[發明專利]馬達控制裝置以及控制方法

在審

• 申請號: 201510957205.3
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105720881A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 服部宏之;大河內利典;若松慎司
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉靜;段承恩

技術領域

本發明涉及控制具備馬達和對所述馬達輸出電力的變換器的馬達系統的馬達控制裝置以及控制方法。

背景技術

以往以來，已知具備通過來自電池的電力被驅動而輸出動力的馬達作為驅動源的電動車輛。這樣的馬達很多情況下使用了三相同步式交流馬達。通過將從電源的供給的直流電壓由變換器變換成三相交流電壓而施加于該三相同步式交流馬達，從而驅動該三相同步式交流馬達。

在這樣的電動車輛中，為了高效地驅動馬達，作為馬達的控制方式，常用以相同的電流使轉矩達到最大(以相同的轉矩使電流達到最小)的最大轉矩控制。根據最大轉矩控制，能夠降低d軸電流，進而降低馬達電流。

然而，在進行了最大轉矩控制的情況下，有時各種損失增大，效率惡化。因此，在日本特開2008-236948中公開了以使合計鐵損和銅損得到的馬達損失成為最小的方式控制d軸電流的馬達的控制技術。根據該技術，能夠在某種程度上使馬達高效地運轉。

但是，包括馬達以及變換器的馬達系統所產生的損失不限于鐵損以及銅損，還存在變換器所產生的變換器損失。變換器損失因與設置于變換器的開關元件的開關動作相應產生的損失，隨著馬達電流增加而增加。在日本特開2008-236948中，對于該變換器損失沒有作出任何考慮，作為結果而無法充分提高馬達系統的效率。

此外，在日本特開2005-210772中公開了如下技術：在感應電壓高于馬達端子電壓的情況下，進行使d軸q軸平面內的電流矢量的相位(電流相位)超前而弱化磁場的弱磁場控制。但是，該弱磁場控制并沒有考慮鐵損、銅損、變換器損失。也即，以往，沒有不僅考慮鐵損和銅損還考慮了變換器損失的馬達控制技術。

發明內容

在本發明中，提供一種能夠進一步降低合計鐵損、銅損、變換器損失而得到的系統損失的馬達控制裝置以及控制方法。

本發明的第1技術方案提供一種馬達控制裝置，該馬達控制裝置控制具備馬達和對所述馬達輸出電力的變換器的馬達系統。該馬達控制裝置具有電子控制單元。電子控制單元構成為根據轉矩指令值來設定q軸電流值，進行控制d軸電流值以使合計銅損、鐵損和變換器損失得到的系統損失比合計所述銅損和鐵損得到的馬達損失成為最小時的系統損失低的系統損失降低控制，所述銅損、所述鐵損和所述變換器伴隨q軸d軸平面上的電流矢量的電流相位的變動而變動。

在上述第1技術方案中，所述電子控制單元可以構成為在感應電壓為馬達端子電壓以下的區域，進行所述系統損失降低控制。在上述第1技術方案中，所述電子控制單元可以構成為在所述系統損失降低控制中，控制所述d軸電流值以使所述系統損失成為最小。

在上述第1技術方案中，所述電子控制單元可以構成為預先存儲有按根據馬達轉速以及轉矩指令值而確定的各工作點記錄有對應的d軸電流值和q軸電流值的映射，在所述系統損失降低控制中，將馬達轉速以及轉矩指令值與所述映射進行對照來確定d軸電流值以及q軸電流值。

本發明的第2技術方案提供一種馬達控制方法。該馬達控制方法控制具備馬達和對所述馬達輸出電力的變換器的馬達系統。該馬達控制方法包括：根據轉矩指令值來設定q軸電流值，控制d軸電流值以使合計銅損、鐵損和變換器損失得到的系統損失比合計所述銅損和鐵損得到的馬達損失成為最小時的系統損失低，所述銅損、所述鐵損和所述變換器損失伴隨q軸d軸平面上的電流矢量的電流相位的變動而變動。

根據本發明的上述技術方案，控制d軸電流值以使系統損失比馬達損失最小時的系統損失低，因此與以往技術相比能夠進一步降低系統損失。

附圖說明

圖1是表示混合動力汽車的構成的圖。

圖2是表示各種控制的適用區域的圖。

圖3是表示電流相位與各種損失的關系的坐標圖。

圖4是表示與控制的種類相應的損失的差異的坐標圖。

圖5是表示馬達控制的流程的流程圖。

圖6是表示系統損失降低控制中的控制塊的圖。

圖7是表示電流指令生成部的另一構成例的圖。

附圖標記說明

10控制裝置，12發動機，13溫度傳感器，14、24馬達，15、22旋轉軸，16電池，18輸出軸，20動力分配機構，28轉速傳感器，30變速器，32車軸，34驅動輪，35轉換器，36、38變換器，40電壓傳感器，41旋轉角傳感器，42電流傳感器，50控制塊，52電流指令生成部，54PI運算部，562軸3軸轉換部，58PWM信號生成部，603軸2軸轉換部，62轉速算出部。

具體實施方式