CN109986968B - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种更适当地限制电动机的驱动的驱动装置。驱动装置具备产生与转速对应的感应电压的电动机和对电动机进行驱动的变换器。并且，在用于限制电动机的驱动的预定条件成立时执行如下的驱动限制：在电动机的感应电压大于从蓄电装置侧向变换器输入的输入电压时，与电动机的感应电压为输入电压以下时相比，更大程度地限制电动机的驱动。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及驱动装置，详细而言，涉及具备产生与转速对应的感应电压的电动机和对电动机进行驱动的变换器的驱动装置。

背景技术

以往，作为这种驱动装置，提出了在对电动机进行驱动的变换器的元件温度达到了阈值以上时对电动机的负载率进行限制的方案(例如，参照专利文献1)。在该装置中，通过对电动机的负载率进行限制，在一定程度上确保电动机的驱动，并抑制变换器元件过热。

在先技术文献

专利文献1：国际公开2012/124073号

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述驱动装置中，不考虑电动机的转速地一概限制负载率，因此根据电动机的转速不同而负载率的限制变得过小或过大。在产生与转速对应的感应电压的电动机中，在感应电压高于变换器的输入电压时，通过弱励磁控制而d轴电流流动，因此容易产生变换器元件的过热。另一方面，在感应电压低于变换器的输入电压时，不需要弱励磁控制，因此不易于产生变换器元件的过热。因此，当一概限制负载率时，在负载率的限制过小的情况下，产生变换器元件的过热，在负载率限制过大的情况下，产生驱动力不足。

本发明的驱动装置主要目的在于更适当地限制电动机的驱动。

用于解决课题的方案

本发明的驱动装置为了实现上述的主要目的而采用以下的方案。

本发明的驱动装置具备：

电动机，产生与转速对应的感应电压；

变换器，驱动上述电动机；

蓄电装置，经由上述变换器而向上述电动机供给电力；及

控制装置，控制上述变换器，

上述驱动装置的特征在于，

上述控制装置在用于限制上述电动机的驱动的预定条件成立时执行如下的驱动限制：在上述电动机的感应电压大于从上述蓄电装置侧向上述变换器输入的输入电压时，与上述电动机的感应电压为上述输入电压以下时相比，上述控制装置更大程度地限制上述电动机的驱动。

在该本发明的驱动装置中，在用于限制电动机的驱动的预定条件成立时，在电动机的感应电压大于从蓄电装置侧向变换器输入的输入电压时，与电动机的感应电压为输入电压以下时相比更大程度地限制电动机的驱动。即，在电动机的感应电压大于输入电压时，较大程度地限制电动机的驱动，在电动机的感应电压为输入电压以下时，较小程度地限制电动机的驱动。如上所述，在电动机的感应电压大于输入电压时，由于弱励磁控制而d轴电流流动，因此容易产生变换器元件的过热。因此，能够通过较大程度地限制电动机的驱动来抑制变换器元件的过热。另外，在电动机的感应电压为输入电压以下时，不进行弱励磁控制，因此不易于产生变换器元件的过热。因此，能够通过较小程度地限制电动机的驱动来抑制驱动力不足。其结果是，能够更适当地限制电动机的驱动。

在本发明的驱动装置中，上述预定条件包括如下条件之一：对上述变换器进行冷却的冷却装置发生异常；上述变换器的温度为预定温度以上。在该情况下，在对上述变换器进行冷却的冷却装置发生了异常时，与上述变换器的温度为上述预定温度以上时相比，上述控制装置可以更大程度地限制上述电动机的驱动。即，在冷却装置发生了异常时，与虽然冷却装置未发生异常但是变换器的温度为预定温度以上时相比更大程度地限制电动机的驱动。这是基于如下情况：在冷却装置未发生异常时，能够通过基于冷却装置的冷却来抑制变换器元件的温度上升，但是在冷却装置发生了异常时，无法期待基于冷却装置的冷却，因此无法抑制变换器元件的温度上升。

