CN104703835A - 电动机控制装置及电动机控制方法 - Google Patents

电动机控制装置及电动机控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104703835A
CN104703835A CN201280076360.9A CN201280076360A CN104703835A CN 104703835 A CN104703835 A CN 104703835A CN 201280076360 A CN201280076360 A CN 201280076360A CN 104703835 A CN104703835 A CN 104703835A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrical motor
motor
temperature
permanent magnet
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280076360.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104703835B (zh
Inventor
小川泰文
榎木圭一
森信秀
小林裕幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN104703835A publication Critical patent/CN104703835A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104703835B publication Critical patent/CN104703835B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/67Controlling or determining the motor temperature by back electromotive force [back-EMF] evaluation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/66Controlling or determining the temperature of the rotor
    • H02P29/662Controlling or determining the temperature of the rotor the rotor having permanent magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/425Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/427Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/40Control modes
    • B60L2260/44Control modes by parameter estimation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种具备电动机作为动力源的车辆的电动机控制装置,为了高精度地对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算,推算模式设定部在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下,当用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件成立时,使流过电动机的电流为0,永磁体温度推算部在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压来推算出永磁体的温度。

Description

电动机控制装置及电动机控制方法
技术领域
本发明涉及对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的电动机控制装置及电动机控制方法。
背景技术
近年来,为了降低二氧化碳的排放量,搭载电动机和发动机的混合动力汽车、以及仅利用电动机进行驱动的电动汽车等电动车正在增加。上述搭载了电动机的电动车除了电动机以外,还具备用于驱动电动机的逆变器、以及作为电源的电池等。
此外,在上述电动车中,为了提高电动机的输出,正在推进电池电压的高电压化、以及利用升压整流器实现高电压化等。而且,在上述电动车中,为了在长时间使用的情况下电动机的温度也不会变为高温,正在致力于提高冷却性能。
然而,在由电动机产生驱动力来行驶的情况下,若例如在山区高速公路等上以高输出状态长时间使用电动机,则定子、转子的温度会上升并达到上限值。这里,若转子所使用的永磁体的温度超过上限值,则会发生退磁而导致电动机的转矩下降的问题。
因此,为了在这种情况下进行保护,通过在定子上安装热敏电阻等温度传感器来应对。与此相对,对于转子所使用的永磁体,存在如下问题:由于是旋转部分,因而难以安装热敏电阻等温度传感器,无法测量永磁体的温度。
