[发明专利]用于控制车辆的电动机的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的电动机的系统。更特别地，本发明涉及一种通过使电动机产生的热量和转换器产生的热量的总和最小化来改善燃料经济性的用于控制车辆的电动机的系统。

背景技术

近来，由于能量枯竭和环境污染，诸如混合动力车和电动车之类的环境友好型车辆已经吸引越来越多的关注。环境友好型车辆典型地包括使用来自电池的电力产生驱动转矩的电动机，并且永磁同步电动机主要被用作所述电动机。

永磁同步电动机(PMSM)具有高功率/高效率特性并且被广泛用于工业应用。PMSM的用途已经拓宽到环境友好型车辆的驱动电动机。

因为不管燃料箱中剩余的燃料量如何，发动机都能够受到控制(广泛用作常规车辆的驱动装置的汽油和柴油发动机)，所以燃料箱中剩余的燃料量不直接作为控制发动机的控制变量起作用。另外，因为使用商用电作为输入功率的永磁同步电动机使用从变电站(sub-station)供应的商用电，所以输入电压非常稳定。因此，当驱动永磁同步电动机时，输入电压的变化不会大大影响控制器的控制和永磁同步电动机的速度或转矩。

然而，永磁同步电动机接收主要来自安装在车辆中的供电装置(例如，电池)的输入电压。因为安装在车辆中的供电装置具有有限的大小和容量，所以输出电压根据供电装置的充电状态而变化。因此，供电装置的充电状态会直接影响永磁同步电动机的控制器，并且因此改变电动机的控制状态。应用于控制器的输入电压的变化会直接影响应用于逆变器中的逆变模块和永磁同步电动机的电气线圈的电流和电压，从而据此改变热生成量。因此，在永磁同步电动机中可能会产生大于所需热生成量的热量。

使用永磁同步电动机作为功率源的车辆中的电动机和控制器处产生的热量的增加会影响冷却负担并使车辆的燃料经济性降低。因此，使电动机控制系统中的热生成量最小化是非常重要的。

本背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明的背景的理解，并且因此可能包含不构成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的做出是致力于提供一种用于控制车辆的电动机的系统，其具有使电动机和控制在环境友好型车辆中用作动力源的电动机的控制器处产生的热量最小化的优点。

根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的电动机的系统可以包括：配置成供应DC电力的电源；配置成选择性地接收电源的DC电力并将其转换成逆变器输入电压的转换器；配置成选择性地将电源连接到转换器的继电器模块；配置成接收来自转换器的逆变器输入电压，将逆变器输入电压转换成三相AC电流，并将三相AC电流供应给电动机的逆变器模块；以及配置成控制转换器、继电器模块和逆变器模块的操作的控制器；更具体地，控制器执行最小热生成量控制使得使由于弱磁控制而产生的热量和由于转换器对弱磁控制的抑制而产生的热量的总和最小化的逆变器输入电压被输入到逆变器模块。

逆变器输入电压可以根据与第一和第二轴的电流相关的第一特征值和与转换器的电压转换特性相关的第二特征值来计算。当将要确保最大电压或最小电压、控制电动机以最大转矩工作、或者将要确保充电状态(SOC)时，可以不执行最小热生成量控制。

根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的电动机的系统可以包括配置成将电源的DC电力转换成逆变器输入电压的转换器，配置成将转换器的逆变器输入电压转换成三相AC电流并将所述AC电流供应给电动机的逆变器模块，以及配置成控制转换器和逆变器模块的操作的控制器，其中控制器执行产生方向与电动机所产生的磁通量的方向相反的磁通量的弱磁控制，并抑制弱磁控制以便减小由弱磁控制产生的热量。更具体地，控制器执行最小热生成量控制使得使由于弱磁控制而产生的热量和由于抑制弱磁控制而产生的热量的总和最小化的逆变器输入电压被输入到逆变器模块。

逆变器输入电压可以根据与第一和第二轴的电流相关的第一特征值和与转换器的电压转换特性相关的第二特征值来计算。当将要确保最大电压或最小电压、控制电动机以最大转矩工作、或者将要确保充电状态(SOC)时，可以不执行最小热生成量控制。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的电动机的系统的示意图。

图2是使用根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的电动机的系统来控制电动机的方法的流程图。

图3是示出与弱磁控制的执行程度相应的热生成量的图。

图4是示出与弱磁控制的抑制相应的热生成量的图。

图5是示出与电压的转换相应的热生成量的图。