電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制電動機的永久磁鐵中的減磁并且該電動機能夠連續(xù)額定地輸出的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。電動機驅(qū)動系統(tǒng)具備：在轉(zhuǎn)子以及定子中的任一方包含永久磁鐵的電動機；輸出直流電壓的電力供給部；和以規(guī)定的升壓比對電力供給部的輸出電壓進行升壓的升壓部，該電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置具備：磁鐵溫度獲取部，其對電動機中包含的永久磁鐵的溫度進行推定或檢測；和升壓比決定部，其根據(jù)磁鐵溫度獲取部所推定或檢測出的永久磁鐵的溫度來決定規(guī)定的升壓比。
【專利說明】電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括電動機以及升壓部在內(nèi)的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在HEV(Hybrid Electrical Vehicle:混合動力電動汽車)或EV (ElectricVehicle:電動汽車)等車輛中，設(shè)置有作為驅(qū)動源的電動機。圖8是永久磁鐵勵磁型的電動機的部分剖面圖。圖8所示的電動機50,具備:包括在旋轉(zhuǎn)軸的周圍設(shè)置為同心圓狀的多個永久磁鐵51在內(nèi)的轉(zhuǎn)子53 ;和包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子53的外徑側(cè)的3相電樞55在內(nèi)的定子57。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I JP特開2001-157304號公報
[0006]專利文獻2 JP專利第3746334號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明概要
[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]圖8所示的電動機50若在永久磁鐵的高溫時運轉(zhuǎn)，則由于該運轉(zhuǎn)所伴隨的相電流的反磁場而在永久磁鐵51中產(chǎn)生減磁。若在永久磁鐵51中產(chǎn)生減磁,則電動機50中的轉(zhuǎn)矩下降，有時無法從電動機50得到希望的輸出。作為其對策，存在如下方法:對電樞電流進行控制，使得永久磁鐵的溫度(以下稱作“磁鐵溫度”)不超過容許最高溫度。例如，專利文獻I中所說明的混合動力車用旋轉(zhuǎn)電機裝置，根據(jù)為了用于混合動力車控制而檢測出的數(shù)據(jù)或基于該數(shù)據(jù)而在內(nèi)部運算出的數(shù)據(jù)來推定旋轉(zhuǎn)電機的磁鐵溫度，若磁鐵溫度為高溫則對電樞電流進行限制。這樣，只要限制電樞電流則能夠抑制磁鐵溫度的上升，能夠抑制永久磁鐵中的減磁的產(chǎn)生，但結(jié)果是電動機的輸出下降。
[0010]在針對永久磁鐵的減磁所導致的電動機的輸出下降的對策中，還存在進行控制電樞電流使得不產(chǎn)生減磁的、所謂弱磁控制的方法。但是，在弱磁控制中，由于將對轉(zhuǎn)矩的增加沒有貢獻或難以產(chǎn)生貢獻的電流成分即弱磁電流提供給電動機，因此輸出效率下降。此夕卜，也可以考慮通過采用較多地含有鏑(Dy)、鋱(Tb)等重稀土類元素的永久磁鐵來抑制減磁的方法。但是，由于重稀土類元素很稀少，因此不希望重稀土類元素的使用量增加。
[0011]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠在抑制因電動機的動作狀態(tài)而導致的永久磁鐵的減磁的同時，進行該電動機的運轉(zhuǎn)的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了解決上述課題來達成相關(guān)的目的，本發(fā)明的第一方式是電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，該電動機驅(qū)動系統(tǒng)具備:在轉(zhuǎn)子以及定子中的任一方包含永久磁鐵的電動機(例如，實施方式中的電動機111);輸出直流電壓的電力供給部(例如，實施方式中的蓄電器101);和以規(guī)定的升壓比對所述電力供給部的輸出電壓進行升壓的升壓部(例如，實施方式中的第I轉(zhuǎn)換器103以及第2轉(zhuǎn)換器107)，所述控制裝置的特征在于，具備:對所述電動機中包含的所述永久磁鐵的溫度進行推定或檢測的磁鐵溫度獲取部(例如，實施方式中的電動機ECU113);和根據(jù)所述磁鐵溫度獲取部所推定或檢測出的所述永久磁鐵的溫度來決定所述規(guī)定的升壓比的升壓比決定部(例如，實施方式中的升壓比決定部215)。
