电动机控制系统技术方案

本发明专利技术提供电动机控制系统，不但能够尽量抑制对该电动机的能力的限制，还能够适当地实现电动机的运转以避免作用于逆变器的开关元件的电压超过该开关元件的耐压。电动机控制系统(1)根据逆变器(21)的开关元件(24)的温度的观测值来设置电动机(3)的上限旋转速度，将电动机(3)的实际旋转速度限制在上限旋转速度以下。上限旋转速度设置成使得在电动机(3)以该上限旋转速度运转时能够作用于开关元件(24)的电压的大小在耐压以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动机的控制系统。
技术介绍
安装于混合动力车辆或者电动车辆等的电动机的控制系统通常具备逆变器，所述逆变器安装在直流电源与电动机之间。如公知的那样，该逆变器具备由晶体管等半导体开关元件构成的多个开关元件。并且，通过进行逆变器的各开关元件的接通和断开控制，从而将从直流电源输入到逆变器的直流电力转换成交流电力而提供至电动机，或者将电动机的再生运转所产生的发电输出(交流电力)转换成直流电力而对直流电源侧的蓄电器(蓄电池组等)进行充电。并且，在这种控制系统中，已知一种控制系统，如例如专利文献1、2所记载，逆变器的开关元件的施加电压具备用于避免超过该开关元件的耐压的保护功能。在上述专利文献1、2中记载了如下的技术:考虑开关元件的温度越低该开关元件的耐压变得越小，根据开关元件的检测温度而通过转换器将向逆变器输入的电源电压控制成可变。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-143293号公报专利文献2:日本特开2008-167616号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题但是，根据专利文献1、2可知，由于利用转换器来控制向逆变器输入的电源电压，因此，为了使开关元件的施加电压可靠地控制在该开关元件的耐压以下，不得不将转换器的输出电压的目标值设置成比与开关元件的耐压对应的极限值充分小的值。因此，容易发生电动机的能力被过度限制的状况。此外，根据专利文献1、2可知，虽然对逆变器正常动作时的浪涌电压与电源电压的合成电压施加于开关元件的情况进行了考虑，但是对在电动机的通电系统发生异常的情况下有时较大的电压被施加于逆变器的开关元件的情况未作考虑。因此，根据专利文献1、2可知，有可能在电动机的通电系统发生异常的情况下超过耐压的电压作用于逆变器的开关元件。本专利技术正是鉴于上述背景而完成的，其目的在于，提供一种电动机控制系统，其不但能够尽量抑制对该电动机的能力的限制，而且能够适当地实现电动机的运转以避免作用于逆变器的开关元件的电压超过该开关元件的耐压。用于解决课题的技术手段为了达到上述目的，本专利技术的电动机控制系统的第一方案为一种电动机控制系统，其具备逆变器，该逆变器具有多个开关元件，直流电源与电动机之间经由该逆变器进行电力供给，该电动机控制系统的特征在于，所述电动机控制系统具备:元件温度观测数据获取单元，其获取元件温度观测数据，所述元件温度观测数据示出所述逆变器的开关元件的温度的观测值；上限旋转速度设置单元，其根据由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值来设置所述电动机的上限旋转速度；和旋转速度限制单元，其控制所述电动机的旋转速度，以将所述电动机的实际旋转速度限制在所述上限旋转速度以下，所述上限旋转速度设置单元构成为:根据由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值来设置所述上限旋转速度以满足下述第一条件，即，在使所述电动机以所述上限旋转速度工作的情况下能够作用于所述开关元件的电压，控制在根据所述开关元件的耐压与该开关元件的温度之间的关系以及由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值而规定的耐压的值以下，所述开关元件的耐压是按照所述开关元件的温度越高则变得越高的方式预先确定的(第一专利技术)。另外，在本专利技术中，上述开关元件的温度的观测值等任意的状态量X的“观测值”是指该状态量X的检测值或者推定值。在该情况下，状态量X的“检测值”是指通过适当的传感器而直接检测出的该状态量X的值。此外，状态量X的“推定值”是指根据与该状态量X具有一定的相关性的一个以上的其他状态量的检测值推定出的该状态量X的值。并且，表示上述元件温度观测数据等状态量X的“观测值”的数据是指该状态量X的“观测值”、或者与该状态量X具有一定的相关性(规定该状态量X的值)的一个以上的其他状态量的观测值。根据上述第一专利技术，上述上限旋转速度设置单元根据由上述元件温度观测数据示出的温度(逆变器的开关元件的温度)的观测值来设置电动机的上限旋转速度。这里，在电动机中，产生与其旋转速度相应的大小的感应电压。电动机的旋转速度越大，该感应电压的大小变得越大。并且，根据本申请专利技术人的各种实验、研究，当电动机运转时发生某些故障(例如，电动机的定子线圈的通电被切断的故障)时，有时因上述感应电压而使得上述逆变器的开关元件被施加大于正常时的异常电压(下面，有时称为第一异常电压)。电动机的旋转速度越大，则该第一异常电压的大小变得越大。因此，在使电动机以上述上限旋转速度工作的情况下，该第一异常电压能够成为在能够作用于逆变器的各开关元件的电压范围内最大级的大小的电压。另一方面，上述逆变器的各开关元件的耐压具有对该开关元件的温度的依赖性。该开关元件的耐压与温度之间的关系变成温度越高则耐压越高(换言之，温度越低耐压变得越低)的关系。因此，在本专利技术中，上述上限旋转速度设置单元根据由上述元件温度观测数据示出的温度的观测值来设置上述上限旋转速度以满足下述的第一条件:在使上述电动机以上述上限旋转速度工作的情况下能够作用于上述开关元件的电压(关于该电压，作为其一个方式，包括上述第一异常电压)在根据上述开关元件的耐压与温度之间的关系和由上述元件温度观测数据示出的温度的观测值而规定的耐压的值以下。另外，在该情况下，由于该开关元件的温度越低，则开关元件的耐压变得越低，因此，基本上通过将该上限旋转速度设置成该温度的观测值越低则越缩小上限旋转速度，从而能够将上限旋转速度设置成满足上述第一条件。由此，能够设置电动机的上限旋转速度使得即使发生如上述第一异常电压那样大的电压作用于开关元件的状况，该电压的大小也不会超过与开关元件的温度相应的耐压。并且，上述旋转速度限制部控制该电动机的旋转速度，以将上述电动机的实际旋转速度限制在上述上限旋转速度以下。由此，无需根据开关元件的温度来限制从上述直流电源向逆变器输入的直流电压就能够将在电动机运转时(转子旋转时)能够作用于开关元件的电压控制在该开关元件的耐压以下。在该情况下，能够在满足上述第一条件的范围内尽量将上述上限旋转速度设置成大的旋转速度。因此，能够将上限旋转速度设置成稍小于在电动机控制系统的规格中设置的电动机的最大旋转速度的温度区域(开关元件的温度区域)限于所需最小限度，并且，在其它温度区域中，能够将电动机的上限旋转速度设置成最大旋转速度或者与之接近的旋转速度。因此，根据第一专利技术，能够尽量抑制对该电动机的能力的限制(特别是电动机的旋转速度)的同时适当地实现电动机的运转以避免作用于逆变器的开关元件的电压超过该开关元件的耐压。在上述第一专利技术中，上述电动机的转子通常安装有作为磁通的产生源的磁铁。并且，该磁铁通常具有根据该磁铁的温度而产生的磁通发生变化的特性。因此，即使电动机的旋转速度固定，上述感应电压的大小、进而上述第一异常电压的大小也根据上述磁铁的温度而发生变化。因此，在第一专利技术中，优选还具备磁铁温度观测数据获取单元，所述磁铁温度观测数据获取单元获取磁铁温度观测数据，所述磁铁温度观测数据示出了搭载于所述电动机的磁铁的温度的观测值，所述上限旋转速度设置单元构成为:根据由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值和由所述磁铁温度观测数据示出的温度的观测值来设置所述上限旋转速度(第二专利技术)。根据该第二专利技术，能够更高可靠性地设置能够满足上述第一条件的上限旋转速度。进而，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制系统，具备逆变器，所述逆变器具有多个开关元件，直流电源与电动机之间经由该逆变器进行电力供给，所述电动机控制系统的特征在于，具备：元件温度观测数据获取单元，其获取元件温度观测数据，所述元件温度观测数据示出所述逆变器的开关元件的温度的观测值；上限旋转速度设置单元，其根据由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值来设置所述电动机的上限旋转速度；和旋转速度限制单元，其控制所述电动机的旋转速度，以将所述电动机的实际旋转速度限制在所述上限旋转速度以下，所述上限旋转速度设置单元构成为：根据由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值来设置所述上限旋转速度以满足下述第一条件，即，在使所述电动机以所述上限旋转速度工作的情况下能够作用于所述开关元件的电压，控制在根据所述开关元件的耐压与该开关元件的温度之间的关系以及由所述元件温度观测数据示出的温度的观测值而规定的耐压的值以下，所述开关元件的耐压是按照所述开关元件的温度越高则变得越高的方式预先确定的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：漆原圭辅，新井雅之，安藤启吾，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP