本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)裝置以及用于驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法。

背景技術(shù)：

迄今為止，作為這種驅(qū)動(dòng)裝置，提出一種包括馬達(dá)、被配置成驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的逆變器、被配置成檢測(cè)馬達(dá)的磁極相位的磁極相位檢測(cè)器以及被配置成控制逆變器的控制裝置的驅(qū)動(dòng)裝置(例如，參見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)no.2002-223582(jp2002-223582a))?？刂蒲b置根據(jù)馬達(dá)的扭矩指令的大小計(jì)算馬達(dá)的輸出扭矩中產(chǎn)生的扭矩波動(dòng)的大小從而產(chǎn)生扭矩波動(dòng)振幅信號(hào)，根據(jù)扭矩波動(dòng)的相位從磁極相位檢測(cè)器檢測(cè)的馬達(dá)的磁極相位計(jì)算正弦信號(hào)，并且將扭矩波動(dòng)振幅信號(hào)乘以正弦信號(hào)以計(jì)算扭矩波動(dòng)抑制信號(hào)。扭矩波動(dòng)抑制信號(hào)被注入馬達(dá)的扭矩指令中以產(chǎn)生新的扭矩指令，并且使用新的扭矩指令切換逆變器的多個(gè)切換元件。通過(guò)這種控制，抑制了在馬達(dá)的輸出扭矩中產(chǎn)生的波動(dòng)分量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置中，當(dāng)馬達(dá)的實(shí)際扭矩(電流)根據(jù)逆變器的多個(gè)切換元件的切換變化(脈動(dòng))時(shí)，在磁極相位檢測(cè)器檢測(cè)的馬達(dá)的磁極相位(電角度)和馬達(dá)的實(shí)際磁極相位之間發(fā)生偏差。因而，如果實(shí)際上使用馬達(dá)的磁極相位計(jì)算正弦信號(hào)和扭矩波動(dòng)抑制信號(hào)，則可能不充分地抑制馬達(dá)的扭矩波動(dòng)。特別地，如果馬達(dá)的扭矩波動(dòng)變?yōu)楦哳l率，則這種現(xiàn)象可能發(fā)生。

本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法能夠充分地抑制馬達(dá)的扭矩波動(dòng)。

本發(fā)明的示例方面提供一種驅(qū)動(dòng)裝置，包括：馬達(dá)；逆變器，逆變器被配置成通過(guò)切換多個(gè)切換元件來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；以及電子控制單元，電子控制單元被配置成：i)計(jì)算馬達(dá)的電角度和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，ii)設(shè)定電角度補(bǔ)償量，以補(bǔ)償當(dāng)控制信號(hào)被輸出至逆變器時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度和當(dāng)馬達(dá)的扭矩改變時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度之間的偏差，使得當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高時(shí)的電角度補(bǔ)償量大于當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低時(shí)的電角度補(bǔ)償量，iii)使用馬達(dá)的電角度和電角度補(bǔ)償量設(shè)定用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌?，iv)通過(guò)基于用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌刃拚龑?duì)馬達(dá)要求的要求扭矩來(lái)設(shè)定修正扭矩，使得馬達(dá)的扭矩波動(dòng)被消除，以及v)控制逆變器，使得從馬達(dá)輸出修正扭矩。本發(fā)明的另一示例方面提供一種用于驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法。該驅(qū)動(dòng)裝置包括馬達(dá)以及被配置成通過(guò)切換多個(gè)切換元件來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的逆變器。該控制方法包括i)計(jì)算馬達(dá)的電角度和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，ii)設(shè)定電角度補(bǔ)償量，以補(bǔ)償當(dāng)控制信號(hào)被輸出至逆變器時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度和當(dāng)馬達(dá)的扭矩改變時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度之間的偏差，使得當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高時(shí)的電角度補(bǔ)償量大于當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低時(shí)的電角度補(bǔ)償量，iii)使用馬達(dá)的電角度和電角度補(bǔ)償量設(shè)定用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌龋琲v)通過(guò)基于用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌刃拚龑?duì)馬達(dá)要求的要求扭矩來(lái)設(shè)定修正扭矩，使得馬達(dá)的扭矩波動(dòng)被消除，以及v)控制逆變器，使得從馬達(dá)輸出修正扭矩。