为了解决上述问题,提出了一种电动机控制装置,其基于由定子温度检测单元检测到的定子线圈的温度、冷却液的液体温度、冷却液与定子线圈之间的热阻、定子线圈和永磁体之间的热阻的比即热阻比、以及定子线圈与永磁体的发热比(散热特性)来推算永磁体的温度(例如参照专利文献1)。
此外,还提出了一种电动机温度推算装置,其利用施加在电动机上的电压、流过电动机的电流以及由电动机常数即电阻与电感构成的模型,根据电动机的基本公式来推算永磁体的温度(利用永磁体磁通的温度特性来推算温度)(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4572907号公报
专利文献2:日本专利特开2004-201425号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,现有技术存在以下问题。
在专利文献1所示的电动机控制装置中,对一个计算周期前的永磁体的温度加上根据各参数计算出的温度上升量来推算出永磁体的温度。这里,由于例如定子线圈与永磁体的发热比会根据气氛温度、车辆速度等而变化,因此所计算出的温度上升量是含有误差的值。
因此,每进行一次温度上升量的计算都会积累温度推算的误差,因此存在误差随着时间增大的问题。因此,在将专利文献1所示的电动机控制装置应用于车辆的情况下,在长时间行驶途中误差会变大,因此存在必须以较大的余量来抑制输出的问题。
在专利文献2所示的电动机温度推算装置中,由于在推算出永磁体温度时,使用由作为电动机常数的电阻和电感构成的模型,因此存在每个电动机的电动机常数的偏差等影响较大从而导致推算温度与实际温度的误差较大的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于获得一种能高精度地推算出电动机的转子所使用的永磁体的温度的电动机控制装置及电动机控制方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的电动机控制装置是一种车辆的电动机控制装置,该车辆具备电动机作为动力源,包括:推算模式设定部,该推算模式设定部在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下,当用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件成立时,使流过电动机的电流为0;以及永磁体温度推算部,该永磁体温度推算部在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压对永磁体的温度进行推算。
此外,本发明的电动机控制方法是一种在车辆的电动机控制装置中执行的电动机控制方法,该车辆具备电动机作为动力源,包括:判定步骤,该判定步骤在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下,判定用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件是否成立;电流控制步骤,该电流控制步骤在规定条件成立的情况下,使流过电动机的电流为0;以及温度推算步骤,该温度推算步骤在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压对永磁体的温度进行推算。
发明效果
根据本发明的电动机控制装置,推算模式设定部在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下,当用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件成立时,使流过电动机的电流为0;永磁体温度推算部在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压对永磁体的温度进行推算。
此外,根据本发明的电动机控制方法,判定步骤在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下,判定用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件是否成立,电流控制步骤在规定条件成立的情况下,使流过电动机的电流为0;温度推算步骤在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压对永磁体的温度进行推算。
因此,能获得一种能高精度地对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的电动机控制装置及电动机控制方法。
附图说明
图1是表示应用了本发明实施方式1的电动机控制装置的电动车的结构框图。
图2是详细表示图1所示的电动机控制装置的结构框图。
图3是用于对本发明实施方式1的电动机控制装置的永磁体温度推算部中的温度推算处理进行说明的说明图。
图4是表示本发明实施方式1的电动机控制装置的推算模式设定部中的推算模式判定处理的流程图。
图5是表示本发明实施方式1的电动机控制装置中执行温度推算处理时的行为的时序图。
图6是表示本发明实施方式1的电动机控制装置的推算模式设定部中的目标电流设定处理的流程图。
图7是表示本发明实施方式1的电动机控制装置中执行推算模式时的转矩和电流的行为的时序图。
具体实施方式
以下,利用附图对本发明的电动机控制装置及电动机控制方法的优选实施方式进行说明,各图中对于相同或相当的部分标注相同的标号来说明。
实施方式1
图1是表示应用了本发明实施方式1的电动机控制装置的电动车的结构框图。图1中,该电动车具备电动机10、功率转换器20、电动机控制装置30、电池40、车辆控制装置50、加速位置传感器(APS)60、以及刹车行程传感器70。
电动机10与车辆的最终齿轮(未图示)连结,将动力传递给车轴来驱动车辆。功率转换器20是向电动机10提供用于驱动电动机10的交流电的逆变器。功率转换器20由六个开关元件、电容器构成,开关元件使用例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
电动机控制装置30控制功率转换器20,以使电动机10产生与从车辆控制装置50输出的转矩指令相对应的转矩。这里,电动机控制装置30与车辆控制装置50的信息交换使用例如CAN(Controller Area Network:控制器区域网络)等。
具体而言,电动机控制装置30基于来自安装在电动机10上对转子的角度位置进行检测的角度位置传感器、安装在电动机10上对定子线圈的温度(定子温度)进行检测的温度传感器、以及设置在功率转换器20上对流过功率转换器20的电流进行检测的电流传感器的各输出信号,输出对功率转换器20的开关元件的导通截止进行控制的导通截止信号。
电池40向功率转换器20提供直流电。电池40使用例如锂离子电池等。车辆控制装置50基于来自加速位置传感器60、刹车行程传感器70的驾驶操作量、以及从未图示的其它传感器获得的车辆的状态(例如车速)来决定要由电动机10产生的转矩。
加速位置传感器60对驾驶员的油门踏入量进行检测并输出到车辆控制装置50。刹车行程传感器70对驾驶员的刹车踏入量进行检测并输出到车辆控制装置50。
图2是详细表示图1所示的电动机控制装置30的结构框图。图2中,电动机控制装置30具有电动机转速运算部31、加速度变化量运算部32、APS变化率运算部33、推算模式设定部34、电流控制部35、以及永磁体温度推算部36。
电动机转速运算部31基于由角度位置传感器检测到的转子的角度位置来计算电动机转速。加速度变化量运算部32基于从车辆控制装置50输出的转矩指令、以及在电动机转速运算部31中计算出的电动机转速来计算使电动机转矩为0时的加速度变化量。
具体而言,作为一个例子,首先,加速度变化量运算部32根据电动机转速Nm[rpm],利用下式(1)来计算车速Vs[m/s]。式(1)中,r表示轮胎半径,G表示齿轮比。
Vs=Nm/(G×60)×2πr···(1)
接着,加速度变化量运算部32根据预先设定的车速-行驶阻力映射(函数),并利用下式(2)来计算行驶阻力Fv。
Fv=f(Vs)···(2)
接着,加速度变化量运算部32根据电动机10的转矩指令Tm[Nm],并利用下式(3)来计算电动机转矩所对应的驱动力Fm[N]。
Fm=Tm×G/r···(3)
接着,加速度变化量运算部32基于上式(2)、(3)的计算结果,并利用下式(4)来计算使电动机转矩为0时的加速度变化量Δa。式(4)中,m表示车重。
Δa=(Fm-Fv)/m-Fv/m···(4)
这里,对利用行驶阻力计算加速度变化量的情况进行了说明,但并不限于此,也可以根据车辆的行驶状态,例如在行驶阻力小到能忽略的程度时,简单地将上式(2)所表示的行驶阻力设定为0,仅基于转矩指令来计算加速度变化量。
APS变化率运算部33基于从车辆控制装置50输出的加速位置传感器60的信号(以下称为“APS信号”)来计算APS变化率。具体而言,APS变化率运算部33对APS值进行时间微分来计算APS的变化量。
推算模式设定部34基于从车辆控制装置50输出的转矩指令、从加速度变化量运算部32输出的加速度变化量、以及从APS变化率运算部33输出的APS变化率,来设定推算模式标志,并计算目标电流。
电流控制部35输出对功率转换器20的开关元件的导通截止进行控制的导通截止信号,使得流过电动机10的电流追随目标电流。永磁体温度推算部36基于来自电动机转速运算部31的电动机转速、来自推算模式设定部34的推算模式标志、以及来自电流控制部35的逆变器指令电压vd、vq来计算电动机10的转子所使用的永磁体的温度。
接着,参照图3,对永磁体温度推算部36中的永磁体的温度推算的原理进行说明。图3是用于说明本发明实施方式1的电动机控制装置的永磁体温度推算部36中的温度推算处理的图,示出了永磁体的磁通与永磁体的温度之间的关系。
首先,表示电动机10的dq轴上的电压与电流之间的关系的电压方程由下式(5)表示。式(5)中,R表示定子线圈的电阻值,Ld表示d轴电感,Lq表示q轴电感,ω表示电动机电角速度,Ψ表示永磁体交链磁通。
【数学式1】
v d v q = R - ωL q ωL d R i d i q + 0 ωΨ · · · ( 5 )
此外,表示电动机10所产生的转矩与dq轴上的电流之间的关系的转矩公式由下式(6)表示。式(6)中,T表示电动机转矩。
【数学式2】
T=Pm(Ψiq+(Ld-Lq)idiq···(6)
通常,在对电动机10所产生的转矩进行控制的情况下,根据作为目标的转矩设定值来计算目标电流即dq轴电流的目标值(id*、iq*)。接着,进行电流控制,使得实际在电动机10中流通的dq轴电流(id、iq)达到目标值(id*、iq*)。
另外,实际在电动机10中流通的dq轴电流(id、iq)基于设置在功率转换器20中的电流传感器的输出值与安装在电动机10上的角度位置传感器的输出值来计算。
这里,为了计算电动机10的感应电压(ωΨ),将dq轴电流的目标值(id*、iq*)设定为0(即,id*=0、iq*=0)。由此,dq轴电压指令值成为下式(7)所表示的值,q轴电压指令值与感应电压一致。
【数学式3】
v d v q - 0 ωΨ · · · ( 7 )
最终,与电动机10的转子所使用的永磁体的温度具有相关性的永磁体的交链磁通Ψ由下式(8)表示。永磁体的推算温度基于利用式(8)求得的交链磁通Ψ,并根据由电动机10的特性而预先确定的映射来计算。
【数学式4】
Ψ=vq/ω···(8)
另外,上述说明中,将dq轴电流的目标值(id*、iq*)设定为0,但并不限于此,也可以执行使实际在电动机10中流通的dq轴电流(id、iq)为0那样的控制。在将dq轴电流的目标值(id*、iq*)设定为0的情况下,由于是推算模式设定部34自身所具有的值,因此能立即参照,而在使实际在电动机10中流通的dq轴电流(id、iq)为0的情况下,能执行误差较少的控制。
此外,对于将dq轴电流的目标值(id*、iq*)设定为0和使实际在电动机10中流通的dq轴电流(id、iq)为0,从结果上来看,与将电动机转矩设定为0是等效的。
由此,在目标电流(id*、iq*)为0、即转矩为0的状态下,无需使用电动机常数就能计算永磁体的温度,因此能高精度地推算出电动机的转子所使用的永磁体的温度。
接着,参照图4的流程图,对推算模式设定部34中判定推算模式的处理进行说明。图4是表示本发明实施方式1的电动机控制装置的推算模式设定部34的推算模式判定处理的流程图,例如以1[ms]等计算周期反复执行。
首先,推算模式设定部34判定推算模式标志是否为0(步骤S1)。这里,推算模式标志参照的是上一次处理中存储的值。
步骤S1中,在判定为推算模式标志为0(即,是)并没有在执行推算模式的情况下,推算模式设定部34判定加速度变化量运算部32计算出的加速度变化量是否小于预先设定的第一规定值(步骤S2)。
另外,加速度变化量运算部32中,在如上所述那样简单地将行驶阻力设定为0来计算加速度变化量的情况下,若转矩的绝对值较小,则与执行推算模式是等效的。
步骤S2中,在判定为加速度变化量小于第一规定值(即,是)的情况下,推算模式设定部34判定APS变化率运算部33计算出的APS变化率是否小于预先设定的第二规定值(步骤S3)。
步骤S3中,若判定为APS变化率小于第二规定值(即,是),则推算模式设定部34将推算模式标志设定为1来开始推算模式,并将对推算模式的持续时间进行计数的持续时间计数器清零(步骤S4)。
另外,在步骤S2中判定为加速度变化量在第一规定值以上(即,否)以及步骤S3中判定为APS变化率在第二规定值以上(即,否)的情况下,推算模式设定部34将推算模式标志维持为0,并将持续时间计数器清零(步骤S5)。
另一方面,若在步骤S1中判定为推算模式标志为1(即,否)而正在执行推算模式,则推算模式设定部34判定持续时间计数器是否达到了结束推算模式的第三规定值以上(步骤S6)。
步骤S6中,若判定为持续时间计数器达到第三规定值以上(即,是),则推算模式设定部34将推算模式标志设定为0来结束推算模式,并将对推算模式的持续时间进行计数的持续时间计数器清零(步骤S7)。
另一方面,若步骤S6中判定为持续时间计数器小于第三规定值(即,否),则推算模式设定部34将推算模式标志维持为1,并使持续时间计数器递增(步骤S8)。
接着,推算模式设定部34根据推算模式标志的状态来设定目标电流(id*、iq*)(步骤S9),结束图4的处理。
这里,上述第一~第三规定值例如按以下方式来设定。
对于第一规定值,通过实验等求得将转矩切换为0时不会对驾驶员造成不适的加速度变化量。
对于第二规定值,通过实验等求得将转矩切换为0时不会对驾驶员造成不适的APS变化量。
对于第三规定值,设定电流id、iq降到0为止的时间。
此外,上述说明中,对在步骤S2中加速度变化量小于第一规定值、且步骤S3中APS变化率小于第二规定值的情况下将推算模式标志设定为1进行了说明。但并不限于此,也可以在加速度变化量小于第一规定值或APS变化率小于第二规定值的情况下将推算模式标志设定为1。无论在哪一种情况下,都能在不对驾驶员造成不适的情况下推算永磁体的温度。
此外,也可以不使用APS变化率,取而代之在转矩指令的变化量(微分值)小于预先设定的规定值的情况下,将推算模式标志设定为1。该情况下,电动机控制装置30无需从车辆控制装置50获得APS信号(无需新的传感器信息),并且能在不对驾驶员造成不适的情况下推算永磁体的温度。
接着,参照图5说明对永磁体的温度进行推算的情况。图5是表示本发明实施方式1的电动机控制装置中执行温度推算处理时的行为的时序图。
首先,在时刻t0~t1期间,是用于执行推算模式的条件不成立的期间,根据APS来决定转矩。
接着,在时刻t1~t2期间,是油门踏板被逐渐释放的状态,APS变化量变为负。这里,虽然APS变化量小于第二规定值,但加速度变化量大于第一规定值,因此不切换为推算模式。
接着,在时刻t2,油门踏板被进一步释放,加速度变化量变得小于第一规定值。这里,由于APS变化量及加速度变化量均满足切换为推算模式的条件,因此执行推算模式。
接着,在时刻t2~t3期间,是推算模式成立的期间,将目标电流(id*、iq*)设定为0,从而转矩变为0。此时,在该时刻计算出感应电压,并推算永磁体的温度。
接着,在时刻t3,是持续时间计数器超过第三规定值的时间,结束推算模式。
接着,在时刻t4以后,是用于执行推算模式的条件不成立的期间,根据APS来决定转矩。
另外,图5中,在推算模式执行过程中的时刻t2~t3期间,驾驶员踩下油门踏板。此时,若重视驾驶性能,则中断推算模式,若重视永磁体的温度推算,则继续推算模式即可。
接着,参照图6的流程图,对图4的步骤S9所示的设定目标电流(id*、iq*)的处理进行说明。图6是表示本发明实施方式1的电动机控制装置的推算模式设定部34中的目标电流设定处理的流程图。图6所示的处理由图4所示的流程图所调用,因此计算周期取决于上位函数。
首先,推算模式设定部34判定推算模式标志是否为0(步骤S11)。这里,推算模式标志使用图4所示的流程图的判定结果。
步骤S11中,在判定为推算模式标志为0(即,是)而未在执行推算模式的情况下,推算模式设定部34设定来自车辆控制装置50的转矩指令作为第一目标转矩(步骤S12)。
接着,推算模式设定部34利用转矩偏差=|第二目标转矩(上次值)-指令转矩|来计算转矩偏差(步骤S13)。这里,第二目标转矩(上次值)使用一个计算步骤前的值。此外,||表示绝对值处理。
接着,推算模式设定部34判定步骤S13中计算出的转矩偏差是否在预先设定的第四规定值以上(步骤S14)。第四规定值是为了提取出第二目标转矩与转矩指令一致的情况而设定的值,例如设定指令转矩的1%等的值。
若步骤S14中判定为转矩偏差在第四规定值以上(即,是),则推算模式设定部34设定对第一目标转矩进行了低通滤波(LPF)处理后的值作为第二目标转矩(步骤S15)。
另一方面,若步骤S14中判定为转矩偏差小于第四规定值(即,否),则推算模式设定部34将第一目标转矩设定为第二目标转矩(步骤S16)。
另一方面,若在步骤S11中判定为推算模式标志为1(即,否)而正在执行推算模式的情况下,推算模式设定部34设定0作为第一目标转矩(步骤S17)。
接着,推算模式设定部34设定对第一目标转矩进行了低通滤波(LPF)处理后的值作为第二目标转矩(步骤S18)。
接着,推算模式设定部34判定第二目标转矩是否为0(步骤S19)。
若步骤S19中判定为第二目标转矩为0(即,是),则推算模式设定部34将目标电流(id*、iq*)设定为0(即,id*=0、iq*=0)(步骤S20),结束图6的处理。
另一方面,若步骤S19中判定为第二目标转矩不是0(即,否),则推算模式设定部34将目标电流(id*、iq*)设定为与第二目标转矩以及电动机转速相对应的值(步骤S21),结束图6的处理。
另外,对于步骤S15以及步骤S18中的低通滤波器的截止频率,根据转矩变化,将其设定为不会因传动轴刚性而产生扭转谐振的范围(例如数Hz左右)内的值。
接着,参照图7,对执行推算模式时的转矩和电流的行为进行说明。图7是表示本发明实施方式1的电动机控制装置中执行温度推算处理时的转矩和电流的行为的时序图。
首先,在时刻t10~t11期间,是不执行推算模式的期间,第一目标转矩与来自车辆控制装置50的转矩指令一致。
接着,时刻t11~t12期间,是刚开始推算模式之后的期间,通过低通滤波处理使第二目标转矩逐渐接近0。
接着,在时刻t12~t13期间,是实施永磁体的温度推算的期间,目标电流(id*、iq*)被设定为0。
接着,在时刻t13~t14期间,是结束推算模式并且第二目标转矩恢复到转矩指令为止的期间,第一目标转矩与转矩指令一致。此时,第二目标转矩相对于第一目标转矩执行了低通滤波处理。
接着,在时刻t4之后,第二目标转矩与转矩指令一致,推算模式结束。
根据图6和图7,通过设定对第一目标转矩进行了低通滤波(LPF)处理后的值作为第二目标转矩,从而能防止轴振动的谐振,能在不对驾驶员造成不适的情况下推算永磁体的温度。
另外,上述说明中,设定对第一目标转矩进行了低通滤波(LPF)处理后的值。但并不限于此,在使目标转矩变为0的情况下,通过施以例如1[s]内仅使转矩变更到5[N]等斜率限制,从而同样能在不对驾驶员造成不适的情况下推算永磁体的温度。
如上所述,根据实施方式1,推算模式设定部在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下,当用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件成立时,使流过电动机的电流为0,永磁体温度推算部在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压来推算出永磁体的温度。
此外,根据实施方式1,判定步骤判定在由电动机产生驱动力来使车辆行驶的状态下用于对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件是否成立,电流控制步骤在规定条件成立的情况下使流过电动机的电流为0,温度推算步骤在流过电动机的电流为0的期间,基于电动机的感应电压来推算出永磁体的温度。
由此,在目标电流为0、即转矩为0的状态下,无需使用电动机常数就能计算出永磁体的温度。
因此,能获得一种能高精度地对电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的电动机控制装置及电动机控制方法。

Claims (7)

1.一种电动机控制装置,用于具备电动机作为动力源的车辆,该电动机控制装置的特征在于,包括:
