CN110063022B - 驱动控制装置以及驱动控制方法 - Google Patents

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Abstract

驱动控制装置具备：直流电压源；逆变器，对开关元件进行开关，从而对旋转电机施加驱动电压而接通驱动电流；以及控制部，控制直流电压源的输出电压，并且基于旋转电机的转矩指令值，以第1控制模式和第2控制模式进行对开关元件接通驱动电流的控制，在所述第1控制模式中，以第1电流限制值以下的驱动电流进行通电，在所述第2控制模式中，以大于第1电流限制值的驱动电流进行通电。

Description

驱动控制装置以及驱动控制方法
技术领域
本发明涉及驱动作为旋转电机的电动发电机的驱动控制装置以及驱动控制方法。
背景技术
使逆变器母线电压降低来驱动电动机的现有的控制装置包括：转换器，与直流电源连接，将直流电源的输出升压并输出到逆变器；逆变器，将转换器的输出变换为交流并输出到旋转电机；以及控制部，控制逆变器和转换器。在检测开关元件的温度检测部中当开关元件的温度达到了规定温度的情况下，控制装置从PWM控制变更到矩形波控制(例如，参照专利文献1)。
另外，使逆变器母线电压降低来驱动电动机的其它现有的控制装置具备：与电池连接的DC/DC转换器、逆变器、控制逆变器的控制部、电动发电机(具备被逆变器施加电压而被驱动的电动机和轴被外力驱动来发电的发电机这两种功能的旋转电机)。具有如下方法：当正弦波PWM控制时的驱动频率与LC谐振电路的谐振频率范围的频率一致时，控制部使逆变器的输入电压降低，将逆变器的控制方式从正弦波PWM控制方式切换为过调制控制方式或矩形波控制方式(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-232604号公报
专利文献2：日本特开2013-90401号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1和专利文献2所示的控制装置中，起到防止过电流流过逆变器的开关元件的效果。然而，由于从电动机或电动发电机输出的转矩停留在预先确定的限制值以下，所以存在不能提高转矩来实现高输出化的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提高在切换控制模式而使开关元件被开关的次数降低时的旋转电机(电动发电机)的转矩。
解决技术问题的技术方案
本发明的驱动控制装置具备：
直流电压源，输出直流输出电压；
逆变器，具有开关元件，从直流电压源被输入输出电压并对开关元件进行开关，从而对旋转电机施加驱动电压而接通驱动电流；以及
控制部，控制直流电压源的输出电压，并且基于旋转电机的转矩指令值，以第1控制模式和第2控制模式进行对开关元件接通驱动电流的控制，在所述第1控制模式中，以第1电流限制值以下的驱动电流进行通电，在所述第2控制模式中，以大于第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于第1电流限制值的驱动电流进行通电，
在第1控制模式时的旋转电机的转矩指令值超过预定转矩值的情况下，控制部从第1控制模式切换为第2控制模式，进行使旋转电机的输出转矩超过预定转矩值的控制，
第2控制模式时的、在预定时间内的使开关元件导通的时间比第1控制模式时的、在预定时间内的使开关元件导通的时间长，
第2控制模式时的开关元件被开关的次数少于第1控制模式时的被开关的次数，
第2控制模式时的直流电压源的输出电压小于第1控制模式时的直流电压源的输出电压。
另外，本发明的驱动控制方法由处理器执行以下步骤：
判定步骤，判定第1控制模式时的旋转电机的转矩指令值是否超过预定转矩值，在所述第1控制模式中，通过逆变器对旋转电机接通第1电流限制值以下的驱动电流，所述逆变器具有开关元件，被输入从直流电压源输出的直流输出电压并对开关元件进行开关，从而对旋转电机施加驱动电压而接通驱动电流，
切换步骤，当在判定步骤中判断为第1控制模式时的旋转电机的转矩指令值超过预定转矩值时，从第1控制模式切换为第2控制模式，在所述第2控制模式中，以大于第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于第1电流限制值的驱动电流进行通电，以及
转矩控制步骤，在第2控制模式下进行使旋转电机的输出转矩超过预定转矩值的控制而对开关元件接通驱动电流，
第2控制模式时的、在预定时间内的使开关元件导通的时间比第1控制模式时的、在预定时间内的使开关元件导通的时间长，
第2控制模式时的开关元件被开关的次数少于第1控制模式时的开关元件被开关的次数，
第2控制模式时的直流电压源的输出电压小于第1控制模式时的直流电压源的输出电压。
发明效果
在如上述地构成的驱动控制装置和驱动控制方法中，由于通过降低开关元件的开关脉冲次数来增加开关元件的电流限制值，能够增加能够对旋转电机的定子接通的电流，因此能够增加从旋转电机输出的转矩。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的驱动控制装置的概略结构的框图。
图2是本发明的实施方式1的驱动控制装置切换控制模式时的流程图。
图3是本发明的实施方式1的驱动控制装置切换控制模式时的定时的图。
图4是示出本发明的实施方式1的驱动控制装置的高转矩化的效果的曲线图。
图5A是本发明的实施方式1的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下与第1控制模式相关的脉冲波形的图。
图5B是本发明的实施方式1的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下与第3控制模式相关的脉冲波形的图。
图5C是本发明的实施方式1的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下与第2控制模式相关的脉冲波形的图。
图6是本发明的实施方式1的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下的流程图。
图7是本发明的实施方式1的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下的定时的图。
图8是示出本发明的实施方式2的驱动控制装置中的电动发电机的定子的外观的立体图。
图9是示出本发明的实施方式2的驱动控制装置中的电动发电机的转子的外观的立体图。
图10是本发明的实施方式2的驱动控制装置中的电动发电机的转子的分解立体图。
图11是本发明的实施方式3的驱动控制装置切换控制模式的情况下的流程图。
图12是本发明的实施方式3的驱动控制装置切换控制模式的情况下的定时的图。
附图标记
1直流电源；2转换器；3逆变器；4电动发电机；5控制部；6电压测定部；7开关元件；8上级的控制装置；9电流检测器；10直流电压源；11励磁线圈；12第1爪形励磁铁芯；13第2爪形励磁铁芯；14轴；15爪极式旋转机的转子；16、21轴插通孔；17第1轴毂部；18第1磁轭部；19第1爪部；20第1谷部；22第2轴毂部；23第2磁轭部；24第2爪部；25第2谷部；30电枢线圈；31定子；32定子铁芯；33芯背；34齿；35槽；90处理器；91存储部；100驱动控制装置。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式的驱动控制装置的详情进行说明。
实施方式1.