本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置包括檢測(cè)馬達(dá)的電角度和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的電子控制單元。然后，當(dāng)電子控制單元檢測(cè)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高時(shí)，用于補(bǔ)償當(dāng)控制信號(hào)被輸出至逆變器時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度與當(dāng)馬達(dá)的扭矩變化時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度之間的偏差的電角度補(bǔ)償量被設(shè)定成比轉(zhuǎn)速低時(shí)更大，使用電子控制單元檢測(cè)的馬達(dá)的電角度和電角度補(bǔ)償量來(lái)設(shè)定用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌?。通過(guò)基于用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌刃拚龑?duì)馬達(dá)要求的要求扭矩來(lái)設(shè)定修正扭矩，使得馬達(dá)的扭矩波動(dòng)被消除，并且逆變器被控制成從馬達(dá)輸出修正扭矩。當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高(馬達(dá)的扭矩波動(dòng)的頻率高)時(shí)，電子控制單元檢測(cè)的電角度和當(dāng)馬達(dá)的實(shí)際扭矩(電流)根據(jù)逆變器的多個(gè)切換元件的切換而變化時(shí)的馬達(dá)的實(shí)際電角度之間的偏差變得比馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低(馬達(dá)的扭矩波動(dòng)的頻率低)時(shí)的偏差大。因而，當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高時(shí)，電角度補(bǔ)償量被設(shè)定成比馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低時(shí)更大，并且基于要求扭矩和用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌?，根?jù)電子控制單元檢測(cè)的電角度和電角度補(bǔ)償量來(lái)執(zhí)行控制，使得從馬達(dá)輸出從要求扭矩消除馬達(dá)的扭矩波動(dòng)的扭矩(修正扭矩)，由此能夠更充分地抑制馬達(dá)的扭矩波動(dòng)。結(jié)果，能夠更充分地抑制馬達(dá)的振動(dòng)和噪音。

電子控制單元可以被配置成vi)基于要求扭矩設(shè)定d軸的基本電流指令，vii)基于要求扭矩設(shè)定q軸的基本電流指令，viii)基于要求扭矩和用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌仍O(shè)定用于消除扭矩波動(dòng)的修正系數(shù)，ix)通過(guò)將d軸的基本電流指令乘以修正系數(shù)來(lái)設(shè)定d軸的電流指令，x)通過(guò)將q軸的基本電流指令乘以修正系數(shù)來(lái)設(shè)定q軸的電流指令，以及xi)使用d軸的電流指令和q軸的電流指令控制逆變器。在這種情況下，使用修正系數(shù)，基于用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌仍O(shè)定d軸的電流指令和q軸的電流指令，由此能夠更充分地抑制馬達(dá)的扭矩波動(dòng)。

電子控制單元可以被配置成xii)基于d軸的電流指令和d軸的電流設(shè)定d軸的反饋?lái)?xiàng)，xiii)基于用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌取⒁笈ぞ睾婉R達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)定d軸的前饋?lái)?xiàng)，xiv)使用d軸的前饋?lái)?xiàng)和d軸的反饋?lái)?xiàng)設(shè)定d軸的電壓指令，xv)基于q軸的電流指令和q軸的電流設(shè)定q軸的反饋?lái)?xiàng)，xvi)基于用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌?、要求扭矩和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)定q軸的前饋?lái)?xiàng)，xvii)使用q軸的前饋?lái)?xiàng)和q軸的反饋?lái)?xiàng)設(shè)定q軸的電壓指令，以及xviii)使用d軸的電壓指令和q軸的電壓指令控制逆變器。在這種情況下，通過(guò)根據(jù)用于補(bǔ)償?shù)碾娊嵌仁褂胐軸的前饋?lái)?xiàng)和q軸的前饋?lái)?xiàng)，使用要求扭矩和轉(zhuǎn)速，由此能夠更充分地抑制馬達(dá)的扭矩波動(dòng)。

