用于馬達驅動系統的控制裝置及搭載有該控制裝置的車輛制造方法及圖紙

一種用于馬達驅動系統（100）的控制裝置（200），該馬達驅動系統包括在轉子中具有磁體的交流電動機（MG1）、轉換器（120）和變換器（130），該控制裝置基于交流電動機（MG1）的轉矩指令值生成對轉換器（120）的升壓指令值?？刂蒲b置（200）基于升壓指令值和交流電動機（MG1）的驅動狀態判定是否應執行弱磁控制，該弱磁控制是使從變換器（130）向交流電動機（MG1）供給的減弱磁體的力的方向的電流增加的控制。并且，控制裝置（200）在應執行弱磁控制的情況下且轉矩指令值的絕對值比閾值小時，使所生成的升壓指令值進一步增加。如此，能夠降低弱磁場電流量，因此能夠提高馬達驅動系統（100）的效率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于馬達驅動系統的控制裝置及搭載有該控制裝置的車輛，更具體地說，涉及在能夠執行弱磁控制的馬達驅動系統中降低損耗的馬達驅動控制。
技術介紹
近年來，作為環保型車輛，搭載蓄電裝置(例如二次電池、電容器等)并利用根據存儲于蓄電裝置的電力所產生的驅動力來行駛的車輛受到注目。這樣的車輛包括例如電動汽車、混合動力汽車、燃料電池車等。在這些車輛中，為了從存儲于蓄電裝置的電力生成驅動力，通常具有馬達。作為該馬達，有時采用在轉子內埋入永磁體的永磁體型同步電動機(PM馬達)。在這樣的PM馬達中，為了使用于驅動馬達的電流盡量小，有時將從磁體產生的磁力設定得比較強。然而，在這樣的情況下，在馬達高速旋轉時，有可能使通過磁體產生的馬達的感應電壓(反電動勢) 比驅動馬達的變換器的輸入電壓大。對于這樣的問題，通常已知通過使減弱磁體磁力的方向的磁場電流增加來降低馬達的感應電壓的所謂弱磁控制。通過使用該弱磁控制，能夠在防止難以控制的同時繼續驅動馬達直到高轉速。日本特開2008-259270號公報(專利文獻I)公開了如下技術在電動車輛中，在氣壓變低的情況等狀況中，從部件保護的觀點出發，在變換器輸入電壓的目標值發生了變化的情況下，使用于切換進行變換器的柵極切斷或進行零轉矩控制(弱磁控制)的閾值與電壓目標值連動地變化。根據日本特開2008-259270號公報(專利文獻I )，通過將電動機產生的反電動勢作為再生電力流動，能夠防止產生不期望的再生制動?，F有技術文獻專利文獻I :日本特開2008-259270號公報專利文獻2:日本特開2009-065758號公報專利文獻3:日本特開平10-066383號公報專利文獻4:日本特開平07-107772號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題通過進行這樣的弱磁控制，能夠不會難以控制地驅動馬達至高轉速。另一方面，由于為了進行弱磁控制而需要使馬達電流增加，所以反而增加了由電流增加導致的損耗。因此，在高速區域可能發生不能改善燃料經濟性(效率)的情況。本專利技術是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于，在高速區域進行弱磁控制的馬達驅動系統中，通過降低弱磁電流量來提高效率。用于解決問題的技術方案本專利技術的控制裝置是一種用于馬達驅動系統的控制裝置，所述馬達驅動系統用于驅動在轉子具有磁體的交流電動機。馬達驅動系統包括構成為能夠充電的直流電源；第I轉換器，用于對從直流電源供給的電源電壓進行升壓；和變換器，用于將來自第I轉換器的直流電力變換為交流電力并驅動交流電動機。控制裝置基于交流電動機的轉矩指令值，生成對第I轉換器的升壓指令值。另外，控制裝置基于升壓指令值和交流電動機的驅動狀態，判定是否應執行弱磁控制，所述弱磁控制是使從變換器向交流電動機供給的減弱磁體的力的方向的電流增加的控制。并且，控制裝置在應執行弱磁控制的情況下且轉矩指令值的絕對值比閾值小時，使所生成的升壓指令值進一步增加。優選，控制裝置，在應執行弱磁控制的情況下且轉矩指令值的絕對值比閾值小時，基于考慮由控制引起的第I轉換器的輸出電壓 變動來限制升壓指令值的第I電壓變動成分，使所生成的升壓指令值進一步增加。優選，控制裝置，在應執行弱磁控制的情況下且轉矩指令值的絕對值比閾值小時，基于考慮第I轉換器所包含的開關元件進行開關動作時的電壓變動和變換器所包含的開關元件進行開關動作時的電壓變動中的較小一方來限制升壓指令值的第2電壓變動成分，使所生成的升壓指令值進一步增加。優選，第2電壓變動成分，對第I轉換器而言根據在第I轉換器中流動的電流而確定，對變換器而言根據在交流電動機中流動的電流而確定。優選，在第I轉換器中流動的電流，基于在交流電動機中流動的電流而算出。優選，控制裝置，在應執行弱磁控制的情況下且轉矩指令值大致為零時，使第I轉換器和變換器的開關動作停止，并使所生成的升壓指令值進一步增加至第I轉換器和變換器所包含的開關元件的耐壓。優選，第I轉換器所包含的開關元件的耐壓，比變換器所包含的開關元件的耐壓大。優選，馬達驅動系統還包括電容器，用于吸收在第I轉換器和變換器之間的電源節點所產生的電力；和第2轉換器，連接在電源節點和電容器之間?？刂蒲b置，在解除使變換器和第I轉換器停止的狀態的情況下，將升壓指令值限制到從第I轉換器所包含的開關元件的耐壓減去與第I電壓變動成分和第2電壓變動成分的至少一方對應的電壓所得到的電壓，并控制第2轉換器，以使電源節點的電壓比受到限制的升壓指令值小。本專利技術的車輛具有在轉子具有磁體的交流電動機；構成為能夠充電的直流電源；驅動裝置，使用來自直流電源的電力驅動交流電動機；和控制裝置，用于控制驅動裝置。驅動裝置包括變換器，用于驅動交流電動機；和轉換器，連接在直流電源和變換器之間，構成為在直流電源和變換器之間進行電壓變換?？刂蒲b置基于交流電動機的轉矩指令值，生成對轉換器的升壓指令值。另外，控制裝置基于升壓指令值和交流電動機的驅動狀態，判定是否應執行弱磁控制，所述弱磁控制是使從變換器向交流電動機供給的減弱磁體的力的方向的電流增加的控制。并且，控制裝置在應執行弱磁控制的情況下且轉矩指令值的絕對值比閾值小時，使所生成的升壓指令值進一步增加。優選，交流電動機包括 第I交流電動機，主要用于產生直流電源的充電電力；和第2交流電動機，主要用于產生用于使車輛行駛的驅動力。變換器包括 第I變換器，用于驅動第I交流電動機;第2變換器，相對于轉換器而與第I變換器并聯連接，用于驅動第2交流電動機。另外，車輛還具有發動機和鎖止機構。發動機連接于第I交流電動機以及第2交流電動機，構成為與第I交流電動機以及第2交流電動機協調地受控制裝置控制，產生車輛的驅動力。鎖止機構構成為能夠在預先確定的條件的情況下機械性固定第I交流電動機的旋轉。并且，控制裝置在通過鎖止機構使第I交流電動機的旋轉固定的情況下，基于第2交流電動機的驅動狀態，使所生成的升壓指令值進一步增加。優選，控制裝置，在通過鎖止機構使第I交流電動機的旋轉固定的情況下，通過發動機產生的驅動力來驅動車輛，并使第I變換器、第2變換器以及轉換器的開關動作停止。優選，控制裝置具有使對車輛提供的驅動力大致為零的空轉模式，在設定成空轉模式的情況下，使變換器以及轉換器的開關動作停止。專利技術的效果根據本專利技術，在高速區域進行弱磁控制的馬達驅動系統中，能夠通過降低弱磁電流量來提高效率。 附圖說明圖I是搭載有適用了本實施方式的交流電動機的控制裝置的馬達驅動系統的車輛的整體結構圖。圖2是概略說明本實施方式的馬達驅動系統中的交流電動機的控制模式的圖。圖3是表示交流電動機的動作狀態與控制模式的對應關系的圖。圖4是表示交流電動機的轉速與轉矩指令值的關系的圖。圖5是表示交流電動機的轉速、交流電動機所產生的感應電壓和馬達電流的關系的圖。圖6是用于說明在轉換器和變換器的設計時，確定系統電壓的最大值的概略的方法的圖。圖7是用于說明實施方式I中的使系統電壓的最大值緩和的方法的圖。圖8是表示實施方式I中的交流電動機的轉速與轉矩指令值的關系的圖。圖9是表示適用了實施方式I的馬達驅動控制的情況下的交流電動機的轉速、交流電動機所產生的感應電壓和馬達電流的關系的圖。圖10是表示適用了實施方式I的情況下的系統電壓、轉矩指令值和轉速的關系的一例的時序圖。圖11是用于說明實施方式I本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：岡村賢樹，高松直義，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：