CN101926086B - 旋转电机控制系统以及车辆驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转电机控制系统，即便在消耗功率较大的状态下将电池的电压升压来驱动旋转电机，也可抑制消耗功率，以使电池不会成为过电流。所述旋转电机控制系统具备：频率变换部，其设置在对用于驱动车辆的旋转电机供给功率的直流电源和旋转电机之间，至少在旋转电机牵引之际将直流电源的输出变换成交流；电压变换部，其设置在直流电源和频率变换部之间，基于根据旋转电机的目标转矩以及旋转速度而设定的升压指令值使直流电源的输出升压；以及控制部，其控制频率变换部以及电压变换部，其中，控制部在旋转电机的消耗功率超过规定的功率限制值的情况下限制升压指令值的上升。

Description

旋转电机控制系统以及车辆驱动系统

技术领域

本发明涉及具有使直流电源的输出升压的电源变换部，并对用于驱动车辆的旋转电机进行控制的旋转电机控制系统。另外，还涉及具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统。

背景技术

近年来，人们提出了与借助使化石燃料燃烧的内燃机来进行驱动的汽车相比，环境负荷较小的汽车。借助于作为旋转电机的电动机进行驱动的电动汽车及借助于内燃机以及电动机进行驱动的混合动力汽车便是其中一例。对搭载于电动汽车及混合动力汽车中的电动机，人们期待其能够在整个很宽的速度范围(转速范围)内发挥适合于驾乘驱动的良好转矩。

作为旋转电机(电动机及发电机)的电动机基于通过磁场和电流产生力(转矩)这一原理而工作。但是，当电动机处于旋转中，在磁场之中力也起作用，产生所谓的反电动势。因反电动势在妨碍用于产生转矩的电流的流动的方向上产生，故减少了为使电动机旋转而流过磁场的电流，降低了力(转矩)。因反电动势随着电动机转速的上升也增加，故当转速达到某一值则由反电动势所产生的电流会达到驱动电流，电动机就变得无法控制。因而，进行“弱励磁控制”，通过减弱产生磁场的励磁力以抑制反电动势的发生。但是，若进行弱励磁控制，则因减弱励磁力而使磁场强度亦降低，所获得的最大转矩就会降低。另外，由于损失增加所导致的效率降低也备受指责。

针对这一问题，在日本特开平10-66383号公报(专利文献1)中提出了如下技术方案：将用于对电动机供给驱动功率的电池的电压升压，以使转移到弱励磁控制的转速转移到更高的转速。根据这一技术，按照由转矩和转速所设定的电动机的目标工作点的位置，通过升压电路(变换器)使电池的电压升压。据此，就可以使进行弱励磁控制的区域向高输出侧(高转矩侧以及高转速侧)进行转移。在专利文献1所记载的例子中，通过设定多级升压电压值，使不进行弱励磁控制的通常励磁控制(一般而言为最大转矩控制)的区域逐级地扩大。

在日本特开2005-210779号公报(专利文献2)中公开了按照在这种升压电路(电源装置)中不流过过大的电流的方式进行控制的技术。根据这一技术，按照旋转电机的消耗功率和平滑电容器的蓄积功率的变化量之和不超过升压电路的输出限制功率的方式来限制旋转电机的转矩指令。

专利文献1：日本特开平10-66383号公报(第3～12段落、图1、2等)

专利文献2：日本特开2005-210779号公报(权利要求1等)

发明内容

在升压电压急剧地变化这种状况下，就会产生控制装置取得升压后的电压测定值为止的传递时间及控制装置中的运算时间等所造成的响应延迟。因这一影响，旋转电机被施加低于实际电压的电压来进行驱动控制。这样，由于实际上施加的电压高于由控制装置所识别的电压测定值，旋转电机输出大于目标转矩的转矩。其结果，旋转电机的消耗电流不必要地增大，而从电池输出了包含增大的部分在内的许多消耗电流。也就是说，在旋转电机以高转矩进行运行，电池的消耗功率较大的状态下，若由变换器导致升压电压急剧地上升时，有可能从电池中输出超过需要电流以上的电流，成为过电流。即便利用专利文献2的技术来实施转矩限制，因未考虑升压后的电压测定值的传递时间等延迟时间，因而是不充分的。

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种旋转电机控制系统，即便在消耗功率较大的状态下使电池的电压升压来驱动旋转电机，也可以抑制消耗功率，使电池不会成为过电流。

用于达到上述目的的本发明所涉及的旋转电机控制系统其特征在于：具备：

频率变换部，其设置在对用于驱动车辆的旋转电机供给功率的直流电源和上述旋转电机之间，至少在上述旋转电机牵引(powering)之际将上述直流电源的输出变换成交流；

电压变换部，其设置在上述直流电源和上述频率变换部之间，基于按照上述旋转电机的目标转矩以及旋转速度所设定的升压指令值使上述直流电源的输出升压；以及

控制部，其控制上述频率变换部以及上述电压变换部，

其中，上述控制部在上述旋转电机的消耗功率超过规定的功率限制值的情况下限制上述升压指令值的上升。

在电压变换部中经过升压后输出的电压急速地上升时，有时候旋转电机的消耗功率因反馈控制的响应延迟而增加。特别是在旋转电机的消耗功率为接近直流电源的容许功率的较大值时，就有可能会超过容许功率。但是，根据本特征，在旋转电机的消耗功率超过规定的功率限制值的情况下升压指令值的上升被限制。通过限制升压指令值的上升，抑制了在电压变换部中经过升压而输出的电压上升这一情况，因此抑制了旋转电机的消耗功率的增加。其结果就可以抑制直流电源成为过电流的情况。

这里，优选上述功率限制值被设定为从上述直流电源可输出的容许功率中扣除了在上述控制部取得由上述电压变换部进行升压的升压后的电压值为止的延迟时间内增加的功率后的值。

由此，将从直流电源可输出的容许功率中扣除了在延迟时间内增加的功率后的值设定为功率限制值。从而，就能够有效地抑制由于与升压后的电压值的检测延迟等响应延迟相伴的消耗功率的增加，从直流电源过剩地输出电流而成为过电流的情况。

另外，本发明所涉及的旋转电机控制系统的优选为，上述控制部决定根据旋转电机的目标转矩以及旋转速度设定的升压指令值，并在以该升压指令值超越了上述直流电源的电压为条件，进行从上述直流电源的输出没有升压经由上述电压变换部供给到上述频率变换部的非升压控制转移至由上述电压变换部升压后供给上述频率变换部的升压控制这一控制之际，

以从上述直流电源可输出的容许功率中扣除了在该转移之际过渡性地产生的上升功率后的、比上述功率限制值低的值的功率作为基准功率，并在上述旋转电机的消耗功率为上述基准功率以下的区域，从上述非升压控制转移至上述升压控制。