附圖說(shuō)明

下面將參考附圖描述本發(fā)明的例證性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，并且其中：

圖1是示出其中安裝有作為本發(fā)明的示例的驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)車(chē)輛20的配置概略的配置圖；

圖2是示出由示例電子控制單元50執(zhí)行的馬達(dá)控制例程的示例的流程圖；

圖3是示出電角度補(bǔ)償量設(shè)定圖的示例的解釋圖；

圖4是示出修正系數(shù)設(shè)定圖的示例的解釋圖；以及

圖5a和5b是示出前饋?lái)?xiàng)設(shè)定圖的示例的解釋圖。

具體實(shí)施方式

然后，將使用示例描述一種實(shí)施本發(fā)明的模式。

圖1是示出其中安裝有作為本發(fā)明的示例的驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)車(chē)輛20的配置概略的配置圖。如圖1中所示，示例電動(dòng)車(chē)輛20包括馬達(dá)32、逆變器34、電池36和電子控制單元(ecu)50。

馬達(dá)32例如由同步馬達(dá)發(fā)電機(jī)組成，并且轉(zhuǎn)子被連接至通過(guò)差速齒輪24聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)輪22a、22b的驅(qū)動(dòng)軸26。逆變器34被連接至馬達(dá)32，并且通過(guò)電源線(xiàn)38連接至電池36。逆變器34具有六個(gè)晶體管(切換元件)t11至t16，以及六個(gè)二極管d11至d16。晶體管t11至t16被兩個(gè)成對(duì)地布置，以便相對(duì)于電源線(xiàn)38的正電極線(xiàn)和負(fù)電極線(xiàn)變?yōu)樵磦?cè)和漏側(cè)。六個(gè)二極管d11至d16在逆向方向上分別與晶體管t11至t16并聯(lián)連接。馬達(dá)32的三相線(xiàn)圈(u相、v相和w相)分別被連接至晶體管的相應(yīng)連接點(diǎn)，從而與晶體管t11至t16配對(duì)。因而，當(dāng)電壓被施加至逆變器34時(shí)，由ecu50調(diào)節(jié)待配對(duì)的晶體管t11至t16的接通時(shí)間的比例，由此在三相線(xiàn)圈中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)馬達(dá)32。

電池36例如由鋰離子二次電池或者鎳氫二次電池組成，并且通過(guò)上述電源線(xiàn)38連接至逆變器34。

ecu50被構(gòu)造為以cpu52為核心的微型計(jì)算機(jī)，并且除了中央處理單元(cpu)52之外，ecu50還包括存儲(chǔ)處理程序的只讀存儲(chǔ)器(rom)54、臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(rom)56以及輸入/輸出端口。

來(lái)自各種傳感器的信號(hào)被通過(guò)輸入端口輸入至ecu50。輸入至ecu50的信號(hào)的示例包括來(lái)自檢測(cè)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器(例如，分解器)32a的旋轉(zhuǎn)位置θm、來(lái)自檢測(cè)馬達(dá)32的每個(gè)相位中流動(dòng)的電流的電流傳感器32u、32v的電流iu、iv、來(lái)自點(diǎn)火開(kāi)關(guān)60的點(diǎn)火信號(hào)、來(lái)自檢測(cè)換擋桿61的操作位置的檔位傳感器62的檔位sp、來(lái)自檢測(cè)加速器踏板63的壓下量的加速器踏板位置傳感器64的加速器開(kāi)度acc、來(lái)自檢測(cè)制動(dòng)器踏板65的壓下量的制動(dòng)器踏板位置傳感器66的制動(dòng)器踏板位置bp以及來(lái)自車(chē)速傳感器68的車(chē)速v。

