(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、上記パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、上記パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分を抽出するフィルタ、このフィルタの出力周波数を逆位相に変換する位相変換器を備え、上記位相変換器が出力した逆位相の出力周波数を上記パルスジェネレータの出力周波数に加算して、上記パルスジェネレータの出力周波数を補正し、上記補正されたパルスジェネレータの出力周波数を用いて上記モータ電圧を形成することを特徴とする車両用電力変換装置。
【請求項２】
上記パルスジェネレータの出力周波数をモータ周波数に換算するモータ周波数換算器を備え、上記パルスジェネレータの出力周波数は、上記モータ周波数に換算された後に補正されることを特徴とする請求項１記載の車両用電力変換装置。
【請求項３】
車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、上記パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、上記パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力する上記パルスジェネレータの出力周波数を基にして上記パルスジェネレータの一周期当たりのサンプリング数を決め、上記サンプリング数の上記パルスジェネレータの出力周波数を平均化する平均化手段を備え、上記平均化手段の出力周波数を用いて上記モータ電圧を形成することを特徴とする車両用電力変換装置。
【請求項４】
車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、上記パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、上記パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力する上記パルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分の周期毎に上記パルスジェネレータの出力周波数の最大値と最小値との平均値を求める平均化手段を備え、上記平均化手段の出力周波数を用いて上記モータ電圧を形成することを特徴とする車両用電力変換装置。
【請求項５】
車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、上記パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、上記パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力する上記パルスジェネレータの出力周波数の変化率を制限する変化率制限手段を備え、上記変化率制限手段により上記パルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分の変化率を制限して上記交流脈動の周波数成分を取り除き、上記変化率制限手段の出力周波数を用いて上記モータ電圧を形成することを特徴とする車両用電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車輪の回転軸に対するパルスジェネレータ回転軸の偏心によりパルスジェネレータ出力に重畳し、トルク振動の要因となる交流脈動成分を取り除く車両用電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の車両用電力変換装置の構成を示す図である。
図６において、１は車輪の軸端に取付けられたパルスジェネレータ、２はパルスジェネレータ１の出力を受けてモータ電圧を発生させる車両用電力変換装置である。３はパルスジェネレータ１の出力が入力されるインバータ制御系、４はインバータ制御系３を構成するパルスジェネレータ出力／周波数換算器で、パルスジェネレータ１の出力パルスを周波数信号のパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧに変換する。５はパルスジェネレータ出力／周波数換算器４の出力であるパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧをモータ周波数ｆＭに変換するモータ周波数換算器、６はすべり周波数パターンｆＳを発生させるすべり周波数パターン発生器、７はトルクパターンＴＰを発生させるトルクパターン発生器、８はトルクパターンＴＰが入力されるモータ電圧制御器である。９はＰＷＭインバータ制御器で、インバータ周波数ｆＩＮＶとモータ電圧制御器８からのモータ電圧指令ＶＭによって、電圧形ＰＷＭインバータ１０を制御する。１１は電圧形ＰＷＭインバータ１０からのモータ電圧によって駆動されるモータである。
なお、４〜９によって、インバータ制御系３を構成し、インバータ制御系３と電圧形ＰＷＭインバータ１０によって車両用電力変換装置２を構成する。
【０００３】
次に、動作について説明する。
従来の車両用電力変換装置は、パルスジェネレータ１の出力をインバータ制御系３に入力し、パルスジェネレータ出力／周波数換算器４によって、パルスをパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧに変換し、モータ周波数換算器５によってモータ周波数ｆＭに変換する。インバータ周波数ｆＩＮＶは、モータ周波数ｆＭとすべり周波数パターンｆＳの和によって演算される。インバータ周波数ｆＩＮＶとモータ電圧指令（変調率）ＶＭによって電圧形ＰＷＭインバータ１０を制御し、電圧形ＰＷＭインバータ１０を構成する各素子をＯＮ／ＯＦＦすることによって、３相交流のモータ電圧を発生させて、モータ１１を駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車輪の軸端に取付けられているパルスジェネレータ１が、車輪の回転軸に対して偏心している場合、パルスジェネレータ１の出力するパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧは、車輪１回転につき１周期の交流脈動が重畳し、インバータ周波数ｆＩＮＶについても、同一の交流脈動が重畳する。電圧形ＰＷＭインバータ１０の出力周波数は、インバータ周波数ｆＩＮＶであるため、３相交流電圧は、パルスジェネレータ出力と同一の交流脈動が重畳し、モータトルクが振動することによって車両の乗心地を悪化させるという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、パルスジェネレータ出力に重畳する交流脈動の周波数成分を取り除き、基本波成分のみをモータ周波数として利用する車両用電力変換装置を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる車両用電力変換装置においては、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分を抽出するフィルタと、このフィルタの出力周波数を逆位相に変換する位相変換器を備え、位相変換器が出力した逆位相の出力周波数をパルスジェネレータの出力周波数に加算して、パルスジェネレータの出力周波数を補正し、補正されたパルスジェネレータの出力周波数を用いてモータ電圧を形成するものである。
また、パルスジェネレータの出力周波数をモータ周波数に換算するモータ周波数換算器を備え、パルスジェネレータの出力周波数は、モータ周波数に換算された後に補正されるものである。
【０００７】
また、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数を基にしてパルスジェネレータの一周期当たりのサンプリング数を決め、サンプリング数のパルスジェネレータの出力周波数を平均化する平均化手段を備え、平均化手段の出力周波数を用いてモータ電圧を形成するものである。
また、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分の周期毎にパルスジェネレータの出力周波数の最大値と最小値との平均値を求める平均化手段を備え、平均化手段の出力周波数を用いてモータ電圧を形成するものである。
【０００８】
さらに、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数の変化率を制限する変化率制限手段を備え、変化率制限手段によりパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分の変化率を制限して交流脈動の周波数成分を取り除き、変化率制限手段の出力周波数を用いてモータ電圧を形成するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図１について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
図１において、１〜１１は図６におけるものと同一のものである。１２はパルスジェネレータ出力／周波数換算器４の出力であるパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧが入力されるフィルタ、１３はフィルタ１２の出力を逆位相に変換する位相変換器であり、この出力はパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧと加算される。
【００１０】
次に、動作について説明する。
図１の１〜１１は、図６におけるものと同様に動作する。
パルスジェネレータ出力／周波数換算器４で、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧを演算し、フィルタ１２によってパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧに含まれる交流脈動の周波数成分を抽出し、位相変換器１３によって逆位相に変換して補正値を生成し、この補正値は、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧと加算され、交流脈動の周波数成分を相殺する。
【００１１】
なお、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧに対して補正するほかに、図２のように、モータ周波数換算器５による変換処理を実施した後のインバータ周波数ｆＩＮＶを補正しても構わない。
図２は、この発明の実施の形態１による車両用電力変換装置の別の構成を示す図である。
図２において、１、３〜９、１２、１３は図１におけるものと同一のものである。
図２では、位相変換器１３の出力は、モータ周波数換算器５を経てモータ周波数の補正値となり、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧがモータ周波数換算器５によって換算されたものと、加算されるようになっている。図２のような構成によっても、図１の構成と同様の効果が得られる。
【００１２】
実施の形態１によれば、パルスジェネレータ出力に重畳する交流脈動の周波数成分をフィルタによって抽出し、逆位相に変換することで補正値を生成し、交流脈動の周波数成分を相殺させて基本波成分のみをモータ周波数として利用するので、車両に不快なトルク振動の発生を抑止し、車両の乗心地を改善できるという効果がある。
【００１３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図３について説明する。
図３は、この発明の実施の形態２による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
図３において、１、３〜５は図１におけるものと同一のものである。１４は交流脈動の一周期のサンプリング数Ｎを推定するためのサンプリング数推定テーブル、１５はサンプリング数推定テーブル１４によって推定されるサンプリング数Ｎだけ、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧをサンプリングして記憶するレジスタ、１６はレジスタ１５に記憶されたＮ個のサンプリングされた値の平均を算出する平均化処理である。
【００１４】
図３では、パルスジェネレータ出力／周波数換算器４でパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧを演算し、パルスジェネレータ出力の交流脈動の推定周期（△ｔ）で、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧを平均化することによって、交流脈動の周波数成分を取り除くようにしている。
車輪が一回転すると、一周期の交流脈動が出現するので、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧを基にして、一周期のサンプリング数Ｎをサンプリング数推定テーブル１４を用いて決め、そのサンプリング数Ｎだけ、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧをサンプリングしてレジスタ１５に記憶させ、平均化処理１６によってレジスタ１５に記憶されたＮ個のサンプリングされた値を平均化する。これにより、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧに含まれる交流脈動成分を除去することができる。
【００１５】
実施の形態２によれば、パルスジェネレータの出力を平均化し、交流脈動を取り除いて基本波成分のみをモータ周波数として利用するので、車両に不快なトルク振動の発生を抑止し、車両の乗心地を改善できるという効果がある。
【００１６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図４について説明する。
図４は、この発明の実施の形態３による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
図４において、１、３〜５、１４は図１におけるものと同一のものである。１７は交流脈動の一周期毎のパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧの最大値を保持するピークホールド（最大）、１８は交流脈動の一周期毎のパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧの最小値を保持するピークホールド（最小）、１９はピークホールド（最大）１７とピークホールド（最小）１８によって保持された値の平均値を求める平均化処理、２０はサンプリング数推定テーブル１４によって算出されたサンプリング数Ｎ毎に、すなわち交流脈動の一周期毎に、ピークホールド（最大）１７とピークホールド（最小）１８をリセットするピークホールドリセット器である。
【００１７】
図４の構成では、パルスジェネレータ出力／周波数換算器４で、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧを演算し、パルスジェネレータの出力の交流脈動の推定周期（△ｔ）毎に、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧの最大値と最小値を、ピークホールド（最大）１７とピークホールド（最小）１８に保持し、交流脈動の一周期毎に、平均化処理１９によって、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧのピークホールド（最大）１７及びピークホールド（最小）１８に保持された最大値と最小値との平均値を求めることにより、交流脈動の周波数成分を取り除くようにしている。
【００１８】
実施の形態３によれば、パルスジェネレータ出力の最大値と最小値を平均化し、交流脈動を取り除いて基本波成分のみをモータ周波数として利用するので、車両に不快なトルク振動の発生を抑止し、車両の乗心地を改善できるという効果がある。
【００１９】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図５について説明する。
図５は、この発明の実施の形態４による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
図５において、１、３〜５は図１におけるものと同一のものである。２１はパルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧの変化率を制限する変化率制限器である。
図５では、パルスジェネレータ出力／周波数換算器４で、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧを演算し、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧについて変化率制限器２１により、変化率を制限する。これは、車輪の加速度を制限することと同じであり、交流脈動成分の変化率を制限する。これにより、パルスジェネレータ出力周波数ｆＰＧから交流脈動の周波数成分を取り除くことができる。
【００２０】
実施の形態４によれば、パルスジェネレータの出力の変化率で制限し、交流脈動を取り除いて基本波成分のみをモータ周波数として利用するので、車両に不快なトルク振動の発生を抑止し、車両の乗心地を改善できるという効果がある。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分を抽出するフィルタと、このフィルタの出力周波数を逆位相に変換する位相変換器を備え、位相変換器が出力した逆位相の出力周波数をパルスジェネレータの出力周波数に加算して、パルスジェネレータの出力周波数を補正し、補正されたパルスジェネレータの出力周波数を用いてモータ電圧を形成するので、フィルタと位相変換器を用いてパルスジェネレータの出力から交流脈動成分を除去することができる。
また、パルスジェネレータの出力周波数をモータ周波数に換算するモータ周波数換算器を備え、パルスジェネレータの出力周波数は、モータ周波数に換算された後に補正されるので、モータ周波数換算後に補正することができる。
【００２２】
また、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数を基にしてパルスジェネレータの一周期当たりのサンプリング数を決め、サンプリング数の上記パルスジェネレータの出力周波数を平均化する平均化手段を備え、平均化手段の出力周波数を用いてモータ電圧を形成するので、パルスジェネレータの出力周波数を基にして決めた一周期当たりのサンプリング数のパルスジェネレータの出力周波数を平均化する平均化手段によりパルスジェネレータの出力から交流脈動成分を除去することができる。
【００２３】
また、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分の周期毎にパルスジェネレータの出力周波数の最大値と最小値との平均値を求める平均化手段を備え、平均化手段の出力周波数を用いてモータ電圧を形成するので、交流脈動成分の周期毎にパルスジェネレータの出力周波数の最大値と最小値との平均値を求める平均化手段により、パルスジェネレータの出力から交流脈動成分を除去することができる。
【００２４】
さらに、車輪の回転数を検知するパルスジェネレータの出力を用いてモータを駆動するモータ電圧を形成する車両用電力変換装置において、パルスジェネレータの出力を出力周波数に換算するパルスジェネレータ出力／周波数換算器、パルスジェネレータ出力／周波数換算器が出力するパルスジェネレータの出力周波数の変化率を制限する変化率制限手段を備え、変化率制限手段によりパルスジェネレータの出力周波数に重畳される交流脈動成分の変化率を制限して交流脈動の周波数成分を取り除き、変化率制限手段の出力周波数を用いてモータ電圧を形成するので、変化率制限手段によりパルスジェネレータの出力から交流脈動成分を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による車両用電力変換装置の別の構成を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態３による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態４による車両用電力変換装置の構成を示す図である。
【図６】  従来の車両用電力変換装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  パルスジェネレータ、２  車両用電力変換装置、３  インバータ制御系、４  パルスジェネレータ出力／周波数換算器、５  モータ周波数換算器、
６  すべり周波数パターン発生器、７  トルクパターン発生器、
８  モータ電圧制御器、９  ＰＷＭインバータ制御器、
１０  電圧形ＰＷＭインバータ、１１  モータ、１２  フィルタ、
１３  位相変換器、１４  サンプリング数推定テーブル、１５  レジスタ、
１６  平均化処理、１７  ピークホールド（最大）、
１８  ピークホールド（最小）、１９  平均化処理、
２０  ピークホールドリセット器、２１  変化率制限器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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