图1是示出用于实施本发明的实施方式1的驱动控制装置的概略结构的框图。
如图1所示，驱动控制装置100具备：直流电源1；转换器2，与直流电源1连接并从直流电源1被输入直流电压而输出直流输出电压；逆变器3，与转换器2连接并将直流电力变换到交流电力；电动发电机4，与逆变器3连接；以及控制部5，控制转换器2和逆变器3。
直流电源1包括例如铅蓄电池、锂离子电池，将例如48V等的直流电压输出到转换器2。
转换器2将从直流电源1输出的直流电力作为输入，向逆变器3输出直流电力。并且，转换器2能够进行将直流电源1的直流电压作为输入而使之降压的电力变换，以将输出电压向逆变器3输出的方式工作。从转换器2输出的输出电压能够在例如从12V到48V的范围变更，作为电压变换方法，有例如PAM控制等。另外，在转换器2的输出侧设置有电压测定部6，所述电压测定部6检测转换器2的输出电压并作为输出电压检测值输出到控制部5。输出电压检测值与转换器2输出的输出电压等价。
另外，图1中的直流电源1和转换器2也可以成为输出直流输出电压的一个直流电压源10。即，直流电压源10具有直流电源1和被输入直流电源1的直流电压并输出输出电压的转换器2。
逆变器3在内部具有开关元件7，从直流电压源10被输入输出电压并对开关元件7进行开关，从而对电动发电机4施加驱动电压。逆变器3通过开关元件7被开关而与开关元件7导通，从而对电动发电机4内的定子的各相的电枢线圈30接通驱动电流，并能够控制对电动发电机4的定子的各相的电枢线圈30接通的驱动电流。
在逆变器3与电动发电机4之间设置有电流检测器9。电流检测器9检测作为流过电动发电机4及开关元件7的驱动电流的电流检测值，并向控制部5输出。
控制部5被输入由设置在转换器2的输出侧的电压测定部6检测到的输出电压检测值、由电流检测器9检测到的电流检测值和来自上级的控制装置8的作为电动发电机4的转矩的指令值的转矩指令值。控制部5基于电动发电机4的转矩指令值来计算输出电压指令值并输出到转换器2，通过进行控制使得输出电压检测值接近输出电压指令值，从而控制直流电压源10的转换器2的输出电压。此外，控制部5进行基于电动发电机4的转矩指令值来输出开关指令并在后述的第1控制模式及第2控制模式下对开关元件7接通驱动电流的控制。另外，控制部5向上级的控制装置8输出后述的不能输出转矩的信号。
电动发电机4具有定子和转子，所述定子具有被施加驱动电压的电枢线圈30，所述转子与定子的内周侧对置且旋转自如地配置。电动发电机4在使转子产生磁通的状态下，通过由逆变器3向定子的电枢线圈30的线间(两相间)施加驱动电压而接通驱动电流，从而输出转矩。电动发电机4例如是具有由U相、V相及W相构成的三相的电枢线圈30的旋转电机等。
接下来，说明本实施方式的工作。在此，对将作为切换前的控制的第1控制模式时的控制设为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制、并将作为切换后的控制的第2控制模式时的控制设为矩形波控制的情况进行说明。
首先，控制部5从上级的控制装置8接收电动发电机4的转矩指令值。例如，当在某个条件下的温度或转速等的情况下，控制部5保持预定的第1转矩值(以下称为“第1短时间最大转矩”)作为数据，所述第1转矩值与在作为切换前的控制的PWM控制时能够输出的转矩的最大值相当。第1短时间最大转矩是与后述的第1电流限制值对应的值。控制部5将从上级的控制装置8接收到的转矩指令值与第1短时间最大转矩进行比较，在转矩指令值小于第1短时间最大转矩的情况下，判断为电动发电机4能够输出与转矩指令值相当的转矩。然后，控制部5根据转矩指令值将作为逆变器3的工作指令的开关指令发送至逆变器3，使逆变器3内的开关元件7进行开关。
例如，控制部5计算与为了输出与转矩指令值相当的转矩而所需的驱动电流相当的电流指令值。然后，控制部5基于电流检测器9检测出的流过电动发电机4及开关元件7的驱动电流即电流检测值与电流指令值之差，通过PI控制来计算dq轴的电压指令值。然后，控制部5基于将dq轴的电压指令值变换为三相的电压指令值所得的值，将开关指令输出到逆变器3，所述开关指令例如通过载波与基于三相的电压指令值的调制波的比较而生成。逆变器3基于开关指令对开关元件7进行开关，由此进行基于开关脉冲的PWM，将输入的直流输出电压变换为交流的驱动电压并施加于电动发电机4的电枢线圈30。
在从上级的控制装置8接收到的转矩指令值大于PWM控制时能够输出的第1短时间最大转矩的情况下，控制部5从第1控制模式切换为第2控制模式，参照第2短时间最大转矩，该第2短时间最大转矩是减少开关元件7被开关的次数的控制中的预定的第2转矩值。第2短时间最大转矩是与后述的第2电流限制值对应的值。另外，作为第2转矩值的第2短时间最大转矩大于作为第1转矩值的第1短时间最大转矩。在本实施方式中，将在此所说的减少开关元件7被开关的次数的控制设为如下的矩形波控制：例如在电角半周期(180°)内，使一个开关元件7进行开关，以使得导通和断开仅各进行1次(具有小于电角半周期的宽度的开关脉冲时)、或使导通和断开中的某一个仅进行1次(具有与电角半周期相等的宽度的开关脉冲时)。因此，在电角半周期电角中开关脉冲的数量为1。
即，控制部5在第2控制模式时，进行将逆变器3的驱动电压控制为矩形波形的矩形波控制。此外，在第2控制模式的矩形波控制时的开关元件7被开关的次数少于在第1控制模式时的开关元件7被开关的次数。并且，第2控制模式的矩形波控制时的、在预定时间内使开关元件7导通的时间比第1控制模式时的、在预定时间内使开关元件7导通的时间长。
在减少开关元件7被开关的次数的控制中，控制部5判定第2短时间最大转矩与转矩指令值的大小关系。在判定为开关元件7被开关的次数减少时的第2短时间最大转矩大于转矩指令值的情况下，控制部5向转换器2发送能够输出与转矩指令值相当的转矩的输出电压指令值，使转换器2工作以输出能够输出与转矩指令值相当的转矩的输出电压。此时，控制部5使转换器2的输出电压相对于作为直流电源1的输出的直流电压下降，同时使开关元件7被开关的次数减少至能够输出转矩指令值的转矩的次数。
即，在第1控制模式时的电动发电机4的转矩指令值超过预定的第1转矩值即第1短时间最大转矩的情况下，控制部5从第1控制模式切换为第2控制模式，进行使电动发电机4的输出转矩超过预定的第1转矩值的控制。
能够对开关元件7接通的驱动电流的电流限制值根据开关元件7被开关的次数而变动。这是因为开关元件7的电流限制值主要由开关元件7中产生的发热量的限制值而决定。
另外，开关元件7中产生的发热量主要分类为开关元件7中的导通损耗和开关损耗。导通损耗是在开关元件7处于接通状态并且对开关元件7接通驱动电流时产生的损耗。开关损耗是由于使开关元件7进行开关而产生的损耗。开关损耗根据开关频度而变动，该开关频度是每单位时间开关元件7被开关的次数。通常，随着开关频度的提高，开关元件7中的开关损耗增加。另外，如果周围温度恒定，则开关元件7中产生的发热量的限制值大致为恒定。因此，在周围温度不变动的条件下，根据开关元件7中产生的发热量的导通损耗和开关损耗的分配，能够对开关元件7接通的驱动电流的电流限制值发生变动。
假设如下状态：在作为切换前的控制的第1控制模式中的PWM控制时，在对开关元件7接通的驱动电流与电流限制值相等的条件下使逆变器3工作。考虑如下情况：控制部5使转换器2的输出电压从第1控制模式的状态降低，向作为第2控制模式的矩形波控制切换。
假设在第2控制模式的矩形波控制时的驱动电流为与在第1控制模式的PWM控制时的驱动电流相同的值。由于驱动电流相同，因此开关元件7中产生的导通损耗为恒定。另一方面，在切换到第2控制模式的矩形波控制的情况下，开关元件7被开关的次数降低，因此，相对于第1控制模式时的开关损耗，第2控制模式时的开关损耗降低。如上所述，在从开关元件7产生的损耗中存在导通损耗和开关损耗。因此，第2控制模式下开关元件7中产生的损耗相对于第1控制模式下开关元件7中产生的损耗减少。
然而，由于在第2控制模式的矩形波控制时在开关元件7中产生的发热量的限制值与在第1控制模式的PWM控制时的发热量的限制值相同，因此在矩形波控制时，能够进一步对开关元件7接通与开关损耗的降低量相对应的电流量。因此，在从第1控制模式切换到第2控制模式控制而使矩形波控制持续直到驱动电流达到电流限制值的状态时，与第1控制模式的PWM控制时的驱动电流相比能够使第2控制模式的驱动电流增加。
因此，开关元件7的电流限制值在第1控制模式下为第1电流限制值，在第2控制模式下为大于第1电流限制值的第2电流限制值。即，控制部5基于电动发电机4的转矩指令值，以第1控制模式及第2控制模式进行对开关元件7接通驱动电流的控制，在所述第1控制模式下，以第1电流限制值以下的驱动电流进行通电，在所述第2控制模式下，以在大于第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于第1电流限制值的驱动电流进行通电。
另外，当在将转换器2的输出电压固定为预定值的状态下向第2控制模式的矩形波控制切换的情况下，开关元件7被通电的时间与规定周期之比即占空比急剧变大。另一方面，由于电动发电机4的电枢线圈30的阻抗及开关元件7的阻抗为恒定，所以对开关元件7接通的驱动电流急剧增大，驱动电流可能超过电流限制值。因此，为了切换到第2控制模式的矩形波控制并以电流限制值以下的电流对开关元件7接通驱动电流，控制部5需要将输出电压指令值输出到转换器2以使转换器2的输出电压降低。
即，在由于切换到第2控制模式的矩形波控制之后的驱动电流而引起的在开关元件7产生的发热量超过在开关元件7产生的发热量的限制值、且切换到第2控制模式的矩形波控制之后的转矩指令值小于第2短时间最大转矩的情况下，控制部5对转换器2输出使输出电压降低的输出电压指令值，使对开关元件7接通的驱动电流减少，将驱动电流抑制为第2电流限制值以下。因此，第2控制模式时的直流电压源10的输出电压小于第1控制模式时的直流电压源10的输出电压。
处理器90通过执行存储于存储部91的程序来进行上述控制部5的处理。
在此，存储部91包括存储有旋转电机4的电路常数、控制所需的参数、记述了上述处理的程序等的存储器。处理器90包括在微机(微型计算机)、DSP(Digital SignalProcessor，数字信号处理器)、FPGA等硬件电路构成逻辑的处理器。另外，也可以是多个处理器90和多个存储部91协作执行上述功能。
图2是本实施方式的驱动控制装置切换控制模式时的流程图。在图2中，首先，在步骤S1，驱动控制装置100从上级的控制装置8接收电动发电机4的转矩指令值。
接下来，在判定步骤S11，在第1控制模式时，控制部5判定电动发电机4能否输出与转矩指令值相当的转矩。
具体而言，在转矩指令值为第1短时间最大转矩以下的情况下，控制部5判定为电动发电机4能够输出与转矩指令值相当的转矩，而在转矩指令值大于第1短时间最大转矩的情况下，控制部5判定为电动发电机4不能输出与转矩指令值相当的转矩。在判定结果为在第1控制模式时能够输出与转矩指令值相当的转矩的情况下，在步骤S2，控制部5维持第1控制模式而不切换控制，使得输出与转矩指令值相当的转矩。
在判定结果为在第1控制模式时不能输出与转矩指令值相当的转矩的情况下，进入步骤S3，降低转换器2的输出电压指令值而开始判定。
即，在判定步骤S11，判定第1控制模式时的电动发电机4的转矩指令值是否超过预定的第1转矩值即第1短时间最大转矩，其中在所述第1控制模式下，通过逆变器3对电动发电机4接通第1电流限制值以下的驱动电流，所述逆变器3具有开关元件7，被输入从直流电压源10输出的直流输出电压，对开关元件7进行开关，从而对电动发电机4施加驱动电压而接通驱动电流。
接下来，在步骤S12，参照在降低了的输出电压指令值的条件下的第2控制模式的控制中的第2短时间最大转矩，根据第2短时间最大转矩与转矩指令值的大小关系来判定电动发电机4能否输出与转矩指令值相当的转矩。在步骤S12，在判定为转矩指令值在第2短时间最大转矩以下且能够输出与转矩指令值相当的转矩的情况下，在切换步骤S14，将控制从第1控制模式切换为第2控制模式。
即，当在判定步骤S11中判断为第1控制模式时的电动发电机4的转矩指令值超过预定的第1转矩值即第1短时间最大转矩的情况下，在切换步骤S14，从第1控制模式切换为第2控制模式，在所述第2控制模式下，以在大于第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于第1电流限制值的驱动电流进行通电。
接下来，在转矩控制步骤S4，在第2控制模式的控制时，控制部5向转换器2输出使输出电压降低的输出电压指令值，将输出与转矩指令值相当的转矩的开关指令向逆变器3输出，结束控制。
即，在转矩控制步骤S4，在第2控制模式下，进行使电动发电机4的输出转矩超过预定的第1转矩值即第1短时间最大转矩的控制，对开关元件7接通驱动电流。
当在步骤S12判定为不能输出时，在步骤S13，判定输出电压指令值是否大于能够从转换器2输出的输出电压的输出电压下限值。当在步骤S13中输出电压指令值大于输出电压下限值时，返回步骤S3，在使输出电压指令值进一步降低的条件下进行判定。当在步骤S13中输出电压指令值为输出电压下限值以下时，由于不能使输出电压指令值进一步降低，因此不能输出与转矩指令值相当的转矩。因此，在该情况下，在步骤S5，控制部5向上级的控制装置8传达不能输出转矩的意思，并结束控制。
图3是本实施方式的驱动控制装置切换控制模式的定时的图。在图3中，横轴表示时刻，纵轴表示转矩指令值及转换器的输出电压指令值。在图3中，在以作为切换前的控制的第1控制模式的PWM控制来驱动逆变器3的状态的时刻t1，从上级的控制装置8接收使转矩进一步增加的转矩指令值。在时刻t1，控制部5使来自转换器2的输出电压指令值降低，并且将控制向第2控制模式的矩形波控制切换。
从时刻t1到t2，转矩指令值被控制为单调增加。另外，输出电压指令值被控制为随着转矩指令值的增加而降低。此外，当以第2控制模式的矩形波控制来驱动逆变器3时，控制部5在以作为能够从电动发电机4输出的转矩的第2短时间最大转矩作为上限的转矩的范围内驱动逆变器3。
在时刻t2，转换器2的输出电压达到从控制部5指示的输出电压指令值。此外，电动发电机4的转矩达到从上级的控制装置8接收到的转矩指令值，控制的切换结束。
在时刻t2以后，控制部5进行将输出电压指令值保持为恒定的控制，直到从上级的控制装置8接收到的转矩指令值发生变化为止。