通過(guò)輸出端口從ecu50向逆變器34的晶體管t11至t16輸出切換控制信號(hào)等等。

ecu50基于來(lái)自旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器32a的馬達(dá)32的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置θm計(jì)算馬達(dá)32的電角度θe和馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm。

在上文配置的示例的電動(dòng)車(chē)輛20中，首先基于加速器開(kāi)度acc和車(chē)速v設(shè)定對(duì)驅(qū)動(dòng)軸26要求的要求扭矩tp*。之后，要求扭矩tp*被設(shè)定為馬達(dá)32的扭矩指令tm*。然后，使用馬達(dá)32的扭矩指令tm*，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制控制(pwm控制)切換逆變器34的晶體管t11至t16。pwm控制是通過(guò)比較馬達(dá)32的電壓指令與載波(三角波)電壓來(lái)調(diào)節(jié)晶體管t11至t16的接通時(shí)間的比例的控制。在該示例中，使用約幾khz至10khz的三角波電壓作為載波電壓。

然后將描述如上配置的示例的電動(dòng)車(chē)輛20的操作，特別是當(dāng)控制馬達(dá)32時(shí)的操作。圖2是示出由示例電子控制單元50執(zhí)行的馬達(dá)控制例程的示例的流程圖。該例程被重復(fù)地執(zhí)行。

如果執(zhí)行馬達(dá)控制例程，則首先ecu50輸入電角度θe、轉(zhuǎn)速nm、u相和v相的電流iu、iv以及馬達(dá)32的扭矩指令tm*(步驟s100)。作為電角度θe和轉(zhuǎn)速nm，輸入基于旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器32a檢測(cè)的馬達(dá)32的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置θm計(jì)算的值。作為電流iu、iv，輸入由電流傳感器32u、32v檢測(cè)的值。作為扭矩指令tm*，輸入上述驅(qū)動(dòng)控制設(shè)定的值。

之后，假定在馬達(dá)32的三相線(xiàn)圈的u相、v相和w相中流動(dòng)的電流iu、iv、iw的總和為零，使用馬達(dá)32的電角度θe將u相和v相的電流iu、iv坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(兩相至三相轉(zhuǎn)換)為d軸和q軸的電流id、iq(步驟s110)。

基于馬達(dá)32的扭矩指令tm*設(shè)定作為d軸和q軸的電流指令id*、iq*的基本值的基本電流指令idtmp、iqtmp(步驟s120)。在該示例中，通過(guò)提前確定馬達(dá)32的扭矩指令tm*和d軸與q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp之間的關(guān)系，將該關(guān)系作為電流指令設(shè)定圖存儲(chǔ)在rom55中，以及如果給定馬達(dá)32的扭矩指令tm*，則從該圖導(dǎo)出d軸和q軸的相應(yīng)基本電流指令idtmp、iqtmp來(lái)設(shè)定d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp。

然后，基于馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm設(shè)定電角度補(bǔ)償量δθe1(步驟s130)，并且通過(guò)將電角度補(bǔ)償量δθe1添加至在步驟s100中輸入的馬達(dá)32的電角度θe來(lái)計(jì)算馬達(dá)32的預(yù)測(cè)電角度θees1(步驟s140)。電角度補(bǔ)償量δθe1是用于補(bǔ)償在步驟s100中輸入的電角度θe和當(dāng)pwm信號(hào)被從ecu50輸出至逆變器34時(shí)的實(shí)際電角度之間的偏差(后者相對(duì)于前者的提前量)的補(bǔ)償量。在該示例中，基于馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm設(shè)定與1.5個(gè)循環(huán)的載波電壓對(duì)應(yīng)的電角度的移動(dòng)量，并且馬達(dá)32的預(yù)測(cè)電角度θees1與本發(fā)明的“ecu檢測(cè)的電角度”對(duì)應(yīng)。

之后，基于馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm設(shè)定電角度補(bǔ)償量δθe2(步驟s150)，并且通過(guò)將電角度補(bǔ)償量δθe2添加至馬達(dá)32的預(yù)測(cè)電角度θees1來(lái)計(jì)算馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2(步驟s160)。電角度補(bǔ)償量δθe2是用于補(bǔ)償當(dāng)pwm信號(hào)被從ecu50輸出至逆變器34時(shí)的馬達(dá)32的實(shí)際電角度和當(dāng)馬達(dá)32的實(shí)際扭矩(電流)根據(jù)逆變器34的晶體管t11至t16的切換而變化(脈動(dòng))時(shí)的實(shí)際電角度之間的偏差(后者相對(duì)于前者的提前量)的補(bǔ)償量，并且在該示例中，通過(guò)提前確定馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm和電角度補(bǔ)償量δθe2之間的關(guān)系，將該關(guān)系作為電角度補(bǔ)償量設(shè)定圖存儲(chǔ)在rom54中，以及如果給定馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm，則從該圖導(dǎo)出相應(yīng)的電角度補(bǔ)償量δθe2來(lái)設(shè)定電角度補(bǔ)償量δθe2。在圖3中示出電角度補(bǔ)償量設(shè)定圖的示例。如圖所示，電角度補(bǔ)償量δθe2在馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm具有零值時(shí)具有零值，并且當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm2高時(shí)，電角度補(bǔ)償量δθe2被設(shè)定成比當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm2低時(shí)更大。詳細(xì)地，電角度補(bǔ)償量δθe2被設(shè)定成當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm更高時(shí)更大。這是因?yàn)楫?dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm高(馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)頻率高)時(shí)，馬達(dá)32的預(yù)測(cè)電角度θees1和當(dāng)馬達(dá)32的實(shí)際扭矩(電流)根據(jù)逆變器34的晶體管t11至t16的切換而變化時(shí)的馬達(dá)32的實(shí)際電角度之間的偏差(后者相對(duì)于前者的提前量)大于當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm低(馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的頻率低)時(shí)的偏差。

然后，基于馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2和扭矩指令tm*設(shè)定在修正d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp時(shí)使用的修正系數(shù)ki(步驟s170)，并且如表達(dá)式(1)和(2)中所示，通過(guò)將d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以修正系數(shù)ki來(lái)計(jì)算d軸和q軸的電流指令id*、iq*(步驟s180)。

id*＝idtmp·ki…(1)

iq*＝iqtmp·ki…(2)

在該示例中，通過(guò)提前確定馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2和扭矩指令tm*以及修正系數(shù)ki之間的關(guān)系，將該關(guān)系作為修正系數(shù)設(shè)定圖存儲(chǔ)在rom54中，以及如果給定馬達(dá)32的扭矩指令tm*和修正預(yù)測(cè)電角度θees2，則從圖中導(dǎo)出相應(yīng)修正系數(shù)ki來(lái)設(shè)定修正系數(shù)ki。在圖4中示出修正系數(shù)設(shè)定圖的示例。圖4示出在電角度第6階(相對(duì)于電角度的一個(gè)循環(huán)的六個(gè)循環(huán))發(fā)生馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的情況下的修正系數(shù)示例。如圖所示，修正系數(shù)k1被設(shè)定成基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2，以值1作為中心波動(dòng)，使得馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)能夠被消除。使修正系數(shù)k1小于值1的修正預(yù)測(cè)電角度θees2的范圍的意思是其中如果d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp實(shí)際上被設(shè)定成電流指令id*、iq*，則輸出扭矩由于馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)比扭矩指令tm*大的范圍，即，其中電流指令id*、iq*需要比基本電流指令idtmp、iqtmp小，以便消除馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的修正預(yù)測(cè)電角度θees2的范圍。使修正系數(shù)ki比值1大的修正預(yù)測(cè)電角度θees2的范圍的意思是其中如果d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp實(shí)際上被設(shè)定成電流指令id*、iq*，則輸出扭矩由于馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)比扭矩指令tm*小的范圍，即，其中電流指令id*、iq*需要比基本電流指令idtmp、iqtmp大，以便消除馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的修正預(yù)測(cè)電角度θees2的范圍。修正系數(shù)ki被設(shè)定成與當(dāng)馬達(dá)32的扭矩指令tm*小時(shí)相比，當(dāng)馬達(dá)32的扭矩指令tm*大時(shí)以值1作為中心波動(dòng)地更大。這是因?yàn)榕c當(dāng)馬達(dá)32的扭矩指令tm*小時(shí)相比，當(dāng)馬達(dá)32的扭矩指令tm*大時(shí)，馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)更易于變大。修正系數(shù)ki不限于圖4中所示的，并且可以根據(jù)待降低的扭矩波動(dòng)的分量的階數(shù)(例如，電角度第6階、電角度第12階、電角度第24階…中一個(gè)或者多個(gè))設(shè)定。

