專利名稱：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，特別涉及一種通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流的反饋控
制來(lái)對(duì)AC電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為通常的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已知一種包括可充電的DC電源、逆變 器以及AC電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。這種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造如下。在AC電動(dòng)機(jī) 的通電運(yùn)轉(zhuǎn)(power running)過(guò)程中，從DC電源供應(yīng)的電能驅(qū)動(dòng)和控制 AC電動(dòng)機(jī)，從而能夠在DC電源、逆變器與AC電動(dòng)機(jī)之間雙向地供給和 接收電能。另外，在AC電動(dòng)機(jī)的再生操作過(guò)程中，逆變器將從AC電動(dòng) 機(jī)供應(yīng)的再生電能轉(zhuǎn)換成DC電壓，所述DC電壓能夠用來(lái)對(duì)DC電源進(jìn) 行充電。
在這種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，AC電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生超過(guò)輸入側(cè)(DC電源 側(cè))可接受電能的電能，因而可能產(chǎn)生過(guò)剩電能。在此情況下，過(guò)大的再 生電能可能在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)電壓。因此，已經(jīng)需要這樣一種 控制結(jié)構(gòu)，它能夠在需要時(shí)增大AC電動(dòng)機(jī)的電能消耗，從而抑制輸入側(cè) 產(chǎn)生的電能。
與此相關(guān)，日本專利公開No. 2005-102385 (專利文獻(xiàn)1)已經(jīng)公開了 一種用于減小再生電能的控制結(jié)構(gòu)。該控制結(jié)構(gòu)將高頻成分疊加在d軸和 q軸電流命令值上，從而增大流過(guò)AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流的高頻成分。 這種結(jié)構(gòu)增大了 AC電動(dòng)機(jī)的鐵心損耗，從而降低了驅(qū)動(dòng)效率，抑制了 AC電動(dòng)機(jī)的再生電能。因此，可以在AC電動(dòng)機(jī)的再生操作中對(duì)逆變器 輸入側(cè)的DC電壓(DC鏈電壓)升高進(jìn)行抑制。
但是，專利文獻(xiàn)1沒(méi)有公開這樣的控制結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)用于在上述對(duì)再 生電能的消耗控制過(guò)程中當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值改變時(shí)使輸出轉(zhuǎn)矩跟隨轉(zhuǎn)矩命令值。
而且，在專利文獻(xiàn)1公開的控制結(jié)構(gòu)中，由于將高頻成分加到電動(dòng)機(jī) 電流，所以從極其短的時(shí)間單位來(lái)看，電能消耗量持續(xù)改變，整個(gè)控制系 統(tǒng)的工作可能變得不穩(wěn)定。因此，從AC電動(dòng)機(jī)控制的穩(wěn)定角度來(lái)看，電 動(dòng)機(jī)中能夠疊加的高頻電流量(即電能損耗量)只能增大到有限的程度。 因此，難以在保持AC電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)矩控制能力的同時(shí)確保能消耗大的過(guò)剩 電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已被開發(fā)來(lái)克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有的控制結(jié)構(gòu)能夠在執(zhí)行轉(zhuǎn)矩跟隨控制的同時(shí)消耗 過(guò)剩電能、而不使電動(dòng)機(jī)控制不穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被構(gòu)造成用于驅(qū)動(dòng)AC電動(dòng)機(jī)，并
包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的操作進(jìn)行控制的電動(dòng)機(jī)控制
裝置。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路能夠雙向地向AC電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電能以及從AC電動(dòng) 機(jī)接收電能，并向AC電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)功率。電動(dòng)機(jī)控制裝置執(zhí)行消耗操 作并在消耗操作過(guò)程中當(dāng)對(duì)AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令值發(fā)生改變時(shí)執(zhí)行跟隨 操作，所述消耗操作由AC電動(dòng)機(jī)消耗根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)而確定 的過(guò)剩電能，所述跟隨操作在保持消耗操作的同時(shí)使輸出轉(zhuǎn)矩跟隨轉(zhuǎn)矩命 令值的改變。
根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，消耗操作能夠消耗AC電動(dòng)機(jī)中的剩余電 能。此外，即使在消耗操作過(guò)程中對(duì)AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令值發(fā)生改變， 也能夠在保持消耗操作的同時(shí)執(zhí)行跟隨轉(zhuǎn)矩命令值改變的輸出轉(zhuǎn)矩控制。 因此，即使當(dāng)AC電動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩也能夠跟隨轉(zhuǎn)矩命 令值，并能夠在需要時(shí)(例如AC電動(dòng)機(jī)瞬間產(chǎn)生大量電能時(shí))消耗過(guò)剩 電能。因此，在保持了 AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩可控性的同時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 能夠防止系統(tǒng)中產(chǎn)生可能因AC電動(dòng)機(jī)過(guò)度再生電能而造成的過(guò)電壓。此 外，在再生過(guò)程中以友通電運(yùn)轉(zhuǎn)中(即不管AC電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)如何) 都能夠消耗過(guò)剩電能。優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)控制裝置用下述電流 相對(duì)AC電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)隨著消耗操作中確定的過(guò)剩電能增大，所述電 流相使AC電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率相對(duì)降低。
根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由于通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電流的電流相來(lái)消耗 AC電動(dòng)機(jī)的過(guò)剩電能，所以與通過(guò)在電動(dòng)機(jī)電流上疊加高頻成分來(lái)消耗 過(guò)剩電能的控制結(jié)構(gòu)相比，降低了電動(dòng)機(jī)可控性變差的可能性。因此，可
以減小電容器所需的余量并因而降低制造成本，還可以確保能夠由AC電
動(dòng)機(jī)消耗較大過(guò)剩電能。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)控制裝置具有電能評(píng)
估裝置，電能評(píng)估裝置用于根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度和轉(zhuǎn)矩命令值來(lái) 評(píng)估由AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電能，電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)由電能評(píng)估裝置評(píng)估 的所產(chǎn)生的電能來(lái)確定由消耗操作消耗的過(guò)剩電能。
上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度和轉(zhuǎn)矩命令值來(lái)評(píng) 估所產(chǎn)生的電能，從而能夠容易并且可靠地掌握AC電動(dòng)機(jī)中的過(guò)剩電 能。因此，該系統(tǒng)能夠容易地檢測(cè)到必須由AC電動(dòng)機(jī)中的過(guò)剩電能消耗 來(lái)抑制再生電能這樣的狀態(tài)。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路能夠雙向地 向可充電DC電源供應(yīng)電能以及從所述可充電DC電源接收電能。電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括電壓檢測(cè)器，電壓檢測(cè)器對(duì)將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與DC電源 電連接在一起的互連器件上的電壓進(jìn)行檢測(cè)。電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)由電壓 檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓，來(lái)確定由消耗操作消耗的過(guò)剩電能。
根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在AC電動(dòng)機(jī)造成的過(guò)剩再生電能使電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與DC電源之間的互連器件上的電壓(DC鏈電壓)升高時(shí)， 能夠增大AC電動(dòng)機(jī)中的過(guò)剩電能消耗來(lái)抑制AC電動(dòng)機(jī)的S^生電能。因 此，能夠可靠地防止電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)電壓。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，AC電動(dòng)機(jī)安裝在車輛上， 所述AC電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接到車輛的車輪用于傳遞轉(zhuǎn)矩。此外，電動(dòng)機(jī) 控制裝置根據(jù)車輛所需的制動(dòng)力來(lái)確定由消耗操作消耗的所述過(guò)剩電能。
在前述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，在AC電動(dòng)機(jī)用作車輛驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，AC電動(dòng)機(jī)中的過(guò)剩電能消耗能夠根據(jù)車輛所需的制動(dòng)力產(chǎn)生慣性矩增大。由 此，由于AC電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度隨著慣性矩增大而降低的效果，駕駛員能 夠獲得更加可靠的減速感。此外，即使在AC電動(dòng)機(jī)中由于輸入側(cè)等的充 電限制而不能進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，也能夠產(chǎn)生車輛制動(dòng)力。因此，可以改善 裝有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛的驅(qū)動(dòng)感和制動(dòng)能力。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)控制裝置具有特 性儲(chǔ)存裝置，并基于據(jù)儲(chǔ)存在特性儲(chǔ)存裝置中的關(guān)系，根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值和
所確定的過(guò)剩電能來(lái)產(chǎn)生電流命令。所述特性儲(chǔ)存裝置預(yù)先儲(chǔ)存與AC電
動(dòng)機(jī)中相同大小的過(guò)剩電能消耗對(duì)應(yīng)的、轉(zhuǎn)矩命令值與電流命令之間的所
述關(guān)系o
根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，基于預(yù)先儲(chǔ)存的關(guān)系，電流命令能夠使
AC電動(dòng)機(jī)輸出根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值的轉(zhuǎn)矩并消耗過(guò)剩電能，并且即使轉(zhuǎn)矩命 令值和/或要消耗的過(guò)剩電能發(fā)生改變，這種電流命令也能夠連續(xù)地改變。 因此，即使當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值改變過(guò)剩電能消耗操作時(shí)，也能夠執(zhí)行AC電動(dòng) 機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的跟隨控制。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)控制裝置包括損耗增 大設(shè)定裝置、電流命令產(chǎn)生裝置和電流控制裝置。損耗增大設(shè)定裝置設(shè)定 電動(dòng)機(jī)損耗命令，所述電動(dòng)機(jī)損耗命令表示了對(duì)應(yīng)于所確定的過(guò)剩電能， AC電動(dòng)機(jī)中應(yīng)增大的電能損耗。電流命令產(chǎn)生裝置根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 矩命令值以及基于損耗增大設(shè)定裝置所確定的電動(dòng)機(jī)損耗命令來(lái)為流經(jīng) AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流產(chǎn)生電流命令。電流控制裝置根據(jù)由電流命令產(chǎn) 生裝置產(chǎn)生的電流命令，對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的操作進(jìn)行控制以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī) 電流。此外，電流命令產(chǎn)生裝置產(chǎn)生電流命令，使得AC電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn) 矩與轉(zhuǎn)矩命令值匹配，并使得AC電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率隨著由電動(dòng)機(jī)損耗命 令造成的電能損耗增大而相對(duì)減小。
根據(jù)上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在電流控制裝置通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流的反饋控 制來(lái)驅(qū)動(dòng)AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)電流控制的命令值(電 流命令值)禎設(shè)定為根據(jù)電動(dòng)機(jī)損耗命令在AC電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生電能損耗， 從而能夠執(zhí)行消耗任意過(guò)剩電能的前述消耗操作。因此，即使當(dāng)AC電動(dòng)機(jī)所需轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩也能夠跟隨命令值，并能夠在需要時(shí)通過(guò)增 大AC電動(dòng)機(jī)中的電能損耗來(lái)消耗過(guò)剩電能。因此，可以在保持AC電動(dòng)
機(jī)可控性的同時(shí)，防止在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生可能因AC電動(dòng)機(jī)供應(yīng)過(guò)
多再生電能而造成的過(guò)電壓。
更優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)控制裝置還包括方 波電壓控制裝置、控制模式選擇裝置和控制模式校正裝置。方波電壓控制
裝置控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的操作來(lái)向AC電動(dòng)機(jī)施加方波電壓，所述方波 電壓的相取決于轉(zhuǎn)矩命令值?？刂颇Ｊ竭x擇裝置根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)的操作狀 態(tài)，來(lái)選擇電流控制裝置與方波電壓控制裝置中的一者。控制模式校正裝 置在控制模式選擇裝置選擇了方波電壓控制裝置時(shí)，根據(jù)由損耗增大設(shè)定 裝置確定的電動(dòng)機(jī)損耗命令，來(lái)取消控制模式選擇裝置進(jìn)行的選擇并選擇 電流控制裝置。特別是，當(dāng)控制模式校正裝置選擇了電流控制裝置時(shí)，電 流命令產(chǎn)生裝置在下述區(qū)域中產(chǎn)生電流命令在所述區(qū)域中，AC電動(dòng)機(jī) 的驅(qū)動(dòng)效率低于由使用方波電壓控制裝置進(jìn)行的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所獲得的驅(qū)動(dòng) 效率。
上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠選擇性地使用一般的電動(dòng)機(jī)電流控制以及方 波電壓控制來(lái)確保高速區(qū)域中的電動(dòng)機(jī)輸出，從而能夠增大AC電動(dòng)機(jī)的 可工作區(qū)域。此外，在方波電壓控制過(guò)程中AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了過(guò)剩電能 時(shí)，可以選擇在驅(qū)動(dòng)效率比方波電壓控制過(guò)程中更低的范圍內(nèi)產(chǎn)生電流命 令的電動(dòng)機(jī)電流控制，而不選擇方波電壓控制。由此，AC電動(dòng)機(jī)能夠在 這種更大的可工作區(qū)域中的任何部分消耗過(guò)剩電能。因此，可以由于采用 方波電壓控制而確保高速區(qū)域中的輸出，并能夠防止由于AC電動(dòng)機(jī)的再 生電能過(guò)度增大而可能在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的過(guò)電壓。
優(yōu)選地，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電動(dòng)機(jī)控制裝置被與每個(gè)AC電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行布置。每個(gè) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路能夠雙向地向可充電的公共電源供應(yīng)電能以及從所述可充 電的公共電源接收電能。此外，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括分配裝置，所述分 配裝置用于分別設(shè)定多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)中的消耗過(guò)剩電能，使得多個(gè)'AC電 動(dòng)機(jī)構(gòu)成的整體消耗所述過(guò)剩電能。每個(gè)電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)AC電動(dòng)機(jī)中相應(yīng)的一者進(jìn)行控制，以執(zhí)行對(duì)由分配裝置確定的消耗過(guò)剩電能中相應(yīng)一 者進(jìn)行消耗的消耗操作。
驅(qū)動(dòng)多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠在各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)中 執(zhí)行消耗操作，使得多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的整體消耗通過(guò)考慮整個(gè)系統(tǒng)的電能 平衡而確定的過(guò)剩電能。因此，可以抑制每個(gè)AC電動(dòng)機(jī)消耗的過(guò)剩電能 因而減少各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷，并且這些AC電動(dòng)機(jī)可以作為一個(gè)整 體來(lái)消耗過(guò)剩電能。由此，可以完全考慮多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)來(lái)防 止電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)電壓。特別是，即使在一個(gè)或一些電動(dòng)機(jī)正在 執(zhí)行再生操作(即發(fā)電操作)、其他(一個(gè)或多個(gè))電動(dòng)機(jī)正在執(zhí)行通電 運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，也可以防止多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)作為一個(gè)整體產(chǎn)生過(guò)剩電能， 并可以防止電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)電壓。另外，與一個(gè)或一些AC電動(dòng) 機(jī)集中消耗過(guò)剩電能的情況相比，還可以可靠地增大可消耗的過(guò)剩電能。
更優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，分配裝置包括上限設(shè)定 裝置，其用于根據(jù)相應(yīng)的AC電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前操作狀態(tài)來(lái)分別計(jì)算多個(gè)AC 電動(dòng)機(jī)的可消耗過(guò)剩電能；以及分配確定裝置，其用于設(shè)定多個(gè)AC電動(dòng) 機(jī)各自的消耗過(guò)剩電能，使得過(guò)剩消耗電能中每一者都處于由上限設(shè)定裝 置計(jì)算出的相應(yīng)的可消耗過(guò)剩電能的范圍內(nèi)。
上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠根據(jù)各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，將消 耗過(guò)剩電能分配在可消耗范圍內(nèi)。因此，多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)各個(gè) AC電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)(再生操作和通電運(yùn)行)而在它們之間保持平衡的 同時(shí)消耗過(guò)剩電能。
更優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，分配裝置包括分配確定裝 置，所述分配確定裝置用于考慮到多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的溫度來(lái)分別設(shè)定多個(gè) AC電動(dòng)機(jī)的消耗過(guò)剩電能。
上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)隨著過(guò)剩電能消耗而發(fā)生的電動(dòng)發(fā)電機(jī)溫度升 高進(jìn)行監(jiān)視。由此，可以避免執(zhí)行下述過(guò)剩電能消耗操作所述操作使電 動(dòng)機(jī)溫度升高到造成電動(dòng)機(jī)特性改變的高溫范圍。
更優(yōu)選地，在本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，分配裝置包括上限設(shè)定 裝置，其用于對(duì)各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)，根據(jù)相應(yīng)的AC電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)來(lái)計(jì)算預(yù)定時(shí)間內(nèi)可消耗的各個(gè)過(guò)剩電能；以及分配確定裝置，其用于設(shè)
定各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的消耗過(guò)剩電能，使得每個(gè)消耗過(guò)剩電能都處于由上限
設(shè)定裝置計(jì)算出的預(yù)定時(shí)間內(nèi)可消耗的相應(yīng)過(guò)剩電能的范圍內(nèi)。 上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠在當(dāng)前工作狀態(tài)中在預(yù)定時(shí)間內(nèi)允許增大的
范圍內(nèi)向各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)分配過(guò)剩電能。因此，該系統(tǒng)能夠根據(jù)各個(gè)AC 電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)(再生操作和通電運(yùn)行)來(lái)在短時(shí)間內(nèi)消耗全部過(guò)剩電 能。
特別地，在上述結(jié)構(gòu)中，多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其產(chǎn)生 車輛的車輪驅(qū)動(dòng)力；和非驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其不直接產(chǎn)生車輪驅(qū)動(dòng)力。分配裝 置設(shè)定各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的消耗過(guò)剩電能，使得非驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)優(yōu)先消耗過(guò)剩 電能。
在上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，由于優(yōu)先使用不直接產(chǎn)生車輪驅(qū)動(dòng)力的非 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)消耗過(guò)剩電能，所以可以抑制AC電動(dòng)機(jī)的過(guò)剩電能消耗操 作對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)性能造成影響的可能性。
因此，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠在執(zhí)行轉(zhuǎn)矩跟隨控制的同時(shí)消耗 過(guò)剩電能而不使電動(dòng)機(jī)控制變差。因此，該系統(tǒng)防止了由于AC電動(dòng)機(jī)供 應(yīng)過(guò)多再生電能而在其中產(chǎn)生過(guò)電壓。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。 圖2的框示了圖1所示AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流控制。 圖3的概念示了圖1所示AC電動(dòng)機(jī)MG的電動(dòng)機(jī)電流相與輸出 轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。
圖4圖示了用于根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值來(lái)設(shè)定電動(dòng) 機(jī)電流命令值的圖表的構(gòu)造示例。
圖5圖示了與圖3的電流相一輸出轉(zhuǎn)矩特性圖對(duì)應(yīng)的電流工作點(diǎn)設(shè)定。
圖6的流程示了在根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電流控 制命令值的確定過(guò)程。圖7圖示了根據(jù)第二實(shí)施例，輸入到電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元的信息。
圖8的流程示了根據(jù)第二實(shí)施例的第一示例，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè) 定單元的操作。
圖9的流程示了根據(jù)第二實(shí)施例的第二示例，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè) 定單元的操作。
圖10的流程示了根據(jù)第二實(shí)施例的第三示例，電動(dòng)機(jī)損耗增大 設(shè)定單元的操作。
圖11圖示了根據(jù)第二實(shí)施例的變更形式，輸入到電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè) 定單元的信息。
圖12的流程示了根據(jù)第二實(shí)施例的變更形式，電動(dòng)機(jī)損耗增大
設(shè)定單元的操作。
圖13圖示了在根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所用的控制方法。
圖14的流程示了在根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中選擇控 制方法的方法。
圖15圖示了在根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中與電動(dòng)機(jī)狀況對(duì)
應(yīng)的控制方法的切換。
圖16的框示了在根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所用的方
波電壓控制方法。
圖17圖示了在方波電壓控制方法中的輸出轉(zhuǎn)矩控制。
圖18的概念示了方波電壓控制方法中的電流工作點(diǎn)。
圖19的概念示了要應(yīng)用方波電壓控制方法的驅(qū)動(dòng)區(qū)域中應(yīng)用電
動(dòng)機(jī)電流控制的方式。
圖20的流程示了根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)
控制方法。
圖21的示意示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整 體結(jié)構(gòu)。
圖22的流程示了根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中確定各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值的方式。
圖23的流程示了根據(jù)第五實(shí)施例在各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間分配消 耗過(guò)剩電能的第一示例。
圖24的概念示了計(jì)算每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)中可消耗過(guò)剩電能的方式。
圖25的流程示了用于圖23所示消耗過(guò)剩電能分配的優(yōu)選控制結(jié)構(gòu)。
圖26的流程示了根據(jù)第五實(shí)施例，在各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間分配 消耗過(guò)剩電能的第二示例。
圖27示出了具有圖21中的結(jié)構(gòu)并額外設(shè)有溫度傳感器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。
圖28的流程示了根據(jù)第五實(shí)施例在各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間分配消 耗過(guò)剩電能的第三示例。
圖29的概念示了伴隨過(guò)剩電能消耗操作電流命令值改變所需的 時(shí)間。
圖30圖示了圖表的一種結(jié)構(gòu)示例，該圖表用于獲得能夠由各個(gè)電動(dòng) 發(fā)電機(jī)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)增大的消耗過(guò)剩電能。
圖31的流程示了用于圖28所示消耗過(guò)剩電能分配的另一種優(yōu)選 控制結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。相同或相應(yīng)的部分具有相 同的標(biāo)號(hào)，并且原則上不再對(duì)其重復(fù)說(shuō)明。 [第一實(shí)施例]
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。 參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100包括DC電壓產(chǎn)
生單元10#、濾波電容器C0、逆變器20、控制裝置50和AC電動(dòng)機(jī)MG。
負(fù)載60由AC電動(dòng)機(jī)MG的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。例如，負(fù)載60包括驅(qū)動(dòng)軸62和驅(qū)動(dòng)輪65，驅(qū)動(dòng)軸62被連結(jié)來(lái)傳遞AC電動(dòng)機(jī)MG的輸出轉(zhuǎn) 矩，驅(qū)動(dòng)輪被驅(qū)動(dòng)以隨著驅(qū)動(dòng)軸62的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
如上所述，AC電動(dòng)機(jī)MG通常用作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，用于對(duì)混合動(dòng)力車 輛或電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)?；蛘撸珹C電動(dòng)機(jī)MG也可以構(gòu)造成具 有由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的功能，并可以構(gòu)造成既具有電動(dòng)機(jī)功能又具有 發(fā)電機(jī)功能，從而通過(guò)產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)輪65的旋轉(zhuǎn)方向相反方向的輸出轉(zhuǎn)矩 來(lái)執(zhí)行再生發(fā)電。此外，AC電動(dòng)機(jī)MG可以布置在混合動(dòng)力汽車中，從 而可以給發(fā)動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)工作以起動(dòng)該發(fā)動(dòng)機(jī)。
DC電壓產(chǎn)生單元10#包括DC電源B、系統(tǒng)繼電器SRI和SR2、濾波 電容器CI和升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12。
DC電源B由鎳氫、鋰離子等二次電池形成，或由蓄電裝置(例如電 雙層電容器)形成。電壓傳感器10感測(cè)DC電源B輸出的DC電壓Vb。 電壓傳感器10向控制裝置50輸出檢測(cè)到的DC電壓Vb。
系統(tǒng)繼電器SRI連接在DC電源B的正極端子與電源線6之間，系統(tǒng) 繼電器SR2連接在DC電源B的負(fù)極端子與地線5之間。系統(tǒng)繼電器 SR1、 SR2由來(lái)自控制裝置50的信號(hào)SE接通/關(guān)斷。具體地，由來(lái)自控制 裝置50的H (邏輯高)電平的信號(hào)SE使系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2接通，并 由來(lái)自控制裝置50的L (邏輯低)電平的信號(hào)SE使之關(guān)斷。濾波電容器 CI連接在電源線6與地線5之間。
升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12包括電抗器LI以及功率半導(dǎo)體開關(guān)元件Ql和Q2。
功率開關(guān)元件Ql和Q2串聯(lián)連接在電源線7與地線5之間。功率開關(guān) 元件Ql和Q2的導(dǎo)通/關(guān)斷是通過(guò)從控制裝置50提供的開關(guān)控制信號(hào)SI 和S2來(lái)控制的。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，IGBT (絕緣柵雙極晶體管)、功率MOS (金 屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管、功率雙極晶體管等可以用作功率半導(dǎo)體開關(guān)元 件(下文中將簡(jiǎn)稱為"開關(guān)元件")。對(duì)于開關(guān)元件Q1和Q2設(shè)有反并聯(lián) 的二極管D1和D2。
電抗器LI連接在開關(guān)元件Ql和Q2的連接節(jié)點(diǎn)與電源線6之間。此外濾波電容器CO連接在電源線7與地線5之間。
逆變器20由U相臂22、 V相臂24和W相臂26形成，這些臂并聯(lián)設(shè) 置在電源線7與地線5之間。各相臂由串聯(lián)連接在電源線7與地線5之間 的開關(guān)元件形成。例如，U相臂22由開關(guān)元件Qll和Q12形成，V相臂 24由開關(guān)元件Q13和Q14形成，W相臂26由開關(guān)元件Q15和Q16形 成。另外，反并聯(lián)的二極管D11—D16分別連接到開關(guān)元件Q11—Q16。 開關(guān)元件Q11—Q16的導(dǎo)通/關(guān)斷是由來(lái)自控制裝置50的開關(guān)控制信號(hào) S11 — S16控制的。
各相臂的中間點(diǎn)連接到AC電動(dòng)機(jī)MG的各相線圈的相端。換言之， AC電動(dòng)機(jī)MG是三相永磁電動(dòng)機(jī)，并形成為使三個(gè)U、 V和W相線圈一 側(cè)的各端共同連接到中性點(diǎn)N。此外，各相線圈的另一端連接到相臂22、 24或26的開關(guān)元件中間點(diǎn)。
在升壓操作中，升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12向逆變器20供應(yīng)DC電壓VH (該DC電壓相當(dāng)于逆變器20的輸入電壓，下文中也稱為"系統(tǒng)電壓 VH")，所述DC電壓VH是通過(guò)對(duì)從DC電源B供應(yīng)的DC電壓Vb進(jìn) 行升壓而產(chǎn)生的。這個(gè)系統(tǒng)電壓對(duì)應(yīng)于專利文獻(xiàn)1中指出的逆變器DC鏈 電壓。
具體地，開關(guān)元件Q1和Q2的占空比(導(dǎo)通時(shí)間段比率)是響應(yīng)于從 控制裝置50提供的開關(guān)控制信號(hào)SI和S2設(shè)定的，升壓比取決于占空 比。
另外，在降壓操作時(shí)，升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12使從逆變器20經(jīng)過(guò)濾波電 容器CO供應(yīng)的DC電壓(系統(tǒng)電壓)降低，并供應(yīng)該電壓來(lái)對(duì)DC電源B 充電。具體地，響應(yīng)于來(lái)自控制裝置50的開關(guān)控制信號(hào)Sl和S2來(lái)交替 地提供只有開關(guān)元件Ql導(dǎo)通的時(shí)間段以及兩個(gè)開關(guān)元件Ql和Q2都關(guān)斷 的時(shí)間段，降壓比取決于上述導(dǎo)通時(shí)間段的占空比。
濾波電容器C0使來(lái)自升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12的DC電壓平滑化，并將經(jīng) 過(guò)平滑處理的DC電壓供給逆變器20。電壓傳感器13檢測(cè)濾波電容器CO 相反兩端之間的電壓(即系統(tǒng)電壓)，并向控制裝置50輸出所檢測(cè)到的 值VH。在AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩命令值為正(Tqcom>0)時(shí)，通過(guò)開關(guān)元件 Q11—Q16響應(yīng)于來(lái)自控制裝置50的開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16進(jìn)行開關(guān)操 作，逆變器20將從濾波電容器CO供應(yīng)的DC電壓轉(zhuǎn)換成AC電壓，并驅(qū) 動(dòng)AC電動(dòng)機(jī)MG來(lái)輸出正轉(zhuǎn)矩。另一方面，在AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩命 令值為零(Tqcom=0)時(shí)，通過(guò)響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16的開關(guān)操 作，逆變器20將該DC電壓轉(zhuǎn)換成AC電壓，并驅(qū)動(dòng)AC電動(dòng)機(jī)MG使轉(zhuǎn) 矩為零。這樣，AC電動(dòng)機(jī)MG被驅(qū)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom指示的 零轉(zhuǎn)矩或正轉(zhuǎn)矩。