一般而言，电压变换部具有串联电路，该串联电路由连接到正极侧的上级开关元件和连接到负极侧的下级开关元件构成。而且，在从非升压控制向升压控制转移之际，为了防止正极侧和负极侧的短路而设置了用于将上级开关元件和下级开关元件均控制为断开状态的死区时间(dead time)。因这一死区时间的影响，在升压目标值正在上升的状况下，与系统相应的规定的电压范围就无法升压。而且，在从非升压控制向升压控制进行转移后，电压变换部的输出就超过这一电压范围并急剧大幅度地上升。而且，起因于与这一电压急剧上升相对的响应延迟，有时候会过渡性地产生上升功率，从直流电源中输出较大的电流而导致过电流。但是，鉴于起因于死区时间而产生的上升功率，而设定从非升压控制向升压控制转移的条件、即设定转移边界，因此就能够防止在此转移时旋转电机的消耗功率达到容许功率，同时亦能够大幅度地抑制超过功率限制值的可能性。进而，通过在消耗功率尚低的状态下，大幅度地降低由于从非升压控制向升压控制进行转移，在从非升压控制向升压控制进行转移时过渡性地发生的上升电压的影响，而使旋转电机的消耗功率超过功率限制值并限制升压指令值的上升的可能性。在需要从非升压控制向升压控制的转移时，就是要求增加转矩及旋转速度之时。通过不妨碍从非升压控制向升压控制的转移，例如在旋转电机用于车辆的驱动系统之际，改善驱动性能。

这里，优选上述旋转电机的上述消耗功率使用上述旋转电机的上述目标转矩以及上述旋转速度而取得。

由于不是基于电压及电流的实测值来取得旋转电机的消耗功率，所以可以不受计测电压及电流的传感器的延迟的影响取得旋转电机的消耗功率。从而，在旋转电机的消耗功率超过功率限制值的情况下，就能够迅速地检测出这一情况，并限制升压指令值的上升。其结果，可以良好地抑制直流电源成为过电流。

另外，优选上述基准功率被设定为从上述容许功率中扣除了上述目标转矩为最大时所产生的上述上升功率后的功率。

旋转电机是目标转矩越大其消耗功率越大。从而，容许功率和消耗功率之差随着目标转矩变大而变小。另外，由于对在从非升压控制向升压控制转移时急剧地上升的升压后的电压的响应延迟，过渡性地发生的上升功率也是目标转矩越大则变得越大。而且，目标转矩最大时的上升功率在可发生的上升功率之内成为最大值。从而，从容许功率中扣除上升功率后的功率，在目标转矩为最大时变得最小。通过以这一功率作为基准功率来设定转移边界，则不论目标转矩的大小如何，都可以良好地抑制伴随在升压开始时产生的过渡电压的上升而发生的直流电源的过电流。

另外，优选本发明所涉及的旋转电机控制系统中的上述升压指令值是规定了上述电压变换部的输出电压值或者上述电压变换部中的升压率的升压指令值，

上述控制部通过固定上述升压指令值来限制上述升压指令值的上升。

通过固定升压指令值，抑制了电压变换部的输出即升压后的电压的上升，因此抑制了旋转电机的消耗功率的增加。这里，在升压指令值为规定电压变换部的输出电压的值时，升压后的电压被保持恒定，抑制了旋转电机的消耗功率的增加。另外，在升压指令值为规定基于电压变换部的升压率的值时，升压后的电压被抑制到恒定值以下。在旋转电机的消耗功率超过功率限制值这种情况下，由于是从直流电源输出许多电流的高负荷状态所以直流电源的电压处于下降倾向的情况较多。若电压变换部中的升压率被固定，向电压变换部的输入电压即直流电压下降，则来自电压变换部的输出电压的值也下降。从而，在升压指令值为规定基于电压变换部的升压率的值时，升压后的电压被抑制在恒定值以下。这样，通过固定升压指令值，抑制了电压变换部的输出即升压后的电压上升。其结果，就能够抑制起因于与升压后的电压值的检测延迟相伴的消耗功率的增加，从直流电源进一步输出许多电流而成为过电流的情况。

另外，优选本发明所涉及的旋转电机控制系统的上述控制部，通过禁止从上述直流电源的输出没有升压而经由上述电压变换部供给到上述频率变换部的非升压控制向由上述电压变换部升压后供给到上述频率变换部的升压控制的转移，来限制上述升压指令值的上升。

如上所述，在从非升压控制向升压控制转移时，电压变换部的输出急剧大幅度地上升。而且，起因于对这一电压急剧上升的响应延迟，有时候会过渡性地发生上升功率，从直流电源输出较大的电流而导致过电流。通过禁止从非升压控制向升压控制的转移，就不会有电压变换部的输出急剧大幅度地上升。从而，就能够抑制起因于与升压后的电压值的检测延迟相伴的消耗功率的增加，从直流电源输出许多电流而成为过电流的情况。

另外，优选本发明所涉及的旋转电机控制系统的上述频率变换部，基于根据输入到上述频率变换部的直流电压值和上述目标转矩而设定的调制率将所输入的直流变换成交流。

若使用基于电压变换部的升压后的电压实测值来设定调制率，就能够基于实际的电压进行精度良好的调制。在通常时，旋转电机的消耗功率急剧地变化的情况较少，因此，优选若使用升压后的电压实测值来设定调制率就能够以低损失控制旋转电机。在旋转电机的消耗功率急剧地上升并超过功率限制值这种时候，如上所述通过基于功率限制值的判断而得以抑制。而且，在是否超过功率限制值的判断上并不限于从实测值所取得的消耗功率，也可以利用根据旋转电机的目标转矩以及旋转速度所取得的值。在平常时精度良好地使用可进行低损失控制的实测值来控制旋转电机，而在消耗功率急剧地增加这种情况下可以使用实测值以外的值来控制旋转电机，所以可以进行与状况相对应的良好控制，而不会受到响应延迟的影响。

另外，本发明所涉及的车辆驱动系统能够采用如下构成，具备上述本发明所涉及的旋转电机控制系统，且具备第1旋转电机和第2旋转电机作为上述旋转电机，

还具备动力分配机构，该动力分配机构对由上述第1旋转电机以及上述第2旋转电机以外的驱动源发生的驱动力进行分配，由上述动力分配机构所分配的一方驱动力传递到车轮，另一方驱动力传递到上述第1旋转电机，同时由上述第2旋转电机所发生的驱动力传递到上述车轮。

这一构成的车辆驱动系统能够实现具备一对旋转电机和该一对旋转电机以外的驱动源(例如发动机)的、进行所谓分离形式的动力分配的混合动力车辆。而且，该混合动力车辆以满足这些旋转电机所要求的转速以及转矩这一形式而实现一对旋转电机的运行，进而，通过单一电压变换部就能够容易地实现在一对旋转电机分别获得所需要的电压这一形式的系统。

