马达驱动装置、控制器、电动车辆系统制造方法及图纸

本发明专利技术一方面抑制恒定地产生的电流脉动、另一方面在产生干扰时也实施稳定的电流控制。本发明专利技术的马达驱动装置(100)具备：电力变换电路(103)，其驱动交流马达(101)；以及控制器(102)，其控制电力变换电路(103)。控制器(102)具有电压指令运算部(108)、控制状态判定部(112)以及控制增益变更部(113)。当从控制状态判定部(112)输出的判定信号从表示稳态的判定信号切换至表示瞬态的判定信号时，控制增益变更部(113)将控制增益立即变更为平常设定的值，当从控制状态判定部(112)输出的判定信号从表示瞬态的判定信号切换至表示稳态的判定信号时，控制增益变更部(113)将控制增益以具有规定的滞后时间的方式变更为高增益设定的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达驱动装置、控制器、电动车辆系统
本专利技术涉及马达驱动装置、控制器以及电动车辆系统。
技术介绍
在马达驱动中，会恒定地产生变换器的PWM控制等所引起的电流脉动。当电流发生脉动时，会产生振动和噪音，在搭载有马达的设备中会招致舒适性的劣化等弊端，所以业界在寻求电流脉动的有效对策。作为电流脉动的对策，例如已知有运用相较于平常而言提高了电流控制中的控制增益的高增益设定来提高控制响应性的方法。由此，能够抑制恒定地产生的电流脉动。但另一方面，当提高控制增益时，控制器的运算滞后、参数设定误差等对电流控制结果产生的影响变大，因此，在瞬态响应时会导致过冲量的增加等，控制响应性反倒有可能变差。因此，须根据控制状态来恰当地切换电流控制的增益设定。作为切换电流控制的增益设定的方法，例如有下述专利文献1记载的方法。专利文献1中揭示了一种旋转电机的变换器控制装置，其根据流至三相交流旋转电机的U、V、W各相的电流来控制电流路径上设置的开关元件，该旋转电机的变换器控制装置的特征在于，具备：第1比例积分控制部，其根据d轴的比例项以及d轴的积分项来运算控制值，以减小d轴指令电流值与d轴实际电流值的差；第2比例积分控制部，其根据q轴的比例项以及q轴的积分项来运算控制值，以减小q轴指令电流值与q轴实际电流值的差；以及增益调整单元，在d轴的比例项、d轴的积分项、q轴的比例项、q轴的积分项中的至少1项的变动量较大时，所述增益调整单元减少该变动量较大的项的增益。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2015-154689号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1揭示的增益调整方法中，在因干扰而导致电流意外地发生陡峭变化的干扰产生时，难以恰当地设定电流控制的增益。因而，在产生干扰时，无法实施稳定的电流控制。解决问题的技术手段本专利技术的马达驱动装置具备：电力变换电路，其驱动交流马达；以及控制器，其控制所述电力变换电路；所述控制器具有：电压指令运算部，其根据电流指令与流至所述交流马达的实际电流的差分即电流偏差来运算用于使所述电力变换电路动作的电压指令；控制状态判定部，其根据所述电流偏差来输出与所述电力变换电路的控制状态相应的判定信号；以及控制增益变更部，其根据所述判定信号来变更所述电压指令运算部在所述电压指令的运算中使用的控制增益，在所述电流偏差满足规定的范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第1判定信号，在所述电流偏差不满足所述范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第2判定信号，当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第1判定信号切换至所述第2判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益立即变更为与所述第2判定信号相应的值，当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第2判定信号切换至所述第1判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益以具有规定的滞后时间的方式变更为与所述第1判定信号相应的值。本专利技术的控制器对驱动交流马达的电力变换电路进行控制，其具备：电压指令运算部，其根据与电流指令和流至所述交流马达的实际电流的差分相应的电流偏差来运算用于使所述电力变换电路动作的电压指令；控制状态判定部，其根据所述电流偏差来输出与所述电力变换电路的控制状态相应的判定信号；以及控制增益变更部，其根据所述判定信号来变更所述电压指令运算部在所述电压指令的运算中使用的控制增益，在所述电流偏差满足规定的范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第1判定信号，在所述电流偏差不满足所述范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第2判定信号，当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第1判定信号切换至所述第2判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益立即变更为与所述第2判定信号相应的值，当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第2判定信号切换至所述第1判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益以具有规定的滞后时间的方式变更为与所述第1判定信号相应的值。本专利技术的电动车辆系统具备：上述马达驱动装置；所述交流马达；车轴，其受到轴支承，以机械方式与所述交流马达连接；车轮，其固定在所述车轴上；以及驱动用电池，其向所述马达驱动装置供给电源。专利技术的效果根据本专利技术，一方面能抑制恒定地产生的电流脉动，另一方面在产生干扰时也能实施稳定的电流控制。附图说明图1为表示本专利技术的第一实施方式的马达驱动装置的构成的图。图2为表示电压指令运算部的内部构成的图。图3为表示控制状态判定部中的判定信号-电流偏差特性的图。图4为表示第一实施方式中的控制增益变更部的内部构成的图。图5为表示增益设定部的增益设定值查找表的图。图6为表示第一实施方式的马达驱动装置的平时的动作波形例的图。图7为表示第一实施方式的马达驱动装置的产生干扰时的动作波形例的图。图8为表示本专利技术的第二实施方式的马达驱动装置的构成的图。图9为表示第二实施方式中的控制增益变更部的内部构成的图。