推算模式设定部,该推算模式设定部在由所述电动机产生驱动力来使所述车辆行驶的状态下,当用于对所述电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件成立时,使流过所述电动机的电流为0;以及
永磁体温度推算部,该永磁体温度推算部在流过所述电动机的电流为0的期间,基于所述电动机的感应电压对所述永磁体的温度进行推算。
2.如权利要求1所述的电动机控制装置,其特征在于,
还包括加速度变化量运算部,该加速度变化量运算部对所述车辆的加速度的变化量进行计算,
所述推算模式设定部在所述电动机的转矩为0时的所述加速度的变化量在规定值以下的情况下,使流过所述电动机的电流为0。
3.如权利要求1或2所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述推算模式设定部在来自对所述车辆的油门踏板的踏入量进行检测的加速位置传感器的所述油门踏板的踏入量的变化率在规定值以下的情况下,使流过所述电动机的电流为0。
4.如权利要求1或2所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述推算模式设定部在来自对所述电动机所产生的转矩进行控制的车辆控制装置的转矩指令的变化量在规定值以下的情况下,使流过所述电动机的电流为0。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述推算模式设定部在所述规定条件成立从而使流过所述电动机的电流为0的情况下,对来自控制所述电动机所产生的转矩的车辆控制装置的转矩指令进行低通滤波处理以降低所述电动机的转矩。
6.如权利要求1至4的任一项所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述推算模式设定部在所述规定条件成立从而使流过所述电动机的电流为0的情况下,对来自控制所述电动机所产生的转矩的车辆控制装置的转矩指令施加斜率限制以降低所述电动机的转矩。
7.一种电动机控制方法,在具备电动机作为动力源的车辆的电动机控制装置中执行,该电动机控制方法的特征在于,包括:
判定步骤,该判定步骤在由所述电动机产生驱动力来使所述车辆行驶的状态下,判定用于对所述电动机的转子所使用的永磁体的温度进行推算的规定条件是否成立;
电流控制步骤,该电流控制步骤在所述规定条件成立的情况下,使流过所述电动机的电流为0;以及
温度推算步骤,该温度推算步骤在流过所述电动机的电流为0的期间,基于所述电动机的感应电压对所述永磁体的温度进行推算。
CN201280076360.9A 2012-10-11 2012-10-11 电动机控制装置及电动机控制方法 Active CN104703835B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/076323 WO2014057558A1 (ja) 2012-10-11 2012-10-11 モータ制御装置およびモータ制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104703835A true CN104703835A (zh) 2015-06-10
CN104703835B CN104703835B (zh) 2017-03-08

Family

ID=50477046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280076360.9A Active CN104703835B (zh) 2012-10-11 2012-10-11 电动机控制装置及电动机控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9628017B2 (zh)
JP (1) JP5823055B2 (zh)
CN (1) CN104703835B (zh)
DE (1) DE112012007006T5 (zh)
WO (1) WO2014057558A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108583366A (zh) * 2018-03-31 2018-09-28 天津职业技术师范大学 一种电动汽车低速抖动的控制方法
CN112202389A (zh) * 2020-09-29 2021-01-08 臻驱科技(上海)有限公司 温度分布测量的方法及其系统、硬件装置
CN114253319A (zh) * 2021-08-24 2022-03-29 佛山市顺德区美的饮水机制造有限公司 即热装置及其控制方法、校准设备及其控制方法和介质

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014045575A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Toyota Motor Corp 回転電機の駆動制御装置
JP2014113977A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Toyota Motor Corp 電動車両の制御装置
WO2014174682A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 三菱電機株式会社 永久磁石電動機の磁石温度推定装置および永久磁石電動機の磁石温度推定方法
WO2015170747A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 本田技研工業株式会社 回転電機の磁石温度推定装置および回転電機の磁石温度推定方法
US10308352B2 (en) * 2014-12-12 2019-06-04 Borealis Technical Limited Monitoring system for aircraft drive wheel system
JP6458477B2 (ja) * 2014-12-15 2019-01-30 株式会社デンソー 電流推定装置
JP6398681B2 (ja) * 2014-12-15 2018-10-03 株式会社デンソー 電流推定装置
WO2016098487A1 (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社デンソー 電流推定装置
JP6398682B2 (ja) * 2014-12-15 2018-10-03 株式会社デンソー 電流推定装置
US10469015B2 (en) * 2015-06-22 2019-11-05 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device
KR101776240B1 (ko) * 2015-08-31 2017-09-07 엘지전자 주식회사 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
US10742094B1 (en) * 2017-02-03 2020-08-11 Wrightspeed, Inc. Temperature monitoring of magnets in permanent magnet motors used in vehicle drivetrains
JP7051487B2 (ja) * 2018-02-23 2022-04-11 三菱重工マリンマシナリ株式会社 同期電動機の制御装置及び同期発電機の制御装置
US11387757B2 (en) * 2019-09-04 2022-07-12 GM Global Technology Operations LLC Inductance-based estimation of rotor magnet temperature

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002010677A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Hitachi Ltd モータ制御装置
JP2003235286A (ja) * 2002-02-13 2003-08-22 Nissan Motor Co Ltd 同期機の制御装置
CN1671964A (zh) * 2002-07-25 2005-09-21 大金工业株式会社 压缩机的驱动装置及冷冻装置
JP2006014554A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd 永久磁石型同期電動機の制御装置
CN101192779A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 本田技研工业株式会社 电动机控制方法及电动机控制装置
WO2011024935A1 (ja) * 2009-08-28 2011-03-03 日産自動車株式会社 永久磁石型同期電動機の異常検出装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1727268A2 (de) * 2005-05-27 2006-11-29 ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG Verfahren zum Betrieben eines elektronisch kommutierten Motors, und Motor zur Durchführung eines solchen Verfahrens
JP4665735B2 (ja) * 2005-11-30 2011-04-06 株式会社日立製作所 同期モータの駆動システム及び同期モータの駆動方法
DE102005062588A1 (de) * 2005-12-27 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen der Magnettemperatur bei Synchronmaschinen
JP4572907B2 (ja) 2007-03-29 2010-11-04 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置、制御方法及び制御プログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002010677A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Hitachi Ltd モータ制御装置
