用于马达驱动系统的控制装置及搭载有该控制装置的车辆制造方法及图纸

一种用于马达驱动系统（100）的控制装置（200），该马达驱动系统包括在转子中具有磁体的交流电动机（MG1）、转换器（120）和变换器（130），该控制装置基于交流电动机（MG1）的转矩指令值生成对转换器（120）的升压指令值。控制装置（200）基于升压指令值和交流电动机（MG1）的驱动状态判定是否应执行弱磁控制，该弱磁控制是使从变换器（130）向交流电动机（MG1）供给的减弱磁体的力的方向的电流增加的控制。并且，控制装置（200）在应执行弱磁控制的情况下且转矩指令值的绝对值比阈值小时，使所生成的升压指令值进一步增加。如此，能够降低弱磁场电流量，因此能够提高马达驱动系统（100）的效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于马达驱动系统的控制装置及搭载有该控制装置的车辆，更具体地说，涉及在能够执行弱磁控制的马达驱动系统中降低损耗的马达驱动控制。
技术介绍
近年来，作为环保型车辆，搭载蓄电装置(例如二次电池、电容器等)并利用根据存储于蓄电装置的电力所产生的驱动力来行驶的车辆受到注目。这样的车辆包括例如电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车等。在这些车辆中，为了从存储于蓄电装置的电力生成驱动力，通常具有马达。作为该马达，有时采用在转子内埋入永磁体的永磁体型同步电动机(PM马达)。在这样的PM马达中，为了使用于驱动马达的电流尽量小，有时将从磁体产生的磁力设定得比较强。然而，在这样的情况下，在马达高速旋转时，有可能使通过磁体产生的马达的感应电压(反电动势) 比驱动马达的变换器的输入电压大。对于这样的问题，通常已知通过使减弱磁体磁力的方向的磁场电流增加来降低马达的感应电压的所谓弱磁控制。通过使用该弱磁控制，能够在防止难以控制的同时继续驱动马达直到高转速。日本特开2008-259270号公报(专利文献I)公开了如下技术在电动车辆中，在气压变低的情况等状况中，从部件保护的观点出发，在变换器输入电压的目标值发生了变化的情况下，使用于切换进行变换器的栅极切断或进行零转矩控制(弱磁控制)的阈值与电压目标值连动地变化。根据日本特开2008-259270号公报(专利文献I )，通过将电动机产生的反电动势作为再生电力流动，能够防止产生不期望的再生制动。现有技术文献专利文献I :日本特开2008-259270号公报专利文献2:日本特开2009-065758号公报专利文献3:日本特开平10-066383号公报专利文献4:日本特开平07-107772号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题通过进行这样的弱磁控制，能够不会难以控制地驱动马达至高转速。另一方面，由于为了进行弱磁控制而需要使马达电流增加，所以反而增加了由电流增加导致的损耗。因此，在高速区域可能发生不能改善燃料经济性(效率)的情况。本专利技术是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于，在高速区域进行弱磁控制的马达驱动系统中，通过降低弱磁电流量来提高效率。用于解决问题的技术方案本专利技术的控制装置是一种用于马达驱动系统的控制装置，所述马达驱动系统用于驱动在转子具有磁体的交流电动机。马达驱动系统包括构成为能够充电的直流电源；第I转换器，用于对从直流电源供给的电源电压进行升压；和变换器，用于将来自第I转换器的直流电力变换为交流电力并驱动交流电动机。控制装置基于交流电动机的转矩指令值，生成对第I转换器的升压指令值。另外，控制装置基于升压指令值和交流电动机的驱动状态，判定是否应执行弱磁控制，所述弱磁控制是使从变换器向交流电动机供给的减弱磁体的力的方向的电流增加的控制。并且，控制装置在应执行弱磁控制的情况下且转矩指令值的绝对值比阈值小时，使所生成的升压指令值进一步增加。优选，控制装置，在应执行弱磁控制的情况下且转矩指令值的绝对值比阈值小时，基于考虑由控制引起的第I转换器的输出电压 变动来限制升压指令值的第I电压变动成分，使所生成的升压指令值进一步增加。优选，控制装置，在应执行弱磁控制的情况下且转矩指令值的绝对值比阈值小时，基于考虑第I转换器所包含的开关元件进行开关动作时的电压变动和变换器所包含的开关元件进行开关动作时的电压变动中的较小一方来限制升压指令值的第2电压变动成分，使所生成的升压指令值进一步增加。优选，第2电压变动成分，对第I转换器而言根据在第I转换器中流动的电流而确定，对变换器而言根据在交流电动机中流动的电流而确定。优选，在第I转换器中流动的电流，基于在交流电动机中流动的电流而算出。优选，控制装置，在应执行弱磁控制的情况下且转矩指令值大致为零时，使第I转换器和变换器的开关动作停止，并使所生成的升压指令值进一步增加至第I转换器和变换器所包含的开关元件的耐压。优选，第I转换器所包含的开关元件的耐压，比变换器所包含的开关元件的耐压大。优选，马达驱动系统还包括电容器，用于吸收在第I转换器和变换器之间的电源节点所产生的电力；和第2转换器，连接在电源节点和电容器之间。控制装置，在解除使变换器和第I转换器停止的状态的情况下，将升压指令值限制到从第I转换器所包含的开关元件的耐压减去与第I电压变动成分和第2电压变动成分的至少一方对应的电压所得到的电压，并控制第2转换器，以使电源节点的电压比受到限制的升压指令值小。本专利技术的车辆具有在转子具有磁体的交流电动机；构成为能够充电的直流电源；驱动装置，使用来自直流电源的电力驱动交流电动机；和控制装置，用于控制驱动装置。驱动装置包括变换器，用于驱动交流电动机；和转换器，连接在直流电源和变换器之间，构成为在直流电源和变换器之间进行电压变换。控制装置基于交流电动机的转矩指令值，生成对转换器的升压指令值。另外，控制装置基于升压指令值和交流电动机的驱动状态，判定是否应执行弱磁控制，所述弱磁控制是使从变换器向交流电动机供给的减弱磁体的力的方向的电流增加的控制。并且，控制装置在应执行弱磁控制的情况下且转矩指令值的绝对值比阈值小时，使所生成的升压指令值进一步增加。优选，交流电动机包括 第I交流电动机，主要用于产生直流电源的充电电力；和第2交流电动机，主要用于产生用于使车辆行驶的驱动力。变换器包括 第I变换器，用于驱动第I交流电动机;第2变换器，相对于转换器而与第I变换器并联连接，用于驱动第2交流电动机。另外，车辆还具有发动机和锁止机构。发动机连接于第I交流电动机以及第2交流电动机，构成为与第I交流电动机以及第2交流电动机协调地受控制装置控制，产生车辆的驱动力。锁止机构构成为能够在预先确定的条件的情况下机械性固定第I交流电动机的旋转。并且，控制装置在通过锁止机构使第I交流电动机的旋转固定的情况下，基于第2交流电动机的驱动状态，使所生成的升压指令值进一步增加。优选，控制装置，在通过锁止机构使第I交流电动机的旋转固定的情况下，通过发动机产生的驱动力来驱动车辆，并使第I变换器、第2变换器以及转换器的开关动作停止。优选，控制装置具有使对车辆提供的驱动力大致为零的空转模式，在设定成空转模式的情况下，使变换器以及转换器的开关动作停止。专利技术的效果根据本专利技术，在高速区域进行弱磁控制的马达驱动系统中，能够通过降低弱磁电流量来提高效率。 附图说明图I是搭载有适用了本实施方式的交流电动机的控制装置的马达驱动系统的车辆的整体结构图。图2是概略说明本实施方式的马达驱动系统中的交流电动机的控制模式的图。图3是表示交流电动机的动作状态与控制模式的对应关系的图。图4是表示交流电动机的转速与转矩指令值的关系的图。图5是表示交流电动机的转速、交流电动机所产生的感应电压和马达电流的关系的图。图6是用于说明在转换器和变换器的设计时，确定系统电压的最大值的概略的方法的图。图7是用于说明实施方式I中的使系统电压的最大值缓和的方法的图。图8是表示实施方式I中的交流电动机的转速与转矩指令值的关系的图。图9是表示适用了实施方式I的马达驱动控制的情况下的交流电动机的转速、交流电动机所产生的感应电压和马达电流的关系的图。图10是表示适用了实施方式I的情况下的系统电压、转矩指令值和转速的关系的一例的时序图。图11是用于说明实施方式I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】

【专利技术属性】
技术研发人员：冈村贤树，高松直义，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：