进而，优选的技术方案是本发明的车辆驱动系统的构成为：

上述动力分配机构包含行星齿轮机构，该行星齿轮机构按旋转速度的顺序具有第1旋转构件、第2旋转构件以及第3旋转构件，

上述第1旋转电机连接到上述第1旋转构件，上述旋转电机以外的驱动源连接到上述第2旋转构件，上述第2旋转电机以及上述第3旋转构件连接到车轮。

通过采用这一构造，就能够使用单一行星齿轮机构容易地实现进行分离形式的动力分配的混合动力车辆。

附图说明

图1是示意性地表示车辆驱动系统的驱动系统的构成的框图。

图2是示意性地表示旋转电机控制系统的构成的框图。

图3是旋转电机的旋转速度和转矩的相关图。

图4是表示限制升压指令值的控制的流程图。

图5是示意性地表示升压指令值限制时的消耗功率和升压后的电压的关系的波形图。

图6是示意性地表示升压指令值限制时的消耗功率和升压后的电压的关系的波形图。

图7是表示升压开始时的过渡性现象的说明图。

图8是表示升压开始时的过渡性现象的说明图。

图9是旋转电机的转矩和上升功率的相关图。

图10是表示直流电源的V/I特性的分布图。

图11是在旋转电机的旋转速度和转矩的相关图中设定转移边界的说明图。

图12是表示每个目标转矩的升压目标电压的曲线图。

具体实施方式

下面，边参照附图边就本发明所涉及的旋转电机控制系统一实施方式进行说明。该旋转电机控制系统被安装到车辆驱动系统中，用于该车辆驱动系统中所装备的旋转电机的运行控制。图1是示意性地表示车辆驱动系统200的驱动系统的构成的框图，图2是示意性地表示为了控制旋转电机MG1、MG2而设置的以旋转电机驱动装置In为主的旋转电机控制系统的构成的框图。旋转电机驱动装置In相当于本发明的旋转电机控制系统。

如图1所示，在车辆上具备作为内燃机的发动机E；一对旋转电机MG1、MG2。该车辆驱动系统200是所谓的混合动力系统，在发动机E和车轮W之间具备混合动力驱动装置1。作为发动机E，可以采用汽油发动机及柴油发动机等公知的各种内燃机。如后所述，旋转电机MG1、MG2分别作为电动机(motor)或者发电机(generator)而工作。从而，在下面的说明中不需要特别地指定某个旋转电机时，有时候省略标记MG1、MG2。车辆可以从作为电动机而工作的旋转电机或者发动机E获得驱动力而行驶。另外，由发动机E所发生的驱动力的至少一部分在作为发电机而工作的旋转电机中变换成功率，以供电池B的充电或者作为电动机而工作的旋转电机的驱动之用。进而，在制动时，还可以利用制动力通过旋转电机进行发电，并在电池B中再生功率。

混合动力驱动装置1的输入轴I连接到发动机E的曲轴等输出旋转轴上。此外，最好是做成输入轴I与发动机E的输出旋转轴之间经由减振器及离合器等进行连接的结构。混合动力驱动装置1的输出经由差速器装置D等而传递到车轮W。进而，输入轴I联结到动力分配机构P1的行星齿轮架ca上，在车轮W上经由差速器装置D连接的中间轴M被联结到内齿轮r。

第1旋转电机MG1具有定子St1和自由旋转地被支承在此定子St1的径向内侧的转子Ro1。此第1旋转电机MG1的转子Ro1以与动力分配机构P1的太阳轮s一体旋转的方式进行联结。另外，第2旋转电机MG2具有定子St2和自由旋转地被支承在此定子St2的径向内侧的转子Ro2。此第2旋转电机MG2的转子Ro2以与输出齿轮O一体旋转的方式进行联结，并连接到差速器装置D的输入侧。

第1旋转电机MG1以及第2旋转电机MG2如图1所示，经由旋转电机驱动装置(逆变器装置)In电连接到电池(直流电源)B上。第1旋转电机MG1以及第2旋转电机MG2构成为可以分别起到接受功率的供给以发生动力的电动机(motor)的功能；和接受动力的供给以发生功率的发电机(generator)的功能。

在本实施方式中的构成例，第1旋转电机MG1主要是作为发电机而发挥功能，并供给用于对电池B进行充电或者驱动第2旋转电机MG2的功率，发电机借助于经由动力分配机构P1的太阳轮s所输入的驱动力来进行发电。但是，有时候在车辆高速行驶时等，第1旋转电机MG1还作为电动机而发挥功能。另一方面，第2旋转电机MG2主要是作为辅助车辆行驶用的驱动力的电动机而发挥功能。另外，在车辆减速时等，第2旋转电机MG2作为将车辆的惯性力再生为电能的发电机而发挥功能。这种第1旋转电机MG1以及第2旋转电机MG2的运行通过TCU(trans-axle control unit)10(参照图2)进行控制。TCU10作为本发明的控制部而发挥功能，如后所述经由电压变换部4以及频率变换部5来控制旋转电机MG1及MG2。

如图1所示，动力分配机构P1由与输入轴I呈同轴状而配置的单小齿轮型的行星齿轮机构而构成。亦即、动力分配机构P1作为旋转构件具有支承多个小齿轮的行星齿轮架ca；分别与上述小齿轮相啮合的太阳轮s以及内齿轮r。作为第1旋转构件的太阳轮s以与第1旋转电机MG1的转子Ro1一体旋转的方式进行连接。作为第2旋转构件的行星齿轮架ca以与发动机E的输出旋转轴上所连接的输入轴I一体旋转的方式进行连接。作为第3旋转构件的内齿轮r以与中间轴M一体旋转的方式进行连接，内齿轮r经由中间轴M连接到差速器装置D。

在图1所示的构成中，第1旋转电机MG1连接到作为第1旋转构件的太阳轮s，旋转电机MG1及MG2以外的驱动源即发动机E连接到作为第2旋转构件的行星齿轮架ca。然后，第2旋转电机MG2以及作为第3旋转构件的内齿轮r经由差速器装置D连接到车轮W。但是，驱动系统的构成并不限定于此构成。第2旋转电机MG2既可以是直接连接到差速器装置D的形式，也可以是连接到第3旋转构件或者其他驱动传递构件上，并经由这些旋转构件及驱动传递构件而连接到差速器装置D的形式。

图2是示意性地表示以旋转电机驱动装置In为核心的旋转电机控制系统的构成的框图。此旋转电机控制系具备电池B和各旋转电机MG1、MG2；介于两者之间安装的旋转电机驱动装置In。另外，旋转电机驱动装置In从电池B一侧起具备电压变换部(变换器)4、频率变换部(逆变器)5。如图2所示，在本实施方式中作为频率变换部5，分别对一对旋转电机MG1、MG2逐个地设置有频率变换部51和52。在频率变换部5和各旋转电机MG1、MG2之间具备用于对流经旋转电机的电流进行计测的电流传感器13。此外，虽然在本例中表示对三相全部的电流进行计测的构成，但因三相处于平衡状态其瞬时值之总和为零，故还可以仅仅对两相的电流进行计测，在TCU10中通过运算来求解剩余一相的电流。此外，电池B可以向旋转电机MG1、MG2供给功率，并且还可以从旋转电机MG1、MG2接受功率的供给以进行蓄电。

