控制装置以及控制方法制造方法及图纸

控制装置具有一对开关元件，该一对开关元件将来自电源的电力变换为交流电力而向负载供给。该控制装置获取对负载供给的电流或者电压的信号，将该信号从模拟信号变换为数字信号，基于变换后的信号对占空指令值进行运算，该占空指令值用于对负载进行PWM控制。控制装置基于运算所得的占空指令值和用于进行PWM控制的载波信号而生成PWM信号，基于生成的PWM信号而对开关元件的连接状态进行切换，由此控制对负载供给的交流电力。而且，控制装置判定载波信号是增加还是减少，基于判定出的载波信号的增减而对占空指令值进行校正，由此对开关元件的切换定时进行调整。

Control device and control method

The control device has a pair of switching elements, a pair of switching elements that transform power from power to AC power and supply to the load. The control device obtains the signal of current or voltage supplied to the load, transforms the signal from analog signal to digital signal, and calculates the duty instruction value based on the transformed signal. The duty instruction value is used for PWM control of the load. The control device generates the PWM signal based on the duty command value and the carrier signal used for PWM control, and switches the connection state of the switch element based on the generated PWM signal, thereby controlling the AC power supplied to the load. Moreover, the control device determines whether the carrier signal is increased or reduced, and adjusts the duty instruction value based on the increase or decrease of the carrier signal, thereby adjusting the switching time of the switching element.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置以及控制方法
本专利技术涉及控制对电负载供给的交流电力的控制装置以及控制方法。
技术介绍
作为对电机等电负载进行控制的控制装置，已知如下控制装置，即，在被脉冲宽度调制(PWM)控制所使用的载波信号变为波峰以及波谷的定时，对电机的交流电流进行A/D变换，基于变换后的电流数据而对占空指令值进行计算。在这种控制装置中，每当根据占空指令值而生成PWM信号时，为了防止以相同相位成对地配置的2个半导体装置同时接通，针对PWM信号而设置被称为停滞时间(deadtime)的延迟时间。与此相伴，设置有停滞时间的PWM信号的接通期间的中间的定时，相对于在载波信号的波峰以及波谷处所执行的A/D变换的定时会偏移，A/D变换后的电流数据中包含因采样而引起的误差作为噪声。对此，日本特开2007-159185号公报中公开了如下技术，即，使A/D变换的定时相对于载波信号的波峰或者波谷以规定的停滞时间的一半的时间偏移，与PWM信号的接通期间的中间的定时一致。
技术实现思路
