[发明专利]电动机控制装置、驱动装置和混合动力驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制从逆变器向电动机供电的电力和其逆方向的再生 电力的电动机控制装置，特别涉及逆变器施加于电动机的动作电压和电 压控制模式的控制。本发明的电动机控制装置，例如能够使用于由电动 机驱动车轮的电动汽车(EV)，以及在该电动机之外还具有燃料发动机 和由该发动机旋转驱动的发电机(也被称作电动机或发电动机)的混合 电动汽车(HEV)。

背景技术

随着电动机的旋转速度的上升，在定子线圈产生的反电动势上升， 由此，从逆变器向定子线圈的目标电流的供给变得困难，不能够得到作 为目标的转矩输出。在该情况下，为了实现赋予的电动机目标转矩而使 计算出的d轴电流id和q轴电流iq下降，虽然导致电力使用效率下降， 但能够以更高的旋转速度输出目标转矩。这被称为弱磁控制。

专利文献1记载有一种电动机驱动控制装置，其为了消除由弱磁控 制引起的电力损失和系统效率的下降，具有省略弱磁控制，使施加于逆 变器的动作电压变高的升压电路，在电池电压对于电动机的目标动作不 足时，从升压电路向逆变器进行供电。专利文献2记载有一种电动机驱 动控制装置，其具有对电池电压进行升压的电路，计算与电动机的目标 动作和速度电动势对应的所需要的升压电压，控制升压电路以成为该升 压电压。专利文献3记载有一种电动机驱动控制装置，其在目标旋转速 度成为超过基底旋转速度Rb的区域中，控制逆变器和升压电路，使得 成为使弱磁损失和升压损失的和为最小的弱磁电流以及升压比。在专利 文献4中记载有一种电动机控制装置，分别检测作为升压电路的转换器 的电力损失和逆变器的电力损失，仅在弱磁控制区域，控制转换器和逆 变器，使得两者均衡，在弱磁控制区域外，控制电流使得电动机驱动电 压进入规定范围内。

例如，在具有升压功能的电动汽车(EV)或混合电动汽车(HEV) 中，在现有的方式中，为了减少由弱磁电流引起的电力损失，施加于驱 动电动机的逆变器的中间直流电压(由转换器升压后的电压：转换器的 次级电压)，与电动机的目标转矩和旋转速度相对应地，在不需要弱磁 电流的区域中为三相PWM(SVpwm)或二相PWM(Dpwm)，在需要 弱磁电流的区域中，也以其为0(调制比Mi为0.707保持一定，电压控 制模式为Dpwm)的方式决定。例如，在转矩一定的情况下，决定次级 侧目标电压Vuc^＊，使得中间直流电压如图6所示，随着旋转速度ω的 上升，以一定的倾斜度上升至上限值Vmax。在中间直流电压达到上限 值Vmax以后，考虑进行弱磁控制，之后将电压控制模式从Dpwm切 换为全相矩形波通电的1pulse模式。

专利文献1：日本特开平10-66383号公报

专利文献2：日本专利第3746334号公报

专利文献3：日本特开2005-210772号公报

专利文献4：日本特开2003-33071号公报

在上述现有的中间直流电压的决定方式中，在电动机的旋转速度高 的区域中，有时也使用SVpwm、DPWM，结果存在不能够使损失减小 的问题。

发明内容

本发明的目的在于减少电动机的高速旋转时的电力损失。

为了达成上述目的，在本发明中，基于电动机的驱动的、至少在两 相进行PWM通电的调制模式中不进行弱磁控制的第一区域、在比转换 器的最大电压(Vmax)小的电压下在至少以两相进行PWM通电的调 制模式中进行弱磁控制的第三区域、和在比上述转换器的最大电压小的 电压下对全相进行矩形波通电的1pulse模式中进行弱磁控制的第二区 域(图4)中的某一个，以决定次级侧目标电压，该次级侧目标电压决 定施加于逆变器的次级电压。实施该内容的本发明的第一方式的电动机 控制装置，如下述(1)项。

(1)一种电动机控制装置，包括：

逆变器(19m)，其将初级侧直流电源(18、22)的输出供向电动 机(10m)，控制电动机(10m)的驱动；

转换器(30c)，其具有：升压供电装置(25、26、29)，其对上述 初级侧直流电源的电压进行升压，并作为次级电压(Vuc)向上述逆变 器供电；和再生供电装置(27)，其将来自上述逆变器的再生电力向上 述初级侧直流电源进行逆供电；