此外，在裝備電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的再生 制動(dòng)時(shí)，AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom被設(shè)定為負(fù)(TqcomO)。 在此情況下，通過(guò)響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16的開關(guān)操作，逆變器20 將AC電動(dòng)機(jī)MG產(chǎn)生的AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓，并經(jīng)過(guò)濾波電容器CO 向升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12供給所轉(zhuǎn)換的DC電壓(系統(tǒng)電壓)。注意，本申 請(qǐng)中所指的再生制動(dòng)，包括在駕駛混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的駕駛員對(duì)腳 制動(dòng)踏板進(jìn)行操作的情況下伴隨產(chǎn)生再生電能的制動(dòng)，也包括在行駛過(guò)程 中不操作腳制動(dòng)踏板而是通過(guò)松開加速器踏板造成產(chǎn)生再生電能的同時(shí)使 車輛減速(即中止加速)。
電流傳感器27對(duì)AC電動(dòng)機(jī)MG中流動(dòng)的電動(dòng)機(jī)電流MCRT進(jìn)行檢 測(cè)，并向控制裝置50輸出所檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)電流。這里，由于三相電流 iu、 iv和iw的瞬時(shí)值之和為零，所以如圖l所示，電流傳感器27可以布 置為僅檢測(cè)兩相的電動(dòng)機(jī)電流(例如V相電流iv和W相電流iw)。
旋轉(zhuǎn)角度傳感器(解算器)28對(duì)AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)子(未示出)的 旋轉(zhuǎn)角度e進(jìn)行檢測(cè)，并向控制裝置50發(fā)送所檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角度e。在控 制裝置50中，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度e來(lái)計(jì)算AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)速Nmt (旋轉(zhuǎn)角 速度co)。
控制裝置50基于從設(shè)在外部的電子控制單元(ECU)輸入的轉(zhuǎn)矩命 令值Tqcom、由電壓傳感器10檢測(cè)到的電池電壓Vb、由電壓傳感器13 檢測(cè)到的系統(tǒng)電壓VH、從電流傳感器27提供的電動(dòng)機(jī)電流MCRT、以及 從旋轉(zhuǎn)角度傳感器28提供的旋轉(zhuǎn)角度e對(duì)逆變器20的工作進(jìn)行控制，使AC電動(dòng)機(jī)MG通過(guò)下文所述的方法來(lái)根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom輸出轉(zhuǎn)矩。 換言之，控制裝置50如上所述產(chǎn)生用于對(duì)逆變器20進(jìn)行控制的開關(guān)控制 信號(hào)并將其輸出到逆變器20。
在升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12的增壓或升壓操作時(shí)，控制裝置50根據(jù)AC電 動(dòng)機(jī)MG的工作狀態(tài)來(lái)計(jì)算系統(tǒng)電壓VH的命令值，并根據(jù)該命令值以及 由電壓傳感器13感測(cè)到的系統(tǒng)電壓VH的檢測(cè)值，來(lái)產(chǎn)生提供該電壓命令 值的輸出電壓VH的開關(guān)控制信號(hào)SI和S2。
另外，在控制裝置50從外部ECU接收到表示混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車 輛進(jìn)入再生制動(dòng)模式的控制信號(hào)RGE時(shí)，它產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16 并將其輸出到逆變器20，使AC電動(dòng)機(jī)MG產(chǎn)生的AC電壓被轉(zhuǎn)換成DC 電壓。這樣，逆變器20將AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的AC電壓轉(zhuǎn)換成要供給 升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12的DC電壓。
此外，響應(yīng)于控制信號(hào)RGE，控制裝置50產(chǎn)生使從逆變器20供應(yīng)的 DC電壓降壓的開關(guān)控制信號(hào)SI和S2，并向升壓/降壓轉(zhuǎn)換器12輸出這些 信號(hào)。以此方式，來(lái)自AC電動(dòng)機(jī)MG的再生電能被用來(lái)對(duì)DC電源B進(jìn) 行充電。
而且，在使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100起動(dòng)或停機(jī)時(shí)，控制裝置50產(chǎn)生使 系統(tǒng)繼電器SRI和SR2接通/關(guān)斷的信號(hào)SE，并向系統(tǒng)繼電器SR1、 SR2 輸出所述信號(hào)。
此外，控制裝置50接收與DC電源B有關(guān)的信息，例如SOC (充電 狀態(tài))和表示充電限制的可輸入電能量Win。由此，控制裝置50對(duì)電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100中消耗的電能和產(chǎn)生的電能(再生電能)進(jìn)行控制。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100中AC電動(dòng)機(jī)MG的驅(qū)動(dòng)控制基本上是通過(guò)如下 所述電動(dòng)機(jī)電流MCRT的反饋控制來(lái)執(zhí)行的。
圖2是根據(jù)脈寬調(diào)制(PWM)方法由控制裝置50執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)電流 控制的控制框圖。
參考圖2，電流控制框200包括坐標(biāo)變換單元200和250、轉(zhuǎn)速計(jì)算 單元230、 PI計(jì)算單元240和PWM^號(hào)產(chǎn)生單元260。此外，電流控制框 200還包括電流命令產(chǎn)生單元210和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300，電流命令產(chǎn)生單元210向電流控制框200提供電流命令，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定 單元300向電流命令產(chǎn)生單元210提供AC電動(dòng)機(jī)MG中要增大的電能損 耗。
電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300接收DC電源B的充電狀態(tài)SOC、可輸 入電能量Win和控制信號(hào)RGE以及AC電動(dòng)機(jī)MG的工作狀況(即轉(zhuǎn)矩 命令值Tqcom和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nmt (旋轉(zhuǎn)角速度co))，并產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)損耗 增大設(shè)定值Mlcom。
電流命令產(chǎn)生單元210基于預(yù)先準(zhǔn)備的對(duì)照表等，根據(jù)AC電動(dòng)機(jī) MG的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom，來(lái)產(chǎn)生電流命 令值Idcom禾口 Iqcom。
坐標(biāo)變換單元220利用由旋轉(zhuǎn)角度傳感器28檢測(cè)到的AC電動(dòng)機(jī)MG 的旋轉(zhuǎn)角度e來(lái)執(zhí)行坐標(biāo)變換(三相至兩相)，從而根據(jù)由電流傳感器27 檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)電流MCRT (iv、 iw、 iu=—(iv+iw))來(lái)計(jì)算d軸電流id和 q軸電流iq。轉(zhuǎn)速計(jì)算單元230根據(jù)來(lái)自旋轉(zhuǎn)角度傳感器28的輸出，計(jì)算 AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)速Nmt。
PI計(jì)算單元240接收d軸電流命令值的偏差A(yù)Id (AId=Idcom - id)和 q軸電流命令值的偏差A(yù)Iq (Akplqcom - iq) 。 PI計(jì)算單元240用規(guī)定增 益執(zhí)行PI計(jì)算，來(lái)獲得d軸電流偏差A(yù)Id和q軸電流偏差A(yù)Iq各自的控制 偏差，并分別產(chǎn)生與這些控制偏差對(duì)應(yīng)的d軸電壓命令值Vd弁和q軸電壓 命令值Vq弁。
坐標(biāo)變換單元250利用AC電動(dòng)機(jī)MG的旋轉(zhuǎn)角度e執(zhí)行坐標(biāo)變換(兩 相至三相)，從而將d軸電流命令值Vd弁和q軸電流命令值Vq弁轉(zhuǎn)換成U 相、V相和W相的各個(gè)相電壓命令值Vu、 Vv和Vw。這里，系統(tǒng)電壓 VH也反映在從d軸電壓命令值Vd弁和q軸電壓命令值Vq弁向各個(gè)相電壓 命令值Vu、 Vv和Vw的轉(zhuǎn)換中。
PWM信號(hào)產(chǎn)生單元260根據(jù)各相的電壓命令值Vu、 Vv和Vw與規(guī)定 載波之間的比較來(lái)產(chǎn)生圖1所示的開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16。根據(jù)電流控制 框200產(chǎn)生的開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16對(duì)逆變器20的開關(guān)進(jìn)行控制，使得 用于根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom輸出轉(zhuǎn)矩的AC電壓被施加到AC電動(dòng)機(jī)MG。VH命令值產(chǎn)生單元310根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和 轉(zhuǎn)速Nmt，產(chǎn)生系統(tǒng)電壓VH的控制命令值VH# (下文中也稱為"電壓命 令值VH弁")。PWM信號(hào)產(chǎn)生單元350基于由電壓傳感器10檢測(cè)到的電池電壓Vb 以及當(dāng)前的系統(tǒng)電壓VH，根據(jù)規(guī)定的PWM控制方法來(lái)產(chǎn)生開關(guān)控制信 號(hào)Sl和S2，使逆變器12的輸出電壓達(dá)到電壓命令值VH#。如下文中詳細(xì)說(shuō)明的，在根據(jù)本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電流命 令產(chǎn)生單元210在產(chǎn)生電流命令值Idcom和Iqcom中，反映了電動(dòng)機(jī)損耗 增大設(shè)定值Mlcom，其中所述電流命令值Idcom和Iqcom用于根據(jù)轉(zhuǎn)矩命 令值Tqcom從AC電動(dòng)機(jī)MG輸出轉(zhuǎn)矩。圖3是圖示了 AC電動(dòng)機(jī)MG的電動(dòng)機(jī)電流相與輸出轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的 概念圖。在圖3中，實(shí)線是表示在電動(dòng)機(jī)電流幅度保持不變的情況下當(dāng)改變電 流相時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩所發(fā)生的改變的特性線。從這些特性線可以理解到，存在 著獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩(即與各個(gè)電動(dòng)機(jī)電流幅度有關(guān)的最大電動(dòng)機(jī)效率) 的電流相。最佳效率特性線CLO是通過(guò)將與各個(gè)電流幅度對(duì)應(yīng)的最大效率 工作點(diǎn)連接起來(lái)獲得的。圖2所示的電流命令產(chǎn)生單元210基本上確定電動(dòng)機(jī)電流的幅度和相 位，以將電流工作點(diǎn)設(shè)定在對(duì)于輸出轉(zhuǎn)矩的命令值(即轉(zhuǎn)矩命令值 Tqcom)的最佳效率特性線CLO上，并產(chǎn)生用于d軸和q軸的電流命令值 Idcom和Iqcom，使得可以獲得這樣確定的電流幅度和電流相。另外，可以以電流工作點(diǎn)集合的形式獲得損耗增大特性線CL1 —CL3，所述電流工作點(diǎn)集合是通過(guò)使電流相從最佳點(diǎn)偏移以在AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生一定量的低損耗而獲得的。這樣，各條損耗增大特性線可以被定義為由對(duì)應(yīng)于各個(gè)電流幅度而發(fā)生相同量的電動(dòng)機(jī)損耗的電流工作點(diǎn)的 隹厶朱n o結(jié)果，根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值'Tqcom和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom，可 以從圖3所示的電流相一輸出轉(zhuǎn)矩特性中選擇一個(gè)電流工作點(diǎn)。例如，如圖3所示，當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom等于Tl時(shí)，對(duì)于等于0、 Ll、 L2和L3的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom分別獲得電流工作點(diǎn)Plo、 Pla、 Plb和Plc。同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom等于T2時(shí)，對(duì)于等于0、 Ll、 L2和L3的電動(dòng)機(jī)損耗設(shè)定值Mlcom分別可以設(shè)定電流工作點(diǎn)P2o、 P2a、 P2b禾卩P2c。如圖4所示，預(yù)先準(zhǔn)備參照?qǐng)D表TBL。其圖表值根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值 Tqcom和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom由與各個(gè)電流工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的d軸和 q軸電流命令值的集合(Idcom、 Iqcom)形成。電流命令產(chǎn)生單元210根 據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom來(lái)參照?qǐng)D表TBL， 從而能夠在使根據(jù)電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom的電能損耗增大的同時(shí)， 產(chǎn)生用于輸出根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom的轉(zhuǎn)矩的電流命令值Idcom和 Iqcom。這樣，可以任意地設(shè)定使AC電動(dòng)機(jī)MG以最佳效率工作的操作 (Mkx>m=0)以及通過(guò)可以根據(jù)設(shè)定值增大AC電動(dòng)機(jī)MG中的電能損耗 來(lái)消耗任意過(guò)剩電能的消耗操作(Mlcom>0)。或者，如圖5所示，可以預(yù)先準(zhǔn)備參照表，該參照表的圖表值由與電 流相一輸出轉(zhuǎn)矩特性的二維平面上被作為電流工作點(diǎn)的候選者而處理的各 個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流命令值(Idcom、 Iqcom)的集合形成。在此情況下，電流 命令產(chǎn)生單元210根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom 來(lái)確定從圖5的候選者中要選擇的電流工作點(diǎn)。這種方法可以產(chǎn)生與圖4 所示方法類似的電流命令值。圖6的流程示了在根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中用于電流 控制命令值的確定過(guò)程。參考圖6，在步驟S100，控制裝置50根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)MG的工作狀 態(tài)，來(lái)確定要由AC電動(dòng)機(jī)MG消耗的過(guò)剩電能(即要增大的電能損 耗)。具體地，控制裝置50確定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom，該值對(duì) 應(yīng)于要通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率來(lái)額外消耗的、與AC電動(dòng)機(jī)MG中過(guò)剩 電能對(duì)應(yīng)的電能損耗量。步驟S100中的處理對(duì)應(yīng)于圖2所示的電動(dòng)機(jī)損 耗增大設(shè)定單元300的操作。例如，在步驟S100中，當(dāng)AC電動(dòng)機(jī)MG根據(jù)控制信號(hào)RGE執(zhí)行再 生操作時(shí)，可以根據(jù)充電狀態(tài)(即SOC)和可輸入的電能量Win來(lái)限制對(duì) DC電源B (二次電池)的充電，在此情況下設(shè)定了 (Mlcom>0)。這 樣，考慮了 AC電動(dòng)機(jī)MG的工作狀態(tài)(即考慮到了是否正在執(zhí)行再生操 作，評(píng)估的在AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的電能量反映了車輪的抓地/打滑等) 和來(lái)自AC電動(dòng)機(jī)MG的再生電能的供應(yīng)目標(biāo)狀態(tài)，來(lái)確定電動(dòng)機(jī)損耗增 大設(shè)定值Mlcom?？刂蒲b置50在步驟SI 10確定步驟S100中確定的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè) 定值Mlcom是否大于0 (Mlcom>0)。在Mlcom值等于0 (步驟S110為 "否")時(shí)，不需要有意增大AC電動(dòng)機(jī)MG的電能損耗，因而執(zhí)行電動(dòng) 機(jī)控制來(lái)使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率最大化。這樣，控制裝置50根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值 Tqcom來(lái)確定電流命令值Idcom和Iqcom，從而可以將電流工作點(diǎn)確定在 圖3所示的最佳效率特性線CL0上。例如，參照?qǐng)D表TBL (圖4)來(lái)確定 d軸電流命令值Idcom和q軸電流命令值Iqcom。在電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom大于0 (步驟S110為"是")時(shí)， 控制裝置50在步驟S130確定輸出轉(zhuǎn)矩是否正在改變，即轉(zhuǎn)矩命令值 Tqcom是否已經(jīng)從前次執(zhí)行圖6中的子程序時(shí)的值發(fā)生了改變。在轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom尚未從所述前次值發(fā)生改變(步驟S130為 "否")時(shí)，在步驟S140根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom來(lái)確定電流命令值，使 得可以將電流工作點(diǎn)選擇在與電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom對(duì)應(yīng)的損耗增 大特性線(例如圖3中的CL1—CL3)上。這樣，根據(jù)圖4所示圖表TBL 上轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom與電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom的交叉點(diǎn)來(lái)確定d 軸電流命令值Idcom和q軸電流命令值Iqcom。相反，在輸出轉(zhuǎn)矩正在改變時(shí)，即當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom已經(jīng)從前次值 發(fā)生了改變(步驟S130為"是")時(shí)，根據(jù)電流工作點(diǎn)在圖5所示電流 相 一 輸出轉(zhuǎn)矩平面上的過(guò)渡來(lái)確定電流命令值。例如，當(dāng)電流工作點(diǎn)從前次工作點(diǎn)Plo (Tqcom=Tl且Mlcom=0)移 到工作點(diǎn)P2a (Tqcon^T2且Mlcon^Ll)時(shí)，根據(jù)電流工作點(diǎn)在圖5所示 電流相一輸出轉(zhuǎn)矩平面上的變化，基于圖4所示圖表TBL來(lái)確定電流命令值。這樣，設(shè)定了與電流工作點(diǎn)P2a對(duì)應(yīng)的d軸電流命令值Idcom和q軸 電流命令值Iqcom。如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生用于輸 出根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom的轉(zhuǎn)矩的電流命令值Idcom和Iqcom，同時(shí)反映 了電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom。因此能夠在確保輸出轉(zhuǎn)矩的可控性的同 時(shí)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom來(lái)增大AC電動(dòng)機(jī)MG中的電能損 耗，從而能夠在必要時(shí)(例如在由于車輪的抓地/打滑等使AC電動(dòng)機(jī)瞬間 產(chǎn)生了大量電能時(shí))消耗AC電動(dòng)機(jī)的過(guò)剩電能。這樣，可以抑制再生電 能，從而可以防止由于AC電動(dòng)機(jī)過(guò)大的再生電能而在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中 (具體地，在系統(tǒng)電壓中)發(fā)生過(guò)電壓的情況。由于與前文所述專利文獻(xiàn)1中相反不在電動(dòng)機(jī)電流上疊加高頻成分， 所以電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的工作變得不穩(wěn)定的可能性可以很低。因此，可以減 小部件(例如電容器)所需的余量，從而可以降低制造成本。與在電動(dòng)機(jī) 電流上疊加高頻成分的控制結(jié)構(gòu)相比，可以可靠地增大AC電動(dòng)機(jī)MG中 能夠被有意消耗的過(guò)剩電能量，即增大對(duì)再生電能的抑制量。如已經(jīng)參考圖3至圖5所述，電流命令值是根據(jù)對(duì)具有連續(xù)性的電流 工作點(diǎn)的確定來(lái)產(chǎn)生的，因此電流命令值隨著AC電動(dòng)機(jī)MG的工作階段 改變(通常是輸出轉(zhuǎn)矩命令的改變)而適當(dāng)?shù)馗淖?。因此，即使在消耗過(guò) 剩電能的消耗操作過(guò)程中轉(zhuǎn)矩命令值發(fā)生了改變，也會(huì)在連續(xù)執(zhí)行這種消 耗操作的同時(shí)對(duì)AC電動(dòng)機(jī)MG的輸出轉(zhuǎn)矩執(zhí)行跟隨控制。因此，可以防 止輸出轉(zhuǎn)矩的變化。根據(jù)上述AC電動(dòng)機(jī)MG的消耗操作，由于能夠與電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài) 無(wú)關(guān)地(即，不僅在AC電動(dòng)機(jī)的再生操作中，而且在AC電動(dòng)機(jī)的通電 運(yùn)轉(zhuǎn)中)消耗過(guò)剩電能，所以能夠進(jìn)一步提高電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中防止產(chǎn)生 過(guò)電壓的效果。本發(fā)明與以第一實(shí)施例為示例的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下。圖1中的逆變 器20和控制裝置50分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路"和"電動(dòng) 機(jī)控制裝置"。在圖2中，電流命令產(chǎn)生單元210對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電' 流命令產(chǎn)生裝置"，圖2中的電流控制框210對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電流控制裝置"，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"損耗增大設(shè)定裝置"。圖4中的圖表TBL對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"特性儲(chǔ)存裝置"。 [第二實(shí)施例]下面將結(jié)合第一實(shí)施例中已經(jīng)說(shuō)明的對(duì)要由AC電動(dòng)機(jī)MG消耗的過(guò) 剩電能的設(shè)定，即對(duì)表示AC電動(dòng)機(jī)MG中電能消耗增大量的電動(dòng)機(jī)損耗 設(shè)定值Mlcom的設(shè)定，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明第二實(shí)施例。根據(jù)將在下文說(shuō)明的第二 實(shí)施例及其變更形式的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300可以用作圖2中的電 動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300。這樣，在設(shè)定了電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值 Mlcom之后要執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)控制與根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的 情況基本相同，將不再重復(fù)其詳細(xì)描述。 (第一設(shè)定示例)參考圖7，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300接收用于確定AC電動(dòng)機(jī) MG中有意電能損耗量的信息，具體地，接收控制信號(hào)RGE、轉(zhuǎn)矩命令值 Tqcom以及表示AC電動(dòng)機(jī)MG工作狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nmt (旋轉(zhuǎn)角速度 )。電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300基于對(duì)AC電動(dòng)機(jī)MG產(chǎn)生的電能的評(píng) 估，例如根據(jù)圖8中的流程圖來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom。參考圖8，在步驟S200,電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300在AC電動(dòng)機(jī) MG的再生操作過(guò)程中根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和旋轉(zhuǎn)角速度co來(lái)評(píng)估AC 電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的電能Pgn。例如，產(chǎn)生的電能Pgn可以由下面的公式(1)來(lái)評(píng)估Pgn = Tqcom co .. (1)此外，在步驟S210，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300將產(chǎn)生的電能Pgn 與AC電動(dòng)機(jī)MG中的可再生電能Pin進(jìn)行比較?？稍偕娔躊in可以是 例如與車輪打滑/抓地時(shí)的電能產(chǎn)生量對(duì)應(yīng)的某個(gè)固定值，但優(yōu)選地根據(jù) DC電源B的可輸入電能量Win來(lái)確定。當(dāng)AC電動(dòng)機(jī)MG再生的電能Pgn超過(guò)了可再生電能Pin (即在電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)'100的輸入側(cè)可接受的再生電能)時(shí)，即滿足(Pgn〉Pin)時(shí) (步驟S210為"是")，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300在步驟S230將電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom設(shè)定為大于零。在此操作中，根據(jù)AC電動(dòng)機(jī) 產(chǎn)生的電能Pgn來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom，并優(yōu)選地將其設(shè)定 為再生電能相對(duì)于可接受量的過(guò)剩量(Pgn-Pin)。當(dāng)AC電動(dòng)機(jī)MG產(chǎn)生的電能滿足(Pgn《Pin)時(shí)，即當(dāng)AC電動(dòng)機(jī) MG產(chǎn)生的電能能夠被作為再生電能而接受時(shí)(步驟S210為"否")，電 動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300在步驟S220將電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom 設(shè)定為等于零。 '如上所述，根據(jù)圖8的流程圖，能夠根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom 和旋轉(zhuǎn)角速度co，基于對(duì)AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的電能的評(píng)估來(lái)容易且可 靠地掌握AC電動(dòng)機(jī)MG產(chǎn)生過(guò)多再生電能的情況。這樣，能夠容易地檢 測(cè)到必須通過(guò)增大AC電動(dòng)機(jī)MG的電能消耗來(lái)消耗過(guò)剩電能的狀態(tài)。由 此，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，并可以防止由于 AC電動(dòng)機(jī)MG的過(guò)多再生電能而在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)電壓。 (第二設(shè)定示例)再參考圖7，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300還接收由電壓傳感器13獲 得的系統(tǒng)電壓VH的檢測(cè)值。電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300可以根據(jù)圖9的流程圖，基于對(duì)系統(tǒng)電 壓VH的監(jiān)視來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom。參考圖9，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300在步驟S250從電壓傳感器 13獲得系統(tǒng)電壓VH的檢測(cè)值(逆變器的DC鏈電壓)，并將系統(tǒng)電壓 VH與判定電壓Vjd進(jìn)行比較以確定系統(tǒng)內(nèi)部的電壓是否已經(jīng)升高。判定 電壓Vjd被設(shè)定成的值比對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的器件造成破壞的過(guò)電壓 低，但比系統(tǒng)電壓VH的命令值高。當(dāng)系統(tǒng)電壓升高(步驟S260為"是")時(shí)，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單 元300在步驟S270將電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom設(shè)定為大于零 (Mlcom〉0)，使AC電動(dòng)機(jī)MG中的電能消耗可以增大以抑制再生電 能，并優(yōu)選地禁止AC電動(dòng)機(jī)MG再生電能。在此操作中，電動(dòng)機(jī)損耗增 大設(shè)定值Mlcom優(yōu)選地根據(jù)系統(tǒng)電壓VH的超過(guò)量來(lái)確定。在沒(méi)有發(fā)生過(guò)電壓(步驟S260為"否")時(shí)，不需要增大AC電動(dòng)機(jī)MG中的電能損耗，因此電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300在步驟S280將電動(dòng) 機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom設(shè)定為零，以使AC電動(dòng)機(jī)MG在最高效率點(diǎn)工 作。如上所述，根據(jù)圖9的流程圖，能夠在再生操作過(guò)程中，根據(jù)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部(通常是逆變器的DC鏈電壓)的電壓升高來(lái)可靠地掌握 AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生過(guò)剩電能的情況。由此，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電動(dòng)機(jī)損 耗增大設(shè)定值Mlcom，以防止由于AC電動(dòng)機(jī)MG過(guò)多地再生電能而在電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)電壓。在圖9的流程圖中，也可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中可能不利地發(fā)生過(guò) 電壓的其他部分的檢測(cè)電壓，來(lái)將電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom設(shè)定得大 于零(Mlcom〉0)。 (第三設(shè)定示例)此外，如圖10所示，可以將圖8和圖9所示用于電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定 值的設(shè)定方式進(jìn)行結(jié)合。參考圖10,在步驟S300，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300根據(jù)通過(guò)圖8 所示的步驟S200 — S230中的處理而評(píng)估的在AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的電 能，來(lái)設(shè)定用于消耗AC電動(dòng)機(jī)MG過(guò)多地再生的電能的電動(dòng)機(jī)損耗增大 設(shè)定值Mlcoml 。此外，在步驟S310，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300根據(jù)圖9中步驟 S250 — S280的處理，基于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)IOO的內(nèi)部電壓(通常是系統(tǒng)電 壓VH)的升高來(lái)設(shè)定用于消耗AC電動(dòng)機(jī)MG的過(guò)剩電能的電動(dòng)機(jī)損耗 增大設(shè)定值Mlcom2。在步驟S320,電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300將從步驟S300和S310中 分別設(shè)定的值Mlcoml和Mlcom2中選擇的最大值確定為最終的電動(dòng)機(jī)損 耗增大設(shè)定值Mlcom。根據(jù)圖IO所示的流程圖，可以根據(jù)對(duì)AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的電能的 評(píng)估來(lái)基本上判定是否需要增大AC電動(dòng)機(jī)MG的電能損耗，并能夠根據(jù) 這種判定結(jié)果來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom，以在由于對(duì)所 產(chǎn)生的電能進(jìn)行評(píng)估中的任何異常情況造成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)部電壓升高時(shí)減小AC電動(dòng)機(jī)MG的再生電能。由此，可以可靠地防止由于AC電 動(dòng)機(jī)MG過(guò)多地再生電能而造成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生過(guò)電壓。
AC電動(dòng)機(jī)MG的電能損耗增大不僅可以根據(jù)上述AC電動(dòng)機(jī)MG的 電能平衡來(lái)確定，也可以根據(jù)裝備有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛中對(duì)制動(dòng)力 的要求來(lái)確定。
參考圖11，在第二實(shí)施例的變更形式中，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元 300接收?qǐng)D7所示的各種信息和數(shù)據(jù)，還從踏板下壓量傳感器320接收制 動(dòng)踏板下壓量，所述踏板下壓量傳感器320對(duì)由駕駛員操作以使車輛制動(dòng) 的制動(dòng)踏板330的下壓量進(jìn)行感測(cè)。
當(dāng)如圖12所示來(lái)確定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom時(shí)，電動(dòng)機(jī)損耗 增大設(shè)定單元300可以在電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom中反映這種制動(dòng)踏 板下壓量。
參考圖12，在第二實(shí)施例的變更形式中，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元 300執(zhí)行與圖10中類似的步驟S300和S310的處理，還在步驟S315根據(jù) 制動(dòng)踏板下壓量來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom3 。
在步驟S315，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom3被設(shè)定為隨著駕駛員要 求的制動(dòng)力增大(即隨著制動(dòng)踏板下壓量的增大)而增大。具體地，在 DC電源B處于過(guò)度充電狀態(tài)、并且AC電動(dòng)機(jī)MG的發(fā)電(設(shè)定了 (TqcomO))被禁止的時(shí)候，Mlcom3被設(shè)定得較大。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom3如上所述增大時(shí)，AC電動(dòng)機(jī)MG 的驅(qū)動(dòng)效率降低，電能損耗增大，因而對(duì)于AC電動(dòng)機(jī)MG的旋轉(zhuǎn)角速度 co的慣性矩等效地增大。由于慣性矩增大而使旋轉(zhuǎn)角速度co降低的效果能夠 給駕駛員施加更強(qiáng)的車輛減速感。
在步驟S330，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定單元300從在步驟S300中根據(jù)對(duì) AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行的評(píng)估所獲得的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值 Mlcoml、在步驟S310中根據(jù)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部電壓(系統(tǒng)電壓VH)的監(jiān)視而 設(shè)定的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom2、以及根據(jù)制動(dòng)卞壓量的電動(dòng)機(jī)損 耗增大設(shè)定值Mlcom3中選擇最大的值，作為最終的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom。
由此，可以防止由于AC電動(dòng)機(jī)MG的過(guò)剩電能造成的過(guò)多再生電能 而在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)電壓，并可以設(shè)定AC電動(dòng)機(jī)MG中的過(guò)剩 電能消耗(損耗增大)，使得在駕駛員要求車輛制動(dòng)力時(shí)可以獲得更大的 車輛減速感。因此，可以改善裝備有該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛的制動(dòng)性能 或驅(qū)動(dòng)能力。
本發(fā)明與作為第二實(shí)施例及其變更形式說(shuō)明的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下。 圖7中的電壓傳感器13對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電壓檢測(cè)器"，圖8的流程圖 中的步驟S200對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電能評(píng)估裝置"。
已經(jīng)知道，根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中所述的脈寬調(diào)制(PWM) 的電動(dòng)機(jī)電流控制只能將向電動(dòng)機(jī)施加的AC電壓的基波成分幅度增大到 逆變器輸入電壓(系統(tǒng)電壓VH)的0.61倍那么大。在裝備有AC電動(dòng)機(jī) MG的混合動(dòng)力車輛等中，AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在高速區(qū)域 增大。因此，已經(jīng)提出執(zhí)行使磁場(chǎng)減弱控制來(lái)提高高速區(qū)域的輸出。
從上述觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選擇性地將圖13 所示的三種控制方法用于逆變器中的電能轉(zhuǎn)換。
參考圖13，在一般的PWM控制中使用正弦PWM控制方法，為了根 據(jù)圖2的控制框圖執(zhí)行電動(dòng)機(jī)電流反饋控制，根據(jù)正弦電壓命令值與載波 (通常是三角波)之間的電壓比較來(lái)控制各相臂中開關(guān)元件的導(dǎo)通/關(guān)斷。
因此，結(jié)合對(duì)高電平時(shí)間段和低電平時(shí)間段的集合來(lái)控制占空比，使 得基波成分在一定時(shí)間段中形成正弦曲線，其中，所述高電平時(shí)間段對(duì)應(yīng) 于上臂(Qll、 Q13和Q15)的導(dǎo)通時(shí)間段，所述低電平時(shí)間段對(duì)應(yīng)于下 臂(Q12、 Q14和Q16)的導(dǎo)通時(shí)間段。眾所周知，正弦PWM控制方法 只能夠?qū)⒒ǔ煞址仍龃蟮侥孀兤鬏斎腚妷旱?.61倍那么大。
相反，根據(jù)方波電壓控制方法，使用在高電平時(shí)間段與低電平時(shí)間段 之間表現(xiàn)出1:1比率的方波，并向AC電動(dòng)機(jī)MG施加這種方波的與一個(gè) 脈沖對(duì)應(yīng)的一部分。這樣能夠?qū)⒄{(diào)制率增大到0.78。
在過(guò)調(diào)制PWM控制方法中，在根據(jù)圖2的控制框圖進(jìn)行的電動(dòng)機(jī)電流反饋控制中通過(guò)使載波的幅度變形使之減小，來(lái)執(zhí)行與上述正弦PWM 控制方法類似的PWM控制。因此，可以將基波成分變形來(lái)使調(diào)制率增大
到0.61與0.78之間的值。
在AC電動(dòng)機(jī)MG中，在轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，感應(yīng)電壓增大，所 需電壓也增大。由轉(zhuǎn)換器12增大的電壓(即系統(tǒng)電壓VH)必須被設(shè)定得 高于這種電動(dòng)機(jī)所需電壓(感應(yīng)電壓)。同時(shí)，在由轉(zhuǎn)換器12增大的電 壓中，即系統(tǒng)電壓中，存在限制值(VH最大電壓)。
因此，在電動(dòng)機(jī)所需電壓(感應(yīng)電壓)低于所述最大值(VH最大電 壓)的區(qū)域中基本上執(zhí)行正弦PWM控制方法或過(guò)調(diào)制PWM控制方法， 并在該區(qū)域中執(zhí)行根據(jù)圖2的框圖進(jìn)行的電動(dòng)機(jī)電流控制，以提供與轉(zhuǎn)矩 命令值Tqcom相等的輸出轉(zhuǎn)矩。
基本上，在這種操作中，AC電動(dòng)機(jī)MG以最大效率工作，并且在必 要時(shí)，電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom被設(shè)定為大于0 (Mlcom〉0)。由 此，電動(dòng)機(jī)電流相被改變以增大AC電動(dòng)機(jī)MG中的電能損耗，從而防止 AC電動(dòng)機(jī)MG中產(chǎn)生過(guò)多的再生電能。這種方式和操作如已經(jīng)結(jié)合第一 實(shí)施例、第二實(shí)施例及其變更形式所說(shuō)明的那樣執(zhí)行。
同時(shí)，在電動(dòng)機(jī)所需電壓(感應(yīng)電壓)達(dá)到系統(tǒng)電壓的最大值(VH 最大電壓)時(shí)，在維持系統(tǒng)電壓VH的同時(shí)采用根據(jù)磁場(chǎng)減弱控制的方波 電壓控制方法。在方波電壓控制方法中，由于基波成分的幅度固定，所以 通過(guò)基于由功率計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值以及轉(zhuǎn)矩計(jì)算值的方波脈沖的電壓 相控制來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)矩控制。
如圖14的流程圖所示，ECU (未示出)從基于加速器下壓程度等的 車輛所需輸出來(lái)計(jì)算AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom (步驟S400)。 響應(yīng)于此，在步驟S410中，控制裝置50基于己經(jīng)設(shè)定的圖表等，根據(jù) AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和轉(zhuǎn)速Nmt來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需電壓 (感應(yīng)電壓)。
此外，控制裝置50根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需電壓與系統(tǒng)電壓的最大值(VH最 大電壓)之間的關(guān)系，為電動(dòng)機(jī)控制選擇方波電壓控制方法(磁場(chǎng)減弱控 制)或電動(dòng)機(jī)電流控制(正弦PWM控制方法/過(guò)調(diào)制PWM控制方法)(步驟S420)。為電動(dòng)機(jī)電流控制選擇正弦PWM控制方法或過(guò)調(diào)制 PWM控制方法是根據(jù)所需調(diào)制率的范圍來(lái)執(zhí)行的。根據(jù)上述控制流程， 根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)MG的工作狀況而從圖13所示的多種控制方法中選擇了適 當(dāng)?shù)目刂品椒āＲ虼?，如圖15所示，根據(jù)AC電動(dòng)機(jī)MG的工作區(qū)域(轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩) 確定了所應(yīng)用的控制方法。在低轉(zhuǎn)速區(qū)域Al中使用正弦PWM控制方法 以減小轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。在中等轉(zhuǎn)速區(qū)域A2中使用過(guò)調(diào)制PWM方法，在高轉(zhuǎn) 速區(qū)域A3中使用方波電壓控制方法。具體地，采用過(guò)調(diào)制PWM控制方 法和方波電壓控制方法增大了 AC電動(dòng)機(jī)MG的輸出。如上所述，在正弦PWM控制方法和過(guò)調(diào)制PWM控制方法中，根據(jù) 圖2的控制框圖來(lái)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)電流的反饋控制。相反，在方波電壓控制方 法中，根據(jù)圖16的控制框圖來(lái)控制AC電動(dòng)機(jī)MG。參考圖16，方波電壓控制框400包括功率計(jì)算單元410、轉(zhuǎn)矩計(jì)算單 元420、 PI計(jì)算單元430、方波產(chǎn)生器440和信號(hào)產(chǎn)生單元450。功率計(jì)算單元410從由電流傳感器27檢測(cè)到的各相電流iv、 iw和iu (=一 (iv+iw))以及各相電壓Vu、 Vv和Vw，根據(jù)下面的公式(2)來(lái) 計(jì)算電動(dòng)機(jī)供給功率Pmt。Pmt = iu Vu + iv Vv + iw Vw ... ( 2)轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元420使用由功率計(jì)算單元410獲得的電動(dòng)機(jī)供給功率 Pmt以及由旋轉(zhuǎn)角度傳感器28檢測(cè)到的AC電動(dòng)機(jī)MG的旋轉(zhuǎn)角度e計(jì)算 出的角速度①，根據(jù)下面的公式(3)來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)矩評(píng)估值Trq。Trq = Pmt/co ... (3)PI計(jì)算單元430接收關(guān)于轉(zhuǎn)矩命令值Trqcom的偏差A(yù)Trq (ATrq=Trqcom - Trq) 。 PI計(jì)算單元430用規(guī)定增益對(duì)轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)Trq執(zhí) 行PI計(jì)算以獲得控制偏差，并根據(jù)所獲得的控制偏差來(lái)設(shè)定方波電壓的相(()V。具體地，根據(jù)圖17所示電壓相([)v與輸出轉(zhuǎn)矩的改變特性，依據(jù)轉(zhuǎn)矩 命令值Tqcom來(lái)確定電壓相())v。這樣，在產(chǎn)生了正轉(zhuǎn)矩(Tqcom〉0)時(shí)， 電壓相在轉(zhuǎn)矩不足時(shí)提前，并在轉(zhuǎn)矩過(guò)大時(shí)延遲。另外，在產(chǎn)生了負(fù)轉(zhuǎn)矩(TqcomO)時(shí)，電壓相在轉(zhuǎn)矩不足時(shí)延遲，并在轉(zhuǎn)矩過(guò)大時(shí)提前。方波產(chǎn)生器440根據(jù)PI計(jì)算單元430設(shè)定的電壓相(j)v，來(lái)產(chǎn)生各相電 壓命令值(方波脈沖)Vu、 Vv或Vw。信號(hào)產(chǎn)生單元450根據(jù)各相電壓命 令值Vu、 Vv或Vw來(lái)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16。逆變器20根據(jù)開關(guān) 控制信號(hào)S11 — S16執(zhí)行開關(guān)操作，從而施加根據(jù)電壓相(()v的方波脈沖， 作為電動(dòng)機(jī)的各相電壓。如上所述，在方波電壓控制方法中，能夠通過(guò)轉(zhuǎn)矩(功率)反饋控制 來(lái)執(zhí)行AC電動(dòng)機(jī)MG的轉(zhuǎn)矩控制。但是，在方波控制方法中，通過(guò)僅改 變相位來(lái)操作電動(dòng)機(jī)施加的電壓，因此與PWM控制方法相比控制響應(yīng)變 差了，在所述PWM控制方法中電動(dòng)機(jī)施加電壓的幅度和相位都能被操 作。圖18是可以與圖3進(jìn)行比較的概念圖，并圖示了方波電壓控制方法 中的電流工作點(diǎn)。參考圖18，在方波電壓控制方法中，電流相采取不可調(diào)節(jié)的固定值， 電流工作點(diǎn)位于區(qū)域460內(nèi)。這樣，在方波電壓控制方法中，不能執(zhí)行如 已經(jīng)結(jié)合第一實(shí)施例、第二實(shí)施例及其變更形式所述那樣能夠任意改變 AC電動(dòng)機(jī)MG中電能損耗的電能損耗控制。因此，在以根據(jù)工作區(qū)域來(lái)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)電流控制與方波電壓控制之間 的切換這樣的前提的電動(dòng)機(jī)控制方法中，將就在通常與方波電壓控制方法 對(duì)應(yīng)的工作區(qū)域中AC電動(dòng)機(jī)MG的電能損耗控制來(lái)描述第三實(shí)施例。圖19示出了特性線480的集合，它們表示AC電動(dòng)機(jī)MG中電動(dòng)機(jī)線 上出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)線電壓隨著電流相的改變特性。由圖19可以理解到，當(dāng) 所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，可以通過(guò)將電流工作點(diǎn)設(shè)定在提前側(cè)來(lái)使電動(dòng)機(jī)線 電壓降低。具體地，可以將電流工作點(diǎn)設(shè)定在區(qū)域470中，區(qū)域470相對(duì) 于方波電壓控制方法中的電流工作點(diǎn)所在區(qū)域460位于電流相提前側(cè)，從 而使電動(dòng)機(jī)線電壓能夠降低。例如，在所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，可以將電流工作點(diǎn)從方波電壓控制方 法中的電流工作點(diǎn)OP1移到提前的電流工作點(diǎn)OP2，從而可以將電動(dòng)機(jī)線 電壓降低AV。這表示以下內(nèi)容。當(dāng)根據(jù)PWM控制方法執(zhí)行電動(dòng)機(jī)電流控制(圖2)使電流工作點(diǎn)位于區(qū)域470中時(shí)，能夠在確保轉(zhuǎn)矩可控性的同
時(shí)還降低電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率，并能夠增大AC電動(dòng)機(jī)MG中的電能消耗以抑 制再生電能。
圖20的流程示了根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī) 控制方法。
參考圖20，在步驟S500，控制裝置50為圖13所示的電動(dòng)機(jī)控制模 式選擇電動(dòng)機(jī)電流控制或方波電壓控制。此外，在步驟S510，控制裝置 50還在步驟S510根據(jù)第一實(shí)施例、第二實(shí)施例及其變更形式來(lái)確定電動(dòng) 機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom。
在步驟S520，控制裝置50判定在步驟S500中是否選擇了方波電壓控 制方法。在未選擇方波電壓控制方法時(shí)，即在選擇了電動(dòng)機(jī)電流控制(步 驟S520為"否")時(shí)，在步驟S530，基于轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom和電動(dòng)機(jī)損 耗增大設(shè)定值Mlcom，根據(jù)第一實(shí)施例來(lái)確定電流命令值。此外，在步驟 S540，控制裝置50還根據(jù)所確定的電流命令值(Idcom和Iqcom)執(zhí)行圖 2所示的電動(dòng)機(jī)電流反饋控制。
在選擇了方波電壓控制方法(步驟S520為"是")時(shí)，控制裝置50 對(duì)電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom是否已超過(guò)判定值Pth進(jìn)行判定(步驟 S550)。例如，判定值Pth被設(shè)定為與方波電壓控制方法中的電能損耗對(duì) 應(yīng)。
在值Mlcom等于或小于值Pth (步驟S550為"否")時(shí)，不必有意 增大AC電動(dòng)機(jī)MG的電動(dòng)機(jī)電能消耗，因此在步驟S570，控制裝置50 根據(jù)圖15的控制框圖執(zhí)行方波電壓控制方法，從而控制AC電動(dòng)機(jī)MG根 據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom來(lái)產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩。
相反，當(dāng)Mlcom大于Pth (步驟S550為"是")時(shí)，即當(dāng)從電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電能平衡的角度來(lái)看，AC電動(dòng)機(jī)MG中要產(chǎn)生的電能損耗 已經(jīng)超過(guò)了方波電壓控制方法中產(chǎn)生的電能損耗的時(shí)候，控制裝置50在 步驟S560確定電流命令值，以執(zhí)行電動(dòng)機(jī)電流反饋控制而不是方波電壓 控制。
在步驟S560，在圖19所示電流相提前區(qū)域470中，控制裝置50與的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom對(duì)應(yīng)地確定電流命令值。例如，將電流工作 點(diǎn)設(shè)定在與圖3中的線CL1 —CL3類似的損耗增大特性線上。通過(guò)準(zhǔn)備與 圖表TBL (圖4)類似的圖表，能夠根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom以及電 動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom，來(lái)為上述電流命令值確定d軸電流命令值 Idcom和q軸電流命令值Iqcom。在步驟S540，控制裝置50根據(jù)在步驟S560中確定的電流命令值 (Idcom和Iqcom)來(lái)執(zhí)行圖2所示的電動(dòng)機(jī)電流反饋控制，而不是步驟 S500中選擇的方波電壓控制。在根據(jù)第三實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，如上所述，能夠選擇性地采 用基本上使AC電動(dòng)機(jī)基本上以最佳效率工作的電動(dòng)機(jī)電流控制和用于在 高速區(qū)域中確保電動(dòng)機(jī)輸出的方波電壓控制，從而能夠增大AC電動(dòng)機(jī) MG的可工作區(qū)域。此外，在方波電壓控制方法的操作中要增大電能損耗 時(shí)，可以采用下述區(qū)域中的電動(dòng)機(jī)電流控制而不是方波電壓控制，所述區(qū) 域中電流相與方波電壓控制方法相比有進(jìn)一步的提前。因此，在增大的工 作區(qū)域中的任意部分，都可以通過(guò)有意增大AC電動(dòng)機(jī)MG的電能損耗來(lái) 消耗過(guò)剩電能。因此，可以通過(guò)采用方波電壓控制方法來(lái)確保高速區(qū)域中 的輸出，并防止可能由于AC電動(dòng)機(jī)MG再生電能的過(guò)度增大而在電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的過(guò)電壓。本發(fā)明與作為第三實(shí)施例說(shuō)明的結(jié)構(gòu)示例之間的關(guān)系如下。圖16中 的方波電壓控制框400對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"方波電壓控制裝置"。在圖20 的流程圖中，步驟S500對(duì)應(yīng)于"控制模式選擇裝置"，步驟540—560對(duì) 應(yīng)于本發(fā)明的"控制模式校正裝置"。[第四實(shí)施例]現(xiàn)在將說(shuō)明與設(shè)有多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的控制結(jié)構(gòu)有 關(guān)的第四實(shí)施例，特別是用于防止由于AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生過(guò)多再生電能而造 成的過(guò)電壓的控制結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)被連接來(lái)雙向地向公共電源 供應(yīng)電能和從所述公共電源接收電能。圖21是圖示了裝備有根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的混合動(dòng)力 車輛100#的結(jié)構(gòu)的框圖。參考圖21，裝備有根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛
100#包括動(dòng)力分配裝置3、發(fā)動(dòng)機(jī)4、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2 (AC電動(dòng) 機(jī))、驅(qū)動(dòng)軸62和驅(qū)動(dòng)輪65。驅(qū)動(dòng)軸62和驅(qū)動(dòng)輪65形成了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的負(fù)載60。
混合動(dòng)力車輛100還包括DC電壓產(chǎn)生單元10#、濾波電容器CO、逆 變器20和30以及控制裝置50#。
DC電壓產(chǎn)生單元10#具有與圖1中基本相同的結(jié)構(gòu)，并連接到地線5 和電源線7。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1具有與圖1中的AC電動(dòng)機(jī)MG基本上相同的結(jié) 構(gòu)，并包括布置在定子上的U相線圈繞組Ul、 V相線圈繞組V1和W相 線圈繞組Wl以及轉(zhuǎn)子(未示出)。U相線圈繞組Ul、 V相線圈繞組VI 和W相線圈繞組Wl的一側(cè)上的各端一起連接到中性點(diǎn)Nl，它們的另一 端分別連接到逆變器20的U相臂22、 V相臂24和W相臂26。開關(guān)元件 Q11—Q16響應(yīng)于由控制裝置50#提供的開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16來(lái)執(zhí)行開 關(guān)操作，由此，逆變器20執(zhí)行DC電壓產(chǎn)生單元10#與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 之間的雙向功率轉(zhuǎn)換。
逆變器30具有與逆變器20基本上相同的結(jié)構(gòu)，并包括開關(guān)元件Q21 一Q26以及反并聯(lián)的D21—D26，所述開關(guān)元件Q21—Q26由開關(guān)控制信 號(hào)S21—S26控制來(lái)導(dǎo)通/關(guān)斷。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2具有與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1基本上相同的結(jié)構(gòu)，并包括 布置在定子上的U相線圈繞組U2、 V相線圈繞組V2和W相線圈繞組W2 以及轉(zhuǎn)子(未示出)。與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1類似，U相線圈繞組U2、 V相 線圈繞組V2和W相線圈繞組W2的一側(cè)的各端一起連接到中性點(diǎn)N2， 它們的另一端分別連接到逆變器30的U相臂32、 V相臂34和W相臂 36。
開關(guān)元件Q21—Q26響應(yīng)于由控制裝置50#提供的開關(guān)控制信號(hào)S21 一S26來(lái)執(zhí)行開關(guān)操作，由此，逆變器30執(zhí)行DC電壓產(chǎn)生單元10#與電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2之間的雙向功率轉(zhuǎn)換。
動(dòng)力分配裝置3連結(jié)到發(fā)動(dòng)機(jī)4以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2，用于在它們之間分配動(dòng)力。例如，動(dòng)力分配裝置3可以由行星齒輪機(jī)構(gòu)形成， 所述行星齒輪機(jī)構(gòu)具有太陽(yáng)輪、行星輪和齒圈的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。這三個(gè)旋轉(zhuǎn)
軸分別連接到發(fā)動(dòng)機(jī)4的旋轉(zhuǎn)軸以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的旋轉(zhuǎn)軸。 例如，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)子具有中空結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)4的曲軸穿過(guò)所述 中空結(jié)構(gòu)同軸地延伸，使發(fā)動(dòng)機(jī)4以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2能夠以機(jī) 械方式連接到動(dòng)力分配裝置3。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速齒輪和工作齒輪(二者都未示 出)連結(jié)到驅(qū)動(dòng)軸62。用于電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸的減速齒輪也可以 包含到動(dòng)力分配裝置3中。
電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1被包含到混合動(dòng)力車輛100#中，用作由發(fā)動(dòng)機(jī)4驅(qū) 動(dòng)的發(fā)電機(jī)，也用作使發(fā)動(dòng)機(jī)4起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被包含 到混合動(dòng)力車輛IOO弁中作為用于對(duì)驅(qū)動(dòng)輪65進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。
與圖1中的AC電動(dòng)機(jī)MG類似，電動(dòng)機(jī)MG1和MG2各自設(shè)有電流 傳感器27和旋轉(zhuǎn)角度傳感器(解算器)28。這些傳感器對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG1的電動(dòng)機(jī)電流MCRT (1)和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度e (1)以及電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG2的電動(dòng)機(jī)電流MCRT (2)和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度e (2)進(jìn)行檢測(cè)，并將它 們提供給控制裝置50#。
與控制裝置50類似，控制裝置50#接收由電壓傳感器10檢測(cè)的DC 電源B的DC電壓值Vb和由電壓傳感器13檢測(cè)的系統(tǒng)電壓值VH，以及 與DC電源B有關(guān)(如SOC (充電狀態(tài))和表示充電限制的可輸入電能量 Win)的{言息。
此外，控制裝置50#還接收電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom (1)和表示其再生操作的控制信號(hào)RGE (1)，以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的 轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom (2)和表示其再生操作的控制信號(hào)RGE (2)。
控制裝置50#包括用于對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1進(jìn)行控制的控制裝置50 (1)和用于對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2進(jìn)行控制的控制裝置50 (2)。控制裝置 50 (1)具有與圖1所示控制裝置50基本上相同的控制結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生用 于逆變器20的開關(guān)控制信號(hào)S11 — S16,使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1可以根據(jù)命令 值工作。同樣，控制裝置50 (2)也具有與控制裝置50基本上相同的控制結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生用于逆變器30的開關(guān)控制信號(hào)S21 — S26，使電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG2可以根據(jù)命令值工作。
圖21所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造成使得可以從多個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 和MG2向公共的DC電源B供應(yīng)再生電能。因此，為了與第一至第三實(shí) 施例類似地響應(yīng)于各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2來(lái)有意增大電能損耗，就 需要在對(duì)全部電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的電能平衡進(jìn)行監(jiān)視的同時(shí)，確定 應(yīng)由各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)消耗的過(guò)剩電能(即電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值)。
圖22的流程示了在根據(jù)第四實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，確定 各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2中的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值的方法。
參考圖22，在步驟S600，控制裝置50#根據(jù)公式(1)對(duì)各個(gè)電動(dòng)發(fā) 電機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))MGl禾Q MG2中的輸入/輸出功率Pmg (1)和Pmg (2)進(jìn)行評(píng)估。各個(gè)輸入/輸出功率Pmg (1)禾P Pmg (2)在相應(yīng)的電動(dòng) 發(fā)電機(jī)執(zhí)行再生操作(發(fā)電)時(shí)取正值，并在通電運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中取負(fù)值。
在步驟S610，控制裝置50#獲得在歩驟S600中獲得的輸入/輸出功率 Pmg (1)禾n Pmg (2)的總和，從而計(jì)算電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2總的功 率平衡Pmg (=Pmg (1) +Pmg (2))。由此，即使在電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC 電動(dòng)機(jī))之一正在執(zhí)行通電運(yùn)轉(zhuǎn)以減少電能時(shí)，也可以在另一電動(dòng)發(fā)電機(jī) (AC電動(dòng)機(jī))正在發(fā)電時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)是否正在產(chǎn)生過(guò)剩電能進(jìn)行監(jiān)視。
在步驟S620，控制裝置50弁根據(jù)全部電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl和MG2的功率 平衡Pmg與到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100#輸入側(cè)的可再生電能量Pin (Pin^O) 之間的比較，將所需損耗增大量Mlttl設(shè)定為與所有電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl和 MG2的過(guò)剩電能對(duì)應(yīng)。
具體地，在步驟S620，所需損耗增大量Mlttl在(Pmg《Pin)的情況 下被設(shè)定為零(Mlttl=0)，并在(Pmg>Pin)的情況下被設(shè)定為超過(guò)零 (MM〉0)。在此過(guò)程中，優(yōu)選地根據(jù)整體功率平衡Pmg或者整體功率平 衡Pmg相對(duì)于可再生電能Pin的過(guò)剩量(Pmg - Pin)來(lái)設(shè)定所需損耗增大 量Mlttl 。
在步驟S620，與第二實(shí)施例類似，可以通過(guò)進(jìn)一步反映出由電壓傳感 器13對(duì)系統(tǒng)電壓VH的檢測(cè)來(lái)確定整個(gè)電動(dòng)機(jī)的所需損耗增大量Mlttl?；蛘?，與第二實(shí)施例的變更形式類似，也可以根據(jù)駕駛員要求的車輛制動(dòng) 力來(lái)使所需損耗增大量增大。在步驟S630，控制裝置50#在所需損耗增大量Mlttl中設(shè)定待由各個(gè) 電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2消耗的過(guò)剩電能，從而設(shè)定用于各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī) 的損耗增大命令，使全部電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2可以消耗在步驟S620 中獲得的全部電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的過(guò)剩電能。在第一種方式中，可以根據(jù)下面的公式(4)在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與 MG2之間分配電動(dòng)機(jī)損耗增大命令，從而可以在與驅(qū)動(dòng)軸62連接以直接 輸出轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2中優(yōu)先增大電動(dòng)機(jī)損耗。Mlcom (1) =0， Mlcom (2) =Mlttl... (4)具體地，與第二實(shí)施例的變更形式類似，在響應(yīng)于駕駛員要求的車輛 制動(dòng)力而增大所需損耗增大量Mlttl時(shí)，優(yōu)先由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2增大電動(dòng) 機(jī)損耗，從而可以增強(qiáng)車輛的減速感。作為第二種方式，可以確定整個(gè)電動(dòng)機(jī)中的所需損耗增大量Mlttl以 將其在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2之間根據(jù)公式(5)進(jìn)行分配。Mlcom (1) +Mlcom (2) = Mlttl， Mlcom (1) > 0， Mlcom (2) >0... (5)具體地，根據(jù)這種第二方式，可以減小由每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC電動(dòng) 機(jī))消耗的過(guò)剩功率，因此可以預(yù)期將工作狀態(tài)從最佳效率改變到損耗增 大情況所需的過(guò)渡時(shí)間減小，并預(yù)期可以抑制轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。此外，還可以抑 制每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)熱值，使整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率平衡可以更加 平穩(wěn)地得到改善。此外，與在一個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))中增大功率 損耗以集中地消耗過(guò)剩功率的情況相比，還能夠可靠地增大再生電能的抑 制量。在步驟S630確定了各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的電動(dòng)機(jī)損耗增大 設(shè)定值Mlcom (1)和Mlcom (2)之后，控制裝置50 (1)根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令 值Tqcom (1)和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值Mlcom (1)來(lái)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG1。同樣，控制裝置50 (2)根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值Tqcom (2)和電動(dòng)機(jī)損 耗增大設(shè)定值Mlcom (2)來(lái)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2?？刂蒲b置50 (1)和50 (2)根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令值和電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值進(jìn)行的控制操作與結(jié)合 圖1或圖3實(shí)施例所述的操作基本上相同，因此不再重復(fù)其說(shuō)明。在本實(shí)施例中，由于無(wú)論電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)(即再生操作和通電運(yùn)轉(zhuǎn)) 如何，各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)都能夠消耗過(guò)剩電能，所以這些電動(dòng)發(fā)電機(jī)能夠以 良好平衡的方式來(lái)消耗整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)剩電能。這樣，能夠平滑 地執(zhí)行根據(jù)上述第二方式的過(guò)剩電能分配。本發(fā)明與作為第四實(shí)施例的示例性結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下。在圖21中，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)"，逆 變器20和30各自對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路"，每個(gè)控制裝置 50 (1)或50 (2)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"電動(dòng)機(jī)控制裝置"。圖22中的步 驟S620和S630對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"分配裝置"。 [第五實(shí)施例]下面將結(jié)合在多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)之間分配消耗過(guò)剩電能的優(yōu)選方式對(duì)第 五實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)是在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中采用并結(jié) 合第四實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明的。現(xiàn)在將結(jié)合在圖21所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2 之間對(duì)消耗過(guò)剩電能進(jìn)行的優(yōu)選分配方式來(lái)說(shuō)明第五實(shí)施例。如下所述在 電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2之間對(duì)消耗過(guò)剩電能進(jìn)行分配的分配方法作為與 圖22所示確定各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值的方式的步驟 S630中的處理對(duì)應(yīng)的子程序由控制裝置50#執(zhí)行。 (基于可消耗過(guò)剩電能進(jìn)行的分配)首先參考圖23，下面將對(duì)在各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的可消耗過(guò)剩電能范圍內(nèi) 確定電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值的方式(第一示例)進(jìn)行說(shuō)明。參考圖23，在步驟S700中，控制裝置50#根據(jù)當(dāng)前工作狀態(tài)，具體 地根據(jù)當(dāng)前工作點(diǎn)(轉(zhuǎn)矩和電流相)，來(lái)計(jì)算可消耗過(guò)剩電能Pmaxl或 Pmax2，所述可消耗過(guò)剩電能Pmaxl或Pmax2是各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和 MG2的當(dāng)前可消耗電能的最大值?，F(xiàn)在將參考圖24對(duì)計(jì)算可消耗過(guò)剩電能Pmaxl和Pmax2的方式進(jìn)行 說(shuō)明。圖24圖示了與圖3類似的電流相一轉(zhuǎn)矩特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施
例，每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG (下文中總稱為電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2)通過(guò) 根據(jù)電流相一輸出特性來(lái)改變電流工作點(diǎn)以降低電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率，來(lái)消耗 過(guò)剩電能。
在圖24中，假定Pl、 P2和P3 (P1<P2<P3)分別代表?yè)p耗特性線 CL1、 CL2、 CL3上的電流工作點(diǎn)處的可消耗過(guò)剩電能。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩等于 Ta時(shí)，根據(jù)電流相的改變，可消耗過(guò)剩電能超過(guò)了 P3。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩等于 Tb (Tb>Ta)時(shí)，根據(jù)電流相的改變，可消耗過(guò)剩電能的最大值等于P3。 同樣，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩等于Tc (T0Tb)時(shí)，根據(jù)電流相的改變，可消耗電能 的最大值等于P2。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩等于Td (Td〉Tc)時(shí)，根據(jù)電流相的改 變，可消耗電能的最大值等于P1。
如上所述，當(dāng)前可消耗的過(guò)剩電能根據(jù)各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的工作狀 態(tài)而改變，具體地，可消耗過(guò)剩電能隨著輸出轉(zhuǎn)矩的相對(duì)增大而減小。因 此，根據(jù)圖24所示的特性線，可以預(yù)先準(zhǔn)備圖表，該圖表中為每個(gè)電動(dòng) 發(fā)電機(jī)MG設(shè)定了各個(gè)電流工作點(diǎn)處的可消耗過(guò)剩電能Pmax (下文中一 總稱為Pmaxl禾口/或Pmax2)。
例如，可以準(zhǔn)備該圖表，在圖表中相應(yīng)的部分與圖4所示的電流命令 值Idcom和Iqcom的圖表類似，并且圖表值代表了可消耗的過(guò)剩電能 Pmax。根據(jù)步驟S700中的處理，可以根據(jù)各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2 的當(dāng)前電流工作點(diǎn)，參考該圖表來(lái)計(jì)算可消耗過(guò)剩電能Pmaxl和Pmax2。
參考圖23，在步驟S710，控制裝置50#在步驟S700中獲得的可消耗 過(guò)剩電能Pmaxl和Pmax2的范圍內(nèi)分別確定電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2中 的損耗增大命令Mlcom (1)和Mlcom (2)。這樣，根據(jù)下面的公式 (6)來(lái)確定電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的損耗增大命令
Mlcom (1)《Pmaxl， Mlcom (2)《Pmax2 ... (6)
通過(guò)釆用這種控制結(jié)構(gòu)，可以向各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)分配在可消耗范圍內(nèi) 的過(guò)剩電能，使得多個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)能夠根據(jù)各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài) (在再生操作中和通電運(yùn)轉(zhuǎn)中)來(lái)消耗過(guò)剩電能以保持多個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)之 間的平衡。在圖21所示的混合動(dòng)力車輛100#中，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的輸出提供了 驅(qū)動(dòng)輪65的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，但用作發(fā)電機(jī)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的輸出不直接用 于對(duì)驅(qū)動(dòng)輪65進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，形成"驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)"的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2 的輸出變動(dòng)直接影響著車輛的可驅(qū)動(dòng)性，而電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的輸出變動(dòng) 不直接影響車輛的可驅(qū)動(dòng)性?？紤]到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2之間的功能 差異，使電動(dòng)機(jī)電流發(fā)生改變的消耗過(guò)剩電能的操作優(yōu)選地盡可能使用電 動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1 (即不用來(lái)對(duì)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的那個(gè)電動(dòng)機(jī))來(lái)執(zhí)行。這樣， 優(yōu)先由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1消耗整個(gè)過(guò)剩電能的這種分配方式能夠抑制根據(jù) 本發(fā)明實(shí)施例消耗電能的操作影響車輛驅(qū)動(dòng)這樣的可能性。因此，步驟S710中對(duì)各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的損耗增大處理進(jìn)行的設(shè)定可 以包括如圖25所示對(duì)用于消耗過(guò)剩電能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)賦予的優(yōu)先級(jí)。參考圖25，圖23所示步驟S710中的處理優(yōu)選地由步驟S720 — S740 形成。在步驟S720,控制裝置50弁將對(duì)應(yīng)于全部電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的 過(guò)剩電能的輸出損耗增大量Mlttl與步驟S700 (圖23)中獲得的可消耗電 能Pmaxl (即首先工作消耗過(guò)剩電能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的可消耗電能 Pmaxl)進(jìn)行比較。在滿足(Mlttl《Pmaxl)時(shí)(步驟S720為"是")，電動(dòng)發(fā)電機(jī) MG1能夠消耗全部過(guò)剩電能Mlttl，因而控制裝置50#根據(jù)下面的公式 (7)來(lái)分配消耗過(guò)剩電能，從而只由AC電動(dòng)機(jī)MG1消耗過(guò)剩電能。Mlcom (1) =Mlttl， Mlcom (20) =0... (7)相反，在滿足(Mlttl〉Pmaxl)時(shí)(步驟S720為"否")，首先工作 以消耗過(guò)剩電能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1不能消耗全部過(guò)剩電能，因而必須附 加使用另一電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2來(lái)消耗過(guò)剩電能。因此，在步驟S740，控制 裝置50#根據(jù)下面的公式(8)來(lái)分配消耗過(guò)剩電能。Mlcom (1) =Pmaxl， Mlcom (2) - Mlttl -Pmaxl ... (8) (在Mlcom (2)《Pmax X2的情況下)由于圖25所示的控制結(jié)構(gòu)，在混合動(dòng)力車輛中使用該系統(tǒng)時(shí)，能夠 抑制電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的過(guò)剩電能消耗操作影響車輛可驅(qū)動(dòng)性的可能性。(基于電動(dòng)機(jī)溫度監(jiān)視進(jìn)行的分配) 如前所述，在各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG中消耗過(guò)剩電能的操作降低了發(fā)動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)效率，從而造成了從電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱量。因此，在過(guò)剩電能的消耗量 以及消耗操作的時(shí)間增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量可能增多而使電動(dòng)機(jī) 溫度過(guò)度上升。特別是，在具有安裝到轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的永磁式電動(dòng)機(jī) 中，在永久磁鐵的磁性力因?yàn)橛蓽囟壬咴斐傻耐舜努F(xiàn)象而顯著降低時(shí)， 電動(dòng)機(jī)可能不能正常工作。因此，在正執(zhí)行過(guò)剩電能消耗操作時(shí)，必須對(duì) 包括另一種電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，以使電動(dòng)機(jī)溫度不會(huì)進(jìn)入在電動(dòng)機(jī) 特性降低與元件保護(hù)上造成問(wèn)題的溫度范圍中。
圖26示出了在反映電動(dòng)機(jī)溫度的各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2中對(duì) 電動(dòng)機(jī)損耗增大設(shè)定值進(jìn)行確定的方式(第二示例)。
參考圖26，控制裝置50#在步驟S750判定電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1的電動(dòng)機(jī) 溫度T (1)或電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)溫度T (2)是否高于判定溫度Tjd。
如圖27所示布置在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2中的溫度傳感器29分別 檢測(cè)電動(dòng)機(jī)溫度T (1)和T (2)。為了測(cè)量電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的溫度，溫度傳 感器29 (特別是用于永磁電動(dòng)機(jī)的溫度傳感器)布置在能夠?qū)D(zhuǎn)子溫度進(jìn) 行檢測(cè)的位置。這樣，優(yōu)選地將溫度傳感器29布置在這樣的位置處考 慮到電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))的類型和特性，根據(jù)轉(zhuǎn)子特性，在該位置 處容易溫度升高到最大的程度。圖27中除增加了溫度傳感器29之外的結(jié) 構(gòu)與圖21所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中基本上相同，因此將不再重復(fù)其說(shuō) 明。
再參考圖26，優(yōu)選地，通過(guò)針對(duì)造成電動(dòng)機(jī)特性改變的溫度設(shè)置余 量，根據(jù)系統(tǒng)中所用電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))的特性，將步驟S750中的 判定溫度Tjd設(shè)定得較低。
在電動(dòng)機(jī)溫度T (1)和T (2)都低于判定溫度Tjd (步驟S750為 "否")時(shí)，控制裝置50#執(zhí)行與圖23和25中類似的步驟S700和S710 中的處理，從而考慮到各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2中的可消耗過(guò)剩電 能，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2之間分配消耗過(guò)剩電能。
相反，在電動(dòng)機(jī)溫度T (1)和T (2)中的一者等于或高于判定溫度Tjd (步驟S750為"是")時(shí)，控制裝置50#將電動(dòng)機(jī)溫度等于或高于判 定溫度Tjd的那個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG (下文中總稱為電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和 MG2)中的損耗增大命令Mlcom設(shè)定為零(Mlcom=0)。此外，在步驟S770，控制裝置50#對(duì)電動(dòng)機(jī)溫度低于判定溫度Tjd的 那個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG執(zhí)行與圖23的步驟S700中類似的處理，具體地，計(jì) 算當(dāng)前工作時(shí)間點(diǎn)處的可消耗過(guò)剩電能Pmax。此外，在步驟S780，控制 裝置50#將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG中的損耗增大命令Mlcom設(shè)定為在步驟S770 中獲得的可消耗過(guò)剩電能的范圍內(nèi)滿足(Mlcom《Pmax)的關(guān)系。這種控制結(jié)構(gòu)能夠連續(xù)地監(jiān)視由過(guò)剩電能消耗造成的電動(dòng)發(fā)電機(jī)溫度 升高，從而能夠避免可能將電動(dòng)機(jī)溫度升高到造成電動(dòng)機(jī)特性改變的高溫 范圍內(nèi)的過(guò)剩電能消耗操作。由此，能夠在避免電動(dòng)機(jī)操作中出現(xiàn)穩(wěn)定性 問(wèn)題的同時(shí)，執(zhí)行消耗過(guò)剩電能的操作。此外，從在電動(dòng)機(jī)溫度中反映過(guò)剩電能消耗操作的觀點(diǎn)來(lái)看，可以在 計(jì)算各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的可消耗過(guò)剩電能Pmax時(shí)(圖23中的步驟S700 等)反映出電動(dòng)機(jī)溫度。例如，根據(jù)電動(dòng)機(jī)溫度T (1)和T (2)對(duì)判定 溫度Tjd的余量減小，能夠?qū)⒖上倪^(guò)剩電能Pmax設(shè)定得低于原來(lái)的 值。(考慮了過(guò)剩電能消耗所需時(shí)間的分配方式) 如已經(jīng)參考圖3等進(jìn)行的說(shuō)明，根據(jù)該實(shí)施例進(jìn)行的過(guò)剩電能消耗操 作是通過(guò)改變電流工作點(diǎn)來(lái)執(zhí)行的。這種電流工作點(diǎn)改變必然改變電流命 令值Idcom和Iqcom。但是，在電動(dòng)機(jī)電流在短時(shí)間內(nèi)顯著改變時(shí)，可控 性變差。因此，考慮到控制穩(wěn)定性， 一般給電流命令值的改變速率(單位 時(shí)間的改變量)采用特定的限制值。例如，圖2中的電流命令產(chǎn)生單元 210以具有預(yù)定值的周期來(lái)執(zhí)行電流命令產(chǎn)生操作，但是在產(chǎn)生電流命令 時(shí)，電流命令值相對(duì)于前次電流命令值的改變量被限制為特定值或小于特 定值。圖28圖示了考慮到消耗過(guò)剩電能所需的時(shí)間，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和 MG2中確定電能損耗增大設(shè)定值的方式(第三示例)。'參考圖28，控制裝置50#在步驟S800計(jì)算消耗過(guò)剩電能Ptml和42Ptm2，所述消耗過(guò)剩電能Ptml和Ptm2是當(dāng)前工作狀態(tài)下(具體地，在各 個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2當(dāng)前的電流狀態(tài)下) 一定時(shí)間內(nèi)允許增大的如圖29所示，在電流命令值改變較大程度時(shí)，從上述電動(dòng)機(jī)控制穩(wěn) 定性的角度而言，不可能立刻獲得所需的電流命令值，而是可能需要一定 時(shí)間來(lái)將該值改變到所需電流工作點(diǎn)。圖29以示例方式圖示了在而將電流工作點(diǎn)從當(dāng)前(時(shí)刻t0)電流工 作點(diǎn)Pl改變到用于增大損耗(過(guò)剩電能消耗)的電流工作點(diǎn)Pla時(shí)執(zhí)行 的控制操作。在該操作中，假定隨著電流工作點(diǎn)從Plo改變到Pla，電流 命令值Idcom或Iqcom從Io改變到Ia。但是，對(duì)于每個(gè)控制周期Tc，存在電流命令值的改變限制值Ivmax。 因此，在((la-Io)>IvmaX)的情況下，不能產(chǎn)生在下一個(gè)控制周期中使 電流工作點(diǎn)立刻改變到所需位置的電流命令，而必須逐漸地改變電流工作 點(diǎn)。因此，在電流工作點(diǎn)Plo與Pla之間，電流命令值存在較大差異時(shí)， 需要比較長(zhǎng)時(shí)間(即在時(shí)刻t0與tl之間)來(lái)從當(dāng)前的電流工作點(diǎn)改變到 為所需過(guò)剩電能消耗而設(shè)定的電流工作點(diǎn)。換言之，根據(jù)預(yù)先獲得的電流命令值圖表(圖4)中的值，能夠計(jì)算 預(yù)定時(shí)間內(nèi)在各個(gè)電流工作點(diǎn)處允許消耗過(guò)剩電能增大的量，同時(shí)反映了 電流命令值的改變限制值Ivmax。因此，如圖30所示，可以預(yù)先準(zhǔn)備圖表，對(duì)于各個(gè)電流工作點(diǎn)，在 預(yù)定時(shí)間內(nèi)可增大的消耗過(guò)剩電能參照該圖表。根據(jù)圖28中歩驟S800的 處理，參照?qǐng)D30的圖表，由此能夠?qū)﹄妱?dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2分別確定 消耗過(guò)剩電能Ptml和Ptm2，所述消耗過(guò)剩電能Ptml和Ptm2是在當(dāng)前工 作狀態(tài)(電流工作點(diǎn))處預(yù)定時(shí)間內(nèi)被允許增大的量。再參考圖28，控制裝置50#在步驟S810將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2 中的損耗增大命令Mlcom (1)和Mlttl (2)確定在步驟S800中獲得的 Ptml禾B Ptm2的范圍內(nèi)。根據(jù)上述控制結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑻幱陬A(yù)定時(shí)間內(nèi)允許增大的范圍內(nèi)的過(guò)剩電能分配給各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)。因此，能夠根據(jù)各個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài) (再生操作和通電運(yùn)轉(zhuǎn))而在短時(shí)間內(nèi)消耗整個(gè)系統(tǒng)的過(guò)剩電能。
步驟S810的處理可以具有這樣的控制結(jié)構(gòu)該控制結(jié)構(gòu)通過(guò)把與圖 25中類似的優(yōu)先級(jí)賦予圖31所示的電動(dòng)發(fā)電機(jī)，來(lái)分配消耗過(guò)剩電能。
參考圖31，圖28所示的步驟S810中的處理優(yōu)選地由步驟S820 — S840形成。
在步驟S820，控制裝置50#將對(duì)應(yīng)于全部電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的 過(guò)剩電能的輸出損耗增大量Mlttl與消耗過(guò)剩電能Ptml比較，所述消耗過(guò) 剩電能Ptml是在步驟S800 (圖28)中獲得的，并能夠在首先進(jìn)行工作以 消耗過(guò)剩電能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1中在預(yù)定時(shí)間內(nèi)增大。
在(Mlttl《Ptml)的情況下(S820為"是")，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1能 夠在預(yù)定時(shí)間內(nèi)消耗全部過(guò)剩電能Mlttl。因此，控制裝置50#在步驟S830 根據(jù)下面的公式(9)來(lái)分配消耗過(guò)剩電能，使得只由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1消 耗過(guò)剩電能
Ml薩(1) =Mlttl， Ml匿(2) =0... (9)
相反，在(Mlttl〉Ptml)的情況下(步驟S820為"否")，不能僅由 首先工作以消耗過(guò)剩電能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1在預(yù)定時(shí)間內(nèi)消耗掉全部過(guò) 剩電能。因此，必須另外使用另一電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2來(lái)消耗過(guò)剩電能。因 此，控制裝置50#根據(jù)下面的公式(10)來(lái)分配消耗過(guò)剩電能
Mlcom (1) -Ptml， Ml謹(jǐn)(2) =Mlttl — Ptml…(10) (在Mlcom (2)《Ptm2的情況下)
通過(guò)在混合動(dòng)力車輛中采用圖31所示控制結(jié)構(gòu)，與圖25中的結(jié)構(gòu)類 似，可以抑制電動(dòng)發(fā)電機(jī)中的過(guò)剩電能消耗操作對(duì)車輛可驅(qū)動(dòng)性造成影響 的可能性。
當(dāng)然，預(yù)定時(shí)間內(nèi)允許增大的消耗過(guò)剩電能Ptml和Ptm2 (見圖28和 圖31)分別等于或小于圖23中所示的可消耗過(guò)剩電能Pmaxl和Pmax2 (Ptml《Pmaxl， Ptm2《Pmax2)。
因此，在圖26的流程圖中，可以執(zhí)行圖28或圖31中的步驟S800和 S810來(lái)代替步驟S700和S710，還可以執(zhí)行與步驟S800和S810中類似的處理來(lái)代替步驟S770和S780，從而可以提供這樣的控制結(jié)構(gòu)該控制結(jié) 構(gòu)能夠在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1與MG2之間保持消耗過(guò)剩電能的平衡并對(duì)電動(dòng) 機(jī)溫度的過(guò)度升高進(jìn)行監(jiān)視的同時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)消耗所有過(guò)剩電能。本發(fā)明與作為第五實(shí)施例的示例性結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下。圖23中的 步驟S700和圖28中的步驟S800對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"上限設(shè)定裝置"， 圖23中的步驟S710、圖26中的步驟S750 — S780以及圖28中的步驟 S810對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的"分配確定裝置"。在第四和第五實(shí)施例中，己經(jīng)以設(shè)有電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1和MG2的混合 動(dòng)力車輛所用的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為典型示例進(jìn)行說(shuō)明。但是，這種類型 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))數(shù)目不限于兩個(gè)。在設(shè)有 任意數(shù)目的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，都可以類似 第五實(shí)施例那樣執(zhí)行消耗過(guò)剩電能的分配，所述分配反映了各個(gè)電動(dòng)發(fā)電 機(jī)(AC電動(dòng)機(jī))中與工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)的可消耗過(guò)剩電能、或預(yù)定時(shí)間內(nèi)允 許增大的消耗過(guò)剩電能量以及電動(dòng)機(jī)溫度。作為本發(fā)明的實(shí)施例，已經(jīng)以布置在混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛中的電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于這些情況。因此，根據(jù) 本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)需對(duì)受到驅(qū)動(dòng)控制的AC電動(dòng)機(jī)數(shù)目限制就可 以應(yīng)用到包括下述AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所述AC電動(dòng)機(jī)的輸 出是由電動(dòng)機(jī)電流的反饋控制來(lái)控制的。本發(fā)明特別適用于設(shè)有AC電動(dòng) 機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述AC電動(dòng)機(jī)例如永磁電動(dòng)機(jī)或磁阻電動(dòng)機(jī)，這 些電動(dòng)機(jī)被設(shè)置成通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電流的大小和相位來(lái)執(zhí)行輸出轉(zhuǎn)矩的可 變控制。盡管已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明和圖示了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)明白，這些只是作為舉 例說(shuō)明，而不應(yīng)以限制方式理解，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求項(xiàng)來(lái)解 釋。4權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)AC電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其能夠雙向地向所述AC電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電能以及從所述AC電動(dòng)機(jī)接收電能，并向所述AC電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)功率；和電動(dòng)機(jī)控制裝置，其用于對(duì)所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的操作進(jìn)行控制，其中，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置執(zhí)行消耗操作并在所述消耗操作過(guò)程中當(dāng)對(duì)所述AC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令值發(fā)生改變時(shí)執(zhí)行跟隨操作，所述消耗操作由所述AC電動(dòng)機(jī)消耗根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)而確定的過(guò)剩電能，所述跟隨操作在保持所述消耗操作的同時(shí)使輸出轉(zhuǎn)矩跟隨所述轉(zhuǎn)矩命令值的改變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中， 所述電動(dòng)機(jī)控制裝置用下述電流相對(duì)所述AC電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)隨著所述消耗操作中確定的過(guò)剩電能增大，所述電流相使所述AC電動(dòng)機(jī)的驅(qū) 動(dòng)效率相對(duì)降低。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中， 所述電動(dòng)機(jī)控制裝置具有電能評(píng)估裝置，所述電能評(píng)估裝置用于根據(jù)所述AC電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度和所述轉(zhuǎn)矩命令值來(lái)評(píng)估由所述AC電動(dòng)機(jī) 產(chǎn)生的電能，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)由所述電能評(píng)估裝置評(píng)估的所產(chǎn)生 的電能來(lái)確定由所述消耗操作消耗的所述過(guò)剩電能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中， 所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路能夠雙向地向可充電DC電源供應(yīng)電能以及從所述可充電DC電源接收電能，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括電壓檢測(cè)器，所述電壓檢測(cè)器對(duì)將所述電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與所述DC電源電連接在一起的互連器件上的電壓進(jìn)行檢 測(cè)，并且所述電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓，來(lái)確定 由所述消耗操作消耗的所述過(guò)剩電能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述AC電動(dòng)機(jī)安裝在車輛上，所述AC電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接到所述 車輛的車輪用于傳遞轉(zhuǎn)矩，并且所述電動(dòng)機(jī)控制裝置根據(jù)所述車輛所需的制動(dòng)力來(lái)確定由所述消耗操 作消耗的所述過(guò)剩電能。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置具有特性儲(chǔ)存裝置，所述特性儲(chǔ)存裝置用于預(yù)先 儲(chǔ)存與所述AC電動(dòng)機(jī)中相同大小的所述過(guò)剩電能消耗對(duì)應(yīng)的、所述轉(zhuǎn)矩 命令值與電流命令之間的關(guān)系，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置基于儲(chǔ)存在所述特性 儲(chǔ)存裝置中的所述關(guān)系，根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩命令值和所確定的過(guò)剩電能來(lái)產(chǎn)生 所述電流命令。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置包括損耗增大設(shè)定裝置，其用于設(shè)定電動(dòng)機(jī)損耗命令，所述電動(dòng)機(jī)損耗命令表示了對(duì)應(yīng)于所確定的過(guò)剩電能，所述AC電動(dòng)機(jī)中應(yīng)增大的電能損 耗，電流命令產(chǎn)生裝置，其用于根據(jù)所述AC電動(dòng)機(jī)的所述轉(zhuǎn)矩命令值以 及基于所述損耗增大設(shè)定裝置所確定的所述電動(dòng)機(jī)損耗命令來(lái)為流經(jīng)所述 AC電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流產(chǎn)生電流命令，以及電流控制裝置，其用于根據(jù)由所述電流命令產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述電流 命令，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的操作進(jìn)行控制以產(chǎn)生所述電動(dòng)機(jī)電流；并 且所述電流命令產(chǎn)生裝置產(chǎn)生所述電流命令，使得所述AC電動(dòng)機(jī)的輸 出轉(zhuǎn)矩與所述轉(zhuǎn)矩命令值匹配，并使得所述AC電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率隨著由 所述電動(dòng)機(jī)損耗命令造成的所述電能損耗增大而相對(duì)減小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中， 所述電動(dòng)機(jī)控制裝置還包括方波電壓控制裝置，其用于控制所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的操作來(lái)向所述 AC電動(dòng)機(jī)施加方波電壓，所述方波電壓的相取決于所述轉(zhuǎn)矩命令值，控制模式選擇裝置，其用于根據(jù)所述AC電動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)，來(lái)選擇 所述電流控制裝置與所述方波電壓控制裝置中的一者，以及控制模式校正裝置，其用于在所述控制模式選擇裝置選擇了所述方波 電壓控制裝置時(shí)，根據(jù)由所述損耗增大設(shè)定裝置確定的所述電動(dòng)機(jī)損耗命 令，來(lái)取消所述控制模式選擇裝置進(jìn)行的選擇并選擇所述電流控制裝置； 并且當(dāng)所述控制模式校正裝置選擇了所述電流控制裝置時(shí)，所述電流命令 產(chǎn)生裝置在下述區(qū)域中產(chǎn)生所述電流命令在所述區(qū)域中，所述AC電動(dòng) 機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率低于由使用所述方波電壓控制裝置進(jìn)行的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所獲得 的驅(qū)動(dòng)效率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中， 所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)多個(gè)所述AC電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和所述電動(dòng)機(jī)控制裝置被與每個(gè)所述AC電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行布置，每個(gè)所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路能夠雙向地向可充電的公共電 源供應(yīng)電能以及從所述可充電的公共電源接收電能，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括分配裝置，所述分配裝置用于分別設(shè)定所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)中的消耗過(guò)剩電能，使得所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的整 體消耗所述過(guò)剩電能，并且，每個(gè)所述電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)所述AC電動(dòng)機(jī)中相應(yīng)的一者進(jìn)行控制， 以執(zhí)行對(duì)由所述分配裝置確定的所述消耗過(guò)剩電能中相應(yīng)一者進(jìn)行消耗的 消耗操作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述分配裝置包括上限設(shè)定裝置，其用于根據(jù)相應(yīng)的AC電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前操作狀態(tài)來(lái)分別 計(jì)算所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的可消耗過(guò)剩電能，以及分配確定裝置，其用于設(shè)定所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)各自的消耗過(guò)剩電 能，使得所述消耗過(guò)剩電能中每一者都處于由所述上限設(shè)定裝置計(jì)算出的 相應(yīng)的可消耗過(guò)剩電能的范圍內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述分配裝置包括分配確定裝置，所述分配確定裝置用于考慮到所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的溫度來(lái)分別設(shè)定所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的消耗過(guò)剩電能。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述分配裝置包括上限設(shè)定裝置，其用于對(duì)各個(gè)所述AC電動(dòng)機(jī)，根據(jù)相應(yīng)的AC電動(dòng) 機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)來(lái)計(jì)算預(yù)定時(shí)間內(nèi)可消耗的各個(gè)過(guò)剩電能，以及分配確定裝置，其用于設(shè)定各個(gè)所述AC電動(dòng)機(jī)的消耗過(guò)剩電能，使 得每個(gè)所述消耗過(guò)剩電能都處于由所述上限設(shè)定裝置計(jì)算出的預(yù)定時(shí)間內(nèi) 可消耗的相應(yīng)過(guò)剩電能的范圍內(nèi)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)AC電動(dòng)機(jī)包括 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其產(chǎn)生車輛的車輪驅(qū)動(dòng)力，和 非驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其不直接產(chǎn)生所述車輪驅(qū)動(dòng)力，并且 所述分配裝置設(shè)定所述各個(gè)AC電動(dòng)機(jī)的消耗過(guò)剩電能，使得所述非 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)優(yōu)先消耗過(guò)剩電能。
全文摘要
在用于驅(qū)動(dòng)AC電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)電流受到反饋控制，通常，根據(jù)最佳效率特性線(CL0)上的轉(zhuǎn)矩命令值產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)電流命令，以選擇最佳電流相，以在電動(dòng)機(jī)電流幅度相同的情況下獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩。另一方面，在AC電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了超過(guò)AC電動(dòng)機(jī)可再生電能量的過(guò)多電能時(shí)，執(zhí)行消耗操作以有意地增大AC電動(dòng)機(jī)中的電能損耗。在消耗操作中，根據(jù)損耗增大的特性線(CL1-CL3)上的轉(zhuǎn)矩命令值來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)電流命令，使電流相從上述最佳值改變。由此，能夠增大AC電動(dòng)機(jī)中的電能損耗以消耗過(guò)剩電能，而不給電動(dòng)機(jī)控制造成不穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H02P27/04GK101297471SQ20068004013
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者佐藤榮次, 岡村賢樹, 洲濱將圭 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社