在此，说明本实施方式的效果。
如上所述，在使转换器2的输出电压下降时，能够对开关元件7接通的驱动电流的电流限制值根据开关元件7被开关的次数而发生变动。此时，例如，即使降低输出电压而对开关元件7进行开关以使逆变器3的驱动电压成为矩形波，如果能够使第2控制模式的驱动电流在第2电流限制值以内并且使得接通大于第1控制模式的PWM控制下的驱动电流的第1电流限制值的驱动电流，则控制部5也能够使转换器2的输出电压降低，减少开关元件7被开关的次数，从而增加能够向电动发电机4内的电枢线圈30接通的驱动电流。
图4是示出本实施方式的驱动控制装置的高转矩化的效果的曲线图。
在图4中，横轴表示第1控制模式及第2控制模式，纵轴表示以第1控制模式的短时间最大转矩为基准的情况下的短时间最大转矩。
图4是作为本实施方式的例子，在作为直流电源1的输出的直流电压为48V的条件下，在将转换器2的输出电压在第1控制模式中设为48V、在第2控制模式中设为12V时，对在第1控制模式、第2控制模式下能够从电动发电机4输出的预定转矩值即短时间最大转矩进行比较而得的曲线图。可以看出，由于在第2控制模式中的矩形波控制下能够对电动发电机4的电枢线圈30接通的驱动电流增大了，所以能够从电动发电机4输出的短时间最大转矩增大。
存在如下的汽车：以混合动力汽车、搭载有能够通过发动机和传动带来传递动力的电动发电机的车辆等为代表，由电动发电机来补充发动机的驱动力并推进车辆。关于该汽车，为了提高油耗性能，例如，在车辆停止的状态等情况下，有时使发动机临时停止，抑制燃料消耗量。关于这样的车辆，为了再次使车辆起动，需要利用电动发电机使发动机从临时停止的状态重启。在发动机重启时，需要克服在发动机内、用于动力传递的传动带等部位产生的摩擦的动力。因此，要求电动机具有高转矩性能。
如上所述，在作为切换前的控制的第1控制模式中的电动发电机4的第1短时间最大转矩小于发动机重启时所需的转矩的情况下，发动机当然不会重启。另一方面，当通过切换控制而使电动发电机4的第2短时间最大转矩变得大于发动机重启时所需的转矩时，为了使电动发电机4产生第2短时间最大转矩，控制部5进行切换为第2控制模式并使转换器2的输出电压降低的控制。然后，控制部5向逆变器3输出与转矩指令值相当的开关指令，由此能够进行发动机的重启。因此，通过控制部5从第1控制模式切换为第2控制模式，能够提高电动发电机4的转矩。能够重启更大型的发动机，或者即使在更小型的电动发电机中也能够重启发动机。因此，能够有助于发动机室的小型化。
另外，在以上说明中，以进行开关以使开关元件7的驱动电流为矩形波通电的条件为例进行了记载，但作为其它的例子，也可考虑以在电角半周期内生成多个开关脉冲的方式进行通电。在这种情况下，相对于变更输出电压之前的PWM控制，也能够减少开关损耗。因此，即使在使输出电压降低而减少开关次数时，也能够使驱动电流的电流限制值增加。其结果是，从电动发电机4输出的转矩增加。
另外，作为在第2控制模式下以在电角半周期内生成多个开关脉冲的方式进行通电的方法，有例如三脉冲控制、五脉冲控制等与驱动电压的频率同步地进行开关的情况，或者对于作为切换前的控制的第1控制模式的PWM控制使载波频率降低来进行控制的情况。即，控制部5在第2控制模式时进行同步脉冲控制，即，开关元件7与驱动电压的电角半周期同步地，在驱动电压的电角半周期以内被开关预定次数。
另外，在本实施方式中，在切换控制时，基于与能够对开关元件7接通的驱动电流的电流限制值对应的短时间最大转矩来判定能否切换控制，但在切换了控制后，不一定需要基于与驱动电流的电流限制值对应的短时间最大转矩来判定。例如，将根据逆变器3的开关元件7的电阻值、电动发电机4的电枢线圈30的电阻值和直流电压源10的直流输出电压检测值而导出的电流值与能够对开关元件7接通的驱动电流的电流限制值进行比较。在事先已知电流值明显低于驱动电流的电流限制值的情况下，在切换控制时的第2控制模式下，不需要判定与对应于驱动电流的第2电流限制值的第2短时间最大转矩的大小关系。因此，在切换控制时，在图2的步骤S12，也可以不基于与驱动电流的第2电流限制值对应的第2短时间最大转矩来判定转矩指令值是否为第2短时间最大转矩以下。
另外，在本实施方式中，记载为转换器2具有使从直流电源1输出的直流电压下降的功能，但转换器2也可以还具有使从直流电源1输出的直流电压升压的功能。然而，关于使从电动发电机4输出的转矩增加的工作，优选为转换器2对逆变器3输出使直流电压从直流电源1下降后所得的输出电压。即，直流电压源10的转换器2输出小于直流电压的输出电压。
另外，在本实施方式中，作为直流电源1的例子记载了铅蓄电池、锂离子电池，但并不一定限定于此，也可以是双电层电容器等。另外，作为转换器2的输出电压的例子，记载了12V和48V这两种电压值，但不限于这些电压值。
进而，在本实施方式中，使用电动发电机4进行了说明，但不需要具有电动机和发电机这两者的功能。例如，也可以是仅具有电动机的功能的结构。另外，记载了由U相、V相、W相构成的三相的旋转电机，但并不一定限定于该相数，也能够应用于五相、七相或双重三相等的旋转电机。
另外，在本实施方式中，记载了在转矩指令值高于第1控制模式的PWM控制时能够输出的第1短时间最大转矩的情况下切换控制的方法，但不一定需要将判定与转矩指令值的大小关系时的基准设为在第1控制模式的PWM控制时能够输出的第1短时间最大转矩。例如，也可以将切换前的第1控制模式的控制状态下的驱动电流的第1电流限制值设定为输出能够连续运转的转矩时的电动发电机4的电流值，以该电流值为基准来判定与相当于转矩指令值的驱动电流的大小关系，切换控制来进行驱动。
另外，在本实施方式中，对将作为切换前的控制的第1控制模式设为PWM控制的情况进行了说明，但作为其它例子，例如，也可以在第1控制模式中设为同步九脉冲控制，在第2控制模式中设为矩形波控制，将在同步九脉冲控制时能够输出的最大转矩设为第1短时间最大转矩，并用作与转矩指令值的大小关系的判定基准。同步九脉冲控制是与电角一个周期同步地进行开关的方法。因此，在第1控制模式中，也可以不是像PWM控制那样相对电角一个周期非同步地进行驱动的方法。另外，在控制切换后的第2控制模式中，只要是以使开关元件7进行开关的次数少于第1控制模式中的进行开关的次数的控制来进行驱动的方法即可。
另外，在本实施方式中，示出了在图3的从时刻t1到t2之间以矩形波控制进行驱动的例子，但不一定需要将从时刻t1到t2之间的控制设为矩形波控制。例如，第2控制模式中的控制也可以是同步九脉冲控制、或者对于作为切换前的控制的第1控制模式使载波频率降低的控制。
另外，在本实施方式中，说明了从作为切换前的控制的第1控制模式直接向作为切换后的控制的第2控制模式切换的情况，但不一定需要从第1控制模式直接向第2控制模式切换。