[0014]進而，本發(fā)明的第二方式的控制裝置的特征在于，所述升壓比決定部，當所述永久磁鐵的溫度從小于磁鐵溫度第I閾值的低溫狀態(tài)到達所述磁鐵溫度第I閾值時，將所述規(guī)定的升壓比變更為比在所述低溫狀態(tài)時所設(shè)定的升壓比高的第I升壓比，當所述永久磁鐵的溫度比所述磁鐵溫度第I閾值高時，根據(jù)所述永久磁鐵的溫度連續(xù)地變更所述規(guī)定的升壓比。
[0015]進而，本發(fā)明的第三方式的控制裝置的特征在于，當所述升壓比決定部根據(jù)所述永久磁鐵的溫度連續(xù)地變更所述規(guī)定的升壓比時，隨著所述永久磁鐵的溫度的上升，所述規(guī)定的升壓比的變化率變小。
[0016]進而，本發(fā)明的第四方式的控制裝置的特征在于，所述升壓比決定部，當所述電動機的轉(zhuǎn)速為規(guī)定的轉(zhuǎn)速第I閾值以上，且所述永久磁鐵的溫度為磁鐵溫度第I閾值以上時，根據(jù)所述永久磁鐵的溫度來決定所述規(guī)定的升壓比。
[0017]進而，本發(fā)明的第五方式的控制裝置的特征在于，所述升壓比決定部，當所述電動機的轉(zhuǎn)速為規(guī)定的轉(zhuǎn)速第I閾值以上，且所述永久磁鐵的溫度為所述磁鐵溫度第I閾值以上時，根據(jù)所述永久磁鐵的溫度來決定所述規(guī)定的升壓比。
[0018]進而，本發(fā)明的第六方式的控制裝置的特征在于，當所述永久磁鐵的溫度為比所述磁鐵溫度第I閾值高的磁鐵溫度第2閾值以上時，限制所述電動機的輸出。
[0019]進而，本發(fā)明的第七方式的控制裝置的特征在于，當所述電動機的轉(zhuǎn)速小于所述轉(zhuǎn)速第I閾值或小于比該轉(zhuǎn)速第I閾值低的轉(zhuǎn)速第2閾值，且所述永久磁鐵的溫度小于比所述磁鐵溫度第2閾值低的磁鐵溫度第3閾值時，限制所述電動機的輸出。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第一?第七方式的控制裝置，通過根據(jù)電動機的永久磁鐵的溫度來變更升壓比，能夠得到磁鐵溫度的上升抑制效果，因此能夠抑制永久磁鐵中的減磁并且電動機能夠連續(xù)額定地輸出。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二方式的控制裝置，當永久磁鐵的溫度到達了第I閾值時，即使一下子提高升壓比的值，也能夠以些許的損耗而獲得較大的磁鐵溫度的上升抑制效果。此夕卜，在此后永久磁鐵的溫度仍持續(xù)上升的情況下，即使假設(shè)將升壓比一下子提高到更高的值，雖然電動機驅(qū)動系統(tǒng)整體的損耗較大，但相比之下磁鐵溫度的上升抑制效果卻不怎么大，通過根據(jù)永久磁鐵的溫度連續(xù)地變更升壓比，能夠抑制系統(tǒng)整體的損耗的增大并且得到磁鐵溫度的上升抑制效果。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第三方式的控制裝置，隨著升壓比的提高，相對于升壓比的變化量的、系統(tǒng)整體的損耗的增加率增大，磁鐵溫度的上升抑制效果變小，因此升壓比的變化率隨著永久磁鐵的溫度的上升而設(shè)定得較小。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第六方式的控制裝置，當永久磁鐵的溫度較高時，通過限制電動機的輸出從而能夠抑制該溫度的上升。[0025]根據(jù)第七方式的控制裝置，當預料到電動機的運轉(zhuǎn)所導致的永久磁鐵的溫度的上升時，通過限制電動機的輸出能夠抑制該溫度的上升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是表示將電動機作為驅(qū)動源的車輛的內(nèi)部構(gòu)成的框圖。
