和馬達(dá)殼體構(gòu)成的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)都符合。即，能夠基于這些機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率，確定頻率范圍420、430。或者，如果考慮難以正確把握多個(gè)存在的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率(包括frm)這一點(diǎn)，則也能夠基于實(shí)際上進(jìn)行隨機(jī)載波控制時(shí)的工作聲的測(cè)定結(jié)果，即通過實(shí)機(jī)實(shí)驗(yàn)，確定頻率范圍420、430。另外，通過頻率范圍430 (低車速時(shí))進(jìn)行隨機(jī)載波控制時(shí)的載波頻率Π的平均值，與通過頻率范圍420 (通常時(shí))進(jìn)行隨機(jī)載波控制時(shí)同等。因此，通過用于增大混合動(dòng)力車(電動(dòng)車輛)的工作聲的載波頻率控制，不會(huì)如專利文獻(xiàn)2那樣使載波頻率固定降低，所以能夠避免發(fā)生電動(dòng)機(jī)效率的降低和燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。此外，以上雖然說明了載波頻率f I的控制，但是針對(duì)載波頻率f2也能夠適用與載波頻率π同樣的隨機(jī)載波控制。此外，載波頻率fl和載波頻率f2可以為相同的頻率，也可以為不同的頻率。另外，頻率范圍420 (通常時(shí))和頻率范圍430 (低車速時(shí))，在載波頻率fl和f2之間可以相同，也可以不同。圖9是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)的控制方法的處理步驟的第I流程圖。參照?qǐng)D9，E⑶170通過步驟SlOO進(jìn)行用于確定變換器210、220的載波頻率的隨機(jī)載波控制。圖10是說明圖9的步驟SlOO的控制處理步驟的詳細(xì)內(nèi)容的流程圖。
參照?qǐng)D10，E⑶170通過步驟SllO來判定混合動(dòng)力車(電動(dòng)車輛)的車速是否比預(yù)定速度Vl低。在處于車速比Vl低的低車速時(shí)(S110判定為“是”時(shí))，E⑶120通過步驟S130將頻率范圍430 (圖8)設(shè)定為載波頻率的變動(dòng)寬度。另一方面，在SllO判定為“否”時(shí)的通常時(shí)，E⑶170通過步驟S130將圖8的頻率范圍420設(shè)定為載波頻率的變動(dòng)寬度。其結(jié)果，在低車速時(shí)，通過隨機(jī)載波控制得到的頻率變化范圍比通常時(shí)擴(kuò)大。E⑶170在步驟S160中，判定是否經(jīng)過了載波頻率的變更周期(圖6的Tr)。E⑶170在直到經(jīng)過載波變更周期為止(S160判定為“否”時(shí))，通過步驟S170來維持當(dāng)前的載波頻率，并通過步驟S180增加計(jì)數(shù)值。然后，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到相當(dāng)于載波變更周期Tr的值時(shí)，ECU170將步驟S160判定為“是”。E⑶170在經(jīng)過載波變更周期時(shí)(S160判定為“是”時(shí))，通過步驟S190變更載波頻 率，以使載波頻率在通過步驟SllO S130確定的頻率范圍420或430內(nèi)變動(dòng)。此時(shí)將步驟S180中的計(jì)數(shù)值清零。這樣，通過步驟SlOO (S110 S180)確定了第I變換器210的載波頻率fl和第2變換器220的載波頻率f2。S卩，步驟SlOO (S110 S180)的處理與圖4的載波頻率控制部350的功能對(duì)應(yīng)。E⑶170在步驟S200中，根據(jù)在步驟SlOO中所確定的載波頻率fl、f2產(chǎn)生載波信號(hào)160 (1),160 (2)。即，步驟S200的處理與圖4的載波產(chǎn)生部360、365的功能對(duì)應(yīng)。E⑶170在步驟S300中計(jì)算第I變換器210和第2變換器220的控制指令。代表性地，作為控制指令，計(jì)算變換器各相的電壓指令Vu、Vv、Vw。S卩，步驟S300的運(yùn)算能夠與圖4的電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部300、305同樣地執(zhí)行。E⑶170在步驟S400中，通過將第I變換器210的控制指令與載波信號(hào)160 (I)作比較的PWM控制，產(chǎn)生第I變換器210的開關(guān)元件的導(dǎo)通截止控制信號(hào)。在步驟S400中，進(jìn)一步通過將第2變換器220的控制指令與載波信號(hào)160 (2)作比較的PWM控制，產(chǎn)生第2變換器220的開關(guān)元件的導(dǎo)通截止控制信號(hào)。即，步驟S400的處理能夠與圖4的脈沖寬度調(diào)制部310、315同樣地執(zhí)行。通過以預(yù)定周期反復(fù)步驟SlOO S400的處理，使用根據(jù)圖6、圖8的隨機(jī)載波控制得到的載波頻率，能夠執(zhí)行控制MGl、MG2的第I變換器210和第2變換器220的PWM控制。如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制，在包括車輛起步、停止時(shí)的低車速時(shí)，通過擴(kuò)大隨機(jī)載波控制的頻率范圍，能夠增大電磁噪聲。由此，由于能夠增大向車輛外部輸出的工作聲，所以能夠在低車速時(shí)提高對(duì)電動(dòng)車輛的周圍通知車輛接近的通知效果。并且，由于此時(shí)載波頻率的平均值沒有降低，所以能夠不會(huì)如專利文獻(xiàn)2那樣由于電動(dòng)機(jī)的效率降低而使燃料經(jīng)濟(jì)性惡化地增大工作聲。此外，在專利文獻(xiàn)2中，只有通過毫米波雷達(dá)、紅外線傳感器或超音波傳感器等障礙物傳感器在檢測(cè)到行人等障礙物時(shí)，才為了增大電磁噪聲而使載波頻率降低。由此，在專利文獻(xiàn)2中，可理解為能夠減輕伴隨載波頻率的降低而發(fā)生的燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制，通過用于增大電磁噪聲(車輛工作聲)的控制(隨機(jī)載波控制的頻率范圍擴(kuò)大)，不會(huì)使燃料經(jīng)濟(jì)性惡化。因此，即使提高該控制的適用頻度也不會(huì)擔(dān)心發(fā)生燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化，因此無需專利文獻(xiàn)2所示的障礙物傳感器就能夠在希望提高對(duì)電動(dòng)車輛的周圍通知車輛接近的通知效果的低車速時(shí)，增大電動(dòng)車輛的工作聲。此外，在搭載發(fā)動(dòng)機(jī)100的混合動(dòng)力車中，在步驟SllO (圖10)的判定中，也可以進(jìn)一步反映發(fā)動(dòng)機(jī)100的工作/停止。具體地說，在發(fā)動(dòng)機(jī)100工作時(shí)，由于向車外的工作聲大到某種程度，所以即使在低車速時(shí)也可以將SllO判定為“否”。(變形例)圖11是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的隨機(jī)載波控制的概念圖。參照?qǐng)D11，在本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例中，低車速時(shí)的隨機(jī)載波控制，如圖8所示擴(kuò)大載波頻率范圍(flmin# flmax#)，并且也使載波變更周期Tr#比通常時(shí)(圖6的Tr)擴(kuò)大。即，在隨機(jī)載波控制中，固定或變化的載波變更周期Tr# (Tr#>Tr)比通常時(shí)長(zhǎng)。圖12是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的電動(dòng)機(jī)的控制方法的處理步驟的流程圖。 在本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例中，圖9的步驟SlOO的結(jié)構(gòu)從圖10變更為圖12。就混合動(dòng)力車的結(jié)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)控制的其他方面而言，同上述一樣，因此不重復(fù)詳細(xì)的說明。參照?qǐng)D12，ECU170在通常時(shí)(步驟SllO判定為“否”時(shí))，通過步驟S120將隨機(jī)載波控制的頻率變化寬度設(shè)定為頻率范圍420，并根據(jù)通常值Tr來設(shè)定載波變更周期。與此相對(duì)，E⑶170在低車速時(shí)(SI 10判定為“是”時(shí))，通過步驟S130將隨機(jī)載波控制的頻率變化寬度擴(kuò)大至頻率范圍430，并通過步驟S150使載波變更周期比通常時(shí)擴(kuò)大。即，將載波變更周期從Tr擴(kuò)大至Tr#。然后，ECU170通過步驟S160 S170，根據(jù)由步驟S140 (通常時(shí))或步驟S150 (低車速時(shí))所設(shè)定的載波變更周期Tr或Tr#使載波頻率變動(dòng)。這樣，通過延長(zhǎng)載波頻率的變更周期，減弱圖7所示的由隨機(jī)載波控制產(chǎn)生的電磁噪聲的減輕效果。其結(jié)果，通過進(jìn)一步增大低車速時(shí)的電磁噪聲，能夠進(jìn)一步增大向車輛外部輸出的工作聲。此外，在本實(shí)施方式中，雖然例示了圖I的結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力車作為適用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制的電動(dòng)車輛，但是本發(fā)明的適用并不限定于這樣的例子。即，只要搭載有伴隨載波頻率控制而被控制的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)發(fā)電機(jī))，則對(duì)于具有與圖I不同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力車、未搭載發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車、燃料電池車等任意的電動(dòng)車輛都能夠適用本發(fā)明。另外，對(duì)電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)發(fā)電機(jī))的個(gè)數(shù)也沒有特別的限定，本發(fā)明也能夠適用于搭載有I個(gè)或3個(gè)以上電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛,關(guān)于這一點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)地記載。另外，在本實(shí)施方式中，雖然例示了變換器作為受PWM控制的電力變換器，但是本發(fā)明的適用并不限定于這樣的情況。即，也能夠?qū)⒈緦?shí)施方式的開關(guān)頻率控制同樣地適用于對(duì)轉(zhuǎn)換器等變換器以外的電力變換器進(jìn)行PWM控制的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該認(rèn)為，本次公開的實(shí)施方式在所有方面都是舉例說明的內(nèi)容而并不是限制性內(nèi)容。本發(fā)明的范圍并不通過上述說明來限定，而是通過權(quán)利要求的范圍來限定，與權(quán)利要求等同的含義以及權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變更也包含在本發(fā)明中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠適用于對(duì)搭載于電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的使用了載波信號(hào)的控制。標(biāo)號(hào)說明
100發(fā)動(dòng)機(jī)；110電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1);112、122中性點(diǎn)；120電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG2);130動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)；140減速器；150電池；160 (1)、160 (2)載波信號(hào)；180電壓傳感器；190驅(qū)動(dòng)輪；200轉(zhuǎn)換器;210變換器(MGl) ；220變換器(MG2) ;270，Vu, Vv, Vw電壓指令(各相)；280脈沖寬度調(diào)制電壓；300、305電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部；310、315脈沖寬度調(diào)制部；350載波頻率控制部；360、365載波產(chǎn)生部；420頻率范圍(通常時(shí) )；430頻率范圍(低車速時(shí))；Imt (I)、Imt (2)電動(dòng)機(jī)電流；S11 S16、S21 S26控制信號(hào)(變換器)Jqcom轉(zhuǎn)矩指令值；Tr載波變更周期(通常時(shí));Tr#載波變更周期(低車速時(shí))；V1預(yù)定速度；VH系統(tǒng)電壓；fl、f2載波頻率；fa中心頻率；frm共振頻率(特定的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng))。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)的控制裝置，是搭載于電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)(MG1、MG2)的控制裝置，具有 電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部(300、305)，用于產(chǎn)生從構(gòu)成為至少包含I個(gè)開關(guān)元件的電力變換器(210、220)向所述電動(dòng)機(jī)供給的電壓或電流的控制指令(Vu、Vv、Vw)； 載波產(chǎn)生部(360、365)，用于產(chǎn)生在所述電力變換器的控制中所使用的載波信號(hào)； 載波頻率控制部(350)，用于將所述載波產(chǎn)生部產(chǎn)生的多個(gè)載波信號(hào)(160 (I)、160(2))的頻率控制成當(dāng)所述電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)使該頻率在以預(yù)定頻率為中心的第I頻率范圍(420)內(nèi)變動(dòng)，另一方面，當(dāng)所述車速比所述預(yù)定速度低時(shí)使該頻率在以所述預(yù)定頻率為中心的第2頻率范圍(430)內(nèi)變動(dòng)；和 脈沖寬度調(diào)制部(310、315)，用于基于來自所述電動(dòng)機(jī)指令運(yùn)算部的所述控制指令與來自所述載波產(chǎn)生部的所述載波信號(hào)的比較，控制所述電力變換器的所述開關(guān)元件的接通斷開， 所述電動(dòng)車輛的搭載設(shè)備形成通過因所述載波信號(hào)產(chǎn)生的電磁振動(dòng)而振動(dòng)從而產(chǎn)生聲音的多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)， 所述第I頻率范圍和所述第2頻率范圍被設(shè)定成所述載波信號(hào)的頻率在所述第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從所述多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的聲音比所述載波信號(hào)的頻率在所述第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從所述多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的聲音大。
2.如權(quán)利要求I記載的電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其中， 所述載波頻率控制部(350)，在所述電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)，根據(jù)第I變更周期(Tr)使所述載波信號(hào)的頻率在所述第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)，另一方面，在所述電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度低時(shí)，根據(jù)第2變更周期(Trt)使所述載波信號(hào)的頻率在所述第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)， 所述第2變更周期比所述第I變更周期長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求I或2記載的電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其中， 所述第I頻率范圍和所述第2頻率范圍被設(shè)定成所述多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)中至少任一個(gè)的共振頻率(frm)處于所述第I頻率范圍(420)的外側(cè)且所述第2頻率范圍(430)的內(nèi)側(cè)。
4.一種電動(dòng)機(jī)的控制方法,是搭載于電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)(MG1、MG2)的控制方法,包括 控制步驟(S100)，控制在構(gòu)成為至少包含I個(gè)開關(guān)元件的電力變換器(210、220)的控制中所使用的多個(gè)載波信號(hào)(160 (1),160 (2))的頻率； 根據(jù)通過所述控制步驟決定的載波頻率來產(chǎn)生所述載波信號(hào)的步驟(S200 )； 用于產(chǎn)生從所述電力變換器向所述電動(dòng)機(jī)供給的電壓或電流的控制指令(Vu、Vv, Vw)的步驟(S300);和 基于所述控制指令與所述載波信號(hào)的比較來產(chǎn)生所述開關(guān)元件的接通斷開控制信號(hào)的步驟(S400)， 所述控制步驟(S100)包括 當(dāng)所述電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)，使所述載波頻率在以預(yù)定頻率為中心的第I頻率范圍(420)內(nèi)變動(dòng)的步驟(S120);和 當(dāng)所述車速比所述預(yù)定速度低時(shí)，使所述載波頻率在以所述預(yù)定頻率為中心的第2頻率范圍(430)內(nèi)變動(dòng)的步驟(S130)，在所述電動(dòng)車輛搭載有具有因機(jī)械振動(dòng)成為聲源的機(jī)構(gòu)的多個(gè)設(shè)備， 所述第I頻率范圍和所述第2頻率范圍被設(shè)定成所述載波頻率在所述第2頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從所述多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的聲音比所述載波頻率在所述第I頻率范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)從所述多個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的聲音大。
5.如權(quán)利要求4記載的電動(dòng)機(jī)的控制方法，其中， 所述控制步驟(SlOO)包括 在所述電動(dòng)車輛的車速比預(yù)定速度高時(shí)，根據(jù)第I變更周期(Tl·)使所述載波頻率(fl、f2)在所述第I頻率范圍(420)內(nèi)變動(dòng)的步驟(S140);和 在所述車速比所述預(yù)定速度低時(shí)，根據(jù)第2變更周期(Trt)使所述載波頻率在所述第2頻率范圍(430)內(nèi)變動(dòng)的步驟(S150)， 所述第2變更周期比所述第I變更周期長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求4或5記載的電動(dòng)機(jī)的控制方法，其中， 所述第I頻率范圍和所述第2頻率范圍被設(shè)定成所述多個(gè)設(shè)備中至少任一個(gè)的共振頻率(frm)處于所述第I頻率范圍(420)的外側(cè)且所述第2頻率范圍(430)的內(nèi)側(cè)。
全文摘要
對(duì)搭載于電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的變換器，由使用了載波信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制而控制。在通常時(shí)，為了降低電磁噪聲，變換器的載波頻率(f1)在預(yù)先設(shè)定的第1頻率范圍(420)內(nèi)隨著時(shí)間經(jīng)過而周期性或隨機(jī)地變更。在低車速時(shí)，載波頻率(f1)在被預(yù)先設(shè)定成比第1頻率范圍(420)寬且中心頻率(fa)與第1頻率范圍(420)的中心頻率相同的第2頻率范圍(430)內(nèi)隨著時(shí)間經(jīng)過而周期性或隨機(jī)地變更。第2頻率范圍(430)被設(shè)定為包含共振頻率(frm)，該共振頻率(frm)為由電動(dòng)車輛的搭載設(shè)備形成的多個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)中的以固有共振頻率產(chǎn)生的電磁噪聲大的特定的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率。另一方面，第1頻率范圍(420)被設(shè)定為不包含該共振頻率(frm)。
文檔編號(hào)H02P27/06GK102906993SQ20108006705
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者大杉亮祐 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社