附图说明

图1是表示搭载有作为本发明的一实施例的驱动装置的电动汽车20的结构的概略的结构图。

图2是表示由电子控制单元50执行的驱动限制处理程序的一例的流程图。

图3是表示驱动限制映射A、B的一例的说明图。

图4是表示变形例的驱动限制映射A、B、C的一例的说明图。

图5是表示变形例的驱动限制映射N1、N2、U1、U2的一例的说明图。

具体实施方式

接下来，使用实施例来说明用于实施本发明的方式。

实施例

图1是表示搭载有作为本发明的一实施例的驱动装置的电动汽车20的结构的概略的结构图。如图所示，实施例的电动汽车20具备：电动机32、变换器34、冷却装置40、作为蓄电装置的蓄电池36及电子控制单元50。作为实施例的“驱动装置”，相当于电动机32、变换器34、冷却装置40、蓄电池36及电子控制单元50。

电动机32构成为同步发电电动机，具备埋入有永磁铁的转子和卷绕有三相线圈的定子。该电动机32的转子连接于驱动轴26，上述驱动轴26经由差动齿轮24而与驱动轮22a、22b连接。

变换器34使用于电动机32的驱动，经由电力线38而与蓄电池36连接。该变换器34具有六个作为开关元件的晶体管T11～T16和与六个晶体管T11～T16分别并联的六个二极管D11～D16。晶体管T11～T16分别以相对于电力线38的正极侧线和负极侧线而成为源侧和漏侧的方式每两个成对地配置。另外，在成为晶体管T11～T16的对的晶体管彼此的连接点分别连接电动机32的三相线圈(U相、V相、W相的线圈)中的各线圈。因此，在电压作用于变换器34时，通过电子控制单元50来调节成对的晶体管T11～T16的接通时间的比例，由此在三相线圈中形成旋转磁场，驱动电动机32旋转。

冷却装置40具备：安装于变换器34的受热部42、与外部气体进行热交换的热交换器44、循环流路46及安装于循环流路46而使冷却介质进行循环的泵48。循环流路46是将受热部42内的冷却介质的流路与热交换器44内的冷却介质的流路连接而使冷却介质进行循环的流路。作为冷却介质，能够使用例如LLC(Long Life Coolant：长效防冻液)。

蓄电池36构成为例如锂离子二次电池或镍氢二次电池，如上所述，经由电力线38而与变换器34连接。在电力线38的正极侧线和负极侧线安装有电容器39。

电子控制单元50构成为以CPU52为中心的微处理器，除了CPU52以外，还具备存储处理程序的ROM54、暂时存储数据的RAM56、输入输出端口。来自各种传感器的信号经由输入端口而向电子控制单元50输入。作为向电子控制单元50输入的信号，可以列举例如来自检测电动机32的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器(例如旋转变压器)32a的旋转位置θm、来自检测电动机32的各相的相电流的电流传感器32u、32v的相电流Iu、Iv。另外，也可以列举来自在蓄电池36的端子间安装的未图示的电压传感器的蓄电池36的电压Vb、来自在蓄电池36的输出端子安装的未图示的电流传感器的蓄电池36的电流Ib、来自在电容器39的端子间安装的电压传感器39a的电容器39(电力线38)的电压VH(变换器输入电压VH)。此外，也可以列举来自安装于变换器34的温度传感器35的变换器温度Tinv。此外，也可以列举来自点火开关60的点火信号、来自检测换挡杆61的操作位置的挡位传感器62的挡位SP。而且，也可以列举来自检测加速踏板63的踩下量的加速踏板位置传感器64的加速器开度Acc、来自检测制动踏板65的踩下量的制动踏板位置传感器66的制动踏板位置BP、来自车速传感器68的车速V。从电子控制单元50经由输出端口而输出对于变换器34的晶体管T11～T16的开关控制信号、对于冷却装置40的泵48的驱动信号等。电子控制单元50基于来自旋转位置检测传感器32a的电动机32的转子的旋转位置θm来运算电动机32的电角度θe和转速Nm。

