馬達驅動裝置利用來自直流電源（20）的電力驅動電動發電機（MG1、MG2）。電動發電機（MG1、MG2）利用通過使驅動電流在定子的線圈中流動而產生的電流磁場，使設置有永磁體的轉子旋轉。并且，馬達驅動裝置的ECU（300）控制變換器（130），以在定子的線圈的至少1相上疊加偏移電流使設置于轉子的永磁體升溫，所述變換器（130）構成為將來自直流電源（20）的直流電力變換為用于驅動電動發電機（MG1、MG2）的交流電力。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及馬達驅動裝置和搭載該馬達驅動裝置的車輛，更具體地說，涉及在對轉子中具有永磁體的交流馬達進行驅動的情況下的磁體的升溫控制。
技術介紹
近年來，作為有益于環境的車輛，搭載蓄電裝置(例如二次電池或電容器等)，并利用根據蓄積于蓄電裝置的電力而產生的驅動力行駛的車輛受到注目。該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，一般使用變換器將來自蓄電裝置的直流電力變換為用于驅動電動發電機等旋轉電機的交流電力。并且，利用由旋轉電機產生的驅動力使車輛行駛，并在再生制動時等，將來自驅動輪和發動機等的旋轉力變換為電能對蓄電裝置充電。 作為搭載于這樣的車輛的旋轉電機，考慮磁場磁通的高密度化和/或電力再生的容易性等，有時采用在轉子中埋入永磁體的永磁體型同步機。一般來說，已知永磁體根據環境溫度其特性發生變化。例如，在低溫的環境溫度下永磁體的磁通密度增加。由此，低溫時，因旋轉電機旋轉產生的反電動勢(counter-electromotive)電壓增加。日本特開2008-043094號公報(專利文獻I)公開了如下技術在具有轉子中設置有永磁體的電動發電機的車輛中，在運轉開始時，在永磁體的溫度低于預定的溫度的情況下，確定直軸(d軸)電流目標值以使其隨時間變化，并將橫軸(q軸)電流目標值設定為零，將車輛維持在停止狀態使永磁體升溫。現有技術文獻專利文獻I :日本特開2008-043094號公報專利文獻2 日本特開平9-275696號公報專利文獻3 :日本特開2009-189181號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題如上所述，在轉子設置有永磁體的馬達中，通過在低溫時使永磁體磁通密度增加，使旋轉時產生的反電動勢電壓增加。因此，需要考慮該低溫時的反電動勢電壓來設計驅動馬達的變換器等。另一方面，變換器等所包含的開關元件和電容器等元件需要被設計為能夠承受馬達的反電動勢電壓。因此，若考慮低溫時進行設計，為了保護這些元件，作為通常的使用溫度范圍進行過剩的耐電壓設計，這導致成本上升。對于這個問題，在上述的日本特開2008-043094號公報(專利文獻I)中，在低溫環境下的車輛開始運轉時，通過僅使馬達的d軸電流流動來使永磁體升溫，從而使馬達的反電動勢電壓降低。然而，在使用日本特開2008-043094號公報(專利文獻I)中所公開的技術的情況下，在永磁體升溫到預定溫度之前，有可能限制了車輛的行駛。另外，在馬達轉速低的情況下，即使在低溫環境下反電動勢電壓也低，因此不必進行永磁體的升溫，但是在日本特開2008-043094號公報(專利文獻I)中對這一點并沒有考慮，因不必要的電流的施加而有可能白白消耗電力。本專利技術是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于，在轉子中具有永磁體的交流馬達的驅動裝置中，通過在低溫環境下行駛時有效地使馬達內的永磁體升溫來降低馬達的反電動勢電壓的增加，能夠抑制成本并且保護結構部件。用于解決問題的手段本專利技術的馬達驅動裝置利用來自直流電源的電力驅動交流馬達。交流馬達構成為，利用通過在定子的線圈中流動驅動電流而產生的電流磁場，使設置有永磁體的轉子旋轉。馬達驅動裝置具有電力變換裝置，構成為將來自直流電源的直流電力變換為用于驅動交流馬達的交流電力；和控制裝置，用于控制電力變換裝置，以使偏移電流疊加于線圈的至少I相并使永磁體升溫。·優選，控制裝置根據交流馬達的轉速使偏移電流的大小變化。優選,控制裝置控制電力變換裝置，以使轉速越大則偏移電流就越大。優選，控制裝置設定偏移電流的大小以使其與轉速成比例。 優選，控制裝置使偏移電流隨著轉速增加而呈臺階狀增加。優選，控制裝置利用基于轉速預先規定的映射來設定偏移電流的大小。優選，控制裝置在轉速低于基準轉速的情況下，停止偏移電流的疊加。優選，控制裝置在交流馬達的驅動開始時，在與永磁體相關聯的溫度低于基準值的情況下執行偏移電流的疊加，在與永磁體相關聯的溫度高于基準值的情況下不執行偏移電流的疊加。優選，控制裝置具有基于交流馬達的驅動狀態規定了永磁體的溫度上升在時間上的變化的映射，通過基于交流馬達的轉矩指令值和轉速利用映射計算永磁體的溫度上升值，并將所計算出的溫度上升值從交流馬達的驅動開始起在時間軸方向上進行累計，從而推定永磁體的溫度，在所推定出的永磁體的溫度達到閾值的情況下，停止偏移電流的疊加。優選，電力變換裝置包括變換器，該變換器構成為包括開關元件，并通過根據脈沖寬度調制控制來控制開關元件從而進行電力變換。控制裝置在永磁體的溫度低于基準溫度的情況下，與永磁體的溫度高于基準溫度的情況相比，將在脈沖寬度調制控制中所使用的載波的頻率設定得相對較低。本專利技術的車輛具有直流電源、交流馬達、電力變換裝置和控制裝置。交流馬達利用通過在定子的線圈中流動驅動電流而產生的電流磁場，使設置有永磁體的轉子旋轉，生成用于使車輛行駛的驅動力。電力變換裝置將來自直流電源的電力變換為用于驅動交流馬達的交流電力。控制裝置控制電力變換裝置，以使偏移電流疊加于線圈的至少I相并使永磁體升溫。專利技術的效果根據本專利技術，在轉子中具有永磁體的交流馬達的驅動裝置中，通過在低溫環境行駛時有效地使馬達內的永磁體升溫來減少馬達的反電動勢電壓的增加，能夠抑制成本并保護結構部件。附圖說明圖I是搭載了本實施方式的馬達驅動控制系統的車輛的整體結構圖。圖2是用于說明圖I中示出的車輛的ECU的馬達控制結構的控制框圖。圖3是表不轉子中具有永磁體的電動發電機的轉速和反電動勢電壓的關系的一例的圖。圖4是垂直于電動發電機的旋轉軸的截面的示意圖。圖5是以俯視方式示出圖4的轉子和定子的關系的圖。圖6是用于說明本實施方式的電動發電機的各相的電流波形的例子的圖。 圖7是以俯視方式示出在適用了本實施方式的電流修正控制的情況下的轉子和定子的關系的圖。圖8是表示與電動發電機的轉速對應的偏移電流的設定方法的第I例的圖。圖9是表示與電動發電機的轉速對應的偏移電流的設定方法的第2例的圖。圖10是表示與電動發電機的轉速對應的偏移電流的設定方法的第3例的圖。圖11是用于說明本實施方式中的由ECU執行的電流修正控制處理的詳細內容的流程圖。圖12是用于說明在變形例的情況下的ECU中的馬達控制結構的控制框圖。圖13是用于說明在變形例的情況下的由E⑶執行的電流修正控制處理的詳細內容的流程圖。圖14是表示電動發電機的轉速的變化例的圖。圖15是表示實施方式2中的根據轉矩指令值和轉速確定的各動作點的溫度上升量的映射的一例的圖。圖16是用于說明實施方式2中的由E⑶執行的電流修正控制處理的詳細內容的流程圖。圖17是表示說明PWM信號生成部的脈沖寬度調制(PWM)控制的波形圖的一例的圖。圖18是表示PWM控制中的載波頻率和變換器輸出電流(馬達電流)的關系的圖。圖19是用于說明實施方式3中的車輛的ECU的馬達控制結構的控制框圖。圖20是用于說明實施方式3中的由E⑶執行的電流修正控制處理的詳細內容的流程圖。具體實施例方式下面，參照附圖說明本專利技術的實施方式。在以下的說明中，對同一部件標注同一附圖標記。它們的名稱和功能也相同。因此不反復對其進行詳細說明。圖I是搭載有本實施方式的馬達驅動控制系統的車輛100的整體結構圖。在本實施方式中，作為車輛100以搭載有發動機和電動發電機的混合動力車輛為例進行說明，但是車輛1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：花田秀人，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：
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