因而，通過(guò)將d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以修正系數(shù)ki計(jì)算的d軸和q軸的電流指令id*、iq*變?yōu)榕c通過(guò)基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2修正馬達(dá)32的扭矩指令tm*獲得的修正扭矩對(duì)應(yīng)的電流指令，使得馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)被消除。

然后，使用d軸和q軸的電流指令id*、iq*以及d軸和q軸的電流id、iq，通過(guò)表達(dá)式(3)和(4)來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*的反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb。在表達(dá)式(3)和(4)中，“kd1”、“kq1”是比例項(xiàng)的增量，并且“kd2”、“kq2”是積分相的增量。

vdfb＝kd1·(id*-id)+kd2∫(id*-id)dt…(3)

vqfb＝kq1·(iq*-iq)+kq2∫(iq*-iq)dt…(4)

之后，基于馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2、扭矩指令tm*和轉(zhuǎn)速nm來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*的前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff(步驟s200)。在該示例中，通過(guò)提前確定馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2、扭矩指令tm*和轉(zhuǎn)速nm以及前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff之間的關(guān)系，將該關(guān)系作為前饋?lái)?xiàng)設(shè)定圖存儲(chǔ)在rom54中，并且如果給定馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2、扭矩指令tm*和轉(zhuǎn)速nm，則從圖中導(dǎo)出相應(yīng)的前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff來(lái)設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff。在圖5a和5b中示出前饋?lái)?xiàng)設(shè)定圖的示例。圖5a是用于設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff的圖，并且圖5b是用于設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vqff的圖。在前饋?lái)?xiàng)設(shè)定圖中，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者分析，根據(jù)馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2、扭矩指令tm*和轉(zhuǎn)速nm提前確定適用于消除馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff。

然后，如表達(dá)式(5)和(6)中所示，前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff和反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb的和被設(shè)定為d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*(步驟s210)。

vd*＝vdff+vdfb…(5)

vq*＝vqff+vqfb…(6)

然后，使用馬達(dá)32的預(yù)測(cè)電角度θees1將d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(兩相至三相轉(zhuǎn)換)為u相、v相和w相的電壓指令vu*、vv*、vw*(步驟s220)。然后，u相、v相和w相的電壓指令vu*、vv*、vw*被轉(zhuǎn)換為pwm信號(hào)，以切換逆變器34的晶體管t11至t16，pwm信號(hào)被輸出至逆變器34以切換逆變器34的晶體管t11至t16(步驟s230)，并且該例程結(jié)束。