[0027]圖2是表示管理器E⑶119的內(nèi)部構(gòu)成的框圖。
[0028]圖3是表示電動機111的運轉(zhuǎn)區(qū)域的圖。
[0029]圖4是表示升壓比決定部215所決定的升壓比η與磁鐵溫度Tmg的關(guān)系的圖表。
[0030]圖5是表不相對于輸入至電動機111的電壓的、系統(tǒng)整體的損耗特性的一例的圖表。
[0031]圖6是表示當輸入至電動機111的電壓為350V、450V、550V時的、相對于各個電動機111的轉(zhuǎn)矩的、永久磁鐵的到達溫度的一例的圖表。
[0032]圖7是表示管理器E⑶119的動作的流程圖。
[0033]圖8是永久磁鐵勵磁型的電動機的部分剖面圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0035]圖1是表示將電動機作為驅(qū)動源的車輛的內(nèi)部構(gòu)成的框圖。圖1所示的車輛，具備:蓄電器(BATT) 101 ;第I轉(zhuǎn)換器(第1C0NV) 103 ;燃料電池堆(FC堆)105 ;第2轉(zhuǎn)換器(第 2C0NV) 107 ;逆變器(INV) 109 ;電動機(Mot) 111 ;電動機 ECU (MOT ECU) 113 ;齒輪箱(以下，簡稱為“齒輪”)115 ;車速傳感器117 ;和管理器ECU (MG ECU) 119。另外，圖1中的虛線的箭頭表示值數(shù)據(jù)，實線的箭頭表示含有指示內(nèi)容的控制信號。
[0036]蓄電器101具有串聯(lián)連接的多個蓄電單元，提供例如100?200V的高電壓。蓄電單元例如是鋰離子電池、鎳氫電池。第I轉(zhuǎn)換器103對蓄電器101的直流輸出電壓進行升壓。另外，第I轉(zhuǎn)換器103以從管理器E⑶119發(fā)送來的后述的升壓比來進行動作。
[0037]FC堆105是重疊了燃料電池的多個單元的I個封裝體，提供直流電壓。第2轉(zhuǎn)換器107對FC堆105的直流輸出電壓進行升壓。另外，第2轉(zhuǎn)換器107以從管理器E⑶119發(fā)送來的后述的升壓比來進行動作。
[0038]逆變器109將通過第I轉(zhuǎn)換器103或第2轉(zhuǎn)換器107被升壓后的直流電壓變換為交流電壓，將3相電流提供給電動機111。此外，逆變器109將在電動機111的再生動作時被輸入的交流電壓變換為直流電壓來對蓄電器101進行充電。另外，逆變器109根據(jù)從管理器E⑶119發(fā)送來的后述的INV指令值來進行動作。
[0039]電動機111具備:包括在旋轉(zhuǎn)軸的周圍設(shè)置成同心圓狀的多個永久磁鐵在內(nèi)的轉(zhuǎn)子；和包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子的外徑側(cè)的3相的電樞在內(nèi)的定子。電動機111產(chǎn)生用于車輛行駛的動力。電動機111所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)由齒輪115被傳遞給驅(qū)動軸116。另外，電動機111的轉(zhuǎn)子與齒輪115直接連結(jié)。此外，電動機111在再生制動時作為發(fā)電機而進行動作，電動機111所發(fā)電的電力被充電至蓄電器101。
[0040]電動機E⑶113根據(jù)來自管理器E⑶119的指示來對電動機111的動作進行控制。此外，電動機E⑶113基于電動機111的轉(zhuǎn)速Nm以及轉(zhuǎn)矩、輸入至電動機111的電壓、電動機111的冷卻水的溫度(水溫)或齒輪油的溫度(ATF溫度)以及構(gòu)成電動機111的電樞的繞組的溫度(繞組溫度)，根據(jù)規(guī)定的熱模型來推定構(gòu)成電動機111的轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的溫度(磁鐵溫度)。電動機ECUl 13將表示推定出的磁鐵溫度Tmg的信號發(fā)送至管理器ECUl19。
[0041]齒輪115是例如相當于5速的I級固定齒輪。因此，齒輪115將來自電動機111的驅(qū)動力變換為特定的變速比下的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩后，傳遞給驅(qū)動軸116。車速傳感器117基于驅(qū)動軸116的轉(zhuǎn)速來檢測車輛的行駛速度(車速VP)。表示由車速傳感器117檢測出的車速VP的信號，被發(fā)送至管理器E⑶119。
[0042]管理器ECU119，進行基于與車輛的駕駛者的加速器操作相應的加速踏板開度(AP開度)以及車速VP的要求輸出的計算，以及逆變器109、第I轉(zhuǎn)換器103以及第2轉(zhuǎn)換器107的控制等。此外，管理器E⑶119將電動機111的動作所涉及的指示發(fā)送至電動機E⑶113。進而，管理器E⑶119從電動機E⑶113獲取表示磁鐵溫度的信號Tmg。管理器E⑶119將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為效率重視模式、升壓模式以及輸出限制模式中的任一種模式。
[0043]圖2是表示管理器E⑶119的內(nèi)部構(gòu)成的框圖。如圖2所示，管理器E⑶119具有:要求輸出導出部201 ;轉(zhuǎn)速計算部203 ;目標轉(zhuǎn)矩計算部205 ;控制部207 ;和存儲器209。
[0044]要求輸出導出部201，基于加速踏板開度(AP開度)以及車速VP，來導出對電動機111要求的輸出(要求輸出)。轉(zhuǎn)速計算部203根據(jù)車速VP來計算電動機111的轉(zhuǎn)速Nm。目標轉(zhuǎn)矩計算部205基于要求輸出導出部201所導出的要求輸出以及轉(zhuǎn)速計算部203所計算出的轉(zhuǎn)速Nm，來計算電動機111設(shè)為目標的轉(zhuǎn)矩(目標轉(zhuǎn)矩)Tt。
[0045]在控制部207中，輸入目標轉(zhuǎn)矩計算部205所算出的目標轉(zhuǎn)矩Tt、轉(zhuǎn)速計算部203所算出的轉(zhuǎn)速Nm、和電動機ECUl 13所推定出的磁鐵溫度Tmg。如圖2所示，控制部207具有目標工作點(operating point)決定部211、INV指令值生成部213、和升壓比決定部215。
[0046]目標工作點決定部211，基于目標轉(zhuǎn)矩Tt以及轉(zhuǎn)速Nm，來決定電動機111設(shè)為目標的工作點(目標工作點)。另外，目標工作點決定部211,當滿足基于目標轉(zhuǎn)矩Tt以及轉(zhuǎn)速Nm而決定的電動機111的目標工作點和磁鐵溫度Tmg的條件時，將比所決定的所述工作點進一步限制了輸出的工作點決定為目標工作點。即，此時，控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為輸出限制模式。另外，設(shè)定為輸出限制模式時的目標工作點決定部211，將根據(jù)永久磁鐵的溫度Tmg而限制電動機111的輸出的工作點決定為目標工作點。
[0047]上述條件是指，目標工作點位于減磁產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)，并且，磁鐵溫度Tmg超過輸出限制用的閾值Tthh (例如，攝氏150度)。但是，即使目標工作點位于減磁產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)，并且，磁鐵溫度Tmg在升壓比增加用的閾值Tthl (例如，攝氏110度)以上且在輸出限制用的閾值Tthh以下，只要電動機111的轉(zhuǎn)速Nm為閾值Nth以下則當作滿足該條件。升壓比增加用的閾值Tthl是比輸出限制用的閾值Tthh更低的值。
[0048]減磁產(chǎn)生區(qū)域是指，圖3所示的電動機111的運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)、斜線所示的區(qū)域。若電動機111在該減磁產(chǎn)生區(qū)域中的工作點持續(xù)進行動作，則由于磁鐵溫度的上升而在永久磁鐵中產(chǎn)生減磁。如圖3所示，在電動機111的運轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)存在2個減磁產(chǎn)生區(qū)域。I個是高轉(zhuǎn)速側(cè)的磁鐵溫度過大區(qū)域301，另I個是低轉(zhuǎn)速側(cè)的相電流過大區(qū)域303。高轉(zhuǎn)速側(cè)的磁鐵溫度過大區(qū)域301是由于電動機111高轉(zhuǎn)速且高輸出地被運轉(zhuǎn)從而磁鐵溫度上升，在永久磁鐵中產(chǎn)生減磁的區(qū)域。另一方面，低轉(zhuǎn)速側(cè)的相電流過大區(qū)域303是由于電動機111被高轉(zhuǎn)矩運轉(zhuǎn)從而相電流增大，在永久磁鐵中產(chǎn)生減磁的區(qū)域。
[0049]INV指令值生成部213，生成用于電動機111在目標工作點進行動作的、對逆變器109的指令值(INV指令值)。INV指令值生成部213所生成的INV指令值被發(fā)送至逆變器109。
[0050]若滿足如下條件，則升壓比決定部215將第I轉(zhuǎn)換器103以及第2轉(zhuǎn)換器107的升壓比η決定為與磁鐵溫度Tmg相應的值:電動機111的目標工作點位于減磁產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)，并且，磁鐵溫度Tmg在升壓比增加用的閾值Tthl以上且在輸出限制用的閾值Tthh以下，并且，電動機111的轉(zhuǎn)速Nm比閾值Nth高。S卩，此時，控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為升壓模式。另外，閾值Nth是圖3所示的磁鐵溫度過大區(qū)域301中的最小轉(zhuǎn)速和相電流過大區(qū)域303中的最大轉(zhuǎn)速的中間值。
[0051]表示升壓比決定部215所決定的升壓比η與磁鐵溫度Tmg的關(guān)系的數(shù)據(jù)被保存在存儲器209中。升壓比決定部215參照保存在存儲器209中的數(shù)據(jù)，來決定升壓比η。
[0052]另外，當控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式既不設(shè)定為升壓模式也不設(shè)定為輸出限制模式時，升壓比決定部215將升壓比η總是設(shè)定為I。S卩，此時，控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為效率重視模式，根據(jù)目標工作點來對電動機111進行運轉(zhuǎn)。
[0053]圖4是表示升壓比決定部215所決定的升壓比η和磁鐵溫度Tmg之間的關(guān)系的圖表。如圖4所示，滿足上述條件時所決定的升壓比η是大于1.3的值，且隨著磁鐵溫度Tmg的增大而被設(shè)定為較高的值。但是，磁鐵溫度Tmg為閾值Tthh時的升壓比η被設(shè)定為1.5。此外，在磁鐵溫度Tmg超過了閾值Tthl以后，隨著磁鐵溫度Tmg的上升，升壓比η的變化率較小。
[0054]若按照圖4所示的關(guān)系，則當電動機111處于在效率重視模式下運轉(zhuǎn)的狀態(tài)時，若磁鐵溫度Tmg從小于閾值Tthl的狀態(tài)到達閾值Tthl，則電動機111的運轉(zhuǎn)模式被切換為升壓模式，升壓比η從I被變更為1.3。若之后磁鐵溫度Tmg也持續(xù)上升，則如圖4所示，升壓比η逐漸被提高，直到磁鐵溫度Tmg達到閾值Tthh為止。S卩，升壓比決定部215將圖4所示的與磁鐵溫度Tmg相應的值決定為升壓比η。
[0055]由升壓比決定部215決定的升壓比η被發(fā)送至第I轉(zhuǎn)換器103以及第2轉(zhuǎn)換器107。第I轉(zhuǎn)換器103以升壓比η對蓄電器101的直流輸出電壓進行升壓，第2轉(zhuǎn)換器107也以升壓比η對FC堆105的直流輸出電壓進行升壓。結(jié)果，若升壓比η為I時的輸入至電動機111的電壓為約350V，則升壓比η為1.3時的該電壓成為約450V，升壓比η為1.5時的該電壓成為約550V。
[0056]另外，若提高升壓比η，則用于驅(qū)動電動機111的系統(tǒng)整體的損耗增大。圖5是表示相對于輸入至電動機111的電壓的、系統(tǒng)整體的損耗特性的一例的圖表。因此，若升壓比η從I被變更為1.3，輸入至電動機111的電壓從350V變換為450V，則如圖5所示，系統(tǒng)整體的損耗上升1.lkW。此外，若升壓比η從1.3被變更至1.5，輸入至電動機111的電壓從450V變化為550V，則如圖5所示，系統(tǒng)整體的損耗上升3.5kW。
