对搭载于电动车辆的电动机进行驱动控制的变换器，由使用了载波信号的脉冲宽度调制而控制。在通常时，为了降低电磁噪声，变换器的载波频率（f1）在预先设定的第1频率范围（420）内随着时间经过而周期性或随机地变更。在低车速时，载波频率（f1）在被预先设定成比第1频率范围（420）宽且中心频率（fa）与第1频率范围（420）的中心频率相同的第2频率范围（430）内随着时间经过而周期性或随机地变更。第2频率范围（430）被设定为包含共振频率（frm），该共振频率（frm）为由电动车辆的搭载设备形成的多个机械振动系统中的以固有共振频率产生的电磁噪声大的特定的机械振动系统的共振频率。另一方面，第1频率范围（420）被设定为不包含该共振频率（frm）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更具体地说，涉及在电动机控制中所使用的载波频率的控制。
技术介绍
以往以来，在驱动控制交流电动机的电力变换器(inverter)中适用脉冲宽度调制控制(PWM控制)。日本特开2004-48844号公报(专利文献I)中记载了适用脉冲宽度调制控制的变换器中的载波频率、噪声的音量以及电力损耗的关系。详细地说，当降低载波频率时，因变换器产生的噪声的音量变大，另一方面，开关损耗减少。对此，记载了当提高载波频率时，噪声的音量变小，另一方面，开关元件的损耗增大。专利文献I中记载了如下的控制为 了不给混合动力车辆的搭乘者的听觉带来不适感而提高燃料经济性，当发动机转速低时将载波频率设定得较高，另一方面，当发动机转速高时降低载波频率。另外，日本特开2005-278281号公报(专利文献2)中记载了如下的控制作为用于向行人通知车辆的存在的车辆的控制装置，当检测到行人等障碍物时，使载波频率降低到听觉频带。另一方面，作为用于减少由PWM控制产生的噪声的技术，存在日本特开2007-20320号公报(专利文献3)和日本特开2008-99475号公报(专利文献4)。专利文献3中记载了不增加损耗就减少听觉上的噪声的PWM变换器装置。具体地说，记载了使决定PWM脉冲的频率的载波频率以任意的载波频率为中心周期性或随机地变动预定频率范围。进而，在专利文献3中，记载了通过电动机电流值或频率指令值来变更该载波频率的变动宽度。另外，日本特开2008-99475号公报(专利文献4)中记载了在电力变换装置的控制中，为了使所希望的频带中的噪声频谱平坦化，使载波频率离散且周期性地随时间变化。并记载了决定变化的载波频率的值以使高次谐波频率彼此不重叠。现有技术文献专利文献I :日本特开2004-48844号公报专利文献2 :日本特开2005-278281号公报专利文献3 :日本特开2007-20320号公报专利文献4 :日本特开2008-99475号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在能够通过来自电动机的驱动力行驶的混合动力车、燃料电池车以及电动汽车等电动车辆中，指出了如下问题由于在仅通过来自电动机的驱动力行驶的情况下车辆产生的声音小，所以行人等难以意识到车辆的接近。根据专利文献2，不新设发出警报音的装置等，而通过降低载波频率，能够产生听觉频带的电磁噪声作为附加的工作声。由此，期待向行人等通知车辆的接近。另一方面，已知在从变换器向电动机供给的电流上重叠了与载波频率相应的高次谐波电流(脉动电流)。因此，当载波频率降低时，通过使脉动电流变大，从而使磁场的变动变大，因此，在定子产生的涡电流变大。其结果，因铁损的增加导致电力损耗增大，因此电动机效率降低。尤其在永磁体型的电动机中，由于涡电流的增大不但与磁体温度的上升有关，还与减磁的发生有关，所以进而有可能使电动机效率降低。因此，在专利文献2的载波频率控制中，当产生工作声时，由于使载波频率固定地降低，所以当其适用频度高时，因电动机效率降低而有可能产生燃料经济性的恶化。本专利技术是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于，不会由于电动机的效率降低使燃料经济性恶化，通过在电动机控制中使用的载波频率的控制来增大电动车辆的工作声。 用于解决问题的手段在本专利技术的一种方式中，搭载于电动车辆的电动机的控制装置，具有电动机指令运算部、载波产生部、载波频率控制部和脉冲宽度调制部。电动机指令运算部构成为产生从构成为至少包含I个开关元件的电力变换器向电动机供给的电压或电流的控制指令。载波产生部构成为产生在电力变换器的控制中所使用的载波信号。载波频率控制部将载波产生部产生的多个载波信号的频率控制成当电动车辆的车速比预定速度高时使该频率在以预定频率为中心的第I频率范围内变动，另一方面，当车速比预定速度低时使该频率在以预定频率为中心的第2频率范围内变动。脉冲宽度调制部构成为基于来自电动机指令运算部的控制指令与来自载波产生部的载波信号的比较，控制电力变换器的开关元件的接通断开。电动车辆的搭载设备形成通过因载波信号产生的电磁振动而振动从而产生声音的多个机械振动系统。并且，第I频率范围和第2频率范围被设定成载波信号的频率在第2频率范围内变动时从多个机械振动系统产生的声音比载波信号的频率在第I频率范围内变动时从多个机械振动系统产生的声音大。优选，载波频率控制部，在电动车辆的车速比预定速度高时，根据第I变更周期使载波信号的频率在第I频率范围内变动，另一方面，在电动车辆的车速比预定速度低时，根据第2变更周期使载波信号的频率在第2频率范围内变动。第2变更周期比第I变更周期长。在本专利技术的另一方式中，是搭载于电动车辆的电动机的控制方法，包括控制步骤，控制在构成为至少包含I个开关元件的电力变换器的控制中所使用的多个载波信号频率；根据通过控制步骤决定的载波频率来产生载波信号的步骤；用于产生从电力变换器向电动机供给的电压或电流的控制指令的步骤；和基于控制指令与载波信号的比较来产生开关元件的接通断开控制信号的步骤。控制步骤包括当电动车辆的车速比预定速度高时，使载波频率在以预定频率为中心的第I频率范围内变动的步骤；和当车速比预定速度低时，使载波频率在以预定频率为中心的第2频率范围内变动的步骤。在电动车辆搭载有具有因机械振动成为声源的机构的多个设备。并且，第I频率范围和第2频率范围被设定成载波频率在第2频率范围内变动时从多个设备产生的声音比载波频率在第I频率范围内变动时从多个设备产生的声音大。优选，控制步骤包括在电动车辆的车速比预定速度高时，根据第I变更周期使载波频率在第I频率范围内变动的步骤；和在车速比预定速度低时，根据第2变更周期使载波频率在第2频率范围内变动的步骤。第2变更周期比第I变更周期长。优选，第I频率范围和第2频率范围被设定成多个机械振动系统中至少任一个的共振频率处于第I频率范围的外侧且第2频率范围的内侧。专利技术的效果根据本专利技术，不会由于电动机的效率降低使燃料经济性恶化，通过在电动机控制中使用的载波频率的控制增大了电动车辆的工作声。附图说明 图I是说明作为适用本专利技术的实施方式的电动机的控制装置的电动车辆的一例的混合动力车的整体结构的概略框图。图2是表示图I的混合动力车的发动机和电动发电机之间的转速的关系的列线图。图3是表示用于驱动图I所示的电动发电机的电气系统的结构的电路图。图4是本专利技术的实施方式的电动机的控制装置的功能框图。图5是说明图4所示的通过脉冲宽度调制部进行的PWM控制的波形图。图6是说明各变换器中的载波频率的控制的概念图。图7是表不图6所不的随机载波控制中的电磁噪声的声压级分布的概念图。图8是说明本专利技术的实施方式的随机载波控制的概念图。图9是说明本专利技术的实施方式的电动机的控制方法的处理步骤的第I流程图。图10是说明本专利技术的实施方式的电动机控制的处理步骤的第2流程图。图11是说明本专利技术的实施方式的变形例的随机载波控制的概念图。图12是说明本专利技术的实施方式的变形例的电动机控制的处理步骤的流程图。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。此外，对以下图中相同或相当部分标注同一附图标记且原则上不重复其说明。图I是说明作为适用本专利技术的实施方式的电动机控制的电动车辆的一例的混合动力车的整体结构的概略框图。此外，电动车辆是混合动力车、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机的控制装置，是搭载于电动车辆的电动机(MG1、MG2)的控制装置，具有 电动机指令运算部(300、305)，用于产生从构成为至少包含I个开关元件的电力变换器(210、220)向所述电动机供给的电压或电流的控制指令(Vu、Vv、Vw)； 载波产生部(360、365)，用于产生在所述电力变换器的控制中所使用的载波信号； 载波频率控制部(350)，用于将所述载波产生部产生的多个载波信号(160 (I)、160(2))的频率控制成当所述电动车辆的车速比预定速度高时使该频率在以预定频率为中心的第I频率范围(420)内变动，另一方面，当所述车速比所述预定速度低时使该频率在以所述预定频率为中心的第2频率范围(430)内变动；和 脉冲宽度调制部(310、315)，用于基于来自所述电动机指令运算部的所述控制指令与来自所述载波产生部的所述载波信号的比较，控制所述电力变换器的所述开关元件的接通断开， 所述电动车辆的搭载设备形成通过因所述载波信号产生的电磁振动而振动从而产生声音的多个机械振动系统， 所述第I频率范围和所述第2频率范围被设定成所述载波信号的频率在所述第2频率范围内变动时从所述多个机械振动系统产生的声音比所述载波信号的频率在所述第I频率范围内变动时从所述多个机械振动系统产生的声音大。2.如权利要求I记载的电动机的控制装置，其中， 所述载波频率控制部(350)，在所述电动车辆的车速比预定速度高时，根据第I变更周期(Tr)使所述载波信号的频率在所述第I频率范围内变动，另一方面，在所述电动车辆的车速比预定速度低时，根据第2变更周期(Trt)使所述载波信号的频率在所述第2频率范围内变动， 所述第2变更周期比所述第I变更周期长。3.如权利要求I或2记载的电动机的控制装置，其中， 所述第I频率范围和所述第2频率范围被设定成所述多个机械振动系统中至少任一个的共振频率(frm)处于所述第I频率范围(420)的外侧且所述第2频率范围(...
【专利技术属性】
技术研发人员：大杉亮祐，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。