电压变换部4具有电抗器4a、滤波电容器4b、上下一对开关元件4c、4d、放电用电阻器4e、平滑电容器4f。作为开关元件4c、4d最好是应用IGBT(insulated gate bipolar transistor)或MOSFET(metal oxidesemiconductor field effect transistor)。在本实施方式中例示采用IGBT而构成的情况。

电压变换部4的上级开关元件4c的发射极连接到下级开关元件4d的集电极，同时经由电抗器4a连接到电池B的正极侧。上级开关元件4c的集电极连接到频率变换部5的输入正极侧。下级开关元件4d的发射极连接到电池B的负极侧(接地)。因频率变换部5的输入负极侧也接地，故下级开关元件4d的发射极与频率变换部5的输入负极侧相连接。

上级开关元件4c以及下级开关元件4d的栅极经由驱动电路7(7C)连接到TCU10。开关元件4c、4d通过TCU10进行控制，使来自电池B的电压升压并提供给频率变换部5。TCU10基于根据旋转电机的目标转矩而设定的升压指令值来控制开关元件4c、4d。具体而言，TCU10将上级开关元件4c设成断开状态，并对下级开关元件4d例如进行PWM控制，由此来切换接通/断开以使电池B的电压升压并输出。另一方面，在旋转电机进行再生运行的情况下，电压变换部4将由旋转电机所发电的功率再生至电池B。例如，TCU10将下级开关元件4d设成断开状态，并将上级开关元件4c控制成接通状态，由此经由电压变换部4使功率再生。此外，在将由旋转电机所发电的功率进行降压以使其再生到电池B的情况下，也可以对上级开关元件4c进行PWM控制。

频率变换部5由电桥电路构成。在频率变换部5的输入正极侧和输入负极侧之间串联连接两个开关元件，此串联电路并联连接3条线。也就是说，在旋转电机MG1、MG2的定子线圈U相、V相、W分别构成与一组串联电路对应的电桥电路。在图2中，

标记8a是U相的上级侧开关元件，

标记8b是V相的上级侧开关元件，

标记8c是W相的上级侧开关元件，

标记8d是U相的下级侧开关元件，

标记8e是V相的下级侧开关元件，

标记8f是W相的下级侧开关元件。此外，最好是对于频率变换部5的开关元件8a～8f也应用IGBT或MOSFET。在本实施方式中，例示了采用IGBT的情况。

如图2所示，各相的上级侧开关元件8a、8b、8c的集电极连接到电压变换部4的输出正极侧(频率变换部5的输入正极侧)，发射极连接到各相的下级侧开关元件8d、8e、8f的集电极。另外，各相的下级侧开关元件8d、8e、8f的发射极连接到电压变换部4的输出负极侧(频率变换部5的输入负极侧)、即电池B的负极侧(接地)。各开关元件8a～8f的栅极经由驱动电路7(7A、7B)连接到TCU10，并分别单独地进行开关控制。

配成对儿的各相的开关元件(8a、8d)、(8b、8e)、(8c、8f)所形成的串联电路的中间点(开关元件的连接点)9u、9v、9w分别连接到旋转电机MG1及MG2的U相、V相、W相的定子线圈(绕组)。向各线圈供给的驱动电流通过电流传感器13来进行检测。TCU10接受电流传感器13的检测值，并用于反馈控制。

另外，在旋转电机MG1、MG2上具备作为旋转检测部之一部分发挥功能的分解器等旋转检测传感器11、12，以检测转子Ro1、Ro2的旋转角(机械角)。旋转检测传感器11、12根据转子Ro1、Ro2的极数(极对数)而设定，还可以将转子Ro1、Ro2的旋转角变换成电角度θ，并可输出与电角度θ相应的信号。TCU10基于此旋转角来运算旋转电机MG1及MG2的旋转速度(角速度ω)和频率变换部5的各开关元件8a～8f的控制定时。

TCU10通过基于针对旋转电机MG1及MG2的目标转矩以及旋转速度(转速)对这些开关元件8a～8f进行PWM控制，向各旋转电机MG1、MG2供给三相交流驱动电流。据此，各旋转电机MG1、MG2根据目标转矩而进行牵引。在旋转电机MG1及MG2作为发电机而工作，从旋转电机侧接受功率时，TCU10对频率变换部5进行控制以便将规定频率的交流变换成直流。

图3是旋转电机的旋转速度和转矩的相关图。如上述那样，旋转电机驱动装置In具备电压变换部4，可以使电池B的直流电压升压。亦即、使对旋转电机供给驱动功率的电池B的电压升压，以使将转移到弱励磁控制的旋转速度及转矩向更高的旋转速度及转矩进行转移。图中的标记K2(K)表示由电压变换部4开始升压的转移边界。如从图3所知那样，转移边界K2(K)是基于旋转电机的目标转矩以及旋转速度的相关关系而设定的。

在旋转电机的旋转速度以及目标转矩的绝对值的至少一方大于转移边界K2的情况下，通过电压变换部4使电池B的输出升压。升压的目标值即升压指令值作为升压后的电压值，既可以逐级地进行设定，也可以无级地进行设定。图中的标记K1表示设定最大的升压指令值的边界，标记T_K1表示在基于此升压指令值经过升压的情况下，旋转电机可以输出的转矩区域。TCU10以旋转电机的目标转矩以及旋转速度超越了转移边界K2作为条件，使电压变换部4的控制状态转移。具体而言就是进行如下控制：自使电池B的输出没有升压而经由电压变换部4供给到频率变换部5的非升压控制转移至由电压变换部4升压后供给频率变换部5的升压控制。

频率变换部5将利用电压变换部4升压后的直流电压以与目标转矩以及旋转速度相应的调制率变换成交流，驱动旋转电机MG1、MG2。利用电压变换部4升压后的电压值V_C使用未图示的电压传感器等来进行测定，并被TCU10所取得。但是，为了减小电压传感器及根据规定的时钟而工作的TCU10的取样间隔等的影响，特别是减小电压传感器的检测电压的噪声，而对检测电压的值使用多个进行平均化等的滤波处理，由此至TCU10取得升压后的电压值V_C为止存在延迟时间。在升压指令值以短时间进行上升，升压后的电压V_C以短时间进行上升的情况下，因这一延迟时间的影响，为了驱动旋转电机MG1、MG2而施加在频率变换部5上的电压就作为比实际电压小的电压被TCU10所识别。TCU10以与此较小的电压值相应的调制率将直流调制成交流，并进行控制以使旋转电机MG1、MG2发挥目标转矩。然而，因升压后的电压V_C的实际值大于TCU10识别出的电压值，故旋转电机MG1、MG2输出过大的转矩。因此，有可能从电池B输出超过需要电流以上的电流而成为过电流。

这种现象特别是在旋转电机MG1、MG2以高负荷(高转矩或高旋转)被驱动，旋转电机的消耗功率较大的情况下尤为明显。因而，TCU10在旋转电机的消耗功率超过规定的功率限制值时就限制针对电压变换部4的升压指令值的上升。下面，就这种升压指令值的限制详细地进行说明。图4是表示限制升压指令值的控制的流程图。图5以及图6是示意性地表示限制升压指令值时的消耗功率和升压后的电压V_C之关系的波形图。图5表示超过上述转移边界K以后的状态，是电压变换部4升压控制时的波形图。图6表示超过上述转移边界K时的状态，是电压变换部4从非升压控制转移到升压控制时的波形图。

首先，TCU10取得旋转电机的消耗功率。在本实施方式中，如图4所示，TCU10计算旋转电机MG1、MG2的估计功率作为消耗功率(#1)。消耗功率可以基于被输入到频率变换部5的直流电压V_C由未图示的电压传感器所计测的实测值和由电流传感器13所计测的电流值(I_MG2、I_MG1)而计算出来。但是，实测值有可能如上述那样因延迟时间的关系而成为比实际低的值。因而，为了取得更接近于实际消耗功率的值，TCU10运算并取得估计功率。

在本实施方式中，估计功率使用旋转电机的旋转速度以及目标转矩进行运算而取得。在此情况下，就能够取得旋转电机的消耗功率而不会受源于电压及电流计测的延迟时间所影响。另外，并不限于此，还能够通过在基于直流电压V_C的实测值和电流值(IMG2、IMG1)所运算出的功率值上乘以规定的系数，或者相加规定的偏移值进行运算，而加入与延迟时间相当的功率而取得。

接着，TCU10判断估计功率是否达到了变化率限制阈值TH(图4#2)。即、判断旋转电机的消耗功率是否到达了电池B的容许功率附近。在估计功率尚未达到变化率限制阈值TH时，TCU10基于如通常那样的升压指令值来控制电压变换部4，而不会限制发给电压变换部4的升压指令值的变化(#3)。

另一方面，在估计功率达到了变化率限制阈值TH时，旋转电机的消耗功率到达电池B的容许功率附近的可能性较高。因而，TCU10限制用于控制电压变换部4的升压指令值的变化(#4)。从而，变化率限制阈值TH就相当于本发明的功率限制值。这里，升压指令值变化的限制作为一例就是固定升压指令值。另外，还可以许可升压指令值的下降，也可以只是禁止上升。这些在升压指令值为规定表示升压后的电压V_C的电压的目标电压时优选。在升压指令值为规定电压变换部4中的升压率的指令值时，还可以通过固定升压率来限制升压指令值的变化。

参照图5，若估计功率达到了变化率限制阈值TH则限制标志变为有效。限制标志维持有效状态直到估计功率小于变化率限制解除阈值TL。变化率限制解除阈值TL被设定成小于变化率限制阈值TH的值，限制标志具有迟滞性。本发明的控制部(TCU10)在旋转电机的消耗功率超过规定的功率限制值时，限制升压指令值的上升。如上所述，由于消耗功率(估计功率)超过变化率限制阈值TH时成为限制期间，所以变化率限制阈值TH相当于本发明的功率限制值。另外，由于在超过变化率限制阈值TH以后若超过变化率限制解除阈值TL则限制期间继续，所以变化率限制解除阈值TL亦相当于本发明的功率限制值。此外，变化率限制阈值TH最好是设定为从电池B可输出的容许功率(后述的WBMAX)中扣除在TCU10取得由电压变换部4升压后的电压值为止的延迟时间内增加的功率后的值。

接着，判断是否有针对电压变换部4的升压请求(图4#5)，在有升压请求时，在升压被限制的状态下控制电压变换部4(#6)。即、基于如上所述被限制的升压指令值通过电压变换部4来执行升压。如图5所示，在电压变换部4已经执行将电池B输出升压的升压控制时，例如，控制电压变换部4以使电压变换部4的输出成为同一电压值。这相当于升压指令值为规定表示升压后的电压V_C的电压的目标电压的指令值，升压指令值的变化限制为固定升压指令值(目标电压)的情况。

升压指令值还可以是用于规定电压变换部4中的升压率的指令值，通过固定升压率来限制升压指令值(升压率)的变化。在此情况下，电压V_C如以下那样进行变化。在估计功率(消耗功率)超过变化率限制阈值TH越大，从电池B中输出越多的电流的状态。从而，电池B的电压V_B处于降低趋势。这里，若升压率被固定，则电压变换部4的输出亦伴随电池电压V_B的降低而降低。在限制标志有效的期间中电池B的电压V_B恒定的情况下，电压变换部4的输出亦维持恒定值。这样，通过限制升压指令值的上升，由于至少不会使电压变换部4的输出电压V_C上升，所以能够抑制消耗功率的增加。

在图5下级所示的升压后电压V_C的波形中虚线所示的部分表示被规定为目标电压的升压指令值。限制标志为有效的限制期间一经过，就再次对升压指令值(目标电压)执行升压。此时，如图5所示那样升压后的电压V_C就急剧地上升。从而，变化率限制解除阈值TL最好是设定成消耗功率因这一电压V_C的急剧上升而急剧地增加并不超过容许功率(后述的W_BMAX(参照图8、10))这样的值。例如，最好是设为后述的“可升压功率(基准功率)W_S”。

图6表示在升压指令值被限制的期间内，电压变换部4从非升压控制向升压控制转移时的例子。在非升压控制中，由于电池B的电压V_B与升压指令值无关地成为电压变换部4的输出电压V_C，所以即便限制标志有效，电压V_B也同样地成为电压变换部4的输出电压V_C。在限制标志有效的期间内，电压变换部4从非升压控制向升压控制转移时，通过限制升压指令值的上升而禁止向升压控制的转移。

如后述那样，在从非升压控制向升压控制转移之际，升压后的电压V_C急剧地上升。而且，根据此电压V_C的急剧上升，消耗功率亦过渡性地急剧进行上升。在消耗功率较多的状况下，若发生这种现象，就存在消耗功率会超过容许功率(后述的W_BMAX)的可能性。但是，在限制标志有效的限制期间中，由于禁止从非升压控制向升压控制的转移，所以在限制期间中不会发生这种电压V_C的急剧上升以及与其相应的消耗电流的上升。此外，与基于图5上面所述同样地，限制期间一经过就从非升压控制向升压控制转移，所以升压后的电压V_C就急剧地上升。因而，变化率限制解除阈值TL最好是设定成消耗功率根据这一电压V_C的急剧上升而急剧地增加并不超过容许功率(后述的W_BMAX)这样的值。例如，最好是设为后述的“可升压功率(基准功率)W_S”。

此外，每单位时间的升压指令值的上升率，在从非升压控制向升压控制转移时为最大。因此，在限制期间已经过后电压V_C上升的电位差也被认为是从非升压控制向升压控制转移时较大。因此，还可以单独地设置升压控制中的限制标志(限制期间)和非升压控制中的限制标志(限制期间)。还可以分别设定变化率限制阈值TH和变化率限制解除阈值TL这双方的值，也可以是变化率限制阈值TH采用通用的值，变化率限制解除阈值TL采用别的值。在后者的情况下，最好是非升压控制中的变化率限制解除阈值TL一方设定成小于升压控制中的变化率限制解除阈值TL的值。

下面，就从非升压控制向升压控制转移时升压指令值的上升率变为最大，升压后的电压V_C急剧地上升，消耗功率随之过渡性地上升这一点以及针对其的对策详细地进行说明。

如上所述，TCU10以旋转电机的目标转矩以及旋转速度超越了转移边界K2作为条件，转移电压变换部4的控制状态。具体而言就是进行如下控制：从使电池B的输出不升压而经由电压变换部4供给频率变换部5的非升压控制，转移至由电压变换部4升压后供给频率变换部5的升压控制。在这一升压开始之际，也就是说超过转移边界K2之际，因电压变换部4的死区时间以及包含TCU10在内的反馈控制的响应延迟的影响而引起过渡消耗功率的上升。如上所述，电压变换部4具有一端连接到电池B的电抗器4a；将电抗器4a的另一端和频率变换部5的正极侧进行连接的上级开关元件4c；将电抗器4a的另一端和频率变换部5的负极侧进行连接的下级开关元件4d而构成。从非升压控制向升压控制转移之际，设置用于将上级开关元件4c和下级开关元件4d均控制成断开状态的死区时间，而发生起因于此的过渡消耗功率的上升。

图7以及图8是表示升压开始时的过渡性现象的说明图。在图7的上段示意性地表示的波形是表示利用电压变换部4升压后的电压V_C的波形。在图7的中段示意性地表示的波形是表示频率变换部5的调制率的波形。在图7的下段示意性地表示的波形是表示旋转电机的电流(I_MG1及I_MG2)的波形。

在上述死区时间中，因电压变换部4的开关元件4c、4d均被控制成断开状态，故无法升压。因此，在升压目标值上升的状况下与各个系统相应的规定的电压范围就变得无法升压。当死区时间经过，从非升压控制转移至升压控制时，电压变换部4的输出就超过此电压范围而急剧大幅度地上升。在旋转电机驱动装置In中具备未图示的电压传感器，计测电池B的电压V_B及利用电压变换部4升压后的电压V_C，其结果被TCU10所取得。此时，因利用硬件的滤波器或利用软件的滤波器、与TCU10的工作时钟相应的取样间隔等的影响，有时候TCU10无法高精度地取得急剧地上升的电压V_C的值。也就是说，如在图7的上段通过实线示意性地表示那样，尽管实际上电压V_C急剧地上升，但TCU10却检测为电压V_C如虚线所示那样缓慢地上升。

TCU10根据所取得的电压V_C、也就是说频率变换部5的输入侧的直流电压的电压值，来运算变换成交流时的调制率。具体而言就是运算PWM控制的占空比。此时，因为将电压V_C识别为比实际值低的值，所以计算出比必要的调制率高的调制率，并根据此调制率对频率变换部5进行PWM控制。如在图7的中段通过实线示意性地表示那样，尽管实际上必须急剧地使调制率降低，但却如虚线所示那样缓慢地使调制率降低。

其结果，旋转电机接受相对于目标转矩过大的功率供给而被驱动，旋转电机上流过的电动机电流(例如第2旋转电机MG2的电动机电流I_MG2)增加。也就是说，如在图7的下段使用单点划线示意性地表示那样，产生脉动状的过渡电流。流经旋转电机的电流通过电流传感器13来计测，其计测结果被输入到TCU10。然后，通过反馈控制如在图7的中段使用单点划线示意性地表示那样对调制率进行调整。但是，因具有这种花费在电压以及电流测定上的延迟时间、以及源于TCU10的反馈控制的响应延迟，所以无法完全地抑制过渡电流的发生。

因这一过渡电流是从电池B输出，故在旋转电机以高负荷进行旋转等消耗功率较大的条件下，就有可能超过电池B能够输出的容许电流而使其产生过电流的状态。

图8的波形图分别是上段示意性地表示电池B的功率W_B，中段示意性地表示电池B的电流I_B，下段示意性地升压后的电压V_C的波形图。如上所述，因脉动状的过渡电流为来自电池B的带出现象，故在电池B的电流I_B上也产生脉动。当然，在电池B的功率W_B上也就产生脉动。在旋转电机以高负荷进行驱动，旋转电机的电流(I_MG1及I_MG2)增加时，电池B的电流I_B也增加。电池B的电压V_B伴随电池B的电流I_B的增加而降低。在非升压控制时，因为电压变换部4的输出电压V_C为电池电压V_B，所以电压变换部4的输出电压V_C如图8的下段所示那样也伴随电池B的电流I_B的增加而降低。

另一方面，电压变换部4的升压指令值根据旋转电机的旋转速度以及目标转矩而决定，设此升压指令值为升压后的升压目标值E。在旋转电机以高负荷进行驱动的情况下，因升压目标值E也有上升趋势，故在时刻t升压目标值E超过电压变换部4的输出电压V_C，电压变换部4开始升压动作。

此时，如上所述，为了可靠地防止电压变换部4的短路而设置死区时间DT，因此在电压变换部4的开关元件的接通时间小于死区时间DT时，实际上就无法进行开关，所以电压变换部4无法升压。若在电池电压V_B和升压目标值E之间使差值增大规定的不可升压电压V_D大小，则因开关元件的接通时间大于死区时间DT而实际地开始进行开关。其结果，在电池电压V_B和升压目标值E之间的差值变为大于不可升压电压V_D以后，包含不可升压电压V_D在内一直升压，所以升压后的电压V_C急剧地上升。若包含因这一电压急剧上升而产生的脉动电流的电池B的电流I_B超过电池B的电流上限值(容许电流I_BMAX)则成为电池过电流。

为了抑制向弱励磁控制的转移，用于使电池B的电压V_B升压的转移边界K2中的升压目标值E及不可升压电压V_D的值就为与旋转电机驱动装置In的系统构成对应的规定值。从而，从非升压控制转移到升压控制时的电池B的电压V_B也为大致确定的值。因此，上限值、即容许值还能够根据电池的功率W_B来规定(容许功率W_BMAX)。因而，只要使电压V_C急剧地上升时的电池功率W_B不超过容许功率W_BMAX，就可以抑制电池B的过电流，亦不会使电池B的电流I_B超过容许电流I_BMAX。下面，就抑制电池B的过电流的技术进行说明。