图5是本实施方式的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下的脉冲波形的图。在图5A、图5B及图5C中，横轴表示作为电动发电机4的转子的旋转角度的电角[deg](度)，纵轴表示将逆变器3的驱动电压的最大值设为1时的逆变器3的驱动电压。横轴的范围是电角为0[deg]至360[deg]的电角的一个周期。在相同控制模式下，逆变器3的驱动电压为重复电角的一个周期的波形。图5A及图5B是控制部5进行PWM控制时的驱动电压的波形，图5C是控制部5进行矩形波控制时的驱动电压的波形。例如，也可以是经由图5B所示的第3控制模式从第1控制模式切换为第2控制模式的控制，所述第3控制模式与图5A所示的第1控制模式相比，在电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数少，与图5C所示的第2控制模式相比，在电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数多。另外，电角的一个周期只要是预定的时间即可。以下对该变形例的控制工作进行说明。
图6是本实施方式的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下的流程图。在图6中，驱动控制装置100的控制部5在切换前的状态下，输出第1值的转矩指令值和第1电压值的输出电压指令值，以第1控制模式进行控制。
首先，在步骤S101，驱动控制装置100从上级的控制装置8接收电动发电机4的转矩指令值。所接收的转矩指令值的值为第2值。
接下来，在判定步骤S111，在切换前的第1控制模式时，控制部5判定电动发电机4能否输出与第2值的转矩指令值相当的转矩。
具体而言，在第2值的转矩指令值为第1短时间最大转矩以下的情况下，控制部5判定为电动发电机4能够输出与第2值的转矩指令值相当的转矩，而在第2值的转矩指令值大于第1短时间最大转矩的情况下，控制部5判定为电动发电机4不能输出与第2值的转矩指令值相当的转矩。
当判定结果为在第1控制模式时能够输出与第2值的转矩指令值相当的转矩的情况下，在步骤S102，控制部5维持第1控制模式而不切换控制，使得输出与第2值的转矩指令值相当的转矩。
当判定结果为在第1控制模式时不能输出与第2值的转矩指令值相当的转矩的情况下，前进到步骤S103，使转换器2的输出电压指令值从第1电压值降低到第2电压值，开始判定。
即，在判定步骤S111中，判定第1控制模式时的电动发电机4的转矩指令值是否超过预定的第1转矩值即第1短时间最大转矩，其中在所述第1控制模式下，利用逆变器3对电动发电机4接通第1电流限制值以下的驱动电流，所述逆变器3具有开关元件7，被输入从直流电压源10输出的直流输出电压并对开关元件7进行开关从而对电动发电机4施加驱动电压而接通驱动电流。
接下来，在步骤S112，参照在降低到第2电压值的输出电压指令值的条件下的第2控制模式的控制中的第2短时间最大转矩，并根据第2短时间最大转矩与第2值的转矩指令值的大小关系来判定电动发电机4能否输出与第2值的转矩指令值相当的转矩。在步骤S112，当判定为第2值的转矩指令值在第2短时间最大转矩以下且能够输出与第2值的转矩指令值相当的转矩的情况下，在第1切换步骤S104，将控制从第1控制模式切换为第3控制模式。
即，当在判定步骤S111中判断为第1控制模式时的电动发电机4的转矩指令值超过预定的第1转矩值的第1短时间最大转矩的情况下，在第1切换步骤S104，从第1控制模式切换为第3控制模式，在所述第3控制模式下，以在大于第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于第1电流限制值的第3电流值的驱动电流进行通电。另外，第3电流值大于第1控制模式时的第1电流值。
然后，在第1切换步骤S104，在第3控制模式的控制时，控制部5向转换器2输出使输出电压降低到大于第2电压值且小于第1电压值的第3电压值的输出电压指令值，将输出与大于第1值且小于第2值的第3值的转矩指令值相当的转矩的开关指令向逆变器3输出。
接下来，在第2切换步骤S105，将控制从第3控制模式切换为第2控制模式。
即，在第2切换步骤S105，从第3控制模式切换为第2控制模式，在所述第2控制模式下，以在大于第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于第1电流限制值的第2电流值的驱动电流进行通电。另外，第2电流值大于第3电流值。
接下来，在第2切换步骤S105，在第2控制模式的控制时，控制部5向转换器2输出使输出电压降低到第2电压值的输出电压指令值，将输出与第2值的转矩指令值相当的转矩的开关指令向逆变器3输出，结束控制。
即，在第2切换步骤S105，在第2控制模式中进行使电动发电机4的输出转矩超过预定的第1转矩值的第1短时间最大转矩的控制，对开关元件7接通驱动电流。
当在步骤S112中判定为不能输出第2值的转矩指令值时，在步骤S113，判定第2电压值的输出电压指令值是否大于能够从转换器2输出的输出电压下限值。当在步骤S113中第2电压值的输出电压指令值大于输出电压下限值时，返回步骤S103，以进一步降低输出电压指令值后的第2电压值的条件进行判定。当在步骤S113中第2电压值的输出电压指令值为输出电压下限值以下时，由于不能将输出电压指令值从第2电压值进一步降低，因此不能输出与第2值的转矩指令值相当的转矩。由此，在该情况下，在步骤S106，控制部5向上级的控制装置8传达不能输出转矩的意思，结束控制。
图7是本实施方式的变形例的驱动控制装置切换控制模式的情况下的定时的图。在图7中，横轴表示时刻，纵轴表示转矩指令值及转换器的输出电压指令值。在图7中，在以作为切换前的控制的第1控制模式的PWM控制来驱动逆变器3的状态的时刻t1，从上级的控制装置8接收使转矩从第1值增加到第2值的转矩指令值。在时刻t1，控制部5使来自转换器2的输出电压指令值从第1电压值降低到第3电压值，并且将控制向第3控制模式的PWM控制切换。
从时刻t1到t2，转矩指令值被控制为从第1值单调增加到第3值。另外，输出电压指令值被控制为随着转矩指令值的增加而从第1电压值降低到第3电压值。
在时刻t2，转换器2的输出电压达到从控制部5指示的第3电压值的输出电压指令值。此外，电动发电机4的转矩达到第3值的转矩指令值。
从时刻t2到t3，控制部5进行将第3电压值的输出电压指令值保持为恒定的控制。
从时刻t3到t4，转矩指令值被控制为从第3值单调增加到第2值。另外，输出电压指令值被控制为随着转矩指令值的增加而从第3电压值降低到第2电压值。此外，当以第2控制模式的矩形波控制来驱动逆变器3时，控制部5在以作为从电动发电机4能够输出的转矩的第2短时间最大转矩作为上限的转矩的范围内驱动逆变器3。
在时刻t4，转换器2的输出电压达到从控制部5指示的第2电压值的输出电压指令值。此外，电动发电机4的转矩达到从上级的控制装置8接收到的第2值的转矩指令值，控制的切换结束。
在时刻t4以后，控制部5进行将第2电压值的输出电压指令值保持为恒定的控制，直到从上级的控制装置8接收到的第2值的转矩指令值变化为止。
另外，在本实施方式中，示出了在图7的时刻t1到t2之间以PWM控制进行驱动的例子，但从时刻t1到t2之间的控制不一定需要设为PWM控制。例如，第3控制模式中的控制可以是过调制的PWM控制、同步九脉冲控制、对于作为切换前的控制的第1控制模式使载波频率降低的控制，只要在第2控制模式的控制的电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数小于在第3控制模式的控制的电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数即可。