在該示例中，能夠認(rèn)為通過(guò)從d軸和q軸的電流指令id*、iq*減去基本電流指令idtmp、iqtmp獲得的與前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff對(duì)應(yīng)的扭矩和與d軸和q軸的值(id*-idtmp)、(iq*-iqtmp)對(duì)應(yīng)的扭矩對(duì)應(yīng)于用于消除馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的消除扭矩tcn。在該示例中，由于考慮到使用修正預(yù)測(cè)電角度θees2設(shè)定基于馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm和前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff的電角度補(bǔ)償量δθe2，使用修正預(yù)測(cè)電角度θees2設(shè)定在計(jì)算d軸和q軸的電流指令id*、iq*時(shí)使用的修正系數(shù)ki，所以與使用電角度θe或者預(yù)測(cè)電角度θees1設(shè)定這些值相比，能夠使消除扭矩tcn更適合。通過(guò)這種方式，能夠更充分地抑制馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)，并且更充分地抑制馬達(dá)32的振動(dòng)和噪音。如果馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm變得相對(duì)地高，則馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的循環(huán)時(shí)間變得相對(duì)地短；因而，可能不能僅基于修正預(yù)測(cè)電角度值θees2使用修正系數(shù)ki，通過(guò)反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb充分地抑制馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)。在該示例中，通過(guò)根據(jù)修正電角度θees2使用前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff，甚至在馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm比較高時(shí)，也能夠更充分地抑制馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)，因而更充分地抑制馬達(dá)32的振動(dòng)和噪音。

在上述示例的電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)裝置中，首先，電角度補(bǔ)償量δθe2被設(shè)定成當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm高時(shí)比馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm低時(shí)更大。之后，通過(guò)將電角度補(bǔ)償量δθe2添加至基于來(lái)自旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器32a的馬達(dá)32的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置θm從電角度θe預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)電角度θees1來(lái)設(shè)定修正預(yù)測(cè)電角度θees2。然后，通過(guò)基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2，將d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以修正系數(shù)ki來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*，并且使用d軸和q軸的電流指令id*、iq*切換逆變器34的晶體管t11至t16。通過(guò)對(duì)逆變器34的這種控制，通過(guò)基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2修正馬達(dá)32的扭矩指令tm*使得馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)被消除而獲得的修正扭矩能夠被從馬達(dá)32輸出。通過(guò)這種方式，能夠更充分地抑制馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)，并且更充分地抑制馬達(dá)32的振動(dòng)和噪音。

在示例電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置中，通過(guò)基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2將d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以修正系數(shù)ki來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*，并且然后，設(shè)定通過(guò)基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2修正扭矩指令tm*使得馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)被消除而獲得的電流指令id*、iq*(相應(yīng)于馬達(dá)32的扭矩指令tm*和消除扭矩tcn的和的扭矩)?？商孢x地，基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的消除扭矩tcn可以被轉(zhuǎn)換為d軸和q軸的消除電流指令idcn、iqcn，并且如表達(dá)式(7)和(8)中所示，可以通過(guò)將d軸和q軸的消除電流指令idcn、iqcn添加至d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*。

id*＝idtmp+idcn…(7)

iq*＝iqtmp+iqcn…(8)

在示例電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置中，通過(guò)將基于馬達(dá)32的扭矩指令tm*的d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的修正系數(shù)ki來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*，并且使用d軸和q軸的電流指令id*、iq*控制逆變器34?？商孢x地，可以通過(guò)將馬達(dá)32的扭矩指令tm*乘以基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的修正系數(shù)來(lái)重置扭矩指令tm*，并且逆變器34可以被控制成從馬達(dá)32輸出重置扭矩指令tm*。此外，可以通過(guò)將基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的消除扭矩tcn添加至馬達(dá)32的扭矩指令tm*來(lái)重置扭矩指令tm*，并且逆變器可以被配置成從馬達(dá)32輸出重置扭矩指令tm*。在這些情況下，當(dāng)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*時(shí)，基于扭矩指令tm*的d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp實(shí)際上可以被設(shè)定成d軸和q軸的電流指令id*、iq*。

在示例電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置中，通過(guò)與馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm無(wú)關(guān)地，將d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的修正系數(shù)ki來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*?？商孢x地，當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm等于或者小于閾值nmref時(shí)，可以通過(guò)將d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp乘以基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的修正系數(shù)ki來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電流指令id*、iq*，并且當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm大于閾值nmref時(shí)，d軸和q軸的基本電流指令idtmp、iqtmp實(shí)際上可以被設(shè)定成d軸和q軸的電流指令id*、iq*。閾值nmref是其中能夠使用基于修正預(yù)測(cè)電角度θees2的修正系數(shù)ki通過(guò)反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb充分地抑制馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)的馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速范圍的上限。

在示例電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置中，與馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm無(wú)關(guān)地設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff，并且使用前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff和反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*?？商孢x地，當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm大于閾值nmref2時(shí)，則設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff，并且使用前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff和反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb來(lái)設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*，并且當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm等于或者小于閾值nmref2時(shí)，僅使用反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*，而不設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff。這是因?yàn)檎J(rèn)為當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm比較低時(shí)，能夠僅通過(guò)反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb充分地消除馬達(dá)32的扭矩波動(dòng)。然后，僅當(dāng)馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速nm大于閾值nmref2時(shí)，才使用前饋?lái)?xiàng)設(shè)定圖來(lái)設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff，由此能夠減少前饋?lái)?xiàng)設(shè)定圖的數(shù)據(jù)量(存儲(chǔ)在rom54中的數(shù)據(jù)量)。作為閾值nmref2，可以使用與上述閾值nmref相同的值，或者可以使用稍微小于閾值nmref的值。

在示例電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置中，基于馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2、扭矩指令tm*和轉(zhuǎn)速nm設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*的前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff。可替選地，可以基于馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2、扭矩指令tm*和轉(zhuǎn)速nm設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff。此外，可以?xún)H基于馬達(dá)32的修正預(yù)測(cè)電角度θees2設(shè)定前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff。

在示例電動(dòng)車(chē)輛20中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置中，使用前饋?lái)?xiàng)vdff、vqff和反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*?？商孢x地，可以?xún)H使用反饋?lái)?xiàng)vdfb、vqfb設(shè)定d軸和q軸的電壓指令vd*、vq*。

在該示例中，驅(qū)動(dòng)裝置被安裝在僅使用來(lái)自馬達(dá)32的動(dòng)力行駛的電動(dòng)車(chē)輛20中?？商孢x地，驅(qū)動(dòng)裝置可以被安裝在使用來(lái)自馬達(dá)的動(dòng)力和來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力行駛的混合動(dòng)力車(chē)輛中。此外，驅(qū)動(dòng)裝置可以被安裝在不移動(dòng)的設(shè)備中，諸如建筑設(shè)施。

將描述示例的主要組件與在發(fā)明內(nèi)容中描述的發(fā)明的主要組件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在示例中，馬達(dá)32對(duì)應(yīng)于“馬達(dá)”，逆變器34對(duì)應(yīng)于“逆變器”，并且計(jì)算馬達(dá)32的電角度和馬達(dá)32的轉(zhuǎn)速并且執(zhí)行圖2的馬達(dá)控制例程的ecu50對(duì)應(yīng)于“ecu”。

示例的主要組件與在發(fā)明內(nèi)容中描述的發(fā)明的主要組件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不應(yīng)被視為限制在發(fā)明內(nèi)容中描述的發(fā)明的組件，因?yàn)閷?shí)施例僅是例示性的，以特定地描述用于執(zhí)行本發(fā)明的模式。即，應(yīng)基于發(fā)明內(nèi)容的說(shuō)明解釋在發(fā)明內(nèi)容中所述的發(fā)明，并且示例僅是在發(fā)明內(nèi)容中所述的發(fā)明的特定示例。

雖然已經(jīng)使用示例描述了用于執(zhí)行本發(fā)明的模式，但是本發(fā)明不限于示例，并且在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，當(dāng)然能夠被以各種模式實(shí)施本發(fā)明。

本發(fā)明能夠被應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)裝置的制造工業(yè)。