首先，测定上升功率(Δ)的最大值。由于上升功率的值因旋转电机的转矩而变动，所以对多个转矩测定上升功率。图9是表示这一测定结果的旋转电机的转矩和上升功率的相关图。如从图9可知那样，上升功率随着转矩变大而变大。从而，旋转电机的转矩最大(T_MAX)时的上升功率就成为上升功率的最大值(Δ_MAX)。

其次，测定电池B的容许功率。图10是表示对电池B的V/I特性进行了测定的结果的分布图。这里，若在分布图上表示与电池B的容许电流I_BMAX相对应的曲线，这就成为电池B的容许功率W_BMAX。能够将从这一容许功率W_BMAX中扣除了在上面所求出的上升功率的最大值(Δ_MAX)后的功率设为可升压功率W_S。可升压功率W_S相当于本发明的基准功率。

如上所述，旋转电机的转矩最大(T_MAX)时的上升功率(Δ)在将发生的上升功率之内成为最大值(Δ_MAX)。因此，从容许功率W_BMAX中扣除了上升功率(Δ)后的可升压功率W_S在目标转矩为最大(T_MAX)时变得最小。如果以这一可升压功率W_S作为基准来设定转移边界K，则不论目标转矩的大小如何，都可以良好地抑制伴随在升压开始时产生的过渡电压上升而发生的电池B的过电流。

另外，根据电池B的V/I特性和可升压功率W_S来求解升压开始电压E_S。此外，如利用图8所说明那样，在从非升压控制转移到升压控制时，也就是说在升压开始时因死区时间DT的影响而产生不可升压电压V_D。从而，应当作为升压指令值提供给电压变换部4的升压目标电压E_T就成为在上述升压开始电压E_S上相加不可升压电压V_D而运算出的值。

如图3所示，电压变换部4以旋转电机的目标转矩以及旋转速度超越了基于它们的相关关系而设定的规定的转移边界K2(K)作为条件，从非升压控制向升压控制进行转移。如果这一转移边界K2(K)被设定在即便产生上升功率旋转电机的消耗功率也不达到容许功率W_BMAX的区域，则在从非升压控制向升压控制转移之际电池B就不会成为过电流。亦即、以从电池B的可输出容许功率W_BMAX中扣除了在转移之际过渡性地产生的上升功率(例如最大值Δ_MAX)后的功率即可升压功率W_S作为基准，在旋转电机的消耗功率为可升压功率W_S以下的区域设定转移边界K为好。

图11是在旋转电机的旋转速度和转矩的相关图中设定转移边界K的说明图。图11与图3相对应，但为了简化而仅表示正方向的转矩区域。在图11中，转移边界K2是不考虑如上述那样的上升功率，为了使其不向弱励磁控制转移，对旋转电机进行通常励磁控制并开始升压所设置的边界。这里，在图11中加入与可升压功率W_S相当的边界线。图中，较相当于可升压功率W_S的边界线靠右上侧的区域、也就是说转矩变大的方向以及旋转速度变快的方向就是消耗功率大于可升压功率W_S的区域。

如果参照图11，则转移边界K2还设定于消耗功率大于可升压功率W_S的区域中。因此，根据升压开始时的旋转电机的旋转速度及目标转矩，存在电池功率W_B超过电池B的容许功率W_BMAX，超过容许电流I_BMAX的电流从电池B输出而成为过电流的可能性。因而，将升压开始时朝向升压目标电压E_T开始升压用的边界设定为在图中仅仅设定于较相当于可升压功率W_S的边界线靠左下侧的区域的转移边界K3(K)。也就是说，以从电池B的可输出的容许功率W_BMAX中扣除了在转移之际过渡性地产生的上升功率(例如最大值Δ_MAX)后的功率即可升压功率W_S作为基准，在旋转电机的消耗功率为可升压功率W_S以下的区域设定转移边界K3(K)。

图12是表示每个目标转矩的升压目标电压E_T的曲线图。虽然表示多个曲线，但却表示了越靠右侧所示的曲线则目标转矩越小，随着靠向左侧目标转矩变大这一情况的曲线。图12(a)表示应用了图11中的转移边界K2的情况，图12(b)表示应用了图11中的转移边界K3的情况。如图11所示，转移边界K2和K3在目标转矩较低的区域中为同一曲线。从而，在图12(a)以及(b)的右侧为同一曲线。另一方面，如图11所示，在目标转矩较高的区域转移边界K2和K3为不同的曲线。可知在图12(a)以及(b)的左侧、特别是在图12(b)的椭圆所示的区域中，升压目标电压E_T成为高于图12(a)的电压值。

若旋转电机的负荷增大，旋转电机的消耗功率增加，则从电池B输出的电流I_B增加，因此电池B的电压V_B降低。此时，通过提高升压目标电压E_T，降低的电池B的电压V_B(升压开始前的电压变换部4的输出电压V_C)低于升压目标电压E_T的时期来得快。换言之，相比以往在电池电压B的电压V_B(电压变换部4的输出电压V_C)为较高值之内就开始升压。也就是说，在消耗功率为虽包含上升功率(Δ)但尚未达到容许功率的较低功率之内就开始升压。从而，在消耗功率较大的状况下，即便开始升压也不会导致电池B因上升功率而成为过电流。

上面叙述了在旋转电机的消耗功率(估计功率)超过规定的功率限制值(变化率限制阈值TH、变化率限制解除阈值TL)时，即在限制期间升压指令值的上升被限制的情况下，有时候在限制期间的经过后升压指令值急剧地上升，升压后的电压V_C上升的情况(参照图5以及图6)。而且，还叙述了较之于电压变换部4执行升压控制时，从非升压控制向升压控制进行转移时这种上升还要急剧的情况。这里，如果设转移边界K为在旋转电机的消耗功率为可升压功率(基准功率)W_S以下的区域所设定的转移边界K3，则能够使在限制期间经过后从非升压控制向升压控制进行转移而使消耗功率超过容许功率W_BMAX的可能性降低。

为了可靠地防止在限制期间经过后，从非升压控制向升压控制进行转移而使升压后的电压V_C急剧地上升，消耗功率超过容许功率W_BMAX的情况，优选将变化率限制解除阈值TL设为可升压功率(基准功率)W_S。但是，由于此变化率限制解除阈值TL对作为已经实施升压控制并设置了限制期间时的解除阈值而言是过低的值，所以就使限制期间不必要地变长。还可以根据在限制期间开始时是处于升压控制中还是处于非升压控制中，采用各自不同的变化率限制解除阈值TL，但尽可能不设置这种区分条件，因而这牵涉到系统可靠性的改善及系统运算负荷的降低。