另外，在从第1控制模式切换为第2控制模式时，控制部5也可以进行依次经由第3控制模式、……、第n控制模式(n为4以上的自然数)来切换的控制。
在该情况下，在第n控制模式的控制的电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数大于在第2控制模式的控制的电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数，且小于在第(n-1)控制模式的控制的电角的一个周期中使开关元件7进行开关的次数。另外，第n控制模式中的第n值的转矩指令值大于第(n-1)控制模式中的第(n-1)值的转矩指令值，且小于第2控制模式中的第2值的转矩指令值。此外，第n控制模式中的输出电压指令值大于第2控制模式中的第2电压值的输出电压指令值，且小于第(n-1)控制模式中的第(n-1)电压值的输出电压指令值。
实施方式2.
在本实施方式中，对电动发电机4为具有励磁绕组的爪极式旋转电机的情况进行说明。
图8是示出本实施方式的驱动控制装置中的电动发电机的定子的外观的立体图。图9是示出本实施方式的驱动控制装置中的电动发电机的转子的外观的立体图。图10是本实施方式的驱动控制装置中的电动发电机的转子的分解立体图。
在图8中，爪极式旋转机的定子31具有：电枢线圈30，通过逆变器3被施加驱动电压；定子铁芯32，具备圆环状的芯背33以及从芯背33的内周突出并在周向上等间隔排列的齿34。
电枢线圈30被安装于在周向上相邻的齿34之间形成的槽35。
在图9和图10中，爪极式旋转机的转子15具备：励磁线圈11，流过励磁电流而产生磁通；第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13，以覆盖励磁线圈11的方式设置，由磁性材料构成，利用磁通形成磁极；以及轴14。第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13被支承于轴14的外周。即，旋转电机具有第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13、以及作为安装于第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13的励磁线圈11的励磁绕组。
第1爪形励磁铁芯12具有：第1轴毂部17，外周面为圆筒形状，贯通轴心位置地形成有轴插通孔16；厚型环状的第1磁轭部18，从第1轴毂部17的轴向一端边缘部向径向外侧突出；以及八个第1爪部19，分别从第1磁轭部18的外周部向轴向另一端侧延伸并在周向上以等角间距排列。第1爪部19形成为其最外径面形状为大致梯形形状，周向宽度朝向顶端侧逐渐变窄且径向厚度朝向顶端侧逐渐变薄的梢细形状(tapered shape)。此外，第1谷部20形成为在位于第1磁轭部18的相邻的第1爪部19之间的各个部位向径向内侧凹陷，并且在轴向上贯通。
第2爪形励磁铁芯13具有：第2轴毂部22，外周面为圆筒形状，贯通轴心位置地形成有轴插通孔21；厚型环状的第2磁轭部23，从第2轴毂部22的轴向另一端边缘部向径向外侧突出；以及八个第2爪部24，分别从第2磁轭部23的外周部向轴向一端侧延伸并在周向上以等角间距排列。第2爪部24形成为其最外径面形状为大致梯形形状，周向宽度朝向顶端侧逐渐变窄且径向厚度朝向顶端侧逐渐变薄的梢细形状。此外，第2谷部25形成为在位于第2磁轭部23的相邻的第2爪部24之间的各个部位向径向内侧凹陷，并且在轴向上贯通。
这样构成的第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13如图9所示，使第1爪部19和第2爪部24交替啮合，并且使第1轴毂部17的另一端面与第2轴毂部22的一端面对接，并固接于压入到轴插通孔16、21中的轴14，从而构成转子铁芯。这样构成的转子铁芯的外周面形成为大致圆筒面，调节第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13的周向位置以使第1爪部19和第2爪部24之间的各自的周向间隔相等。并且，励磁线圈11设置在由第1轴毂部17和第2轴毂部22、第1磁轭部18和第2磁轭部23、以及第1爪部19和第2爪部24所包围的空间内。
转子15隔着空隙与定子31的齿34的内周对置地配置，轴14由未图示的轴承以旋转自如的方式被支承。
另外，能够经由电刷(未图示)从逆变器3内的励磁模块(未图示)向励磁线圈11供给励磁电流。即，逆变器3还具有向作为励磁线圈11的励磁绕组供给励磁电流的励磁模块。对于能够对励磁模块接通的励磁电流，设定与作为励磁模块的电流限制值的第3电流限制值(相当于第2控制模式的驱动电流的第2电流限制值)对应的上限。另外，当在使励磁模块一直通电时超过第3电流限制值的情况下，控制部5通过使励磁模块进行开关、或缩减由励磁模块内的调节器接通的励磁电流，从而能够将通电时的励磁电流收敛到第3电流限制值以下。
接下来，对本实施方式的工作进行说明。使转换器2的输出电压降低的工作以及对电动发电机4的电枢线圈30的通电如实施方式1所记载的那样。使逆变器3内的励磁模块工作，对电动发电机4的励磁线圈11通电。此时，在根据电动机的转矩指令值，励磁模块被下达工作指令以对励磁线圈11接通相当于第3电流限制值的励磁电流时，控制部5根据输出电压检测值、电刷部的电压降和励磁线圈11的电阻值，判定励磁模块一直通电时的励磁电流是否为第3电流限制值以下。在判定为励磁模块一直通电时的励磁电流为第3电流限制值以下的情况下，控制部5将一直接通励磁电流时的电流值下的最大转矩校正为转矩指令值，并向逆变器3发送控制指令以使励磁模块一直接通励磁电流。逆变器3内的励磁模块接受控制部5的指令，对励磁线圈11一直接通励磁电流。即，励磁模块在第2控制模式下，将与第2电流限制值对应的励磁电流供给到作为励磁线圈11的励磁绕组。
根据这些结构，向电动发电机4内的励磁线圈11供给励磁电流，利用向励磁线圈11接通的励磁电流，在第1爪形励磁铁芯12和第2爪形励磁铁芯13生成磁极。通过磁极的生成以及对电枢线圈30的通电，在电动发电机4产生转矩。
在此，对本实施方式的效果进行说明。当控制部5输出指令以使励磁模块一直通电时，爪极式旋转机的转子15被从励磁模块输出的励磁电流励磁而形成磁极。通常，随着励磁电流的增大，爪极式旋转机的转子15的磁通增加，因此，在爪极式旋转机的转子15产生的磁通达到输出电压条件下的最大值。然后，如实施方式1所记载的那样，能够对电枢线圈30接通在减少了开关元件被开关的次数时流过的第2电流限制值的电流。因此，励磁模块接通的励磁电流的值达到在输出电压的条件下在使用爪极式旋转电机时能够接通的励磁电流的最大值。因此，在电动发电机4为爪极式旋转电机的情况下，能够增加最大转矩，如实施方式1记载的那样，能够应对更大型的发动机的重启，或者能够实现电动发电机4的小型化。
实施方式3.