在这样构成的实施例的电动汽车20中，电子控制单元50通过未图示的控制程序，基于加速器开度Acc和车速V来设定驱动轴26的要求转矩Td*，并将设定的要求转矩Td*设定为电动机32的转矩指令Tm*。并且，在对电动机32的驱动加以驱动限制(转矩限制)时，对电动机32的转矩指令Tm*进行限制，以按照转矩指令Tm*来驱动电动机32的方式进行变换器34的晶体管T11～T16的开关控制。

接下来，说明实施例的电动汽车20搭载的驱动装置的动作，特别是对电动机32的驱动加以驱动限制时的动作。图2是表示由电子控制单元50执行的驱动限制处理程序的一例的流程图。该程序每隔预定时间反复执行。

当执行驱动限制处理程序时，电子控制单元50首先判定冷却装置40是否发生异常(步骤S100)。作为冷却装置40的异常，可以列举泵48的故障、冷却介质(LLC)的泄漏等。这些异常通过未图示的异常诊断来诊断，并写入异常诊断标志。在实施例中，通过研究该异常诊断标志的值，来判定冷却装置40是否发生异常。在判定为冷却装置40未发生异常时，作为通常时的驱动限制而使用映射A进行驱动限制(步骤S110)，并结束本程序。图3示出映射A、B的一例。作为通常时的驱动限制而使用的映射A如图所示设定为，在变换器温度Tinv为阈值Tref以上时，变换器温度Tinv越高，则加以越大程度的限制。

当在步骤S100中判定为冷却装置40发生了异常时，作为变换器输入电压输入来自电压传感器39a的电压VH并输入电动机32的转速Nm(步骤S120)。在此，电动机32的转速Nm输入基于来自旋转位置检测传感器32a的电动机32的转子的旋转位置θm而计算出的值。接下来，基于输入的电动机32的转速Nm来计算电动机32的感应电压Vm(步骤S130)。感应电压Vm可以通过对用于计算感应电压的换算系数乘以转速Nm来求出。

接下来，判定计算出的感应电压Vm是否大于变换器输入电压VH(步骤S140)。在判定为感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时，与通常时相同地使用映射A作为冷却装置40的异常时的驱动限制来进行驱动限制(步骤S150)，并结束本程序。另一方面，在判定为感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，使用比映射A更大程度地加以限制的映射B作为冷却装置40的异常时的驱动限制来进行驱动限制(步骤S160)，并结束本程序。如图3所示，映射B在变换器温度Tinv为阈值Tref以上的范围内比映射A更大程度地限制电动机转矩Tm。在电动机32的感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，执行弱励磁控制，在电动机32中流过d轴电流，因此容易产生变换器元件的过热。因此，能够通过较大程度地限制电动机32的驱动来抑制变换器元件的过热。另一方面，在电动机32的感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时，不执行弱励磁控制，因此不易于产生变换器元件的过热。因此，能够通过较小程度地限制电动机32的驱动来抑制过度的驱动力不足。

在以上说明的实施例的电动汽车20具备的驱动装置中，在对变换器34进行冷却的冷却装置40发生了异常时，电动机32的感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，与感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时相比更大程度地限制电动机32的驱动。由此，能够抑制变换器元件过热，并且能够抑制过度的驱动力不足。其结果是，能够更适当地限制电动机32的驱动。

在实施例的电动汽车20具备的驱动装置中，在对变换器34进行冷却的冷却装置40未发生异常时，使用映射A进行驱动限制。然而，即使在对变换器34进行冷却的冷却装置40未发生异常时，在变换器温度Tinv为阈值Tref以上时，也可以在电动机32的感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，与感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时相比更大程度地限制电动机32的驱动。在该情况下，如图4例示那样，在感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时，使用映射A进行驱动限制，在感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，使用比作为冷却装置40的异常时的驱动限制的映射B小的程度地加以限制的映射C来进行驱动限制。即，在冷却装置40发生异常时，与冷却装置40未发生异常而变换器温度Tinv为阈值Tref以上时相比，更大程度地限制电动机32的驱动。这是基于如下的情况：在冷却装置40未发生异常时，能够通过基于冷却装置40的冷却来抑制变换器元件的温度上升，但是在冷却装置40发生异常时，无法期待基于冷却装置40的冷却，因此无法抑制变换器元件的温度上升。

在实施例的电动汽车20具备的驱动装置中，在对变换器34进行冷却的冷却装置40发生了异常时，在判定为电动机32的感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时，与通常时相同地使用映射A进行驱动限制。然而，也可以比通常时更大程度地限制电动机32的驱动。例如如图5所示，可以在冷却装置40未发生异常时，在感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时，使用映射N1进行驱动限制，在感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，使用比映射N1更大程度地进行限制的映射N2来进行驱动限制，在冷却装置40发生了异常时，在感应电压Vm为变换器输入电压VH以下时，使用比映射N1更大程度地进行限制的映射U1来进行驱动限制，在感应电压Vm大于变换器输入电压VH时，使用比映射N2更大程度地进行限制的映射U2来进行驱动限制。

在实施例的电动汽车20具备的驱动装置中，使用了蓄电池36作为蓄电装置，但只要是能够蓄电的装置即可，也可以使用电容器等。

在实施例中，设为搭载于具备电动机32的电动汽车20的驱动装置的方式。然而，可以设为搭载于除了电动机32以外还具备发动机的混合动力汽车的驱动装置的方式，也可以设为在汽车以外的车辆或船舶、飞机等移动体上搭载的驱动装置的方式，还可以设为在建筑设备等不移动的设备上搭载的驱动装置的方式。

说明实施例的主要要素与用于解决课题的方案部分记载的发明的主要要素的对应关系。在实施例中，电动机32相当于“电动机”，变换器34相当于“变换器”，蓄电池36相当于“蓄电装置”，电子控制单元50相当于“控制装置”。

需要说明的是，实施例的主要要素与用于解决课题的方案部分记载的发明的主要要素的对应关系是实施例实施用于解决课题的方案部分记载的发明的方式用的具体说明用的一例，因此对用于解决课题的方案部分记载的发明的要素没有限定作用。即，用于解决课题的方案部分记载的关于发明的解释应基于该部分的记载进行，实施例只不过是用于解决课题的方案部分记载的发明的具体的一例。

以上，使用实施例说明了用于实施本发明的方式，但是本发明不受这样的实施例的任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够以各种方式实施，这是不言而喻的。

工业上的有用性

本发明能够利用于驱动装置的制造产业等。

Claims (2)

1.一种驱动装置，具备：

电动机，产生与转速对应的感应电压；

变换器，驱动所述电动机；

蓄电装置，经由所述变换器而向所述电动机供给电力；及

控制装置，控制所述变换器，

所述驱动装置的特征在于，

所述控制装置在用于限制所述电动机的驱动的预定条件成立时执行如下的驱动限制：在所述电动机的感应电压为从所述蓄电装置侧向所述变换器输入的输入电压以下时使用第一映射限制所述电动机的驱动，所述第一映射包括被设定为在所述变换器的温度为预定温度以上时，所述变换器的温度越高，对所述电动机的转矩的限制程度越大的部分；在所述电动机的感应电压大于所述输入电压时使用在所述变换器的温度为所述预定温度以上的范围内比所述第一映射更大程度地限制所述电动机的转矩的第二映射限制所述电动机的驱动。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，

所述预定条件包括：

对所述变换器进行冷却的冷却装置发生异常。

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