[0057]這樣，若提高升壓比n，則雖然系統(tǒng)整體的損耗增加，但能夠抑制磁鐵溫度Tmg的上升。S卩，因為升壓比η為1、輸入至電動機111的電壓為350V時的、電動機111中的勵磁電流較大，所以磁鐵溫度Tmg的上升速度快。另一方面，若提高升壓比η來提高輸入至電動機111的電壓,則電動機111中的勵磁電流變小，因此能夠抑制磁鐵溫度Tmg的上升速度。[0058]圖6是表示被輸入至電動機111的電壓為350V、450V、550V時的、相對于各個電動機111的轉(zhuǎn)矩的、永久磁鐵的到達溫度的一例的圖表。電動機111的轉(zhuǎn)矩為Tq時，若升壓比η從I被變更為1.3，輸入至電動機111的電壓從350V變化為450V，則如圖6所示，電動機111中的永久磁鐵的到達溫度下降約30度。此外，該轉(zhuǎn)矩時，若升壓比η從1.3被變更為1.5，輸入至電動機111的電壓從450V變化為550V，則如圖6所示，電動機111中的永久磁鐵的到達溫度下降約13度。電動機111中的永久磁鐵的到達溫度越低，則磁鐵溫度Tmg的上升速度越慢。
[0059]鑒于上述的圖5的關(guān)系以及圖6的關(guān)系，若將升壓比η從I變更為1.3，則雖然系統(tǒng)整體的損耗上升1.lkw，但磁鐵溫度Tmg的上升抑制效果比較大。另一方面，若將升壓比η從1.3變更為1.5，則雖然能夠相應地得到磁鐵溫度Tmg的上升抑制效果，但系統(tǒng)整體的損耗較大，為3.5kW。
[0060]因此，升壓比決定部215，當磁鐵溫度Tmg到達閾值Tthl時，如圖4所示，將升壓比η從I 一下子變更為1.3。在此情況下，能夠以些許的損耗而獲得較大的磁鐵溫度Tmg的上升抑制效果。但是，若此后磁鐵溫度Tmg也持續(xù)上升，則升壓比決定部215將升壓比η從
1.3逐漸提高至1.5，直到磁鐵溫度Tmg到達閾值Tthh為止。即使假設(shè)將升壓比η從1.3一下子提高至1.5，雖然損耗大，但相比之下磁鐵溫度Tmg的上升抑制效果卻不怎么大。此外，隨著升壓比η的提高，升壓比η的變化量所對應的損耗的增加率增加，磁鐵溫度Tmg的上升抑制效果變小。因此，當將升壓比η從1.3進一步提高時，升壓比決定部215通過根據(jù)磁鐵溫度Tmg來連續(xù)地變更升壓比η，從而能夠在抑制系統(tǒng)整體的損耗增大的同時得到磁鐵溫度Tmg的上升抑制效果。
[0061]圖7是表示管理器E⑶119的動作的流程圖。如圖7所示，管理器E⑶119的控制部207對電動機111的目標工作點是否位于減磁產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)進行判斷(步驟S101)，若目標工作點位于減磁產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)則進入步驟S103。在步驟S103中，控制部207獲取磁鐵溫度Tmg。接著，控制部207對磁鐵溫度Tmg是否為閾值Tthl以上且為閾值Tthh以下(Tthl ≤ Tmg ≤Tthh)進行判斷(步驟 S105)，若 Tthl ≤ Tmg ≤ Tthh 則進入步驟 S107，在磁鐵溫度Tmg小于閾值Tthl或比閾值Tthh高的情況下進入步驟S109。即，進入步驟S109時，是Tmg < Tthl或Tmg > Tthh的情況。
[0062]在步驟S107中，控制部207對電動機111的運轉(zhuǎn)模式是否被設(shè)定成了輸出限制模式進行判斷，若被設(shè)定成了輸出限制模式則進入步驟S111，若被設(shè)定成了其他模式(升壓模式或效率重視模式)則進入步驟S113。另一方面，在步驟S109中，控制部207對磁鐵溫度Tmg是否比閾值Tthh高(Tmg > Tthh)進行判斷,若Tmg > Tthh則進入步驟SI 15,若Tmg<Tthl則進入步驟SI 19。
[0063]在步驟Slll中，控制部207對磁鐵溫度Tmg是否小于從閾值Tthh中減去規(guī)定值Thy而得到的值(例如，150-5 = 145V)進行判斷，若Tmg < Tthh-Thy則進入步驟S113，若Tmg≥Tthh-Thy則進入步驟SI 15。在步驟SI 13中，控制部207對電動機111的轉(zhuǎn)速Nm是否比閾值Nth高(Nm > Nth)進行判斷,在Nm > Nth的情況下進入步驟S117,在Nm < Nth的情況下進入步驟SI 15。
[0064]在Nm > Nth的情況下，也可以認為電動機111的工作點位于高轉(zhuǎn)速側(cè)的磁鐵溫度過大區(qū)域301內(nèi)，在該區(qū)域中，如圖4~圖6所說明的那樣，通過提高升壓比能夠抑制磁鐵溫度的上升，結(jié)果能夠抑制減磁。因此，在步驟S117中，控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為升壓模式。在升壓模式下，控制部207的升壓比決定部215,決定與磁鐵溫度Tmg相應的升壓比n，來對第I轉(zhuǎn)換器103以及第2轉(zhuǎn)換器107的各升壓比進行變更。