图10为表示信号处理部的输入输出特性的图。图11为表示增益变更许可信号生成部中的许可信号-判定信号特性的图。图12为表示第二实施方式的马达驱动装置的平时的动作波形例的图。图13为表示本专利技术的第三实施方式的搭载有马达驱动装置的电动车辆系统的构成的图。具体实施方式总的来说，本专利技术是在判定了瞬态与稳态的基础上切换电流控制的增益设定的动作中、在干扰产生状态下立即重置为瞬态下运用的平常设定，由此实现稳定的电流控制。因此，可以针对实现滞后时间要素的每一手段来构成能实施的形态。下面，对本专利技术相关的代表性实施方式进行说明。[第一实施方式]图1展示了本专利技术的第一实施方式的马达驱动装置的构成。如图1所示，本实施方式的马达驱动装置100具备控制器102和驱动交流马达101的电力变换电路103。交流马达101上安装有位置传感器104，电力变换电路103上安装有电流传感器105。交流马达101是由从马达驱动装置100输出的交流电加以旋转驱动的马达，例如为三相同步马达。此外，电力变换电路103是根据控制器102的控制将直流电变换为交流电而输出至交流马达101的电路，例如是使用多个半导体元件构成的三相全桥变换器。控制器102进行以向量控制为基本构成的电流控制运算，由此控制从电力变换电路103输出至交流马达101的交流电的电流，进行交流马达101的转矩控制。控制器102从外部得到转矩指令τ*的输入，将三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*输出至电力变换电路103。电力变换电路103根据从控制器102输出的三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*进行动作，进行直流电到交流电的电力变换。控制器102具有电流指令运算部106、减法运算部107a、107b、电压指令运算部108、转子位置/马达速度生成部109、dq/3相变换部110、3相/dq变换部111、控制状态判定部112以及控制增益变更部113这各个功能块。控制器102可以使用在微电脑中执行的规定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达驱动装置，其特征在于，具备：/n电力变换电路，其驱动交流马达；以及/n控制器，其控制所述电力变换电路；/n所述控制器具有：/n电压指令运算部，其根据电流指令与流至所述交流马达的实际电流的差分即电流偏差来运算用于使所述电力变换电路动作的电压指令；/n控制状态判定部，其根据所述电流偏差来输出与所述电力变换电路的控制状态相应的判定信号；以及/n控制增益变更部，其根据所述判定信号来变更所述电压指令运算部在所述电压指令的运算中使用的控制增益，/n在所述电流偏差满足规定的范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第1判定信号，在所述电流偏差不满足所述范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第2判定信号，/n当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第1判定信号切换至所述第2判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益立即变更为与所述第2判定信号相应的值，/n当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第2判定信号切换至所述第1判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益以具有规定的滞后时间的方式变更为与所述第1判定信号相应的值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180426 JP 2018-0852611.一种马达驱动装置，其特征在于，具备：
电力变换电路，其驱动交流马达；以及
控制器，其控制所述电力变换电路；
所述控制器具有：
电压指令运算部，其根据电流指令与流至所述交流马达的实际电流的差分即电流偏差来运算用于使所述电力变换电路动作的电压指令；
控制状态判定部，其根据所述电流偏差来输出与所述电力变换电路的控制状态相应的判定信号；以及
控制增益变更部，其根据所述判定信号来变更所述电压指令运算部在所述电压指令的运算中使用的控制增益，
在所述电流偏差满足规定的范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第1判定信号，在所述电流偏差不满足所述范围条件的情况下，所述控制状态判定部输出第2判定信号，
当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第1判定信号切换至所述第2判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益立即变更为与所述第2判定信号相应的值，
当从所述控制状态判定部输出的判定信号从所述第2判定信号切换至所述第1判定信号时，所述控制增益变更部将所述控制增益以具有规定的滞后时间的方式变更为与所述第1判定信号相应的值。


2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制增益变更部具有低通滤波器，使用所述低通滤波器来实现所述滞后时间。


3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制增益变更部具有增益设定部，所述增益设定部至少保持二维以上的查找表，使用所述查找表来决定与所述判定信号相应的所述控制增益的值。


4.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制增益变更部具有积分器，使用所述积分器来实现所述滞后时间。


5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制增益变更部根据以所述积分器对所述电流偏差的绝对值进行积分得到的值来决定所述控制增益的值。


6.根据权利要求4或5所述的马达驱动装置，其特征在于，
在所述电流偏差的绝对值小于规定值的情况下，所述积分器对0进行积分，在所述电流偏差的绝对值大于所述规定值的情况下，所述积分器对所述电流偏差的绝对值进行积分。

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾矩也，户张和明，高桥史一，西口慎吾，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP