CN115441808A - 电动发电机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种能够抑制电动发电机的温度上升的电动发电机的控制装置。控制装置包括存储部、第一获取部、第二获取部以及控制部。存储部存储用于控制电动发电机的多个控制映射。第一获取部获取功率转换装置的温度信息即第一温度信息。第二获取部获取旋转电机的温度信息即第二温度信息。控制部参考多个控制映射来控制功率转换装置。各控制映射中包含励磁电流指令值的数据，控制部基于第一温度信息和第二温度信息从多个控制映射中选择应参考的控制映射。

Description

电动发电机的控制装置

技术领域

本公开涉及电动发电机的控制装置。

背景技术

在以往的车辆用旋转电机的控制装置中，在使旋转电机作为发电机发挥功能的情况下，根据旋转电机的转子的转速，将发电模式切换为逆变器发电模式和通常发电模式。

当转子的转速小于阈值时选择逆变器发电模式，当转子的转速为阈值以上时选择通常发电模式(例如，参考日本专利特开2003-61399号公报)。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述以往的车辆用旋转电机的控制装置中，在发电模式的切换中，并未考虑旋转电机的温度。因此，使旋转电机动作时，旋转电机的温度有可能超过允许温度。

本公开是为了解决上述问题而进行的，其目的在于获得能够抑制电动发电机的温度上升的电动发电机的控制装置。

用于解决技术问题的技术手段

本公开所涉及的电动发电机的控制装置包括：存储部，该存储部存储多个控制映射，该控制映射用于控制具有旋转电机、以及向所述旋转电机提供励磁电流和电枢电流的功率转换装置的电动发电机；第一获取部，该第一获取部获取功率转换装置的温度信息即第一温度信息；第二获取部，该第二获取部获取旋转电机的温度信息即第二温度信息；以及控制部，该控制部参考多个控制映射来控制功率转换装置，各控制映射中包含与励磁电流有关的指令值即励磁电流指令值的数据，控制部基于第一温度信息和第二温度信息从多个控制映射中选择应参考的控制映射。

发明效果

根据本公开，能够抑制电动发电机的温度上升。

附图说明

图1是表示包含实施方式1所涉及的电动发电机的车辆的主要部分的构成图。

图2是表示图1的电动发电系统的结构图。

图3是表示图2的电枢功率转换部的电路图。

图4是表示逆变器发电模式中的控制映射组的表。

图5是用于说明励磁电流或电枢电流的限制方法的图。

图6是表示交流发电机发电模式中的控制映射组的表。

图7是表示图2的控制部执行的发电控制指令值决定流程的流程图。

图8是表示实现实施方式1至3的电动发电机的控制装置中的控制部的功能的处理电路的第1示例的结构图。

图9是表示实现实施方式1至3的电动发电机的控制装置中的控制部的功能的处理电路的第2示例的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图，对实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是表示包含实施方式1所涉及的电动发电机的车辆的主要部分的构成图。车辆具有电动发电系统90、发动机50、上位控制装置60、车载电源装置70及车载电负荷80。电动发电系统90具有电动发电机10和控制装置40。

电动发电机10具有旋转电机20和功率转换装置30。旋转电机20经由功率转换装置30与车载电源装置70及车载电负荷80电连接。

控制装置40基于来自上位控制装置60的控制指令C，控制功率转换装置30。

发动机50具有曲柄轴51和皮带52。曲柄轴51经由皮带52与旋转电机20的转轴连接。因此，发动机50的旋转转矩被传递到旋转电机20，并且旋转电机20的旋转转矩被传递到发动机50。

作为上位控制器60，例如，使用ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)。上位控制装置60控制发动机50和发动机50的周边装置。

作为车载电源装置70，使用可充电的充电电池。充电电池例如是锂离子充电电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池或铅蓄电池。车载电负荷80是辅助机、空调等电气设备。

图2是表示图1的电动发电系统90的结构图。

旋转电机20具有定子部21、转子部22和第二温度传感器26。定子部21包含电枢绕组23和未图示的定子。电枢绕组23例如具有三相Y接线的U相绕组、V相绕组和W相绕组U相绕组、V相绕组和W相绕组分别卷绕于定子。

转子部22包含励磁绕组24、旋转传感器25以及未图示的转子。励磁绕组24卷绕于转子。旋转传感器25检测转子的转速。作为旋转传感器25，例如，使用同步旋转变压器。

第二温度传感器26检测旋转电机20的温度。作为第二温度传感器26，例如，使用热敏电阻。第二温度传感器26将检测到的旋转电机20的温度信息输出到控制部41。

功率转换装置30具有电枢功率转换部31、磁场功率转换部32、端子电压传感器33、第一电枢电流传感器34、第二电枢电流传感器35、第三电枢电流传感器36、励磁电流传感器37和多个第一温度传感器38。

电枢功率转换部31在作为电动机发挥功能时，将从车载电源装置70向电枢绕组23提供的功率从直流功率转换为交流功率。另外，电枢功率转换部31在作为发电机发挥功能时，将电枢绕组23中产生的交流功率转换为直流功率。

更具体地描述，电枢功率转换部31具有6个功率转换元件。在电枢功率转换部31中，基于来自控制装置40的指示，导通关断6个功率转换元件，控制流过电枢绕组23的电流即电枢电流。6个功率转换元件是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。

励磁功率转换部32将从车载电源装置70输出的功率转换为向励磁绕组24提供的功率即励磁功率。例如，励磁功率转换部32构成H桥式电路并且具有功率转换元件。在励磁功率转换部32中，基于来自控制装置40的指示，导通关断功率转换元件，控制流过励磁绕组24的电流即励磁电流。作为励磁功率变换元件，使用MOSFET。

端子电压传感器33设置在车载电源装置70与电枢功率转换部31及励磁功率转换部32之间。端子电压传感器33检测电动发电机10的端子处的电压。端子电压传感器33将检测到的端子电压的信息输出到控制部41。

第一电枢电流传感器34设置在电枢功率转换部31和U相绕组之间。第一电枢电流传感器34检测流过U相绕组的电流即U相电流Iu。第一电枢电流传感器34将检测到的U相电流Iu的信息输出到控制部41。

第二电枢电流传感器35设置在电枢功率转换部31和V相绕组之间。第二电枢电流传感器35检测流过V相绕组的电流即V相电流Iv。第二电枢电流传感器35将检测到的V相电流Iv的信息输出到控制部41。

第三电枢电流传感器36设置在电枢功率转换部31和W相绕组之间。第三电枢电流传感器36检测流过W相绕组的电流即W相电流Iw。第三电枢电流传感器36将检测到的W相电流Iw的信息输出到控制部41。

励磁电流传感器37设置在励磁功率转换部32和励磁绕组24之间。励磁电流传感器37检测励磁电流If。励磁电流传感器37将检测到的励磁电流If的信息输出到控制部41。

各第一温度传感器38分别设置在电枢功率转换部31的6个功率转换元件中。各第一温度传感器38检测对应的功率转换元件的温度。各第一温度传感器38将检测到的各个功率转换元件的温度信息输出到控制部41。

控制装置40具有控制部41、第一信号生成部42、第二信号生成部43、存储部44、第一获取部45、第二获取部46和第三获取部47。

控制部41参考多个控制映射来控制功率转换装置30。各控制映射中包含励磁电流指令值的数据。励磁电流指令值是与励磁电流相关的指令值。向控制部41输入来自上位控制装置60的控制指令C。

控制部41基于控制指令C，使第一信号生成部42生成用于控制励磁电流的信号即励磁电流控制信号。控制部41基于控制指令C，使第二信号生成部43生成用于控制励磁电流的信号即励磁电流控制信号。

第一信号生成部42生成励磁电流控制信号。励磁电流控制信号是用于控制部41使用励磁功率转换部32来控制励磁电流的信号。第一信号生成部42向励磁功率转换部32输出所生成的励磁电流控制信号。具体地，励磁电流控制信号是对励磁功率转换部32中的励磁功率转换元件进行导通关断控制的信号。励磁功率转换元件通过变更励磁电流控制信号的占空比来调整励磁电流的通流率。

控制部41使第一信号生成部42生成对励磁功率转换元件进行导通关断控制的信号，以使得由励磁电流传感器37检测出的励磁电流值与目标励磁电流值之间的偏差成为零。由此，控制部41进行励磁电流的反馈控制。

第二信号生成部43生成三个电枢电流控制信号。三个电枢电流控制信号是用于控制部41使用电枢功率转换部31来控制电枢电流的信号。第二信号生成部43向电枢功率转换部31输出所生成的三个电枢电流控制信号。具体而言，三个电枢电流控制信号分别是用于向U相绕组通电U相电流、向V相绕组通电V相电流、向W相绕组通电W相电流的信号。换言之，三个电枢电流控制信号是对电枢功率转换部31的六个功率转换元件进行导通关断控制的信号。

存储部44存储多个控制映射。存储部44中存储的多个控制映射被控制部41参考。

第一获取部45从六个第一温度传感器38获取第一温度信息。第一温度信息是功率转换装置30的温度信息。具体而言，第一获取部45从六个第一温度传感器38获取六个功率转换元件的温度信息。第一获取部45例如从所获取的六个温度中采用最大温度作为功率转换元件的温度的代表值。

第二获取部46从第二温度传感器26获取第二温度信息。第二温度信息是旋转电机20的温度信息。

第3获取部47从旋转传感器25获取转子部22的转速信息。

图3是表示图2的电枢功率转换部31的电路图。电枢功率转换部31是具有U相支路UL、V相支路VL和W相支路WL的三相桥式电路。

U相支路UL具有作为U相上臂的功率转换元件311a和二极管311b，并且具有作为U相下臂的功率转换元件312a和二极管312b。V相支路VL具有作为V相上臂的功率转换元件313a和二极管313b，并且具有作为V相下臂的功率转换元件314a和二极管314b。W相支路WL具有作为W相上臂的功率转换元件315a和二极管315b，并且具有作为W相下臂的功率转换元件316a和二极管316b。

U相支路UL中的一对功率转换元件的连接点U1经由第一电枢电流传感器34连接到U相绕组。V相支路VL中的一对功率转换元件的连接点V1经由第二电枢电流传感器35连接到V相绕组。W相支路WL中的一对功率转换元件的连接点W1经由第三电枢电流传感器36连接到W相绕组。

平滑电容器317连接在正极侧布线LP与负极侧布线LN之间且在车载电源装置70侧。平滑电容器317将电枢功率转换部31中的直流纹波分量平滑化。

控制部41能够通过从上位控制装置60接收关于电动机模式的控制指令C来执行电动机控制。电动机控制是通过对功率转换装置30内的多个功率转换元件进行逆变器控制来使电动发电机10作为电动机动作的控制。

控制部41基于关于电动机模式的控制指令C，控制功率转换装置30。由此，控制部41使车载电源装置70的功率提供到电枢绕组23及励磁绕组24，使旋转电机20产生转矩。

控制部41基于由第二信号生成部43生成的电枢电流控制信号，使连接到电枢功率转换部31的各相的各个功率转换元件进行导通关断控制，从而使电枢绕组23中通电电枢电流Ia。具体地，控制部41通过利用由第二信号生成部43生成的PWM(Pulse WidthModulation：脉宽调制)信号来导通关断控制各个功率转换元件，从而使电机绕组23通电。

控制部41基于由旋转传感器25检测出的转速、转子磁极位置信息、第一电枢电流传感器34的检测值、第二电枢电流传感器35的检测值以及第三电枢电流传感器36的检测值，来对电枢电流Ia进行反馈控制。这样，控制部41调整励磁电流If及功率转换元件的导通关断，以使得旋转电机20的产生转矩与来自上位控制装置60的控制指令C的转矩一致。

控制部41通过从上位控制装置60接收关于发电模式的控制指令C，从而能够执行发电控制。发电控制是使电动发电机10作为发电机动作的控制。

在发电控制时，利用来自发动机50的动力，使旋转电机20的转子部22旋转。此时，控制部41通过控制励磁功率转换部32向励磁绕组24通电励磁电流If，从而来自励磁绕组24的磁通与电枢绕组23交链。由此，在电枢绕组23中感应出电压。

控制部41根据电枢绕组23中感应出的电压即感应电压，使电枢功率转换部31的多个功率转换元件311a～316a导通关断。由此，旋转电机20与车载电源装置70及车载电负荷80连接，电压被钳制。并且，由此，由于发电产生的电流流过，因此向车载电源装置70及车载电气负荷80提供功率。

当感应电压高于车载电源装置70的输出电压时，控制部41能够执行交流发电机发电模式的发电即交流发电机发电控制。交流发电机发电模式是执行同步发电控制或二极管发电控制的模式。

在同步发电控制中，控制部41通过以与转子的转速同步的频率使电枢功率转换部31的各功率转换元件311a～316a导通关断，从而各功率转换元件311a～316a被通电，其结果是，进行发电。在二极管发电控制中，通过使并联连接到各功率转换元件311a～316a的二极管311b～316b、即寄生二极管通电，来进行发电。

另一方面，当感应电压低于车载电源装置70的输出电压时，控制部41能够执行逆变器发电模式所进行的发电即逆变器发电控制。逆变器发电控制是通过对电枢功率转换部31内的多个功率转换元件311a～316a进行逆变器控制从而使电动发电机10发电的控制。在逆变器发电控制中，控制部41在电枢功率转换部31中使感应电压升压。可以通过使用第二信号生成部43使电枢功率转换部31的各功率转换元件进行PWM动作来进行感应电压的升压。

另外，在逆变器发电控制中，在以几kHz的高频使电枢功率转换部31的各功率转换元件311a～316a导通关断时，各功率转换元件311a～316a中的开关损耗增大。因此，逆变器发电控制时的功率转换效率低于交流发电机发电控制时的功率转换效率。

但是，旋转电机20根据旋转电机20在车辆上的搭载位置、车辆的行驶状态以及旋转电机20的自发热状态，有时成为高温。在功率转换装置30和控制装置40处于良好的温度环境下时，期望基于旋转电机20的温度和功率转换装置30的温度来决定发电模式。良好的温度环境例如是周围温度相对较低的环境和冷却性能相对较高的环境。

另外，即使在旋转电机20的温度高于功率转换装置30的温度的情况下，也期望基于旋转电机20的温度和功率转换装置30的温度来决定发电模式。此外，期望由第一温度传感器38检测出的温度和由第二温度传感器26检测出的温度不超过各自所允许的温度。

因此，实施方式1所涉及的电动发电机的控制装置40中，基于由第一温度传感器38检测出的温度和由第二温度传感器26检测出的温度，在预先准备的多个控制映射中切换应参考的控制映射，来进行发电控制。

特别是在逆变器发电控制中，进行对励磁绕组24的通电控制和对电枢绕组23的通电控制。

一般来说，如果励磁电流恒定，则转子部22的转速越高，则旋转电机20的感应电压越高。因此，基于转子的转速来进行发电模式的切换。具体地，在转子的转速为基准转速以上的情况下，选择交流发电机发电模式，控制部41执行交流发电机发电控制。在转子的转速低于基准转速的情况下，选择逆变器发电模式，控制部41执行逆变器发电控制。

控制部41至少可以在逆变器发电模式和交流发电机发电模式这两种发电模式下动作。存储部44存储与逆变器发电模式和交流发电机发电模式这两种发电模式分别对应的多个控制映射组。

在逆变器发电模式下，控制励磁电流If及电枢电流Ia。图4是表示逆变器发电模式中的控制映射组的表。

在控制映射组中，垂直方向上从m个励磁电流If_1依次配置到最大励磁电流If_max。m是自然数，最大励磁电流If_max是所能允许的最大励磁电流。If_1的大小是最大励磁电流If_max大小的m分之一。也就是说，励磁电流If以最大励磁电流If_max为基准被分成m个。

在横向方向上，从n个电枢电流Ia_1依次配置到最大电枢电流Ia_max。n是自然数，最大电枢电流Ia_max是所能允许的最大电枢电流。Ia_1的大小是最大电枢电流Ia_max大小的n分之一。即，电枢电流Ia以最大电枢电流Ia_max为基准被分成n个。

这样分割得到的励磁电流If与电枢电流Ia的组合数为m×n个。在实施方式1中，针对m×n个组合中的每一个设定了控制映射。在各控制映射中，规定了来自上位控制装置60的控制指令C、转子部22的转速以及电动发电机10的端子电压、与励磁电流指令值If*、d轴电流指令值Id*及q轴电流指令值Iq*的关系。来自上位控制装置60的控制指令C例如是转矩指令值。

例如，图4的“A”中的控制映射的励磁电流指令值If*、d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*是基于最大励磁电流If_max和最大电枢电流Ia_max而设定的。此外，图4的“B1”点的控制映射的励磁电流指令值If*、d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*是基于比最大励磁电流If_max和最大电枢电流Ia_max/n要小(Ia_max/n)的值而设定的。

同样地，图4的“C1”中的控制映射的励磁电流指令值If*、d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*是基于比最大励磁电流If_max要小(If_max/m)的值和最大电枢电流Ia_max而设定的。这样，从“A”越往左侧，则用于设定的电枢电流Ia的值越小，从“A”越往上侧，则用于设定的励磁电流If的值越小。

另外，在电枢电流Ia、d轴电流Id和q轴电流Iq之间，由以下三个式子表示的关系成立。在这里，θ是静止坐标系的α轴和d轴所形成的角度。另外，sqrt(Id²+Iq²)表示Id²+Iq²的平方根，sqrt(3)表示3的平方根。

Ia＝sqrt(Id²+Iq²)/sqrt (3)

Id＝－sqrt(3)×Ia×sinθ

Iq＝sqrt(3)×Ia×cosθ

若设旋转电机20中的发热是由于电枢绕组23的铜损而造成的，则考虑铜损由励磁电流If和电枢电流Ia来决定。因此，在旋转电机20的温度较高的情况下，在图4中，控制部41减小励磁电流If的值以及电枢电流Ia的值中的至少一个。

另一方面，产生请求转矩所需的励磁电流If、d轴电流Id和q轴电流Iq的组合根据铜损最小控制的计算而唯一确定。也就是说，在图4中，例如，当励磁电流If从If_max变更为一个以上的If_max-if_max/m时，与当前相同的d轴电流Id和与当前相同的q轴电流Iq中，不能满足请求转矩。在该情况下，需要使d轴电流Id和q轴电流Iq发生变化。

因此，控制部41在所允许的最大电枢电流Ia的范围内，重新分配d轴电流Id和q轴电流Iq。这样变更条件而计算出的控制映射存储在“C1”、“B1C1”、“B2C1”等中。

例如，在旋转电机20的温度超过第二基准温度的情况下，控制部41如“A”→“C1”→“C2”那样，沿纵向方向选择控制映射。另外，在功率转换装置30的温度超过第一基准温度的情况下，控制部41如“A”→“B1”→“B2”那样，沿横向方向选择控制映射。另外，在旋转电机20的温度超过第二基准温度、且功率转换装置30的温度超过第一基准温度的情况下，控制部41如“A”→“B1C1”那样，沿左上方向选择控制映射。

另外，在切换控制映射时，在切换控制中设定了迟滞性，以使得在励磁电流If及电枢电流Ia中不频繁地发生摆动。

图5是用于说明励磁电流If或电枢电流Ia的限制方法的图。在图5中，横轴是温度T，纵轴是电流I。温度T表示旋转电机20的温度或功率转换装置30的温度。电流I表示励磁电流If或电枢电流Ia。

例如，当电流I是励磁电流If、并且温度T是旋转电机20的温度时，当温度T是温度T0时，励磁绕组设为能够通电电流I_max作为励磁电流If。当温度T超过作为第二基准温度的基准值Tref时，励磁电流If开始受到限制。例如，当温度T上升到Tmax时，励磁电流If被限制为0。换言之，旋转电机20和功率转换装置30的动作被停止。即温度Tmax是旋转电机20和功率转换装置30的动作停止温度。

直到比动作停止温度Tmax仅低ΔT1的温度即温度T1为止，电流值被限制为I_1。另外，直到比温度T1仅低ΔT2的温度即温度T2为止，电流值被限制为I_2。这样，在从温度T0到动作停止温度Tmax为止的期间内，阶段性地设置电流值的限制。

这在励磁电流If和电枢电流Ia中分别定义。例如，在励磁电流If的情况下，设置了m个阶段的限制，在电枢电流Ia的情况下设置了n个阶段的限制。这些电流限制的组合对应于图4中的多个控制映射的组合。

在交流发电机发电模式中，仅控制励磁电流If。图6是表示交流发电机发电模式中的控制映射组的表。在交流发电机发电模式中，由于不控制电枢电流Ia，因此，如图6所示，多个控制映射组将励磁电流If从If_1分到If_max。

当旋转电机20的温度小于第二基准温度时，选择图6的表的“A”中的控制映射。因此，在该情况下，励磁电流If的限制值为If_max。当旋转电机20的温度超过第二基准温度时，选择图6的表的“C1”中的控制映射。

图7是表示图2的控制部41执行的发电控制指令值决定流程的流程图。例如，每当来自上位控制装置60的控制指令到来时，执行图7的流程。

当图7的流程开始时，控制部41在步骤S101中从上位控制装置60获取转矩指令值。接着，控制部41在步骤S102中，获取功率转换装置30的温度、旋转电机20的温度、转子部22的转速以及电动发电机10的端子电压。

接着，控制部41在步骤S103中，判定转子部22的转速是否在基准转速以上。

在转子部22的转速为基准转速以上的情况下，控制部41在步骤S104中选择交流发电机发电模式的控制映射组。

然后，在步骤S105中，控制部41基于第二温度信息来选择控制映射。具体地，控制部41判定旋转电机20的温度是否在第二基准温度以上。

在旋转电机20的温度为第二基准温度以上的情况下，控制部41选择包含比当前所选择的控制映射中的励磁电流指令值的最大值要小的励磁电流指令值的最大值的数据在内的控制映射。

例如，在当前所选择的控制映射是图6的“C1”中的控制映射的情况下，控制部41选择图6的“C2”中的控制映射。另外，在当前时刻是初次控制的情况下，控制部41选择图6的“C1”中的控制映射。

另一方面，在旋转电机20的温度低于第二基准温度的情况下，控制部41选择包含比当前所选择的控制映射中的励磁电流指令值的最大值要大的励磁电流指令值的最大值的数据在内的控制映射。

例如，在当前所选择的控制映射是图6的“C1”中的控制映射的情况下，控制部41选择图6的“A”中的控制映射。另外，在当前时刻是初次控制的情况下，控制部41选择图6的“A”中的控制映射。

接着，控制部41在步骤S106中，对所选择的控制映射应用转矩指令值、转子部22的转速以及电动发电机10的端子电压，并决定励磁电流指令值，暂时结束本流程。

另外，在转子部22的转速低于基准转速的情况下，控制部41在步骤S107中选择逆变器发电模式的控制映射组。

然后，在步骤S108中，控制部41基于第一温度信息和第二温度信息来选择控制映射。

在选择控制映射时，具体地考虑以下4种选择项。

(1)功率转换装置30的温度在第一基准温度以上且旋转电机20的温度在第二基准温度以上的情况

(2)功率转换装置30的温度在第一基准温度以上且旋转电机20的温度低于第二基准温度的情况

(3)功率转换装置30的温度低于第一基准温度且旋转电机20的温度在第二基准温度以上的情况

(4)功率转换装置30的温度低于第一基准温度且旋转电机20的温度低于第二基准温度的情况

(1)当功率转换装置30的温度为第一基准温度以上且旋转电机20的温度为第二基准温度以上时，控制部41在图4中选择当前所选择的控制映射左上方的控制映射。

例如，在当前所选择的控制映射是图4的“A”中的控制映射的情况下，控制部41选择图4的“B1C1”中的控制映射。另外，在当前时刻是初次控制的情况下，控制部41选择图4的“B1C1”中的控制映射。

(2)当功率转换装置30的温度为第一基准温度以上且旋转电机20的温度低于第二基准温度时，控制部41在图4中选择当前所选择的控制映射左侧的控制映射。

例如，在当前所选择的控制映射是图4的“A”中的控制映射的情况下，控制部41选择图4的“B1”中的控制映射。另外，在当前时刻是初次控制的情况下，控制部41选择图4的“B1”中的控制映射。

(3)当功率转换装置30的温度低于第一基准温度且旋转电机20的温度为第二基准温度以上时，控制部41在图4中选择当前所选择的控制映射上侧的控制映射。

例如，在当前所选择的控制映射是图4的“A”中的控制映射的情况下，控制部41选择图4的“C1”中的控制映射。另外，在当前时刻是初次控制的情况下，控制部41选择图4的“C1”中的控制映射。

(4)当功率转换装置30的温度低于第一基准温度以且旋转电机20的温度低于第二基准温度时，控制部41在图4中选择当前所选择的控制映射右下方的控制映射。

例如，在当前所选择的控制映射是图4的“B1C1”中的控制映射的情况下，控制部41选择图4的“A”中的控制映射。另外，在当前时刻是初次控制的情况下，控制部41选择图4的“A”中的控制映射。另外，当励磁电流If是If_max时，控制部41选择当前所选择的控制映射右侧的控制映射。当电枢电流Ia是Ia_max时，选择当前所选择的控制映射下侧的控制映射。

接着，控制部41在步骤S109中，对所选择的控制映射应用转矩指令值、转子部22的转速以及电动发电机10的端子电压，并决定励磁电流指令值和电枢电流指令值，暂时结束本流程。

如上所述，实施方式1的电动发电机的控制装置40包括存储部44、第一获取部45、第二获取部46以及控制部41。存储部44存储用于控制电动发电机10的多个控制映射。电动发电机10具有旋转电机20和功率转换装置30。功率转换装置30将励磁电流If和电枢电流Ia提供给旋转电机20。

第一获取部45获取第一温度信息。第一温度信息是功率转换装置30的温度信息。第二获取部46获取第二温度信息。第二温度信息是旋转电机20的温度信息。控制部41参考多个控制映射来控制功率转换装置30。

各控制映射包含励磁电流指令值的数据。励磁电流指令值是与励磁电流If相关的指令值。控制部41基于第一温度信息和第二温度信息从多个控制映射中选择应参考的控制映射。

因此，根据实施方式1的电动发电机的控制装置40，通过根据电动发电机10的温度来切换控制映射，从而能够在可继续进行发电控制的区域中控制电动发电机10。另外，能够在可继续电动机控制的区域进行电动发电机10的控制。

因此，能够抑制电动发电机10的温度上升。另外，通过继续发电控制，能够降低对车载电源装置70的负载。其结果是，能够抑制车载电源装置70的劣化。

另外，在实施方式1的电动发电机的控制装置40中，多个控制映射中的励磁电流指令值的最大值互不不同。

因此，每当控制映射被切换时，励磁电流指令值的最大值发生变化。因此，通过根据电动发电机10的温度来切换控制映射，从而能够更可靠地使电动发电机10的温度发生变化。因此，能够可靠地抑制电动发电机10的温度上升。

另外，在实施方式1的电动发电机的控制装置40中，在功率转换装置30的温度高于第一基准温度时，将应参考的为包含比当前所选择的控制映射中的励磁电流指令值的最大值要小的励磁电流指令值的最大值的数据在内的控制映射。因此，能够更可靠地抑制电动发电机10的温度上升。

另外，在实施方式1的电动发电机的控制装置40中，在旋转电机20的温度高于第二基准温度时，将应参考的控制映射切换为包含比当前所选择的控制映射中的励磁电流指令值的最大值要小的励磁电流指令值的最大值的数据在内的控制映射。因此，能够更可靠地抑制电动发电机10的温度上升。

另外，在实施方式1的电动发电机的控制装置40中，控制部41能够执行逆变器发电控制。逆变器发电控制是通过对电枢功率转换部31内的多个功率转换元件311a～316a进行逆变器控制从而使电动发电机10发电的控制。控制映射包含逆变器发电控制中的励磁电流指令值If*的数据和逆变器发电控制中的电枢电流指令值Ia*的数据。电枢电流指令值Ia*是与电枢电流Ia相关的指令值。

因此，在逆变器发电控制时，通过参照所选择的控制映射，能够基于控制指令来决定励磁电流指令值If*及电枢电流指令值Ia*。因此，根据电动发电机10的温度，适当地控制励磁电流If及电枢电流Ia。其结果是，能够更可靠地抑制电动发电机10的温度上升。

另外，在实施方式1的电动发电机的控制装置40中，各控制映射中规定了针对旋转电机20的转矩指令值、转子部22的转速、以及电动发电机10的端子电压、与电枢电流指令值Ia*及励磁电流指令值If*的关系。

由此，通过对所选择的控制映射应用转矩指令值、转子部22的转速以及电动发电机10的端子电压，来决定电枢电流指令值Ia*及励磁电流指令值If*。因此，根据电动发电机10的温度，适当地控制励磁电流If及电枢电流Ia。其结果是，能够更适当地抑制电动发电机10的温度上升。

另外，在实施方式1的电动发电机的控制装置40中，第二获取部作为第二温度信息，获取旋转电机20的励磁绕组的温度信息。

由此，基于励磁绕组24的温度来控制向励磁绕组24的通电电流，因此能够更高精度地进行交流发电机发电控制、逆变器发电控制以及电动机控制。

另外，在实施方式1中，由热敏电阻检测旋转电机20的温度，但旋转电机20的温度也可以进行如下推测。例如，通过比较基于励磁绕组24的指令电流值和用于使该指令电流值对励磁绕组24通电的施加电压值所计算出的电阻值和常温下的电阻值，来推测励磁绕组24的温度。

另外，电枢绕组23中流过的电流越多，则电枢绕组23的温度越高。另外，电枢绕组23中流过的电流越多，则功率转换装置中流过的电流就越多，功率转换部31的功率转换元件311a～316a的温度越高。即，电枢绕组23的温度变化倾向和功率转换装置的温度变化倾向相类似。因此，可以根据电枢功率转换部31的功率转换元件的温度、即第一温度传感器38检测出的温度来推测电枢绕组23的温度。

另外，在实施方式1中，作为励磁功率转换部32的励磁功率转换元件以及电枢功率转换部31的电枢功率转换元件，使用MOSFET，但也可以使用其他功率转换元件，例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)来代替MOSFET。

另外，交流发电机发电模式与逆变器发电模式之间的切换是基于转子的转速来进行的，但是取而代之地，也可以基于旋转电机20的感应电压与车载电源装置70的输出电压之间的大小关系来进行。

实施方式2.

接着，对实施方式2所涉及的电动发电机的控制装置进行说明。在实施方式2所涉及的电动发电机的控制装置中，除了两种发电模式即逆变器发电模式及交流发电机发电模式下的多个控制映射之外，还将电动机模式下的多个控制映射存储在存储部44中。

实施方式2所涉及的电动发电机的控制装置在电动机模式下，仅参考电动机模式下的多个控制映射来控制电动发电机10这一点上，与实施方式1所涉及的电动发电机的控制装置不同。

实施方式2所涉及的电动发电机的控制装置的其他结构与实施方式1相同。

在电动机模式中，电动发电机10在旋转电机20的整个转速范围内通过PWM(PulseWidth Modulation：脉宽调制)进行控制。因此，在电动机模式下，需要控制励磁电流If和电枢电流Ia。因此，与逆变器发电模式同样地，通过基于旋转电机20的温度和功率转换装置30的温度来变更控制映射，从而控制电动发电机10。

这样，在实施方式2所涉及的电动发电机10的控制装置40中，控制部41能够执行电动机控制。电动机控制是通过对电枢功率转换部31内的多个功率转换元件311a～316a进行逆变器控制来使电动发电机10作为电动机动作的控制。控制映射包含电动机控制中的励磁电流指令值的数据和电枢电流指令值的数据。

由此，即使在将电动发电机10用作电动机的情况下，也能够抑制电动发电机10的温度上升。

实施方式3.

接着，对实施方式3所涉及的电动发电系统90进行说明。在实施方式3所涉及的电动发电系统中，仅在功率转换装置30及控制装置40具有液冷结构这一点上，与实施方式1及2的电动发电系统不同。

实施方式3所涉及的电动发电系统90的上述以外的结构与实施方式1所涉及的电动发电系统90相同。

如上所述，实施方式3所涉及的电动发电系统90包括电动发电机10和控制装置40。功率转换装置30和控制装置40分别具有液冷结构。

因此，功率转换装置30和控制装置40的冷却性提高。因此，功率转换装置30的温度上升和控制装置40的温度上升得到抑制，并且变得容易继续电动发电机10的发电控制和电动发电机10的电动机控制。

另外，由于旋转电机20的转子部22存在于定子部21的内侧，因此转子部22处容易充满热量。因此，优选即使在功率转换装置30和控制装置40被液冷的情况下，也根据旋转电机20的温度来进行励磁电流If和电枢电流Ia的控制映射或励磁电流If的控制映射的切换。