在实施方式3中，对从第2控制模式向第1控制模式切换的情况进行说明。另外，关于结构，如在实施方式1说明的那样。
对本实施方式的工作进行说明。
图11是本实施方式的驱动控制装置切换控制模式时的流程图。在图11中，控制部5在切换前，输出第2值的转矩指令值及第2电压值的输出电压指令值，以第2控制模式进行控制。
首先，在步骤S201，驱动控制装置100从上级的控制装置8接收电动发电机4的转矩指令值。所接收的转矩指令值的值为第1值。在此，第1值小于第2值。
接下来，在判定步骤S211，在切换前的第2控制模式时，控制部5判定电动发电机4能否输出与第1值的转矩指令值相当的转矩。
具体而言，在第1值的转矩指令值为第1短时间最大转矩以上的情况下，控制部5判定为在第2控制模式下电动发电机4能够输出与第1值的转矩指令值相当的转矩，在第1值的转矩指令值小于第1短时间最大转矩的情况下，控制部5判定为在第2控制模式下电动发电机4不能输出与第1值的转矩指令值相当的转矩。
在判定结果为在第2控制模式时能够输出与第1值的转矩指令值相当的转矩的情况下，在步骤S202，控制部5维持第2控制模式而不切换控制，使得输出与第1值的转矩指令值相当的转矩。
在判定结果为在第2控制模式时不能输出与第1值的转矩指令值相当的转矩的情况下，前进到步骤S203，使转换器2的输出电压指令值从第2电压值增加到第1电压值，开始判定。
即，在判定步骤S211，判定第2控制模式时的电动发电机4的转矩指令值是否低于预定的第1转矩值即第1短时间最大转矩，其中在所述第2控制模式下，通过逆变器3对电动发电机4接通第2电流限制值以下的驱动电流，所述逆变器3具有开关元件7，被输入从直流电压源10输出的直流输出电压并对开关元件7进行开关，从而对电动发电机4施加驱动电压而接通驱动电流。
接下来，在步骤S212，参照在增大到第1电压值的输出电压指令值的条件下在第1控制模式的控制中的第1短时间最大转矩，并根据第1短时间最大转矩与第1值的转矩指令值的大小关系来判定电动发电机4能否输出与第1值的转矩指令值相当的转矩。在步骤S212，在判定为第1值的转矩指令值为第1短时间最大转矩以下且能够输出与第1值的转矩指令值相当的转矩的情况下，在切换步骤S214，将控制从第2控制模式切换为第1控制模式。
即，当在判定步骤S211中判断为第2控制模式时的电动发电机4的转矩指令值低于预定的第1转矩值的第1短时间最大转矩的情况下，在切换步骤S214，从第2控制模式切换为以小于第1电流限制值的驱动电流进行通电的第1控制模式。
然后，在步骤S204，控制部5在第1控制模式的控制时，向转换器2输出使输出电压增加到大于第2电压值的第1电压值的输出电压指令值，将输出与小于第2值的第1值的转矩指令值相当的转矩的开关指令向逆变器3输出，结束控制。
当在步骤S212中判定为不能输出第1值的转矩指令值时，在步骤S213，判定第1电压值的输出电压指令值是否大于从转换器2能够输出的输出电压的输出电压上限值。当在步骤S213中作为第1电压值的输出电压指令值小于输出电压上限值时，返回到步骤S203，并且在进一步增加了输出电压指令值后的第1电压值的条件下进行判定。当在步骤S213中作为第1电压值的输出电压指令值为输出电压上限值以上时，由于不能使输出电压指令值从第1电压值进一步增加，因此不能输出与第1值的转矩指令值相当的转矩。由此，在该情况下，在步骤S205，控制部5向上级的控制装置8传达不能输出转矩的意思，结束控制。
图12是本实施方式的驱动控制装置切换控制模式的情况下的定时的图。在图12中，横轴表示时刻，纵轴表示转矩指令值及转换器的输出电压指令值。在图12中，在以作为切换前的控制的第2控制模式的矩形波控制来驱动逆变器3的状态的时刻t1，从上级的控制装置8接收使转矩从第2值降低到第1值的转矩指令值。在时刻t1，控制部5使来自转换器2的输出电压指令值从第2电压值增加到第1电压值，并且将控制切换到第1控制模式的PWM控制。
从时刻t1到t2，转矩指令值被控制为从第2值单调减少到第1值。另外，输出电压指令值被控制为随着转矩指令值的减少而从第2电压值增加到第1电压值。
在时刻t2，转换器2的输出电压达到从控制部5指示的第1电压值的输出电压指令值。此外，电动发电机4的转矩达到第1值的转矩指令值。
在时刻t2以后，控制部5进行将第1电压值的输出电压指令值保持为恒定的控制。
关于第1控制模式，如实施方式1中说明的那样，举出例如PWM控制等。由于PWM控制等能够任意地变更通电角度，因此通过以适当的通电角进行通电，能够进行高效地驱动电动发电机4或减小电磁激励力地进行驱动等驱动。因此，在以第1控制模式驱动电动发电机4的情况下，通过预先从第2控制模式切换，能够进行高效、低噪音的驱动。
另外，在本实施方式中，虽然对从第2控制模式向第1控制模式变更的情况进行了记载，但并不一定需要从第2控制模式直接向第1控制模式变更，例如，也可以经由如图5B所示的第3控制模式进行变更，所述第3控制模式与第1控制模式相比使开关元件7进行开关的次数少，与第2控制模式相比使开关元件7进行开关的次数多。
另外，控制部5也可以在从第2控制模式切换为第1控制模式时，进行依次经由第n控制模式、……、第3控制模式(n为4以上的自然数)来切换的控制。
此外，在实施方式1至3中，转换器2在从第1控制模式切换为第2控制模式的情况下，使从直流电源1输出的直流电压下降，在从第2控制模式切换为第1控制模式的情况下，使从直流电源1输出的直流电压增加，但只要能够在切换后的控制模式下输出转矩指令值，则直流电压(输出电压)的增减不一定限于此。

Claims (10)

1.一种驱动控制装置，具备：
直流电压源，输出直流的输出电压；
逆变器，具有开关元件，从所述直流电压源被输入所述输出电压并对所述开关元件进行开关，从而对旋转电机施加驱动电压而接通驱动电流；以及
控制部，控制所述直流电压源的所述输出电压，并且基于所述旋转电机的转矩指令值，以第1控制模式和第2控制模式进行对所述开关元件接通驱动电流的控制，在所述第1控制模式中，以第1电流限制值以下的驱动电流进行通电，在所述第2控制模式中，以大于所述第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于所述第1电流限制值的驱动电流进行通电，
在第1控制模式时的旋转电机的所述转矩指令值超过预定转矩值的情况下，所述控制部从所述第1控制模式切换为所述第2控制模式，进行使所述旋转电机的输出转矩超过所述预定转矩值的控制，
所述第2控制模式时的、在预定时间内的使所述开关元件导通的时间比所述第1控制模式时的、在所述预定时间内的使所述开关元件导通的时间长，
所述第2控制模式时的所述开关元件被开关的次数少于所述第1控制模式时的被开关的次数，
所述第1电流限制值和所述第2电流限制值是根据开关损耗而决定的值，所述开关损耗是由于所述开关元件被开关而产生的损耗，
所述第2电流限制值下的所述开关损耗小于所述第1电流限制值下的所述开关损耗，
当在所述第1控制模式时的所述直流电压源的所述输出电压下切换到所述第2控制模式后的驱动电流所引起的在所述开关元件产生的发热量超过在所述开关元件产生的发热量的限制值，并且切换到所述第2控制模式后的所述转矩指令值大于作为所述预定转矩值的第1转矩值且小于作为与所述第2电流限制值对应的值的第2转矩值的情况下，所述控制部进行如下控制：使所述第2控制模式时的所述直流电压源的所述输出电压小于所述第1控制模式时的所述直流电压源的所述输出电压，并将所述第2控制模式时的驱动电流抑制到所述第2电流限制值以下。
2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，在第2控制模式时的所述旋转电机的所述转矩指令值低于预定转矩值的情况下，所述控制部从所述第2控制模式切换为所述第1控制模式，进行使所述旋转电机的输出转矩低于所述预定转矩值的控制。
3.根据权利要求1或2所述的驱动控制装置，其中，所述直流电压源具有转换器，所述转换器被输入直流电压并输出所述输出电压。
4.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，所述直流电压源输出小于所述直流电压的所述输出电压。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的驱动控制装置，其中，所述控制部在所述第2控制模式时进行同步脉冲控制，所述同步脉冲控制是与所述驱动电压的电角半周期同步地在所述驱动电压的电角半周期以内将所述开关元件开关预定次数的控制。
6.根据权利要求5所述的驱动控制装置，其中，所述控制部在所述第2控制模式时，进行将所述驱动电压控制为矩形波形的矩形波控制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动控制装置，其中，所述预定转矩值是所述第1控制模式时的所述旋转电机的所述输出转矩的最大值。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动控制装置，其中，
还具备所述旋转电机，所述旋转电机具备定子和转子，所述定子具有被施加所述驱动电压的电枢线圈，所述转子具有爪形励磁铁芯和安装于所述爪形励磁铁芯的励磁绕组，所述转子与所述定子的内周对置且旋转自如地配置，
所述逆变器还具有对所述励磁绕组供给励磁电流的励磁模块，所述励磁模块在所述第2控制模式下，向所述励磁绕组供给与所述第2电流限制值对应的所述励磁电流。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动控制装置，其中，所述控制部在向所述第2控制模式切换时，以第3控制模式进行驱动，所述第3控制模式比所述第1控制模式时的预定时间内所述开关元件被开关的次数少，并且比所述第2控制模式时的所述预定时间内所述开关元件被开关的次数多。
10.一种驱动控制方法，由处理器执行以下步骤：
判定步骤，判定第1控制模式时的旋转电机的转矩指令值是否超过预定转矩值，在所述第1控制模式中，由逆变器对所述旋转电机接通第1电流限制值以下的驱动电流，所述逆变器具有开关元件，被输入从直流电压源输出的直流的输出电压并对所述开关元件进行开关，从而对所述旋转电机施加驱动电压而接通驱动电流；
切换步骤，当在所述判定步骤中判断为所述第1控制模式时的旋转电机的所述转矩指令值超过所述预定转矩值时，从所述第1控制模式切换为第2控制模式，在所述第2控制模式中，以大于所述第1电流限制值的第2电流限制值以下且大于所述第1电流限制值的驱动电流进行通电；以及
转矩控制步骤，在所述第2控制模式下进行使所述旋转电机的输出转矩超过所述预定转矩值的控制而对所述开关元件接通驱动电流，其中，
所述第2控制模式时的、在预定时间内的使所述开关元件导通的时间比所述第1控制模式时的、在所述预定时间内的使所述开关元件导通的时间长，
所述第2控制模式时的所述开关元件被开关的次数少于所述第1控制模式时的所述开关元件被开关的次数，
所述第1电流限制值和所述第2电流限制值是根据开关损耗而决定的值，所述开关损耗是由于所述开关元件被开关而产生的损耗，所述第2电流限制值下的所述开关损耗小于所述第1电流限制值下的所述开关损耗，
当在所述第1控制模式时的所述直流电压源的所述输出电压下切换到所述第2控制模式后的驱动电流所引起的在所述开关元件产生的发热量超过在所述开关元件产生的发热量的限制值，并且切换到所述第2控制模式后的所述转矩指令值大于作为所述预定转矩值的第1转矩值且小于作为与所述第2电流限制值对应的值的第2转矩值的情况下，使所述第2控制模式时的所述直流电压源的输出电压小于所述第1控制模式时的所述直流电压源的输出电压，并将所述第2控制模式时的驱动电流抑制到所述第2电流限制值以下。
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