因而，设转移边界K为上述的转移边界K3。由此，在从非升压控制向升压控制进行转移，升压后的电压V_C急剧地上升之际，消耗功率超过容许功率W_BMAX的可能性就大幅度地降低。也就是说，在限制期间开始之前，完成从非升压控制向升压控制的转移的可能性很高，所以限制期间经过后的电压V_C的上升量与非升压控制时的上升量相比就成为较少的上升量即升压控制时的上升量。因而，起因于在限制期间经过后上升的电压V_C而增加的消耗功率的量亦得到抑制，变化率限制解除阈值TL就可以设定成大于可升压功率(基准功率)W_S的值。其结果，就可以使旋转电机以高运行效率进行驱动，而不会使限制时间多余地变长。另外，也不需要根据在限制期间开始时是处于升压控制中还是处于非升压控制中，采用各自不同的变化率限制解除阈值TL，所以改善了系统的可靠性，系统的运算负荷得以降低。

〔其他实施方式〕

(1)在上述实施方式中，以转移边界K3根据目标转矩的最大值T_MAX进行设定的情况为例进行了说明。也就是说，以可升压功率W_S被设定为从容许功率W_BMAX中扣除了目标转矩为最大(T_MAX)时产生的上升功率(最大值Δ_MAX)后的功率，并在旋转电机的消耗功率为可升压功率W_S以下的区域设定转移边界K3的情况为例进行了说明。但是，还可以根据目标转矩来设定各自不同的转移边界K。

也就是说，还可以将从容许功率W_BMAX中扣除了在一个目标转矩所产生的上升功率后的功率设定为与该目标转矩相对应的可升压功率W_S，并在该目标转矩处的旋转电机的消耗功率为这一可升压功率W_S以下的区域设定转移边界K。如图9所示，上升功率也随着目标转矩增加而变大。从而，转移边界K最好是随着目标转矩变高而设定在低功率侧。更具体而言，优选按照以下设定可升压功率W_S：将从容许功率W_BMAX中扣除目标转矩为最大(T_MAX)时所产生的最大上升功率(Δ_MAX)后的功率设为最低值，并随着目标转矩降低而成为较高的值。

(2)在上述实施方式中，表示了车辆作为驱动源具备旋转电机和此旋转电机以外的驱动源(发动机)的混合动力车辆的例子。但是，本申请的对象以具备通过具有电压变换部的旋转电机驱动装置进行驱动控制的旋转电机的系统作为对象。因而，本发明还可以应用于驱动源只是旋转电机，将旋转电机作为驱动源的电气车辆中。

(3)在上述实施方式中，表示在混合动力车辆上具备一对旋转电机，一个旋转电机作为电动机而另一个旋转电机作为发电机工作的例子。但是，本发明还能够应用于具备单一旋转电机，并具有以此旋转电机作为电动机以及发电机工作的模式的任意混合动力车辆。

工业上的可利用性

本发明能够应用于对用于驱动车辆的旋转电机进行控制的旋转电机控制系统，该旋转电机控制系统具有使直流电源的输出升压的电源变换部。另外，还能够应用于具备该旋转电机控制系统的车辆驱动系统。例如，能够应用于通过作为旋转电机的电动机进行驱动的电动汽车、通过内燃机以及电动机进行驱动的混合动力汽车。

Claims (9)

1.一种旋转电机控制系统，具备：

频率变换部，其设置在对用于驱动车辆的旋转电机供给功率的直流电源和上述旋转电机之间，至少在上述旋转电机牵引之际将上述直流电源的输出变换成交流；

电压变换部，其设置在上述直流电源和上述频率变换部之间，基于根据上述旋转电机的目标转矩以及旋转速度而设定的升压指令值使上述直流电源的输出升压；以及

控制部，其控制上述频率变换部以及上述电压变换部，

上述控制部在上述旋转电机的消耗功率超过规定的功率限制值的情况下限制上述升压指令值的上升，

上述功率限制值设定为从上述直流电源可输出的容许功率中扣除了在上述控制部取得由上述电压变换部进行升压的升压后的电压值为止的延迟时间内所增加的功率后的值。

2.根据权利要求1所述的旋转电机控制系统，其特征在于：

上述控制部决定根据旋转电机的目标转矩以及旋转速度而设定的升压指令值，并在以该升压指令值超越了上述直流电源的电压作为条件，进行从上述直流电源的输出没有升压而经由上述电压变换部供给上述频率变换部的非升压控制转移至由上述电压变换部升压后供给上述频率变换部的升压控制这一控制之际，

以从上述直流电源可输出的容许功率中扣除了在该转移之际过渡性地产生的上升功率后的、比上述功率限制值低的值的功率作为基准功率，并在上述旋转电机的消耗功率为上述基准功率以下的区域从上述非升压控制转移至上述升压控制。

3.根据权利要求2所述的旋转电机控制系统，其特征在于：

上述旋转电机的上述消耗功率使用上述旋转电机的上述目标转矩以及上述旋转速度而取得。

4.根据权利要求2所述的旋转电机控制系统，其特征在于：

上述基准功率被设定为从上述容许功率中扣除了上述目标转矩为最大时所产生的上述上升功率后的功率。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的旋转电机控制系统，其特征在于：

上述升压指令值是用于规定上述电压变换部的输出电压值或者上述电压变换部中的升压率的升压指令值，

上述控制部通过固定上述升压指令值来限制上述升压指令值的上升。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的旋转电机控制系统，其特征在于：

上述控制部通过禁止从上述直流电源的输出没有升压而经由上述电压变换部供给到上述频率变换部的非升压控制向由上述电压变换部升压后供给上述频率变换部的升压控制的转移，来限制上述升压指令值的上升。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的旋转电机控制系统，其特征在于：

上述频率变换部基于根据被输入到上述频率变换部的直流电压值和上述目标转矩而设定的调制率将所输入的直流变换成交流。

8.一种车辆驱动系统，其特征在于：

具备权利要求1～7中任意一项所述的旋转电机控制系统，并且具备第1旋转电机和第2旋转电机作为上述旋转电机，

还具备动力分配机构，该动力分配机构对由上述第1旋转电机以及上述第2旋转电机以外的驱动源发生的驱动力进行分配，由上述动力分配机构所分配的一方驱动力传递到车轮，另一方驱动力传递到上述第1旋转电机，并且由上述第2旋转电机所发生的驱动力传递到上述车轮。

9.根据权利要求8所述的车辆驱动系统，其特征在于：

上述动力分配机构包含行星齿轮机构，该行星齿轮机构按旋转速度的顺序具有第1旋转构件、第2旋转构件以及第3旋转构件，

上述第1旋转电机连接到上述第1旋转构件，上述旋转电机以外的驱动源连接到上述第2旋转构件，上述第2旋转电机以及上述第3旋转构件连接到车轮。

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