JP2003235286A (ja) * 2002-02-13 2003-08-22 Nissan Motor Co Ltd 同期機の制御装置
CN1671964A (zh) * 2002-07-25 2005-09-21 大金工业株式会社 压缩机的驱动装置及冷冻装置
JP2006014554A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd 永久磁石型同期電動機の制御装置
CN101192779A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 本田技研工业株式会社 电动机控制方法及电动机控制装置
WO2011024935A1 (ja) * 2009-08-28 2011-03-03 日産自動車株式会社 永久磁石型同期電動機の異常検出装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108583366A (zh) * 2018-03-31 2018-09-28 天津职业技术师范大学 一种电动汽车低速抖动的控制方法
CN112202389A (zh) * 2020-09-29 2021-01-08 臻驱科技(上海)有限公司 温度分布测量的方法及其系统、硬件装置
CN112202389B (zh) * 2020-09-29 2022-06-10 臻驱科技(上海)有限公司 温度分布测量的方法及其系统、硬件装置
CN114253319A (zh) * 2021-08-24 2022-03-29 佛山市顺德区美的饮水机制造有限公司 即热装置及其控制方法、校准设备及其控制方法和介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP5823055B2 (ja) 2015-11-25
WO2014057558A1 (ja) 2014-04-17
CN104703835B (zh) 2017-03-08
US9628017B2 (en) 2017-04-18
US20150222216A1 (en) 2015-08-06
DE112012007006T5 (de) 2015-07-02
JPWO2014057558A1 (ja) 2016-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104703835A (zh) 电动机控制装置及电动机控制方法
JP5172286B2 (ja) モータ制御装置およびハイブリッド自動車用制御装置
JP5488708B2 (ja) 電動車両の表示システムおよびそれを備える電動車両
RU2697355C1 (ru) Устройство управления приводом электрического транспортного средства и способ управления приводом электрического транспортного средства
CN107150595A (zh) 车辆
JP2009131043A (ja) モータ制御装置
CN105227033A (zh) 混合动力车辆可变电压牵引马达驱动
JP2014064448A (ja) 騒音低減のための環境に優しい自動車のインバータ制御方法
CN101396976A (zh) 一种混合动力汽车中电机控制方法及装置
CN112297876B (zh) 一种基于电动汽车减速器的电驱动控制系统及其控制方法
US20170087994A1 (en) Control device of electric vehicle
JP2016119809A (ja) モータ制御装置および制御方法
JP6729002B2 (ja) 電動車両の制御方法、及び、制御装置
EP3000649B1 (en) Device for controlling electric automobile
JP2011251606A (ja) 車両の制御装置
JP2009240087A (ja) 回転電機の制御装置
JP2012095443A (ja) 自動車
CN108082178B (zh) 混合动力汽车
JP2003047300A (ja) モータ制御装置及び方法
Magallan et al. A neighbourhood-electric vehicle development with individual traction on rear wheels
JP6973641B2 (ja) インバータ制御方法及びインバータ制御システム
JP4165093B2 (ja) 車両
US20200331335A1 (en) Synchronous machine drive control device, and vehicle equipped with synchronous machine subjected to drive control by said synchronous machine drive control device
JP2016208686A (ja) 電動車両
JP2014183673A (ja) インバータの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant