CN115871481A - 电动发电机控制系统及混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

提供能在蓄电池处于充满电或接近充满电的状态时抑制由再生制动产生的蓄电池的充电量的电动发电机控制系统及混合动力车辆。电动发电机控制系统(1)具备：第二电动发电机(MG2)；驱动电流控制部(3)，其基于第二电动发电机的驱动电流(Iu、Iv)进行反馈控制以使第二电动发电机的驱动转矩(Tq)变为目标转矩(Tq*)；电流坐标变换器(12)，其基于驱动电流算出d轴电流值(Id)和q轴电流值(Iq)并输出到驱动电流控制部；以及强励磁控制指令部(21)，在再生时进行强励磁控制的情况下执行电流消耗控制，在该电流消耗控制中，变更d轴电流值(Ida)和q轴电流值(Iqa)以使驱动转矩比目标转矩小，并进行反馈控制。

Description

电动发电机控制系统及混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种电动发电机控制系统及混合动力车辆。
背景技术
近年来，作为应对全球气候变化的具体对策，面向实现低碳社会或脱碳社会的举措十分活跃。在车辆方面，也强烈要求减少二氧化碳的排放量，驱动源的电动化急速发展。具体地，如电动汽车(Electrical Vehicle)或混合动力电动汽车(Hybrid ElectricalVehicle)等具备作为车辆的驱动源的电动机和作为能够向该电动机供给电力的二次电池的蓄电池的车辆的开发正得到推进。
专利文献1记载了如下技术：以在对蓄电池充电的充电电力中产生剩余电力为条件，进行弱励磁控制或强励磁控制以维持交流电动机的转矩的同时使交流电动机的电枢电流增加，在交流电动机中消耗无法向蓄电池充入的剩余电力，防止因过充电导致的蓄电装置的劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-213253号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，由再生产生的剩余电力的消耗方法存在进一步改良的余地。
本发明提供一种能够在蓄电池处于充满电或接近充满电的状态时抑制由再生制动产生的蓄电池的充电量的电动发电机控制系统及混合动力车辆。
用于解决课题的方案
本发明是一种电动发电机控制系统，其中，
所述电动发电机控制系统具备：
电动发电机，其通过来自蓄电器的电力进行动力运行，另外，通过从驱动轮输入的驱动力进行再生来对所述蓄电器进行充电；
驱动电流控制部，其基于所述电动发电机的驱动电流进行反馈控制以使所述电动发电机的动力运行时的驱动力或再生时的驱动力变为目标驱动力；
电流坐标控制部，其基于所述电动发电机的所述驱动电流算出d轴电流值和q轴电流值并输出到所述驱动电流控制部；以及
强励磁控制部，其在所述电动发电机的恒定驱动力线上，进与可获得最大效率的励磁强度相比增强励磁的强励磁控制，
在所述再生时进行所述强励磁控制的情况下，执行电流消耗控制，在该电流消耗控制中，变更所述d轴电流值和所述q轴电流值以使所述驱动力比所述目标驱动力小，并进行所述反馈控制。
此外，本发明是一种混合动力车辆，其中，
所述混合动力车辆具备：
内燃机；
蓄电器；
第一电动发电机，其通过所述内燃机的动力进行发电；
第二电动发电机，其通过来自所述蓄电器或所述第一电动发电机的电力进行驱动；以及
所述电动发电机控制系统，
所述电动发电机控制系统的所述电动发电机是所述第二电动发电机，
在所述第二电动发电机再生时，
通过所述第二电动发电机的再生电力以所述第一电动发电机作为电动机进行动力运行，
对所述第二电动发电机执行所述电流消耗控制，
在所述第一电动发电机的所述动力运行时，
使所述第一电动发电机的负载为所述内燃机，
对于所述第一电动发电机，
变更所述第一电动发电机的d轴电流值和q轴电流值以使驱动力比目标驱动力小，并基于所述第一电动发电机的驱动电流进行反馈控制以使所述第一电动发电机的动力运行时的驱动力变为目标驱动力。
发明效果
根据本发明，能够在蓄电池处于充满电或接近充满电的状态时抑制由再生制动产生的蓄电池的充电量。
附图说明
图1是示出串联型的HEV(混合动力车辆)的内部结构的框图。
图2是图1的HEV的电路图。
图3是示出在混合动力车辆的制动时，通过第二电动发电机产生的再生电力以第一电动发电机作为电动机进行驱动的情况下的能量的流动的说明图。
图4是示出dq轴电流矢量空间中的、电流和电压对电动发电机的动作点的限制的图。
图5是示出进行强励磁控制前后的电动发电机的动作点的迁移的图。
图6是示出本发明的一实施方式的电动发电机控制系统的结构例的框图。
图7是示出图6所示的旋转变压器相位校正器18的动作例的流程图。
图8是示出在动作点Ia处进行效率最优控制时的d轴电流值Ida和q 轴电流值Iqa的图。
图9是示出在强励磁控制(电流消耗控制)时从图8的效率最优控制以误差角α进行了迁移的动作点Ib处的d轴电流值Idb和q轴电流值Iqb 的图。
图10是示出在强励磁控制(电流消耗控制)时由于反馈控制而迁移的动作点Ib2处的d轴电流值Idb2和q轴电流值Iqb2的图。
图11是示出图8的效率最优控制中的d轴电流值Ida和q轴电流值 Iqa、以及强励磁控制(电流消耗控制)中的d轴电流值Idb2和q轴电流值Iqb2的图。
图12是示出误差角d与再生转矩的关系的图。
图13是示出强励磁控制(电流消耗控制)中的能量的流动的一例的图。
附图标记说明：
1 电动发电机控制系统
3 驱动电流控制部
8 旋转变压器
18 旋转变压器相位校正器(旋转变压器相位变更部)
21 强励磁控制指令部(强励磁控制部)
ENG 发动机(内燃机)
BATh 高压蓄电池(蓄电器)
W 驱动轮
MG1 第一电动发电机
MG2 第二电动发电机
Iu 驱动电流
Iv 驱动电流
Tq 驱动转矩(驱动力)
Tq* 目标转矩(目标驱动力)
HEV 混合动力车辆
Id d轴电流值
Iq q轴电流值。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
HEV(Hybrid Electrical Vehicle：混合动力电动汽车)具备电动发电机和发动机，并且根据车辆的行驶状态通过电动发电机和/或发动机的驱动力进行行驶。HEV大致分为两种类型：串联型和并联型。串联型的HEV通过电动发电机的动力行驶。发动机主要用于发电，通过发动机的动力由别的电动发电机发电产生的电力向蓄电池充入或被供给至电动发电机。另一方面，并联型的HEV通过电动发电机和发动机中的任一方或两方的驱动力进行行驶。
(结构)
图1是示出串联型的HEV的内部结构的框图。如图1所示，串联型的HEV(以下，称为“混合动力车辆”)具备发动机ENG、第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2、高压蓄电池BATh、转换器CONV、低压蓄电池BATl、VCU(Voltage Control Unit：电压控制单元)101、第一逆变器INV1、第二逆变器INV2、电动伺服制动器ESB和控制器部103。另外，图1中的粗实线表示机械连结，双虚线表示电力配线，细实线表示控制信号。
发动机ENG将第一电动发电机MG1作为发电机进行驱动。此外，发动机ENG还作为在混合动力车辆的制动时作为电动机进行动作的第一电动发电机MG1的负载而发挥作用。第一电动发电机MG1由发动机ENG 的动力驱动，并产生电力。第二电动发电机MG2通过来自高压蓄电池和第一电动发电机MG1中的至少一方的电力供给作为电动机进行动作，并且产生用于上述混合动力车辆行驶的动力。由第二电动发电机MG2产生的转矩经由减速器D传递至驱动轮W。此外，第二电动发电机MG2在混合动力车辆的制动时作为发电机进行动作。
高压蓄电池BATh具有串联连接的多个蓄电单体，例如供给100至 200V的高电压。蓄电单体例如是锂离子电池、镍氢电池。转换器CONV 对高压蓄电池BATh的直流输出电压在直流的状态下进行降压。低压蓄电池BATl对由转换器CONV降压后的电压进行蓄电，例如将12V的恒定电压供给至辅机105所包含的电气部件107。
VCU101对第二电动发电机MG2作为电动机进行动作时的第二电动发电机MG2的输入电压进行升压。此外，VCU101对在混合动力车辆的制动时第二电动发电机MG2作为发电机而动作时的第二电动发电机MG2 的输出电压进行降压。进一步地，VCU101对通过发动机ENG的驱动由第一电动发电机MG1发电产生并被变换为直流的电力进行降压。由 VCU101降压后的电力被供给至辅机105所包含的电动空调压缩机109或被供电至高压蓄电池BATh。
图2是示出高压蓄电池BATh、VCU101、第一逆变器INV1、第二逆变器INV2、第一电动发电机MG1以及第二电动发电机MG2的关系的电路图。如图2所示，VCU101将高压蓄电池BATh输出的V1电压作为输入电压对两个开关元件进行接通断开切换动作，由此将输出侧的V2电压升压至比V1电压高的电压。另外，VCU101的两个开关元件不进行接通断开切换动作时的V2电压等于V1电压。
第一逆变器INV1将通过发动机ENG的驱动由第一电动发电机MG1 发电产生的交流电压变换为直流电压。此外，第一逆变器INV1将在混合动力车辆的制动时由第二电动发电机MG2发电产生并由第二逆变器INV2 变换的直流电压变换为交流电压，并且将三相电流供给至第一电动发电机 MG1。第二逆变器INV2将直流电压变换为交流电压，并且将三相电流供给至第二电动发电机MG2。此外，第二逆变器INV2将在混合动力车辆的制动时由第二电动发电机MG2发电产生的交流电压变换为直流电压。
返回图1，电动伺服制动器ESB通过随混合动力车辆的驾驶员对制动踏板的操作而被控制的液压来对混合动力车辆进行制动。
控制器部103进行第一逆变器INV1、第二逆变器INV2、VCU101、发动机ENG、电动伺服制动器ESB和辅机105的控制。控制器部103的细节将在后文描述。
(作用)
在本实施方式中，在混合动力车辆的制动时，利用使第二电动发电机 MG2作为发电机进行工作的再生制动。但是，在由于高压蓄电池BATh 充满电而无法将第二电动发电机MG2产生的再生电力向高压蓄电池 BATh充入的情况下，通过该再生电力将第一电动发电机MG1作为电动机进行驱动，并使第一电动发电机MG1的负载为发动机ENG。图3是示出在混合动力车辆的制动时，通过第二电动发电机MG2产生的再生电力将第一电动发电机MG1作为电动机进行驱动的情况下的能量的流动的说明图。
在本实施方式中，如图3所示，在第二电动发电机MG2的再生时进行强励磁控制，由此在非高效的动作点驱动第二电动发电机MG2。在进行了强励磁控制的第二电动发电机MG2中，输出效率降低，主要由铜损引起的发热量增加。在本实施方式中，相对于一般的强励磁控制进一步降低了效率。以下，将该本实施方式的强励磁控制称为电流消耗控制。
这里，首先对一般的强励磁控制进行说明。
对进行强励磁控制时的dq轴坐标上的以第二电动发电机MG2为代表的电动发电机的动作点以及施加到该电动发电机的V2电压进行说明。
电动发电机的动作点的范围受能够供给到电动发电机的最大电流 Imax和施加到该电动发电机的电压的限制。电动发电机的电流(Id、Iq) 的振幅受最大电流Imax的限制，因此需要满足式(1)。
Id2+Iq2≤Imax2…(1)
此外，电动发电机的感应电压(Vdo、Vqo)由式(2)表示。
Figure BDA0003287880310000071
其中，Ld、Lq表示dq轴电感，ω表示电动发电机的角速度，ψa表示交链磁通。
根据式(2)，dq感应电压(d轴电枢中产生的感应电压和q轴电枢中产生的感应电压的矢量和的大小)Vo由式(3)表示。
Figure BDA0003287880310000072
此时，当将图2所示的V2电压的限制电压设定为Vom(Vom由V2 电压决定，关系式根据VCU101的控制的调制方式而变化)时，如式(4) 所示，dq感应电压Vo需要为限制电压Vom以下。
Vo≤Vom…(4)
即，根据式(3)和式(4)，电动发电机的动作点的范围中存在电压的限制，因此需要满足式(5)。
Figure BDA0003287880310000073
这样，电流对电动发电机的动作的限制由式(1)表示，式(1)通过图4所示的dq轴电流矢量空间中的恒定电流圆的内部区域来表示。此外，电压对电动发电机的动作的限制由式(5)表示，式(5)通过图4所示的 dq轴电流矢量空间中的恒定电压椭圆的内部区域来表示。能够供给到电动发电机的电流的范围是满足式(1)和式(5)的范围，该范围由图4中阴影区域来表示。
另一方面，电动发电机的转矩T由式(6)表示。
T＝Pn{ψaIq+(Ld-Lq)IdIq}…(6)
其中，Pn表示电动发电机的极对数。
将该式(6)变形后的、表示恒定转矩曲线的式子由式(7)表示。
Figure BDA0003287880310000081
该式(7)是以Id＝ψa/(Lq-Ld)、Iq＝0为渐近线的双曲线。
然而，在不进行强励磁控制的电动发电机的动作点的控制中，例如进行如下控制：使转矩相对于电流达到最大的最大转矩控制(动作点处的恒定转矩曲线的切线与电流矢量正交的控制)、以及使不仅考虑了铜损还考虑了铁损等的损失达到最小的效率最优控制(动作点大多比最大转矩控制相位超前，即，使d轴电流向负方向移动)。即，在图5所示的例子中，在虚线圆圈所示的动作点处，电动发电机进行驱动。
与此相对，在一般的强励磁控制中，如图5所示，控制逆变器INV以使电动发电机MG的d轴电流增大为正值，并使电动发电机MG的动作点移动到目标动作点(Id_c，Iq_c)。另外，用于赋予目标动作点(Id_c，Iq_c) 处的电流矢量的V2电压是在最大电流Imax的恒定电流圆和目标恒定电压椭圆限制范围内能够取得的最大电压，在恒定转矩的条件下d轴电流在正方向上变得最大。
接着，对本实施方式的强励磁控制即电流消耗控制进行说明。
图6是本实施方式的第二电动发电机MG2的电动发电机控制系统100 的框图。图6所示的电动发电机控制系统100具备第二电动发电机MG2 和进行该第二电动发电机MG2的电流控制的电机控制装置2。
第二电动发电机MG2是具备转子和定子的三相交流旋转电机，在转子上组装有检测转子的磁极位置即旋转角度的旋转变压器8。旋转变压器 8是使用霍尔元件、旋转编码器构成的公知的旋转变压器，将表示磁极从转子的规定的基准旋转位置旋转的旋转角度的检测值的信号作为磁极位置的检测信号输出。另外，由于旋转变压器8的组装误差、旋转变压器8 的检测误差、或者旋转变压器异常，从旋转变压器8得到的旋转角度的检测值(以下，称为磁极检测角θ_act)相对于转子的实际的磁极位置(磁极的实际的旋转角度)通常会产生磁极位置误差角θ_ref。
电机控制装置2具备电流指令生成器9、电流传感器11u、电流传感器11v、电流坐标变换器12、减法处理器13、减法处理器14、电压指令生成器15、电压坐标变换器16、PWM(脉宽调制)逆变器17、旋转变压器相位校正器18、减法处理器19、转矩推定部20和强励磁控制指令部21。电机控制装置2通过使用了上述dq坐标系的矢量控制来进行第二电动发电机MG2的运转控制。这里，将电流指令生成器9、减法处理器13、减法处理器14、电压指令生成器15、电压坐标变换器16和PWM逆变器17 组合而成的结构是本发明的驱动电流控制部3的一个例子。
电流指令生成器9根据转矩指令值Tq_tar算出d轴电流指令值Id*和 q轴电流指令值Iq*，该转矩指令值Tq_tar是使第二电动发电机MG2产生的转矩的指令值。d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*是流过第二电动发电机MG2的定子的电流(驱动电流)的指令值的d轴分量和q轴分量。
电流传感器11u和电流传感器11v分别检测流经第二电动发电机MG2 的定子(电枢)的U相、V相的驱动电流Iu、Iv。第二电动发电机MG2 的定子是三相，因此流经其任一相的电流由流经另外两相的电流唯一地决定。例如，流经W相的电流为-(Iu+Iv)。由此，在本实施方式中，设电流传感器11u和电流传感器11v检测两个相(在本实施方式中是U相、V 相)的电流。
电流坐标变换器12通过对电流传感器11u和电流传感器11v检测到的驱动电流Iu和Iv的检测值进行坐标变换，来算出指令值坐标d*-q*处的d轴电流值Id和q轴电流值Iq。其中，指令值坐标d*-q*表示在电机控制装置2中运算所使用的dq坐标。电机控制装置2基于磁极旋转角度θ来感测指令值坐标d*-q*，该磁极旋转角度θ是对旋转变压器8检测到的磁极检测角θ_act进行校正后得到的角度。磁极旋转角度θ是将效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref与磁极检测角θ_act相加得到的值。另外，电机控制装置2有时基于磁极旋转角度θ_act+θ_sf来感测指令值坐标 d*-q*，该磁极旋转角度θ_act+θ_sf是将强励磁用旋转变压器零点校正值θ_sf与由旋转变压器8检测到的磁极检测角θ_act相加得到的值。强励磁用旋转变压器零点校正值θ_sf将在后文描述。基于校正前的磁极检测角θ_act感测到的指令值坐标d*-q*与源于第二电动发电机MG2的硬件的(即实际的)dq坐标不一致，在指令值坐标d*-q*和dq坐标这两个坐标之间存在与磁极位置误差角θ_ref相应的误差。另一方面，对于校正后的磁极旋转角度θ，指令值坐标d*-q*与源于第二电动发电机MG2的硬件的dq坐标一致。使用磁极旋转角度θ作为表示第二电动发电机MG2的转子的磁极的旋转角度的角度来进行电流坐标变换器12的坐标变换。
通过该坐标变换求出的Id和Iq具有作为由磁极旋转角度θ决定的指令值坐标d*-q*(以θ为d轴的旋转位置而决定的dq坐标)处的d轴电流的检测值、q轴电流的检测值的含义。
返回图6，减法处理器13算出并输出电流指令生成器9输出的d轴电流指令值Id*与电流坐标变换器12输出的d轴电流值Id之间的偏差Id_Tar (Id*-Id)。减法处理器14算出并输出电流指令生成器9输出的q轴电流指令值Iq*与电流坐标变换器12输出的q轴电流值Iq之间的偏差Iq_Tar (Iq*-Iq)。
电压指令生成器15根据减法处理器13和14输出的偏差(Id_tar和 Iq_tar)求出指令值坐标d*-q*处的各轴方向的施加电压的指令值，即d轴电压指令值Vd_tar和q轴电压指令值Vq_tar。电压指令生成器15例如通过PI控制(比例-积分控制等反馈控制)以使偏差(Id_tar和Iq_tar)分别为“0”来求出d轴电压指令值Vd_tar和q轴电压指令值Vq_tar。
电压坐标变换器16通过对电压指令生成器15求出的d轴电压指令值Vd_tar和q轴电压指令值Vq_tar进行坐标变换，来算出第二电动发电机 MG2的定子的各相的施加电压的指令值Vu_tar、Vv_tar和Vw_tar(以下，称为相电压指令值Vu_tar、Vv_tar和Vw_tar)。使用与电流坐标变换器 12的坐标变换中使用的磁极旋转角度相同的磁极旋转角度θ来进行电压坐标变换器16的坐标变换。
通过该坐标变换求出的相电压指令值Vu_tar、Vv_tar和Vw_tar规定第二电动发电机MG2的定子的各相U、V、W的施加电压的大小和相位。
PWM逆变器17根据电压坐标变换器16算出的相电压指令值Vu_tar、Vv_tar和Vw_tar来控制第二电动发电机MG2的定子的各相的实际的施加电压。PWM逆变器17根据相电压指令值Vu_tar、Vv_tar和Vw_tar来控制第二电动发电机MG2的定子的各相U、V、W的施加电压的大小(振幅)和相位。
旋转变压器相位校正器18将表示磁极检测角与实际的磁极的旋转角度之间的误差角的磁极位置误差角θ_ref作为旋转变压器零点校正值，与旋转变压器8输出的磁极检测角θ_act相加并输出(以下，将磁极位置误差角θ_ref称为效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref)。旋转变压器相位校正器18存储设计上已知的效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref，在通常的运转时，将效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref 与磁极检测角θ_act相加并输出。另外，通常的运转时是指除了强励磁控制(电流消耗控制)时以外的运转时。
进一步地，从强励磁控制指令部21向旋转变压器相位校正器18输入强励磁控制指令。当输入强励磁控制指令时，旋转变压器相位校正器18 将强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf与旋转变压器8检测到的磁极检测角θ_act相加并输出。
强励磁控制指令部21在高压蓄电池BATh处于充满电或接近充满电的状态时，向旋转变压器相位校正器18输出强励磁控制指令。
转矩推定部20基于电流传感器11u和电流传感器11v检测到的驱动电流Iu和Iv的检测值，以及旋转变压器8输出的磁极检测角θ_act等推定并输出驱动转矩Tq。
减法处理器19算出目标转矩Tq*与转矩推定部20输出的驱动转矩Tq 之间的偏差Tq*-Tq并作为转矩指令值Tq_tar输出。目标转矩Tq*是由未图示的运算处理装置根据车辆的驾驶状态(油门操作量等)设定的。电流指令生成器9例如针对为使偏差Tq*-Tq为“0”而设定的转矩指令值 Tq_tar，通过PI控制(比例-积分控制等反馈控制)求出d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*。
在这样构成的电动发电机控制系统100中，第二电动发电机MG2通过来自高压蓄电池BATh的电力进行动力运行，另外，通过从驱动轮W输入的转矩进行再生来对高压蓄电池BATh进行充电。由电流指令生成器9、减法处理器13、减法处理器14、电压指令生成器15、电压坐标变换器16 和PWM逆变器17构成的驱动电流控制部3基于第二电动发电机MG2的驱动电流Iu、Iv进行反馈控制以使第二电动发电机MG2的动力运行时的驱动力或再生时的驱动转矩Tq变为目标转矩Tq*。电流坐标变换器12基于第二电动发电机MG2的Iu、Iv算出d轴电流值Id和q轴电流值Iq并输出到驱动电流控制部3。进一步地，在进行强励磁控制(电流消耗控制) 的情况下，强励磁控制指令部21向旋转变压器相位校正器18输出强励磁控制指令。
这里，如图7所示，当输入来自强励磁控制指令部21的强励磁控制指令(电流消耗控制要求)时(S1中的“是”)，旋转变压器相位校正器 18将强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf与旋转变压器8检测到的磁极检测角θ_act相加并输出(S2)。换言之，旋转变压器相位校正器18 将通常的运转时利用的效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref替换为强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf。该强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf是对效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref加上误差角α而得到的值。误差角α是被设定为使驱动转矩Tq比目标转矩Tq* 小的值。另外，误差角α满足0°＜α＜90°。即，由于强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf与效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref的差即误差角α，强励磁控制中的驱动转矩Tq暂时小于效率最优控制中的目标转矩Tq*。
参照图8和图9进一步说明误差角α的作用。图8的单点划线示出了在效率最优控制中动作点Ia位于恒定转矩曲线A上时的d轴电流值Ida 和q轴电流值Iqa。与图8相同，图9所示的单点划线示出了在效率最优控制中动作点Ia位于恒定转矩曲线A上时的d轴电流值Ida和q轴电流值 Iqa。如图9所示，双点划线示出了在强励磁控制时由于误差角α而迁移的 d轴电流值Idb(Idb＝Ida×cosα)和q轴电流值Iqb(Iqb＝Iqa×cosα)。如图 9所示，在强励磁控制时，由于误差角α，效率最优控制中的d轴电流值 Ida和q轴电流值Iqa迁移到d轴电流值Idb和q轴电流值Iqb，而且原本位于恒定转矩曲线A上的动作点Ia迁移到表示转矩比恒定转矩曲线A低的恒定转矩曲线B上的动作点Ib。
在目标转矩Tq*为动作点Ia的情况下，当旋转变压器相位校正器18 将效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref与磁极检测角θ_act相加并输出时，由电流坐标变换器12输出的d轴电流值和q轴电流值成为Ida 和Iqa。与此相对，当旋转变压器相位校正器18将强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf与磁极检测角θ_act相加并输出时，由电流坐标变换器 12输出的d轴电流值和q轴电流值由于误差角α而成为Idb和Iqb。由此，在转矩推定部20中，检测到相对于目标转矩Tq*小的驱动转矩Tq。
如上所述，转矩推定部20输出的驱动转矩Tq被输入到减法处理器 19，电流指令生成器9进行反馈控制以使目标转矩Tq*与转矩推定部20 输出的驱动转矩Tq之间的偏差Tq*-Tq为“0”。通过反馈控制，电流指令生成器9设定d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*，以使由于误差角α而从恒定转矩曲线A迁移到恒定转矩曲线B的动作点Ib再回到恒定转矩曲线A。因此，如图10所示，电流指令生成器9将Idb2设定为d轴电流指令值Id*，将Iqb2设定为q轴电流指令值Iq*。
由此，如图11所示，通过反馈控制将由于误差角α而降低的转矩降低量(恒定转矩曲线B与恒定转矩曲线A的差量)调整为原来的转矩(恒定转矩曲线A的动作点Ib2)，因此以该调整量多余消耗电流。由此，电动发电机控制系统100的效率恶化，因此即使高压蓄电池BATh接近充满电，也能够抑制由再生制动产生的充电量，并且防止高压蓄电池BATh的劣化。此外，该强励磁控制(电流消耗控制)不需要专用的映射和特别的控制单元，因此能够通过通常的强励磁控制和反馈控制来实现，因此能够防止控制的复杂化。
此外，在该强励磁控制(电流消耗控制)中，旋转变压器相位校正器 18只需将转子旋转角度的值变更为驱动转矩Tq小于目标转矩Tq*的值 (θ_act+θ_sf)即可，因此即使不进行复杂的控制也能够增加消耗电流。换言之，使用预先留出余量的旋转角度量作为旋转变压器8的检测误差量，来对于转子偏移其旋转变压器检测角度(相位)，从而能够降低驱动效率。
这里，对误差角α的大小进行说明。图12是示出误差角α与再生转矩的关系的图。如前所述，误差角α是强励磁控制用旋转变压器零点校正值θ_sf与效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref之间的差量。因此，误差角α是零时，磁极旋转角度θ是将效率最优控制用旋转变压器零点校正值θ_ref与磁极检测角θ_act相加得到的值，因此驱动效率变得最高(图 12的效率最佳)，再生转矩取最大值。当误差角α向+方向或-方向变大时，可能引起实际转矩相对于目标转矩Tq*的偏离、由电流峰上升引起的逆变器破损、转子磁铁异常发热和发生退磁等电机功能故障。因此，强励磁控制(电流消耗控制)在由于误差角α而产生的目标转矩Tq*与实际转矩的差异比规定的转矩变动允许范围小的范围内执行。
此外，通过在d轴上的正区域(参照图4和图5)中进行该强励磁控制(电流消耗控制)和旋转变压器8的检测角度的校正，能够可靠地降低驱动效率。
另外，也可以在第一电动发电机MG1的动力运行时进行该强励磁控制(电流消耗控制)。即，通过在第一电动发电机MG1的动力运行时进行强励磁控制(电流消耗控制)，由于变换效率恶化，驱动电流增大，能够大量消耗由第二电动发电机MG2产生的再生电流。在图13的例子中，在第二电动发电机MG2的再生时进行强励磁控制(电流消耗控制)，并且在第一电动发电机MG1的动力运行时进行强励磁控制(电流消耗控制)，由此由第二电动发电机MG2产生的再生电流减少，而且由第一电动发电机MG1消耗的驱动电流增大，系统整体实现了进一步的电力消耗。
以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然并不限定于这些例子。显然本领域技术人员能够在技术方案所记载的范围内想到各种变更例或修正例，而且应理解这些当然也属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。
例如，上述说明的混合动力车辆是串联型HEV，但也可以是并联型 HEV，还可以是能够切换串联型和并联型的HEV。
此外，本说明书中至少记载了以下事项。另外，在括号内示出了在前述的实施方式中对应的构成要素等，但是本发明并不限定于此。
(1)一种电动发电机控制系统(电动发电机控制系统1)，其中，
所述电动发电机控制系统具备：电动发电机(第二电动发电机MG2)，其通过来自蓄电器(高压蓄电池BATh)的电力进行动力运行，另外，通过从驱动轮(驱动轮W)输入的驱动力进行再生来对所述蓄电器进行充电；
驱动电流控制部(驱动电流控制部3)，其基于所述电动发电机的驱动电流(驱动电流Iu、Iv)进行反馈控制以使所述电动发电机的动力运行时的驱动力或再生时的驱动力(驱动转矩Tq)变为目标驱动力(目标转矩Tq*)；
电流坐标控制部(电流坐标变换器12)，其基于所述电动发电机的所述驱动电流算出d轴电流值(d轴电流值Id)和q轴电流值(q轴电流值 Iq)并输出到所述驱动电流控制部；以及
强励磁控制部(强励磁控制指令部21)，其在所述电动发电机的恒定驱动力线上，进行与可获得最大效率的励磁强度相比增强励磁的强励磁控制，
在所述再生时进行所述强励磁控制的情况下，执行电流消耗控制，在该电流消耗控制中，变更所述d轴电流值(Ida)和所述q轴电流值(Iqa) 以使所述驱动力比所述目标驱动力小(Idb、Iqb)，并进行所述反馈控制。
根据(1)，在再生时进行强励磁控制的情况下，变更d轴电流值和q 轴电流值以使驱动力比目标驱动力小，通过驱动电流控制部进行反馈控制，从而能够通过反馈控制将驱动力调整为目标驱动力，另一方面，以该调整量多余消耗电流。由此，电动发电机控制系统的驱动效率降低，在蓄电器处于充满电或接近充满电的状态时能够抑制由再生制动产生的蓄电器的充电量，因此能够防止蓄电器的劣化。
(2)根据(1)所述的电动发电机控制系统，其中，
所述电动发电机控制系统还具备：
旋转变压器(旋转变压器8)，其检测所述电动发电机的转子旋转角度；以及
旋转变压器相位变更部(旋转变压器相位校正器18)，其变更所述转子旋转角度的值并输出到所述电流坐标控制部，
在所述电流消耗控制中，所述旋转变压器相位变更部将所述转子旋转角度的值(θ_act+θ_ref)变更为使所述驱动力比所述目标驱动力小的值(θ_act+θ_sf)并将其输出到所述电流坐标控制部。
根据(2)，在再生时进行强励磁控制的情况下，只需通过旋转变压器相位变更部变更旋转变压器零点校正值即可，因此即使不进行复杂的控制也能够增加消耗电流。换言之，使用预先留出余量的旋转角度量作为旋转变压器的检测误差量，来对于转子偏移旋转变压器检测角度(相位)，从而能够降低驱动效率。
(3)根据(2)所述的电动发电机控制系统，其中，
所述电流消耗控制在由所述旋转变压器的检测角度相对于所述转子旋转角度的基准点的差异产生的所述目标驱动力与实际驱动力的差异小于规定值的范围内执行。
根据(3)，当由旋转变压器的检测角度相对于转子的旋转角度的基准点的差异扩大时，实际驱动力无法追随目标驱动力而产生驱动力的变动。由此，有可能导致对行驶造成障碍的电机功能故障，因此，在驱动力的差异小于规定值的范围内变更检测角度的值。由此，能够在不导致功能故障的范围内降低驱动效率。
(4)根据(3)所述的电动发电机控制系统，其中，
在d轴的正区域中执行所述强励磁控制和所述检测角度的变更。
根据(4)，通过在d轴上的正区域中进行强励磁控制和旋转变压器的检测角度的校正，能够可靠地降低驱动效率。
(5)一种混合动力车辆(HEV)，其中，
所述混合动力车辆具备：
内燃机(发动机ENG)；
蓄电器(高压蓄电池BATh)；
第一电动发电机(第一电动发电机MG1)，其通过所述内燃机的动力进行发电；
第二电动发电机(第二电动发电机MG2)，其通过来自所述蓄电器或所述第一电动发电机的电力进行驱动；以及
(1)至(4)中任一项所述的电动发电机控制系统(电动发电机控制系统1)，
所述电动发电机控制系统的所述电动发电机是所述第二电动发电机，
在所述第二电动发电机再生时，
通过所述第二电动发电机的再生电力以所述第一电动发电机作为电动机进行动力运行，
对所述第二电动发电机执行所述电流消耗控制，
在所述第一电动发电机的所述动力运行时，
使所述第一电动发电机的负载为所述内燃机，
对于所述第一电动发电机，
变更所述第一电动发电机的d轴电流值(Ida)和q轴电流值(Iqa) 以使驱动力比目标驱动力小(Idb、Iqb)，并基于所述第一电动发电机的驱动电流(Iu、Iv)进行反馈控制以使所述第一电动发电机的动力运行时的驱动力(驱动转矩Tq)变为目标驱动力(目标转矩Tq*)。
根据(5)，结合第二电动发电机，在第一电动发电机为了费电而负载发动机进行驱动时也使效率恶化，由此能够在整个系统中进一步降低驱动效率。

Claims (5)

1.一种电动发电机控制系统，其中，
所述电动发电机控制系统具备：
电动发电机，其通过来自蓄电器的电力进行动力运行，另外，通过从驱动轮输入的驱动力进行再生来对所述蓄电器进行充电；
驱动电流控制部，其基于所述电动发电机的驱动电流进行反馈控制以使所述电动发电机的动力运行时的驱动力或再生时的驱动力变为目标驱动力；
电流坐标控制部，其基于所述电动发电机的所述驱动电流算出d轴电流值和q轴电流值并输出到所述驱动电流控制部；以及
强励磁控制部，其在所述电动发电机的恒定驱动力线上，进行与可获得最大效率的励磁强度相比增强励磁的强励磁控制，
在所述再生时进行所述强励磁控制的情况下，执行电流消耗控制，在该电流消耗控制中，变更所述d轴电流值和所述q轴电流值以使所述驱动力比所述目标驱动力小，并进行所述反馈控制。
2.根据权利要求1所述的电动发电机控制系统，其中，
所述电动发电机控制系统还具备：
旋转变压器，其检测所述电动发电机的转子旋转角度；以及
旋转变压器相位变更部，其变更所述转子旋转角度的值并输出到所述电流坐标控制部，
在所述电流消耗控制中，所述旋转变压器相位变更部将所述转子旋转角度的值变更为使所述驱动力比所述目标驱动力小的值并将其输出到所述电流坐标控制部。
3.根据权利要求2所述的电动发电机控制系统，其中，
所述电流消耗控制在由所述旋转变压器的检测角度相对于所述转子旋转角度的基准点的差异产生的所述目标驱动力与实际驱动力的差异小于规定值的范围内执行。
4.根据权利要求3所述的电动发电机控制系统，其中，
在d轴的正区域中执行所述强励磁控制和所述检测角度的变更。
5.一种混合动力车辆，其中，
所述混合动力车辆具备：
内燃机；
蓄电器；
第一电动发电机，其通过所述内燃机的动力进行发电；
第二电动发电机，其通过来自所述蓄电器或所述第一电动发电机的电力进行驱动；以及
权利要求1至4中任一项所述的电动发电机控制系统，
所述电动发电机控制系统的所述电动发电机是所述第二电动发电机，
在所述第二电动发电机再生时，
通过所述第二电动发电机的再生电力以所述第一电动发电机作为电动机进行动力运行，
对所述第二电动发电机执行所述电流消耗控制，
在所述第一电动发电机的所述动力运行时，
使所述第一电动发电机的负载为所述内燃机，
对于所述第一电动发电机，
变更所述第一电动发电机的d轴电流值和q轴电流值以使驱动力比目标驱动力小，并基于所述第一电动发电机的驱动电流进行反馈控制以使所述第一电动发电机的动力运行时的驱动力变为目标驱动力。
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