[0065]另一方面，在Nm ( Nth的情況下，可以認為電動機111的工作點位于低轉(zhuǎn)速側(cè)的相電流過大區(qū)域303內(nèi)，在該區(qū)域中即使提高升壓比也不能抑制減磁。因此，在步驟S115中，控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為輸出限制模式。
[0066]這樣，即使磁鐵溫度Tmg為閾值Tthl以上且為閾值Tthh以下(Tthl ( Tmg ( Tthh)，電動機111的運轉(zhuǎn)模式也是如下情況:若電動機111的轉(zhuǎn)速Nm比閾值Nth高(Nm > Nth)則被設(shè)定為升壓模式,若為閾值Nth以下(Nm ( Nth)則設(shè)定為輸出限制模式。因此，磁鐵溫度Tmg的閾值Tthl，既可能是被設(shè)定為升壓模式時的閾值，也可能是被設(shè)定為輸出限制模式時的閾值。另外，在Nm ( Nth的情況下，也可以將磁鐵溫度Tmg的閾值Tthl設(shè)定為比Nm > Nth時低。如上所述，當電動機111的工作點位于低轉(zhuǎn)速側(cè)的相電流過大區(qū)域303內(nèi)時，即使提高升壓比也不能抑制減磁，因此作為針對磁鐵溫度上升的措施，輸出限制是唯一的方法。換言之，相對于磁鐵溫度上升的韌性(toughness)較低。因此，通過在Nm ( Nth時將閾值Tthl設(shè)定為較低的值，來提高電動機111的運轉(zhuǎn)模式被設(shè)定為輸出限制模式的可能性。
[0067]在步驟SI 19中，控制部207對電動機111的運轉(zhuǎn)模式是否被設(shè)定成了輸出限制模式或升壓模式進行判斷，若被設(shè)定成了輸出限制模式或升壓模式則進入步驟S121，若被設(shè)定成了效率重視模式則進入步驟S123。在步驟S121中，控制部207對磁鐵溫度Tmg是否小于從閾值Tthl中減去規(guī)定值Thy而得到的值(例如，110-5 = 105V)進行判斷，若Tmg
<Tthl-Thy則進入步驟S123，若Tmg≤Tthl-Thy則進入步驟S113。在步驟S123中，控制部207將電動機111的運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為效率重視模式。
[0068]如以上所說明的那樣，在本實施方式中，即使在由于電動機111的工作點位于減磁產(chǎn)生區(qū)域因而磁鐵溫度的上升會導致在永久磁鐵中產(chǎn)生減磁的狀態(tài)下，也提高第I轉(zhuǎn)換器103以及第2轉(zhuǎn)換器107的各升壓比。雖然若提高升壓比則系統(tǒng)整體的損耗稍微增加，但由于磁鐵溫度的上升被抑制，因此電動機111能夠不降低輸出地在原本的工作點持續(xù)進行動作。
[0069]在本實施方式中，電動機E⑶113對電動機111的磁鐵溫度進行推定，管理器E⑶119將該推定值作為磁鐵溫度來利用。管理器E⑶119，在電動機111中設(shè)置有對永久磁鐵的溫度進行檢測的傳感器的情況下，也可以將該傳感器所檢測出的值作為磁鐵溫度來利用。
[0070]在本實施方式中，如圖1所示，雖然在電動機111中設(shè)置有蓄電器101以及FC堆105作為提供電力的能量源，但也可以是僅具備其中任一種能量源的車輛。在此情況下，例如，在僅具備蓄電器101作為能量源的車輛中，管理器ECU119也可以獲取表示蓄電器101的狀態(tài)的剩余容量(SOC =State of Charge)的數(shù)據(jù)，根據(jù)SOC的值來變更在圖7的步驟S105中使用的通常最大額定電壓的值。在蓄電器101由鋰離子電池構(gòu)成的情況下，存在蓄電器101的輸出電壓隨著SOC的下降而降低的傾向。因此，管理器E⑶119，隨著由鋰離子電池構(gòu)成的蓄電器101的SOC的下降而降低通常最大額定電壓的值。
[0071]符號說明[0072]101蓄電器(BATT)
[0073]103 第 I 轉(zhuǎn)換器(第 1C0NV)
[0074]105燃料電池堆(FC堆)
[0075]107 第 2 轉(zhuǎn)換器(第 2CONV)
[0076]109 逆變器(INV)
[0077]111電動機(Mot)
[0078]113 電動機 ECU (MOT ECU)
[0079]115齒輪箱(齒輪)
[0080]116驅(qū)動軸
[0081]117車速傳感器
[0082]119 管理器 ECU (MG ECU)
[0083]201要求輸出導出部
[0084]203轉(zhuǎn)速計算部
[0085]205目標轉(zhuǎn)矩 計算部
[0086]207控制部
[0087]209存儲器
[0088]211目標工作點決定部
[0089]213 INV指令值生成部
[0090]215升壓比決定部
【權(quán)利要求】
1.一種控制裝置，是電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，該電動機驅(qū)動系統(tǒng)具備:在轉(zhuǎn)子以及定子中的任一方包含永久磁鐵的電動機；輸出直流電壓的電力供給部；和以規(guī)定的升壓比對所述電力供給部的輸出電壓進行升壓的升壓部， 所述控制裝置的特征在于，具備: 磁鐵溫度獲取部，其對所述電動機中包含的所述永久磁鐵的溫度進行推定或檢測；和 升壓比決定部，其根據(jù)所述磁鐵溫度獲取部所推定或檢測出的所述永久磁鐵的溫度來決定所述規(guī)定的升壓比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于， 所述升壓比決定部，當所述永久磁鐵的溫度從小于磁鐵溫度第I閾值的低溫狀態(tài)到達所述磁鐵溫度第I閾值時，將所述規(guī)定的升壓比變更為比在所述低溫狀態(tài)時所設(shè)定的升壓比更高的第I升壓比，當所述永久磁鐵的溫度比所述磁鐵溫度第I閾值高時，根據(jù)所述永久磁鐵的溫度連續(xù)地變更所述規(guī)定的升壓比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于， 當所述升壓比決定部根據(jù)所述永久磁鐵的溫度連續(xù)地變更所述規(guī)定的升壓比時，隨著所述永久磁鐵的溫度的上升，所述規(guī)定的升壓比的變化率變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于， 所述升壓比決定部，當所述電動機的轉(zhuǎn)速為規(guī)定的轉(zhuǎn)速第I閾值以上，且所述永久磁鐵的溫度為磁鐵溫度第I閾值以上時，根據(jù)所述永久磁鐵的溫度來決定所述規(guī)定的升壓比。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的控制裝置，其特征在于， 所述升壓比決定部，當所述電動機的轉(zhuǎn)速為規(guī)定的轉(zhuǎn)速第I閾值以上，且所述永久磁鐵的溫度為所述磁鐵溫度第I閾值以上時，根據(jù)所述永久磁鐵的溫度來決定所述規(guī)定的升壓比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其特征在于， 當所述永久磁鐵的溫度為比所述磁鐵溫度第I閾值高的磁鐵溫度第2閾值以上時，限制所述電動機的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于， 當所述永久磁鐵的溫度為比所述磁鐵溫度第I閾值高的磁鐵溫度第2閾值以上時，限制所述電動機的輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于， 當所述電動機的轉(zhuǎn)速小于所述轉(zhuǎn)速第I閾值或小于比該轉(zhuǎn)速第I閾值低的轉(zhuǎn)速第2閾值，且所述永久磁鐵的溫度小于比所述磁鐵溫度第2閾值低的磁鐵溫度第3閾值時，限制所述電動機的輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于， 當所述電動機的轉(zhuǎn)速小于所述轉(zhuǎn)速第I閾值或小于比該轉(zhuǎn)速第I閾值低的轉(zhuǎn)速第2閾值，且所述永久磁鐵的溫度小于比所述磁鐵溫度第2閾值低的磁鐵溫度第3閾值時，限制所述電動機的輸出。
【文檔編號】H02P27/06GK103516292SQ201310179727
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】山口憲隆 申請人:本田技研工業(yè)株式會社