然而，上述技术为如下结构，即，无论PWM信号的占空比如何，使A/D变换的定时一律以规定时间而偏移，因此有时A/D变换的定时和PWM信号的接通期间的中间的定时会偏移。例如，在占空比处于100％附近时占空比越大则越缩短停滞时间的控制装置中，形成为无论停滞时间的期间根据占空比如何变更，一律使A/D变换的定时偏移的结构。在这种结构中，在占空比为100％时，针对PWM信号并未设置停滞时间，因此A/D变换的定时和PWM信号的接通期间的中间的定时的偏移宽度特别大。其结果，采样的电流数据显示为正弦波变形后的波形，因此电流数据中会混入有高次谐波的噪声分量。这样，仅通过使A/D变换的定时一律以停滞时间的一半的时间而偏移，有时会在A/D变换的定时和PWM信号的接通期间的中间的定时之间产生偏移而使得交流电流的检测信号中混入由采样引起的噪声。本专利技术就是着眼于这种问题而提出的，其目的在于抑制对电负载供给的交流电流的检测精度降低的控制装置以及控制方法。根据本专利技术的某个方式，对由交流电力驱动的电动单元进行控制的控制装置包含一对开关元件，该一对开关元件将来自电源的电力变换为交流电力而向所述电动单元供给。该控制装置包含：变换单元，其获取对所述电动单元供给的电流或者电压的信号，将该信号从模拟信号变换为数字信号；以及运算单元，其基于利用所述变换单元变换后的信号对占空指令值进行运算，该占空指令值用于对所述电动单元进行PWM控制。控制装置还包含：生成单元，其基于利用所述运算单元运算所得的占空指令值和用于进行所述PWM控制的载波信号而生成PWM信号；以及控制单元，其基于由所述生成单元生成的PWM信号而对所述开关元件的连接状态进行切换，由此控制对所述电动单元供给的交流电力。而且，控制装置具有：判定单元，其判定所述载波信号是增加还是减少；以及校正单元，其基于由所述判定单元判定出的载波信号的增减而对利用所述运算单元运算所得的占空指令值进行校正，由此对所述开关元件的切换定时进行调整。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的对电动装置进行控制的控制装置的结构的一个例子的图。图2是表示控制装置的A/D变换的定时和载波信号的关系的时序图。图3是表示本实施方式的PWM变换器的结构例的框图。图4是表示基于占空指令值而生成PWM电压的生成方法的一个例子的时序图。图5是表示本实施方式的对电机进行控制的控制方法的处理流程的一个例子的流程图。图6是表示本专利技术的第2实施方式的对占空指令值进行校正的方法的时序图。图7是表示本实施方式的控制方法的处理流程例的流程图。图8是表示本专利技术的第3实施方式的对占空指令值进行校正的方法的时序图。图9是表示本实施方式的控制方法的处理流程例的流程图。图10是表示本专利技术的第3实施方式的PWM变换器的结构的一个例子的框图。图11是表示本实施方式的对占空指令值进行校正的方法的时序图。图12是表示本实施方式的控制方法的处理流程的一个例子的流程图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第1实施方式)图1是表示本专利技术的第1实施方式的控制装置的结构的一个例子的图。控制装置100是对电机6进行驱动的电机控制装置。控制装置100例如搭载于混合动力汽车、电动汽车等。在本实施方式中，控制装置100执行矢量控制而控制对电机6供给的交流电力。控制装置100具有电机扭矩控制部1、dq轴/uvw相变换器2、PWM(PulseWidthModulation)变换器3、逆变器(INV)4、电流检测器5u以及5v。控制装置100具有转子位置检测器7、电机旋转速度运算器8、uvw相/dq轴变换器9、电池10以及电池电压检测器11。电机6是由交流电力驱动的电动单元。作为电机6，例如使用驱动用电机、转向用电机等电负载。电机6由多相交流的电动机构成，在本实施方式中，接收U相、V相以及W相电流的三相交流电流而进行驱动。在电机6设置有转子位置检测器7。转子位置检测器7以规定周期对电机6的转子的位置进行检测。转子位置检测器7例如由角度分解器构成。转子位置检测器7基于检测结果而将表示转子的电角度θ的检测信号输出至dq轴/uvw相变换器2、电机旋转速度运算器8以及uvw相/dq轴变换器9。电机旋转速度运算器8具有变换单元，该变换单元获取来自转子位置检测器7的检测信号，对该检测信号进行A/D变换而从模拟信号变换为数字信号，并将电角度检测值θ输出。电机旋转速度运算器8基于A/D变换后的电角度检测值θ而计算出此次的电角度检测值θ与上一次的电角度检测值的差值、即每单位时间的电角度检测值的变化量。电机旋转速度运算器8根据其电角度检测值的变化量而计算出电机6的旋转速度N，将该旋转速度N输出至电机扭矩控制部1。电池10是经由逆变器4而将电力供给至电机6的电源。电池10将直流电力输出至逆变器4。电池10例如由锂离子电池构成。电池电压检测器11对电池10的电压进行检测。电池电压检测器11将表示检测出的电压的电池电压检测值Vdc输出至电机扭矩控制部1。电机扭矩控制部1从未图示的控制器获取用于决定电机6的驱动力的扭矩指令值T*。