另外，无论旋转电机20和功率转换装置30是一体的还是分开的，本实施方式1至3所涉及的电动发电机10的效果相同。

另外，在实施方式1至3中，电枢绕组为三相绕组，但相数不限于三相。例如，电枢绕组可以是多相绕组，也可以是多相多组绕组。

另外，在实施方式1至3所述的转子部22中，励磁绕组24与转子一起旋转，但转子部22也可以被分为励磁绕组部和磁极部。在该情况下，虽然励磁绕组部不与转子一起旋转，但磁极部与转子一起旋转。根据该结构，能够使用温度传感器容易地检测励磁绕组部的温度。因此，能够更高精度地控制电动发电机。

另外，在实施方式1至3中，控制装置40与上位控制装置即车辆的ECU分开搭载，但控制装置40也可以嵌入ECU内。

另外，控制装置40不仅可以搭载在车辆上，还可以搭载在电车、船舶、工业设备等上。

此外，实施方式1至3的电动发电机的控制装置40的功能由处理电路来实现。图8是表示实现实施方式1至3的电动发电机的控制装置40的功能的处理电路的第1示例的结构图。第1示例的处理电路100是专用的硬件。

此外，处理电路100例如相当于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并联程序化处理器、ASIC(Appl ication Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)或它们的组合。

另外，图9是表示实现实施方式1至3的电动发电机的控制装置40的功能的处理电路的第2示例的结构图。第2示例的处理电路200包括处理器201和存储器202。

处理电路200中，电动发电机的控制装置40的功能由软件、固件或软件和固件的组合来实现。软件及固件以程序的形式来表述，并储存于存储器202。处理器201读取储存于存储器202的程序并执行，由此来实现功能。

存储于存储器202的程序也可以说是使计算机执行上述各部分的步骤或方法的程序。此处，存储器202例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器。另外，磁盘、软盘、光盘、压缩磁盘、小型磁盘、DVD等也相当于存储器202。

另外，对于上述电动发电机的控制装置40的功能，也可以用专用硬件来实现一部分功能，并用软件或固件来实现一部分功能。

由此，处理电路可以利用硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述电动发电机的控制装置40的功能。

Claims (8)

1.一种电动发电机的控制装置，其特征在于，包括：

存储部，该存储部存储多个控制映射，该控制映射用于控制具有旋转电机、和向所述旋转电机提供励磁电流和电枢电流的功率转换装置的电动发电机；

第一获取部，该第一获取部获取所述功率转换装置的温度信息即第一温度信息；

第二获取部，该第二获取部获取所述旋转电机的温度信息即第二温度信息；以及

控制部，该控制部参考多个所述控制映射来控制所述功率转换装置，

各所述控制映射中包含与所述励磁电流有关的指令值即励磁电流指令值的数据，

所述控制部基于所述第一温度信息和所述第二温度信息从多个所述控制映射中选择应参考的控制映射。

2.如权利要求1所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

多个所述控制映射中的所述励磁电流指令值的最大值互不不同。

3.如权利要求2所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述功率转换装置的温度高于第一基准温度时，将所述应参考的控制映射切换为包含比当前所选择的控制映射中的所述励磁电流指令值的最大值要小的所述励磁电流指令值的最大值的数据在内的控制映射。

4.如权利要求2或3所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述旋转电机的温度高于第二基准温度时，将所述应参考的控制映射切换为包含比当前所选择的控制映射中的所述励磁电流指令值的最大值要小的所述励磁电流指令值的最大值的数据在内的控制映射。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

所述控制部能够执行逆变器发电控制，

所述逆变器发电控制是通过对所述功率转换装置内的多个功率转换元件进行逆变器控制从而使所述电动发电机发电的控制，

各所述控制映射中包含所述逆变器发电控制中的所述励磁电流指令值的数据、以及与所述逆变器发电控制中的所述电枢电流相关的指令值即电枢电流指令值的数据。

6.如权利要求1至4中任一项所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

所述控制部能够执行电动机控制，

所述电动机控制是通过对所述功率转换装置内的多个功率转换元件进行逆变器控制从而使所述电动发电机作为电动机动作的控制，

各所述控制映射中包含所述电动机控制中的所述励磁电流指令值的数据、以及与所述电动机控制中的所述电枢电流相关的指令值即电枢电流指令值的数据。

7.如权利要求5或6所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

各所述控制映射中规定了针对所述旋转电机的转矩指令值、所述旋转电机中的转子部的转速及所述电动发电机的端子电压、与所述电枢电流指令值及所述励磁电流指令值之间的关系。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电动发电机的控制装置，其特征在于，

所述第二获取部获取所述旋转电机的励磁绕组的温度信息以作为所述第二温度信息。

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