在未图示的控制器中，根据车辆的驾驶状态而计算出扭矩指令值T*。例如，设置于车辆的加速器踏板的踏入量越大，输出至电机扭矩控制部1的扭矩指令值T*越大。电机扭矩控制部1基于扭矩指令值T*而对d轴电压指令值vd*以及q轴电压指令值vq*进行运算。d轴电流检测值id以及q轴电流检测值iq是将供给至电机6的三相交流电流的检测值向dq轴坐标变换后的值。在本实施方式中，电机扭矩控制部1基于扭矩指令值T*、电池电压检测值Vdc、d轴电流检测值id以及q轴电流检测值iq，对d轴电流指令值以及q轴电流指令值进行计算。电机扭矩控制部1基于计算出的d轴电流指令值以及q轴电流指令值，执行电流矢量控制运算，由此计算出d轴电压指令值vd*以及q轴电压指令值vq*。电机扭矩控制部1将计算出的d轴电压指令值vd*以及q轴电压指令值vq*输出至dq轴/uvw相变换器2。dq轴/uvw相变换器2根据下式(1)并基于来自转子位置检测器7的电角度检测值θ，将d轴电压指令值vd*以及q轴电压指令值vq*变换为作为三相电压指令值的U相电压指令值vu*、V相电压指令值vv*以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，其对由交流电力驱动的电动单元进行控制，其中，所述控制装置包含：一对开关元件，它们将来自电源的电力变换为交流电力而供给至所述电动单元；变换单元，其获取对所述电动单元供给的电流或者电压的信号，将该信号从模拟信号变换为数字信号；运算单元，其基于由所述变换单元变换后的信号，对占空指令值进行运算，该占空指令值用于对所述电动单元进行PWM控制；生成单元，其基于由所述运算单元运算所得的占空指令值、和用于进行所述PWM控制的载波信号，生成PWM信号；以及控制单元，其基于由所述生成单元生成的PWM信号，对所述开关元件的连接状态进行切换，由此控制对所述电动单元供给的交流电力，还具有：判定单元，其判定所述载波信号是增加还是减少；以及校正单元，其基于由所述判定单元判定出的载波信号的增减，对利用所述运算单元运算所得的占空指令值进行校正，由此对所述开关元件的切换定时进行调整。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制装置，其对由交流电力驱动的电动单元进行控制，其中，所述控制装置包含：一对开关元件，它们将来自电源的电力变换为交流电力而供给至所述电动单元；变换单元，其获取对所述电动单元供给的电流或者电压的信号，将该信号从模拟信号变换为数字信号；运算单元，其基于由所述变换单元变换后的信号，对占空指令值进行运算，该占空指令值用于对所述电动单元进行PWM控制；生成单元，其基于由所述运算单元运算所得的占空指令值、和用于进行所述PWM控制的载波信号，生成PWM信号；以及控制单元，其基于由所述生成单元生成的PWM信号，对所述开关元件的连接状态进行切换，由此控制对所述电动单元供给的交流电力，还具有：判定单元，其判定所述载波信号是增加还是减少；以及校正单元，其基于由所述判定单元判定出的载波信号的增减，对利用所述运算单元运算所得的占空指令值进行校正，由此对所述开关元件的切换定时进行调整。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述校正单元在所述载波信号的增加期间和减少期间，切换对所述占空指令值进行校正的校正量。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，还具有补偿单元，该补偿单元对所述占空指令值实施如下补偿处理，即，对向所述电动单元供给的PWM电压的脉冲宽度的偏差进行补偿，所述校正单元基于由所述判定单元判定出的载波信号的增减，对实施了所述补偿处理的占空指令值进行校正，由此对向所述电动单元供给的PWM电压的相位偏差进行补偿。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的控制装置，其中，还具有停滞时间生成单元，该停滞时间生成单元针对所述PWM信号而设置使得所述一对开关元件同时变为非导通状态的停滞时间，所述校正单元基于所述停滞时间和所述载波信号的周期，对所述占空指令值进行校正。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的控制装置，其中，所述校正单元基于在从所述生成单元向所述开关元件传输信号的电路中产生的滞后，对所述占空指...

【专利技术属性】
技术研发人员：正治满博，川村弘道，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP